编程原理

编程原理

一、问题求解
1、问题求解（Problem Solving）：指描述问题，以及开发计算机程序来解决问题的整个过程。
这个过程经历多个阶段，包括理解待解决问题、设计概念化解决方案，以及用计算机程序实现解决方案。
2、解决方案（solution）通常由“算法”和“数据存储方式”两部分组成。
“算法”是对于在有限时间内问题求解方法的分布描述。算法常执行的操作是在数据集合上进行的。
3、在构建解决方案时，必须组织数据集合，从而按算法要求的方式简单地操作数据。
二、软件的生命周期
软件生命周期（software's life cycles）：该过程以初始规划起，经历程序编写和调试，最后修改和增强。
描述-->设计-->风险分析-->验证-->编码-->测试-->完善-->生产-->维护
以“文档记录”为核心。
三、优秀解决方案的定义
要评估一个好的解决方案，必须考虑开发解决方案的各阶段，以及在编写出实现解决方案的原始程序后的各阶段。
这些阶段都需要考虑成本。解决方案的总成本必须考虑开发、完善、编码、调试和测试人员的时间价值，以及维护、修改和扩展软件的成本。
如果一个解决方案在生命周期所有阶段引发的总成本最低，则这个方案就是一个“好”的解决方案。
时代的发展摒弃了“效率最高的解决方案一定最优”的观念。
解决方案的成本应看作是多元成本。
四、模块化设计
1、抽象和信息隐藏
“抽象”分离模块的功能和实现；模块化和抽象相辅相成。
模块化将解决方案分解为若干各模块；抽象在用编程语言实现模块前明确指定各个模块。
信息隐藏限制了处理方法和数据所需要的方式。
2、面向对象的设计
1）封装：对象组合数据和操作；
2）继承：累可从其它类继承属性；
3）多态：对象可在执行时确定适当操作。
3、自上而下的设计（top-down design，TDD）：在逐级下降的明细级别完成任务。
4、一般设计原则
1）同时使用OOD和TDD，生成模块化的解决方案；
2）为主要设计数据的问题使用OOD；
3）使用TDD，为对象操作设计算法；
4）使用TDD，为强调算法的问题设计解决方案；
5）在设计ADT和算法时，侧重“做什么”，而不是“如何做”；
6）考虑将前面编写的软件组合包含到设计方案中。
五、关键编程问题
有六点：
1）模块化；
2）可修改；
3）易用；
4）防故障编程；
5）风格；
6）调试。
六、总结
1）循环不变式是一个算法属性，在循环每次迭代前后为true。
2）在评估解决方案质量时，必须考虑各组因素：解决方案的正确性、效率、进入开发的时间、易用性及修改和扩展成本。
3）面向对象与自上而下设计技术相辅相成，相互促进，生成了模块化解决方案。
4）要谨慎设计，尽量提高最终解决方案的可修改性。
5）方法要尽可能独立，并执行一个意义明确的任务。
6）方法一定要包含初始注释，声明方法的作用、初始条件和结束条件。
7）程序应尽可能预防故障的发生。
8）已有诊断工具的有效使用是调试的一个关键。
9）为便于在调试时分析数组和其它更复杂数据结构的内容，应编写转储方法来显示数据结构的内容。