1、第第6章章 詳細設計詳細設計 6.1 結構程序設計結構程序設計6.2 人機界面設計人機界面設計6.3 過程設計的工具過程設計的工具6.4 面向數(shù)據(jù)結構的設計方法面向數(shù)據(jù)結構的設計方法6.5 程序復雜程度的定量度量程序復雜程度的定量度量n詳細設計階段的根本目標：詳細設計階段的根本目標：確定應該怎樣具體確定應該怎樣具體地實現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。經(jīng)過這個階段的設計工地實現(xiàn)所要求的系統(tǒng)。經(jīng)過這個階段的設計工作，應該得出對目標系統(tǒng)的精確描述，從而在作，應該得出對目標系統(tǒng)的精確描述，從而在編碼階段可以把這個描述直接翻譯成用某種程編碼階段可以把這個描述直接翻譯成用某種程序設計語言書寫的程序。序設計語言書寫的程序。

2、n結構程序設計技術是實現(xiàn)上述目標的關鍵技術，結構程序設計技術是實現(xiàn)上述目標的關鍵技術，因此是詳細設計的邏輯基礎。因此是詳細設計的邏輯基礎。 6.1 結構程序設計結構程序設計n經(jīng)典定義：經(jīng)典定義：如果一個程序的代碼塊僅僅通過順如果一個程序的代碼塊僅僅通過順序、選擇和循環(huán)這序、選擇和循環(huán)這3種基本控制結構進行連接，種基本控制結構進行連接，并且每個代碼塊只有一個入口和一個出口，則并且每個代碼塊只有一個入口和一個出口，則稱這個程序是結構化的。稱這個程序是結構化的。n更全面定義：更全面定義：結構程序設計是盡可能少用結構程序設計是盡可能少用GOTO語句的程序設計方法。最好僅在檢測出語句的程序設計方法。最好

3、僅在檢測出錯誤時才使用錯誤時才使用GOTO語句，而且應該總是使用語句，而且應該總是使用前向前向GOTO語句。語句。n為了實際使用方便起見，常常還允許使用為了實際使用方便起見，常常還允許使用DO-UNTIL和和DO-CASE兩種控制結構。兩種控制結構。n有時需要立即從循環(huán)有時需要立即從循環(huán)(甚至嵌套的循環(huán)甚至嵌套的循環(huán))中轉移中轉移出來，允許使用出來，允許使用LEAVE(或或BREAK)結構。結構。LEAVE或或BREAK結構實質上是受限制的結構實質上是受限制的GOTO語句，用于轉移到循環(huán)結構后面。語句，用于轉移到循環(huán)結構后面。 3種基本的控制結構種基本的控制結構其他常用的控制結構其他常用的控制

4、結構n經(jīng)典的結構程序設計：經(jīng)典的結構程序設計：只允許使用順序、只允許使用順序、IF-THEN-ELSE型分支和型分支和DO-WHILE型循環(huán)這型循環(huán)這3種基本控制結構；種基本控制結構；n擴展的結構程序設計：擴展的結構程序設計：如果除了上述如果除了上述3種基本種基本控制結構之外，還允許使用控制結構之外，還允許使用DO-CASE型多分型多分支結構和支結構和DO-UNTIL型循環(huán)結構；型循環(huán)結構；n修正的結構程序設計：修正的結構程序設計：再加上允許使用再加上允許使用LEAVE(或或BREAK)結構。結構。 6.2 人機界面設計人機界面設計n人機界面設計是接口設計的重要組成部分。對人機界面設計是接口設

5、計的重要組成部分。對于交互式系統(tǒng)來說，人機界面設計和數(shù)據(jù)設計、于交互式系統(tǒng)來說，人機界面設計和數(shù)據(jù)設計、體系結構設計及過程設計一樣重要。體系結構設計及過程設計一樣重要。n人機界面的設計質量，直接影響用戶對軟件產(chǎn)人機界面的設計質量，直接影響用戶對軟件產(chǎn)品的評價，從而影響軟件產(chǎn)品的競爭力和壽命，品的評價，從而影響軟件產(chǎn)品的競爭力和壽命，必須對人機界面設計給予足夠重視。必須對人機界面設計給予足夠重視。 三條三條“黃金規(guī)則黃金規(guī)則”： n置用戶于控制之下。置用戶于控制之下。n減少用戶記憶負擔。減少用戶記憶負擔。n保持界面一致。保持界面一致。6.2.1 設計問題設計問題設計人機界面過程中會遇到的設計人機

