1、第十章第十章 程序編碼程序編碼 做為軟件工程過程的一個階段，做為軟件工程過程的一個階段，。 程序設(shè)計語言的特性和程序設(shè)計風(fēng)格會程序設(shè)計語言的特性和程序設(shè)計風(fēng)格會深刻地影響軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性。深刻地影響軟件的質(zhì)量和可維護(hù)性。 為了保證程序編碼的質(zhì)量，程序員必須為了保證程序編碼的質(zhì)量，程序員必須深刻地理解、熟練地掌握并正確地運(yùn)用深刻地理解、熟練地掌握并正確地運(yùn)用程序設(shè)計語言的特性。此外，還要求源程序設(shè)計語言的特性。此外，還要求源程序具有良好的結(jié)構(gòu)性和良好的程序設(shè)程序具有良好的結(jié)構(gòu)性和良好的程序設(shè)計風(fēng)格。計風(fēng)格。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計主要包括兩方面：結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計主要包括兩方面：(1) 在編寫程序時，強(qiáng)調(diào)

2、在編寫程序時，強(qiáng)調(diào)，通過組合嵌套，形成，通過組合嵌套，形成程序的控制結(jié)構(gòu)。盡可能避免使用程序的控制結(jié)構(gòu)。盡可能避免使用GOTO語句。語句。(2) 在程序設(shè)計過程中，盡量在程序設(shè)計過程中，盡量的原則，由粗到的原則，由粗到細(xì)，一步步展開。細(xì)，一步步展開。 使用語言中的使用語言中的、等有限的基本控制結(jié)構(gòu)表示程序等有限的基本控制結(jié)構(gòu)表示程序邏輯。邏輯。 選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有選用的控制結(jié)構(gòu)只準(zhǔn)許有和和。 程序語句組成程序語句組成，每每塊只有塊只有和和。 復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)該用基本控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合嵌套來實(shí)現(xiàn)。行組合嵌套來實(shí)現(xiàn)。 語言中沒有的控制結(jié)構(gòu)，可用一語言中沒有的控制結(jié)構(gòu)，可用一

3、段等價的程序段模擬，但要求該段等價的程序段模擬，但要求該程序段在整個系統(tǒng)中應(yīng)前后一致。程序段在整個系統(tǒng)中應(yīng)前后一致。，僅在下列，僅在下列情形才可使用：情形才可使用： 用一個非結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語用一個非結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計語言去實(shí)現(xiàn)一個結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造。言去實(shí)現(xiàn)一個結(jié)構(gòu)化的構(gòu)造。 若不使用若不使用GOTO語句就會使程語句就會使程序功能模糊。序功能模糊。 在某種可以改善而不是損害程在某種可以改善而不是損害程序可讀性的情況下。序可讀性的情況下。 在詳細(xì)設(shè)計和編碼階段，應(yīng)在詳細(xì)設(shè)計和編碼階段，應(yīng)當(dāng)采取自頂向下，逐步求精當(dāng)采取自頂向下，逐步求精的方法。的方法。 把一個模塊的功能逐步分解，把一個模塊的功能逐步分解

4、，細(xì)化為一系列具體的步驟，細(xì)化為一系列具體的步驟，進(jìn)而翻譯成一系列用某種程進(jìn)而翻譯成一系列用某種程序設(shè)計語言寫成的程序。序設(shè)計語言寫成的程序。 符合人們解決復(fù)雜問題的普遍規(guī)符合人們解決復(fù)雜問題的普遍規(guī)律。可提高軟件開發(fā)的成功率和律。可提高軟件開發(fā)的成功率和生產(chǎn)率生產(chǎn)率 用先全局后局部，先整體后細(xì)節(jié)，用先全局后局部，先整體后細(xì)節(jié)，先抽象后具體的逐步求精的過程先抽象后具體的逐步求精的過程開發(fā)出來的程序具有清晰的層次開發(fā)出來的程序具有清晰的層次結(jié)構(gòu)，程序容易閱讀和理解結(jié)構(gòu)，程序容易閱讀和理解 程序自頂向下，逐步細(xì)化，分解成程序自頂向下，逐步細(xì)化，分解成一個樹形結(jié)構(gòu)。在同一層的節(jié)點(diǎn)上一個樹形結(jié)構(gòu)。在同

