文档介绍：综合程序的开发流程
遵循软件的开发流程,大型综合程序的开发经历问题定义、分析、设计、编码、测试和维护几个阶段。
1. 问题定义
问题定义阶段是整个过程中占用时间最少的阶段,在这个步骤中我们的任务是明确要解决的问题是什么。如果不知道问题是什么就试图解决这个问题,显然是盲目的,只会浪费时间和金钱,结果是毫无意义的。
在综合程序训练时期,欲解决的问题可由教师提供,或者由学生自行选题。假若是后者,那么学生必须动动脑筋,寻找身边有哪些事情可用计算机解决,然后确定一个可行的。例如,某位同学非常熟悉Windows系统中自带的扫雷游戏,于是他以此为题,即自己实现一个类似功能的扫雷游戏。
2. 程序分析
这个阶段的任务仍然不是具体地解决问题,而是理解问题和分析问题,确定“为了解决这个问题,目标系统必须做什么”,主要是确定目标系统必须具备哪些功能。除此之外,还要确定可能的输入或输出数据是什么。
我们在问题定义步骤中得到的问题,有时仅仅是一个抽象的题目,有时除题目外还附一段简要说明。无论问题以何种形式出现,都需要做进一步的分析,以获得解决问题的计算机系统必须实现哪些功能。下面我们以扫雷游戏为例,看看如何分析问题。这通过两步来完成:首先必须对Windows系统中的扫雷游戏进行了解,然后确定我们将实现的扫雷系统要做什么。
通过亲身体验或其它交流手段,可获知这个游戏是在屏幕显示的一个雷区范围内(如图2-1(a)所示),系统预先埋设了一定数目的地雷(图2-1(a)中笑脸左侧小窗显示的数字),游戏者在游戏过程中通过判断,若能正确标记出雷区中的所有地雷,则游戏胜利(如图2-1(b)所示);否则踩雷,游戏失败(如图2-1(c)所示)。具体的游戏规则如下:
在“游戏”菜单上,单击“开局”,出现图2-1(a),其中包括地雷计数器窗口、计时器窗口和雷区。开局后,单击雷区中的任何一个方块,便启动计时器。每标记一个地雷,地雷计数器减1;
用鼠标左键单击某个方块,可挖开它。若所揭方块下有雷,则踩雷,即所有含地雷的块都标记ã,这局游戏失败;如果方块上出现数字,它代表在它周围的八个方块中共有多少颗地雷;
用鼠标右键单击某个方块,则标记此块下埋着地雷(实际上可能是误标),显示为。每标记一个地雷,地雷计数器减1;
用鼠标右键击打某个方块两次,则在某块上面标一个问号(?),意味着没有把握判定它是否有雷。标记为?的块可在恰当的时候再击打鼠标右键两次或单击左键,将其标记为地雷或挖开;
如果某个数字方块周围的地雷全都标记完,可以同时单击鼠标左右键,将其剩下的方块挖开。如果挨着这个方块的地雷没有全部标记完,则未挖开的方块将闪烁。
图2-1 Windows扫雷游戏(a)开局(b)胜利(c)失败
通过分析上述游戏规则,抛开Windows扫雷游戏中界面显示、鼠标操作等非本质的东西,我们从Windows扫雷游戏中提取的主要功能包括:规则1)隐含初始化新游戏的开局功能,规则2)隐含的挖雷功能,规则3)对应的标记地雷功能,规则4)对应的标记疑问功能,规则5)的自动挖开功能。另外,我们还可以看到游戏的输入是启动这些功能的指示信息,通过鼠标左右键的操作来表达;游戏的输出是游戏是否成功。
我们所要实现的扫雷游戏正是Windows扫雷游戏的模仿版,也就是说能够实现Windows扫雷游戏的主要功能,因此,我们的目标系统必须具备:开局功能、挖雷功能、标记雷功能、标记疑问功能、自动挖开功能。到这里,程序分析的工作就结束了。接下来,将进入下一阶段——程序设计——的工作。
3. 程序设计
著名计算机科学家Nikiklaus Wirth提出了公式:程序=算法+数据结构,这一公式反映了程序的两个要素:算法和数据结构,实际上,程序还应当有另外两个要素:程序设计方法和语言工具。这四个方面是一个程序设计人员所应具备的知识。算法是灵魂,数据结构是加工对象,语言是工具,程序设计需要好的设计方法。
经过程序分析阶段的工作,综合程序必须“做什么”已经清楚了,现在是决定“怎样做”的时候了,也就是到了设计算法和重要数据的数据结构的时候了。程序这个阶段的设计工作,应该对要解决的问题设计出具体的解决方案,得出对目标系统的精确描述,从而在编码阶段可以把这个描述直接翻译成用C语言书写的程序。
当然,程序设计将采用结构化程序设计方法,自顶向下逐步求精地设计出综合程序的实现“蓝图”。为此,我们首先介绍结构化程序设计方法,然后列举描述算法的常用工具,接着仍以扫雷游戏为例,详细说明设计阶段的工作和结构化程序设计方法的应用,最后谈谈合作情况下如何分工协作的问题。
结构化程序设计方法
。在软件发展的早期,程序员追求效率第一,在程序中滥用GOTO语句,程序的