6、界面過程中會遇到的4個問題：個問題：n系統(tǒng)響應時間系統(tǒng)響應時間n用戶幫助設施用戶幫助設施n出錯信息處理出錯信息處理n命令交互命令交互 1. 系統(tǒng)響應時間系統(tǒng)響應時間n系統(tǒng)響應時間指從用戶完成某個控制動作，到系統(tǒng)響應時間指從用戶完成某個控制動作，到軟件給出預期的響應之間的這段時間。系統(tǒng)響軟件給出預期的響應之間的這段時間。系統(tǒng)響應時間有兩個重要屬性：長度和易變性。應時間有兩個重要屬性：長度和易變性。n長度：長度：如果系統(tǒng)響應時間過長，用戶就會感到如果系統(tǒng)響應時間過長，用戶就會感到緊張和沮喪；系統(tǒng)響應時間過短會迫使用戶加緊張和沮喪；系統(tǒng)響應時間過短會迫使用戶加快操作節(jié)奏，從而可能會犯錯誤。快操作節(jié)奏

7、，從而可能會犯錯誤。n易變性：易變性：指系統(tǒng)響應時間相對于平均響應時間指系統(tǒng)響應時間相對于平均響應時間的偏差，即使系統(tǒng)響應時間較長，響應時間易的偏差，即使系統(tǒng)響應時間較長，響應時間易變性低也有助于用戶建立起穩(wěn)定的工作節(jié)奏。變性低也有助于用戶建立起穩(wěn)定的工作節(jié)奏。2. 用戶幫助設施用戶幫助設施n大多數(shù)現(xiàn)代軟件都提供聯(lián)機幫助設施，用戶無大多數(shù)現(xiàn)代軟件都提供聯(lián)機幫助設施，用戶無須離開用戶界面就能解決自己的問題。常見的須離開用戶界面就能解決自己的問題。常見的幫助設施可分為集成的和附加的兩類。幫助設施可分為集成的和附加的兩類。n集成的幫助設施集成的幫助設施設計在軟件里面，它對用戶工設計在軟件里面，它對用

8、戶工作內(nèi)容是敏感的，用戶可以從與剛剛完成的操作內(nèi)容是敏感的，用戶可以從與剛剛完成的操作有關的主題中選擇一個請求幫助。作有關的主題中選擇一個請求幫助。n附加的幫助設施附加的幫助設施是在系統(tǒng)建成后再添加到軟件是在系統(tǒng)建成后再添加到軟件中的，它實際上是一種查詢能力有限的聯(lián)機用中的，它實際上是一種查詢能力有限的聯(lián)機用戶手冊。戶手冊。n集成的幫助設施優(yōu)于附加的幫助設施。集成的幫助設施優(yōu)于附加的幫助設施。3. 出錯信息處理出錯信息處理n出錯信息和警告信息，是出現(xiàn)問題時交互式系出錯信息和警告信息，是出現(xiàn)問題時交互式系統(tǒng)給出的統(tǒng)給出的“壞消息壞消息”。4. 命令交互命令交互n多數(shù)情況下，用戶既可以從菜單中選擇

9、軟件功多數(shù)情況下，用戶既可以從菜單中選擇軟件功能，也可以通過鍵盤命令序列調(diào)用軟件功能。能，也可以通過鍵盤命令序列調(diào)用軟件功能。n在理想的情況下，所有應用軟件都有一致的命在理想的情況下，所有應用軟件都有一致的命令使用方法。令使用方法。 6.2.2 設計過程設計過程n用戶界面設計是一個迭代的過程，也就是說，用戶界面設計是一個迭代的過程，也就是說，通常先創(chuàng)建設計模型，再用原型實現(xiàn)這個設計通常先創(chuàng)建設計模型，再用原型實現(xiàn)這個設計模型，并由用戶試用和評估，然后根據(jù)用戶意模型，并由用戶試用和評估，然后根據(jù)用戶意見進行修改。見進行修改。n為了支持上述迭代過程，各種用于界面設計和為了支持上述迭代過程，各種用于

10、界面設計和原型開發(fā)的軟件工具應運而生。這些工具被稱原型開發(fā)的軟件工具應運而生。這些工具被稱為用戶界面工具箱或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)。為用戶界面工具箱或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)。6.2.3 人機界面設計指南人機界面設計指南n一般交互指南一般交互指南n信息顯示指南信息顯示指南n數(shù)據(jù)輸入指南數(shù)據(jù)輸入指南顏色使用指南：顏色使用指南： n一個窗口中不應該出現(xiàn)一個窗口中不應該出現(xiàn)5種以上不同色系的顏色。一般種以上不同色系的顏色。一般的，盡量少用不同的顏色總是好的。的，盡量少用不同的顏色總是好的。n如果一個圖表中僅包含幾種顏色，背景應該選用其中一如果一個圖表中僅包含幾種顏色，背景應該選用其中一種顏色的補色：如果一幅圖中包