5、一層的節(jié)點(diǎn)上的細(xì)化工作相互獨(dú)立。有利于編碼、的細(xì)化工作相互獨(dú)立。有利于編碼、測試和集成測試和集成 程序清晰和模塊化，使得在修改和程序清晰和模塊化，使得在修改和重新設(shè)計一個軟件時，可復(fù)用的代重新設(shè)計一個軟件時，可復(fù)用的代碼量最大碼量最大 每一步工作僅在上層節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上每一步工作僅在上層節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上做不多的設(shè)計擴(kuò)展，便于檢查做不多的設(shè)計擴(kuò)展，便于檢查 有利于設(shè)計的分工和組織工作。有利于設(shè)計的分工和組織工作。 程序?qū)嶋H上也是一種供人閱讀的程序?qū)嶋H上也是一種供人閱讀的文章，有一個文章，有一個問題。問題。應(yīng)該使程序具有良好的風(fēng)格。應(yīng)該使程序具有良好的風(fēng)格。 符號名即標(biāo)識符，包括符號名即標(biāo)識符，包括模塊名

6、模塊名、變量變量名名、常量名常量名、標(biāo)號名標(biāo)號名、子程序名子程序名、數(shù)數(shù)據(jù)區(qū)名據(jù)區(qū)名以及以及緩沖區(qū)名緩沖區(qū)名等。等。 這些名字應(yīng)能反映它所代表的實(shí)際東這些名字應(yīng)能反映它所代表的實(shí)際東西，西，應(yīng)有一定實(shí)際意義應(yīng)有一定實(shí)際意義。 例如，表示次數(shù)的量用例如，表示次數(shù)的量用Times，表示表示總量的用總量的用Total，表示平均值的用表示平均值的用Average，表示和的量用表示和的量用Sum等。等。 名字不是越長越好名字不是越長越好，應(yīng)當(dāng)選擇精煉，應(yīng)當(dāng)選擇精煉的意義明確的名字。的意義明確的名字。必要時可使用必要時可使用縮寫名字縮寫名字，但這時要注意縮寫規(guī)則，但這時要注意縮寫規(guī)則要一致，并且要要一致，

7、并且要給每一個名字加注給每一個名字加注釋釋。同時，在一個程序中，一個變。同時，在一個程序中，一個變量只應(yīng)用于一種用途。量只應(yīng)用于一種用途。程序的注釋程序的注釋 夾在程序中的注釋是程序員與日后夾在程序中的注釋是程序員與日后的程序讀者之間通信的重要手段。的程序讀者之間通信的重要手段。 注釋決不是可有可無的。注釋決不是可有可無的。 一些正規(guī)的程序文本中，注釋行的一些正規(guī)的程序文本中，注釋行的數(shù)量占到整個源程序的數(shù)量占到整個源程序的1 13 3到到1 12 2，甚至更多。甚至更多。 注釋分為注釋分為序言性注釋和功能性注釋序言性注釋和功能性注釋。 通常置于每個程序模塊的開頭部分，通常置于每個程序模塊的開

8、頭部分，對于，對于理解程序本身具有引導(dǎo)作用。有些理解程序本身具有引導(dǎo)作用。有些軟件開發(fā)部門對序言性注釋做了明軟件開發(fā)部門對序言性注釋做了明確而嚴(yán)格的規(guī)定，要求程序編制者確而嚴(yán)格的規(guī)定，要求程序編制者逐項列出逐項列出 功能性注釋嵌在源程序體中，用以功能性注釋嵌在源程序體中，用以描述其后的語句或程序段是在做什描述其后的語句或程序段是在做什么工作，或是執(zhí)行了下面的語句會么工作，或是執(zhí)行了下面的語句會怎么樣。而不要解釋下面怎么做。怎么樣。而不要解釋下面怎么做。 例如，例如， /* ADD AMOUNT TO TOTAL */ TOTAL = AMOUNTTOTAL不好。不好。 如果注明把月銷售額計入年