11、含許多顏色，背景應該種顏色的補色：如果一幅圖中包含許多顏色，背景應該選用一種中性的顏色，如灰色。選用一種中性的顏色，如灰色。n如果兩個相鄰的顏色不是特別和諧，可以用細的黑色邊如果兩個相鄰的顏色不是特別和諧，可以用細的黑色邊框將它們分開?？驅⑺鼈兎珠_。n背景和字體顏色應選用對比度強的顏色。背景和字體顏色應選用對比度強的顏色。n顏色的應用要適度，裝飾性的使用服從功能性的使用。顏色的應用要適度，裝飾性的使用服從功能性的使用。n區(qū)域的顏色實際上能夠影響他的觀察尺寸。區(qū)域的顏色實際上能夠影響他的觀察尺寸。n使用高飽和度使用高飽和度(亮亮)顏色的大區(qū)域是不明智的。顏色的大區(qū)域是不明智的。n紅色和藍色具有最

12、強的深度不一致的效果，紅色看起來紅色和藍色具有最強的深度不一致的效果，紅色看起來近，藍色看起來遠。近，藍色看起來遠。黃月亮和藍月亮黃月亮和藍月亮 懷特效應懷特效應 藍寶石之光藍寶石之光 斯特魯普效應斯特魯普效應 6.3 過程設計的工具過程設計的工具6.3.1 程序流程圖程序流程圖n程序流程圖又稱為程序框圖，它是歷史最悠久、程序流程圖又稱為程序框圖，它是歷史最悠久、使用最廣泛的描述過程設計的方法。使用最廣泛的描述過程設計的方法。n它的主要優(yōu)點是對控制流程的描繪很直觀，便它的主要優(yōu)點是對控制流程的描繪很直觀，便于初學者掌握。于初學者掌握。n程序流程圖歷史悠久，至今仍在廣泛使用著。程序流程圖歷史悠久

13、，至今仍在廣泛使用著。程序流程圖中使用的符號程序流程圖中使用的符號程序流程圖的主要缺點：程序流程圖的主要缺點：n程序流程圖本質上不是逐步求精的好工具，它程序流程圖本質上不是逐步求精的好工具，它誘使程序員過早地考慮程序的控制流程，而不誘使程序員過早地考慮程序的控制流程，而不去考慮程序的全局結構。去考慮程序的全局結構。n程序流程圖中用箭頭代表控制流，因此程序員程序流程圖中用箭頭代表控制流，因此程序員不受任何約束，可以完全不顧結構程序設計的不受任何約束，可以完全不顧結構程序設計的精神，隨意轉移控制。精神，隨意轉移控制。n程序流程圖不易表示數(shù)據(jù)結構。程序流程圖不易表示數(shù)據(jù)結構。 6.3.2 盒圖盒圖(

14、N-S圖圖)盒圖具有下述特點：盒圖具有下述特點：n功能域明確。功能域明確。n不可能任意轉移控制。不可能任意轉移控制。n很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用域。很容易確定局部和全程數(shù)據(jù)的作用域。n很容易表現(xiàn)嵌套關系，也可以表示模塊的層次很容易表現(xiàn)嵌套關系，也可以表示模塊的層次結構。結構。盒圖的基本符號盒圖的基本符號6.3.3 PAD圖圖nPAD是問題分析圖是問題分析圖(problem analysis diagram)的英文縮寫，自的英文縮寫，自1973年由日本日立公司發(fā)明以年由日本日立公司發(fā)明以后，已得到一定程度的推廣。后，已得到一定程度的推廣。n它用二維樹形結構的圖來表示程序的控制流，它用二維樹形

15、結構的圖來表示程序的控制流，將這種圖翻譯成程序代碼比較容易。將這種圖翻譯成程序代碼比較容易。 PAD圖的基本符號圖的基本符號PAD圖的主要優(yōu)點如下：圖的主要優(yōu)點如下：n使用表示結構化控制結構的使用表示結構化控制結構的PAD符號設計出來符號設計出來的程序必然是結構化程序。的程序必然是結構化程序。nPAD圖所描繪的程序結構十分清晰。圖所描繪的程序結構十分清晰。nPAD圖表現(xiàn)程序邏輯易讀、易懂、易記。圖表現(xiàn)程序邏輯易讀、易懂、易記。n容易將容易將PAD圖轉換成高級語言源程序，這種轉圖轉換成高級語言源程序，這種轉換可用軟件工具自動完成。換可用軟件工具自動完成。n即可表示程序邏輯，也可描繪數(shù)據(jù)結構。即可

16、表示程序邏輯，也可描繪數(shù)據(jù)結構。nPAD圖的符號支持自頂向下、逐步求精方法的圖的符號支持自頂向下、逐步求精方法的使用。使用。n例題：例題：某程序某程序流程圖如右圖流程圖如右圖所示，請分別所示，請分別用用N-S圖和圖和PAD圖表示。圖表示。 a UNTIL x8jbice WHILE x5dx1x2x3x4fgh UNTIL x7x6xi=PAD圖：圖：x8ajx1bTFfx6TFx7ighCASE xix2x4x3x5cdeN-S圖：圖：6.3.4 判定表判定表n當算法中包含當算法中包含多重嵌套的條件選擇多重嵌套的條件選擇時，用程序時，用程序流程圖、盒圖、流程圖、盒圖、PAD圖或后面即將介紹的

17、過程圖或后面即將介紹的過程設計語言設計語言(PDL)都不易清楚地描述。都不易清楚地描述。n判定表卻能夠清晰地表示復雜的條件組合與應判定表卻能夠清晰地表示復雜的條件組合與應做的動作之間的對應關系。做的動作之間的對應關系。 一張判定表由一張判定表由4部分組成：部分組成：n左上部列出所有條件；左上部列出所有條件；n左下部是所有可能做的動作；左下部是所有可能做的動作；n右上部是表示各種條件組合的一個矩陣；右上部是表示各種條件組合的一個矩陣；n右下部是和每種條件組合相對應的動作。右下部是和每種條件組合相對應的動作。 例題：例題：n假設某航空公司規(guī)定，乘客可以免費托運重量假設某航空公司規(guī)定，乘客可以免費托

18、運重量不超過不超過30kg的行李。的行李。n當行李重量超過當行李重量超過30kg時，對頭等艙的國內(nèi)乘客時，對頭等艙的國內(nèi)乘客超重部分每公斤收費超重部分每公斤收費4元，對其他艙的國內(nèi)乘元，對其他艙的國內(nèi)乘客超重部分每公斤收費客超重部分每公斤收費6元。元。n對外國乘客超重部分每公斤收費比國內(nèi)乘客多對外國乘客超重部分每公斤收費比國內(nèi)乘客多一倍，對殘疾乘客超重部分每公斤收費比正常一倍，對殘疾乘客超重部分每公斤收費比正常乘客少一半。乘客少一半。表表6.1 用判定表表示計算行李費的算法用判定表表示計算行李費的算法123456789國內(nèi)乘客國內(nèi)乘客TTTTFFFF頭等艙頭等艙TFTFTFTF殘疾乘客殘疾乘客

19、FFTTFFTT行李重量行李重量 W 30TFFFFFFFF免費免費(W-30)2(W-30)3(W-30)4(W-30)6(W-30)8(W-30)12判定表的優(yōu)點：判定表的優(yōu)點：n能清晰地表示復雜的條件組合與應做的動作之能清晰地表示復雜的條件組合與應做的動作之間的對應關系。間的對應關系。判定表的缺點：判定表的缺點： n判定表的含義不是一眼就能看出來的，初次接判定表的含義不是一眼就能看出來的，初次接觸這種工具的人理解它需要有一個簡短的學習觸這種工具的人理解它需要有一個簡短的學習過程。過程。n當數(shù)據(jù)元素的值多于兩個時，判定表的簡潔程當數(shù)據(jù)元素的值多于兩個時，判定表的簡潔程度也將下降。度也將下降

20、。n判定樹是判定表的變種，也能清晰地表示復雜判定樹是判定表的變種，也能清晰地表示復雜的條件組合與應做的動作之間的對應關系。的條件組合與應做的動作之間的對應關系。n多年來判定樹一直受到人們的重視，是一種比多年來判定樹一直受到人們的重視，是一種比較常用的系統(tǒng)分析和設計的工具。較常用的系統(tǒng)分析和設計的工具。6.3.5 判定樹判定樹用判定樹表示計算行李費的算法用判定樹表示計算行李費的算法判定樹的優(yōu)點：判定樹的優(yōu)點：n它的形式簡單，一眼就可以看出其含義，因此它的形式簡單，一眼就可以看出其含義，因此易于掌握和使用。易于掌握和使用。判定樹的缺點：判定樹的缺點：n簡潔性不如判定表，數(shù)據(jù)元素的同一個值往往簡潔性

21、不如判定表，數(shù)據(jù)元素的同一個值往往要重復寫多遍，而且越接近樹的葉端重復次數(shù)要重復寫多遍，而且越接近樹的葉端重復次數(shù)越多。越多。n畫判定樹時分枝的次序可能對最終畫出的判定畫判定樹時分枝的次序可能對最終畫出的判定樹的簡潔程度有較大影響。樹的簡潔程度有較大影響。 例題：例題：n某校制定了教師的講課課時津貼標準。對于各某校制定了教師的講課課時津貼標準。對于各種性質的講座，無論教師是什么職稱，每課時種性質的講座，無論教師是什么職稱，每課時津貼費一律是津貼費一律是50元；元；n對于一般的授課，則根據(jù)教師的職稱來決定每對于一般的授課，則根據(jù)教師的職稱來決定每課時津貼費：教授課時津貼費：教授30元，副教授元，

22、副教授25元，講師元，講師20元，助教元，助教15元。元。n請分別用判定表和判定樹表示津貼標準。請分別用判定表和判定樹表示津貼標準。 1520253050FFFFT講座講座TFFF助教助教FTFF講師講師FFTF副教授副教授FFFT教授教授54321判定表：判定表：課時津貼課時津貼一般授課一般授課講座講座教授教授副教授副教授講師講師助教助教3025201550判定樹：判定樹：6.3.6 過程設計語言過程設計語言n過程設計語言過程設計語言(PDL)也稱為偽碼，它是用正文也稱為偽碼，它是用正文形式表示數(shù)據(jù)和處理過程的設計工具。形式表示數(shù)據(jù)和處理過程的設計工具。nPDL具有嚴格的關鍵字外部語法，用于

23、定義控具有嚴格的關鍵字外部語法，用于定義控制結構和數(shù)據(jù)結構；另一方面，制結構和數(shù)據(jù)結構；另一方面，PDL表示實際表示實際操作和條件的內(nèi)部語法通常又是靈活自由的，操作和條件的內(nèi)部語法通常又是靈活自由的，可以適應各種工程項目的需要?？梢赃m應各種工程項目的需要。nPDL是一種是一種“混雜混雜”語言，它使用一種語言的語言，它使用一種語言的詞匯，同時卻使用另一種語言的語法。詞匯，同時卻使用另一種語言的語法。 偽代碼的基本控制結構：偽代碼的基本控制結構：n簡單陳述句結構：避免復合語句。簡單陳述句結構：避免復合語句。n判定結構：判定結構：IF_THEN_ELSE或或CASE_OF結構。結構。n選擇結構：選擇

24、結構：WHILE_DO或或REPEAT_UNTIL結結構。構。例：檢查訂貨單例：檢查訂貨單IF 客戶訂貨金額超過客戶訂貨金額超過5000元元 THEN IF 客戶拖延未還賒欠錢款超過客戶拖延未還賒欠錢款超過60天天 THEN 在償還欠款前不予批準在償還欠款前不予批準 ELSE (拖延未還賒欠錢款不超過拖延未還賒欠錢款不超過60天天) 發(fā)批準書，發(fā)貨單發(fā)批準書，發(fā)貨單 ENDIFELSE (客戶訂貨金額未超過客戶訂貨金額未超過5000元元) IF 客戶拖延未還賒欠錢款超過客戶拖延未還賒欠錢款超過60天天 THEN 發(fā)批準書，發(fā)貨單，并發(fā)催款通知書發(fā)批準書，發(fā)貨單，并發(fā)催款通知書 ELSE (拖延

25、未還賒欠錢款不超過拖延未還賒欠錢款不超過60天天) 發(fā)批準書，發(fā)貨單發(fā)批準書，發(fā)貨單 ENDIFENDIFPDL的特點：的特點：n關鍵字的固定語法，它提供了結構化控制結構、關鍵字的固定語法，它提供了結構化控制結構、數(shù)據(jù)說明和模塊化的特點。數(shù)據(jù)說明和模塊化的特點。n自然語言的自由語法，它描述處理特點。自然語言的自由語法，它描述處理特點。n數(shù)據(jù)說明的手段。應該既包括簡單的數(shù)據(jù)結構，數(shù)據(jù)說明的手段。應該既包括簡單的數(shù)據(jù)結構，又包括復雜的數(shù)據(jù)結構。又包括復雜的數(shù)據(jù)結構。n模塊定義和調(diào)用的技術，應該提供各種接口描模塊定義和調(diào)用的技術，應該提供各種接口描述模式。述模式。 PDL的優(yōu)點：的優(yōu)點：n可以作為注

26、釋直接插在源程序中間。有助于?？梢宰鳛樽⑨屩苯硬逶谠闯绦蛑虚g。有助于保持文檔和程序的一致性，提高了文檔的質量。持文檔和程序的一致性，提高了文檔的質量。n可以使用普通的正文編輯程序或文字處理系統(tǒng)，可以使用普通的正文編輯程序或文字處理系統(tǒng)，很方便地完成很方便地完成PDL的書寫和編輯工作。的書寫和編輯工作。n已經(jīng)有自動處理程序存在，而且可以自動由已經(jīng)有自動處理程序存在，而且可以自動由PDL生成程序代碼。生成程序代碼。PDL的缺點：的缺點：n不如圖形工具形象直觀，描述復雜的條件組合不如圖形工具形象直觀，描述復雜的條件組合與動作間的對應關系時，不如判定表清晰簡單。與動作間的對應關系時，不如判定表清晰簡單

27、。 練習題練習題1：習題習題6.3n畫出下列偽碼程序的程序流程圖和盒圖：畫出下列偽碼程序的程序流程圖和盒圖： STARTIF p THENWHILE q DOf END DO ELSEBLOCK g nEND BLOCKEND IFSTOP練習題練習題2：用判定表和判定樹表示用判定表和判定樹表示“檢查訂貨單檢查訂貨單”程序程序IF 客戶訂貨金額超過客戶訂貨金額超過5000元元 THEN IF 客戶拖延未還賒欠錢款超過客戶拖延未還賒欠錢款超過60天天 THEN 在償還欠款前不予批準在償還欠款前不予批準 ELSE (拖延未還賒欠錢款不超過拖延未還賒欠錢款不超過60天天) 發(fā)批準書，發(fā)貨單發(fā)批準書，

28、發(fā)貨單 ENDIFELSE (客戶訂貨金額未超過客戶訂貨金額未超過5000元元) IF 客戶拖延未還賒欠錢款超過客戶拖延未還賒欠錢款超過60天天 THEN 發(fā)批準書，發(fā)貨單，并發(fā)催款通知書發(fā)批準書，發(fā)貨單，并發(fā)催款通知書 ELSE (拖延未還賒欠錢款不超過拖延未還賒欠錢款不超過60天天) 發(fā)批準書，發(fā)貨單發(fā)批準書，發(fā)貨單 ENDIFENDIF6.4 面向數(shù)據(jù)結構的設計方法面向數(shù)據(jù)結構的設計方法n數(shù)據(jù)結構既影響程序的結構又影響程序的處理數(shù)據(jù)結構既影響程序的結構又影響程序的處理過程過程q重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通常由具有循環(huán)控制結構的程序來重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)通常由具有循環(huán)控制結構的程序來處理處理q選擇數(shù)據(jù)要用帶

29、有分支控制結構的程序來處理選擇數(shù)據(jù)要用帶有分支控制結構的程序來處理q層次的數(shù)據(jù)組織通常和使用這些數(shù)據(jù)的程序的層次層次的數(shù)據(jù)組織通常和使用這些數(shù)據(jù)的程序的層次結構十分相似。結構十分相似。n面向數(shù)據(jù)結構的設計方法的最終目標是得出對面向數(shù)據(jù)結構的設計方法的最終目標是得出對程序處理過程的描述。程序處理過程的描述。6.4.1 Jackson圖圖數(shù)據(jù)結構中數(shù)據(jù)元素彼此間的邏輯關系：數(shù)據(jù)結構中數(shù)據(jù)元素彼此間的邏輯關系：n順序結構順序結構，順序結構的數(shù)據(jù)由一個或多個數(shù)，順序結構的數(shù)據(jù)由一個或多個數(shù)據(jù)元素組成，每個元素按確定次序出現(xiàn)一次。據(jù)元素組成，每個元素按確定次序出現(xiàn)一次。n選擇結構選擇結構，選擇結構的數(shù)據(jù)

30、包含兩個或多個，選擇結構的數(shù)據(jù)包含兩個或多個數(shù)據(jù)元素，每次使用這個數(shù)據(jù)時按一定條件數(shù)據(jù)元素，每次使用這個數(shù)據(jù)時按一定條件從這些數(shù)據(jù)元素中選擇一個。從這些數(shù)據(jù)元素中選擇一個。n重復結構重復結構，重復結構的數(shù)據(jù)，根據(jù)使用時的，重復結構的數(shù)據(jù)，根據(jù)使用時的條件由一個數(shù)據(jù)元素出現(xiàn)零次或多次構成。條件由一個數(shù)據(jù)元素出現(xiàn)零次或多次構成。 A由由B、C、D 3個元素順序組成個元素順序組成根據(jù)條件根據(jù)條件A是是B或或C或或D中的某一個中的某一個A由由B出現(xiàn)出現(xiàn)N次次(N0)組成組成Jackson圖的優(yōu)點：圖的優(yōu)點：n便于表示層次結構，而且是對結構進行自頂向便于表示層次結構，而且是對結構進行自頂向下分解的有力工

31、具；下分解的有力工具；n形象直觀可讀性好；形象直觀可讀性好；n既能表示數(shù)據(jù)結構也能表示程序結構。既能表示數(shù)據(jù)結構也能表示程序結構。Jackson圖的缺點：圖的缺點：n表示選擇或重復結構時，選擇條件或循環(huán)結束表示選擇或重復結構時，選擇條件或循環(huán)結束條件不能直接在圖上表示出來，影響了圖的表條件不能直接在圖上表示出來，影響了圖的表達能力，也不易直接把圖翻譯成程序；達能力，也不易直接把圖翻譯成程序；n框間連線為斜線，不易在行式打印機上輸出?？蜷g連線為斜線，不易在行式打印機上輸出。 6.4.2 改進的改進的Jackson圖圖 Jackson圖和層次圖的區(qū)別：圖和層次圖的區(qū)別：6.4.3 Jackson方

32、法方法Jackson結構程序設計方法由結構程序設計方法由5個步驟組成：個步驟組成：(1) 分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結構，分析并確定輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結構，用用Jackson圖描繪數(shù)據(jù)結構。圖描繪數(shù)據(jù)結構。(2) 找出輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中有對應找出輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中有對應關系的數(shù)據(jù)單元。所謂有對應關系是指有直接關系的數(shù)據(jù)單元。所謂有對應關系是指有直接的因果關系，在程序中可以同時處理的數(shù)據(jù)單的因果關系，在程序中可以同時處理的數(shù)據(jù)單元元(對于重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)單元必須重復的次序對于重復出現(xiàn)的數(shù)據(jù)單元必須重復的次序和次數(shù)都相同才可能有對應關系和次數(shù)都相同才可能有對應關系)

33、。 (3) 用下述規(guī)則從描繪數(shù)據(jù)結構的用下述規(guī)則從描繪數(shù)據(jù)結構的Jackson圖導出描繪程圖導出描繪程序結構的序結構的Jackson圖：圖：n第一，為每對有對應關系的數(shù)據(jù)單元，按照它們在數(shù)第一，為每對有對應關系的數(shù)據(jù)單元，按照它們在數(shù)據(jù)結構圖中的層次在程序結構圖的相應層次畫一個處據(jù)結構圖中的層次在程序結構圖的相應層次畫一個處理框理框(層次不同時與圖中層次低的那個對應層次不同時與圖中層次低的那個對應)；n第二，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)結構中剩余的每個數(shù)據(jù)單元所處第二，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)結構中剩余的每個數(shù)據(jù)單元所處的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對應的處理框

34、；應的處理框；n第三，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)結構中剩余的每個數(shù)據(jù)單元所處第三，根據(jù)輸出數(shù)據(jù)結構中剩余的每個數(shù)據(jù)單元所處的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對的層次，在程序結構圖的相應層次分別為它們畫上對應的處理框。應的處理框。n改進的改進的Jackson圖規(guī)定在構成順序結構的元素中不能圖規(guī)定在構成順序結構的元素中不能有重復出現(xiàn)或選擇出現(xiàn)的元素，因此可能需要增加中有重復出現(xiàn)或選擇出現(xiàn)的元素，因此可能需要增加中間層次的處理框。間層次的處理框。 (4) 列出所有操作和條件列出所有操作和條件(包括分支條件和循環(huán)結包括分支條件和循環(huán)結束條件束條件)，并且把它們分配到程序結構圖的適，并且把它們分配到程序結構

35、圖的適當位置。當位置。(5) 用偽碼表示程序。用偽碼表示程序。順序結構：順序結構：A seq B C DA end選擇結構：選擇結構：A select cond1 BA or cond2 CA or cond3 DA end循環(huán)結構：循環(huán)結構：A iter until(或或while) cond BA end例例1：n一個正文文件由若干個記錄組成，每個記錄是一個正文文件由若干個記錄組成，每個記錄是一個字符串。一個字符串。n要求統(tǒng)計每個記錄中空格字符的個數(shù)，以及文要求統(tǒng)計每個記錄中空格字符的個數(shù)，以及文件中空格字符的總個數(shù)。件中空格字符的總個數(shù)。n要求的輸出數(shù)據(jù)格式是，每復制一行輸入字符要求的輸

36、出數(shù)據(jù)格式是，每復制一行輸入字符串之后，另起一行印出這個字符串中的空格數(shù)，串之后，另起一行印出這個字符串中的空格數(shù)，最后印出文件中空格的總個數(shù)。最后印出文件中空格的總個數(shù)。 設計步驟如下：設計步驟如下：(1) 用用Jackson圖描繪的輸入輸出數(shù)據(jù)結構。圖描繪的輸入輸出數(shù)據(jù)結構。 (2) 分析確定在輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中分析確定在輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中有對應關系的數(shù)據(jù)單元。有對應關系的數(shù)據(jù)單元。 (3) 從數(shù)據(jù)結構圖導出程序結構圖。從數(shù)據(jù)結構圖導出程序結構圖。 (4) 列出所有操列出所有操作和條件，并作和條件，并且把它們分配且把它們分配到程序結構圖到程序結構圖的適當位置。的適當位置

37、。(5) 用偽碼表示用偽碼表示程序處理過程。程序處理過程。 例例2：n高考后將考生的基本情況文件（簡稱考生情況高考后將考生的基本情況文件（簡稱考生情況文件）和考生高考成績文件（簡稱考分文件）文件）和考生高考成績文件（簡稱考分文件）合并成一個新文件（簡稱考生新文件）。合并成一個新文件（簡稱考生新文件）。n考生基本情況文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：考生基本情況文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：準考證號、姓名、通信地址。準考證號、姓名、通信地址。n考分文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：準考證號考分文件中的考生記錄的內(nèi)容包括：準考證號和各門考分。和各門考分。n合并后的考生新文件自然也是由考生記錄組成，合并后的考生新

38、文件自然也是由考生記錄組成，內(nèi)容包括：準考證號、姓名、通信地址和各門內(nèi)容包括：準考證號、姓名、通信地址和各門考分?？挤?。 設計步驟如下：設計步驟如下：(1) 用用Jackson圖描繪的輸入輸出數(shù)據(jù)結構。圖描繪的輸入輸出數(shù)據(jù)結構。 輸入數(shù)據(jù)結構：輸入數(shù)據(jù)結構：輸出數(shù)據(jù)結構：輸出數(shù)據(jù)結構： (2) 分析確定在輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中分析確定在輸入數(shù)據(jù)結構和輸出數(shù)據(jù)結構中有對應關系的數(shù)據(jù)單元。有對應關系的數(shù)據(jù)單元。 (3) 從數(shù)據(jù)結構圖導出程序結構圖。從數(shù)據(jù)結構圖導出程序結構圖。 (4) 列出所有操作和條件，并且把它們分配到程列出所有操作和條件，并且把它們分配到程序結構圖的適當位置。序結構圖的適

39、當位置。n操作：操作：停止；停止； 打開兩個輸入文件；打開兩個輸入文件； 建立輸出文件；建立輸出文件； 從輸入文件中各讀一條記錄；從輸入文件中各讀一條記錄； 生成一條新記錄；生成一條新記錄； 將新記錄寫入輸出文件；將新記錄寫入輸出文件； 關閉全部文件。關閉全部文件。n條件：條件：I(1)文件結束。文件結束。 (5) 用偽碼表示程序處理過程。用偽碼表示程序處理過程。產(chǎn)生新文件產(chǎn)生新文件 seq打開兩個輸入文件打開兩個輸入文件建立輸出文件建立輸出文件從輸入文件中各讀一條記錄從輸入文件中各讀一條記錄分析考生記錄分析考生記錄 iter until 文件結束文件結束處理考生記錄處理考生記錄 seq 產(chǎn)生

40、準考證號產(chǎn)生準考證號 產(chǎn)生姓名產(chǎn)生姓名 產(chǎn)生通信地址產(chǎn)生通信地址 產(chǎn)生考分產(chǎn)生考分 生成一條新記錄生成一條新記錄 將新記錄寫入輸出文件將新記錄寫入輸出文件 從輸入文件中各讀一條記錄從輸入文件中各讀一條記錄處理考生記錄處理考生記錄 end分析考生記錄分析考生記錄 end關閉全部文件關閉全部文件停止停止產(chǎn)生新文件產(chǎn)生新文件 end 6.5 程序復雜程度的定量度量程序復雜程度的定量度量n詳細設計階段設計出的模塊質量可以使用軟件詳細設計階段設計出的模塊質量可以使用軟件設計的基本原理和概念進一步仔細衡量它們的設計的基本原理和概念進一步仔細衡量它們的質量。但是，這種衡量畢竟只能是定性的，人質量。但是，這種

41、衡量畢竟只能是定性的，人們希望能進一步定量度量軟件的性質。們希望能進一步定量度量軟件的性質。定量度量程序復雜程度的作用：定量度量程序復雜程度的作用：n把程序的復雜程度乘以適當常數(shù)即可估算出軟把程序的復雜程度乘以適當常數(shù)即可估算出軟件中錯誤的數(shù)量以及軟件開發(fā)需要用的工作量；件中錯誤的數(shù)量以及軟件開發(fā)需要用的工作量；n定量度量的結果可以用來比較兩個不同的設計定量度量的結果可以用來比較兩個不同的設計或兩個不同算法的優(yōu)劣；或兩個不同算法的優(yōu)劣；n程序的定量的復雜程度可以作為模塊規(guī)模的精程序的定量的復雜程度可以作為模塊規(guī)模的精確限度。確限度。 6.5.1 McCabe方法方法1. 流圖流圖nMcCabe方法根據(jù)程序控制流的復雜程度定量方法根據(jù)程序控制流的復雜程度定量度量程序的復雜程度，這樣度量出的結果稱為度量程序的復雜程度，這樣度量出的結果稱為程序的環(huán)形復雜度。程序的環(huán)形復雜度。n所謂流圖實質上是所謂流圖實質上是“退化了的退化了的”程序流程圖，程序流程圖，它僅僅描繪程序的控制流程，完全不表現(xiàn)對數(shù)它僅僅描繪程序的控制流程，完全不表現(xiàn)對數(shù)據(jù)的具體操作以及分支或循環(huán)的具體條件。據(jù)的具體操作以及分支或循環(huán)的具體條件。 流圖的表示：流圖的表示：n結點：結點：用圓表示，一用圓表示，一個圓代表一條或多條個圓代表一條或多條語句。語句。n邊：邊：箭頭線稱為邊，箭頭線稱為邊，代表