9、度總額，如果注明把月銷售額計入年度總額，便使讀者理解了下面語句的意圖：便使讀者理解了下面語句的意圖： /* ADD MONTHLY-SALES TO ANNUAL-TOTAL */TOTAL = AMOUNTTOTAL 要點(diǎn)要點(diǎn) 描述一段程序，而不是每一個語句；描述一段程序，而不是每一個語句； 用縮進(jìn)和空行，使程序與注釋容易區(qū)用縮進(jìn)和空行，使程序與注釋容易區(qū)別；別； 注釋要正確。注釋要正確。 恰當(dāng)?shù)乩们‘?dāng)?shù)乩茫梢裕梢裕苊獍l(fā)生運(yùn)算的錯誤。，避免發(fā)生運(yùn)算的錯誤。 例如例如 ，將表達(dá)式，將表達(dá)式(A17)ANDNOT(B49)ORC寫成寫成(A17) AND NOT (B49) OR C

10、自然的程序段之間可用自然的程序段之間可用隔開；隔開；也叫做也叫做。它是指程序。它是指程序中的各行不必都在左端對齊，都從中的各行不必都在左端對齊，都從第一格起排列。這樣做使程序完全第一格起排列。這樣做使程序完全分不清層次關(guān)系。分不清層次關(guān)系。 對于對于和和，把其中，把其中的程序段語句向右做的程序段語句向右做。使程序的邏輯結(jié)構(gòu)更加清晰。使程序的邏輯結(jié)構(gòu)更加清晰。 例如，兩重選擇結(jié)構(gòu)嵌套，寫成下例如，兩重選擇結(jié)構(gòu)嵌套，寫成下面的移行形式，層次就清楚得多。面的移行形式，層次就清楚得多。 IF（） THEN IF（） THEN ELSE ENDIF ELSE ENDIF 在設(shè)計階段已經(jīng)確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在設(shè)

11、計階段已經(jīng)確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織及其復(fù)雜性。在編寫程序的組織及其復(fù)雜性。在編寫程序時，則需要注意數(shù)據(jù)說明的風(fēng)格。時，則需要注意數(shù)據(jù)說明的風(fēng)格。 為了使程序中數(shù)據(jù)說明更易于理為了使程序中數(shù)據(jù)說明更易于理解和維護(hù)，必須注意以下幾點(diǎn)。解和維護(hù)，必須注意以下幾點(diǎn)。 1. 1.數(shù)據(jù)說明的次序應(yīng)當(dāng)規(guī)范化數(shù)據(jù)說明的次序應(yīng)當(dāng)規(guī)范化 2. 2.說明語句中變量安排有序化說明語句中變量安排有序化 3. 3.使用注釋說明復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用注釋說明復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)說明次序規(guī)范化，使數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)說明次序規(guī)范化，使數(shù)據(jù)屬性容易查找，也有利于測試，排錯和容易查找，也有利于測試，排錯和維護(hù)。維護(hù)。 原則上，數(shù)據(jù)說明的次序與語法無

12、原則上，數(shù)據(jù)說明的次序與語法無關(guān)，其次序是任意的。但出于閱讀、關(guān)，其次序是任意的。但出于閱讀、理解和維護(hù)的需要，最好使其規(guī)范理解和維護(hù)的需要，最好使其規(guī)范化，使說明的先后次序固定。化，使說明的先后次序固定。 當(dāng)當(dāng)時，應(yīng)當(dāng)對這些變量時，應(yīng)當(dāng)對這些變量。帶標(biāo)號的全程數(shù)據(jù)。帶標(biāo)號的全程數(shù)據(jù)( (如如FORTRANFORTRAN的的公用塊公用塊) )也應(yīng)當(dāng)按字母的順序排列。也應(yīng)當(dāng)按字母的順序排列。 例如，把例如，把 integer size, length, width, cost, price寫成寫成 integer cost, length, price , size, width 如果設(shè)計了一個

13、復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果設(shè)計了一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)使用注釋來說明在程序?qū)崿F(xiàn)時應(yīng)當(dāng)使用注釋來說明在程序?qū)崿F(xiàn)時這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的固有特點(diǎn)。這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的固有特點(diǎn)。 例如例如, 對對PL/1的鏈表結(jié)構(gòu)和的鏈表結(jié)構(gòu)和Pascal中用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，都應(yīng)當(dāng)中用戶自定義的數(shù)據(jù)類型，都應(yīng)當(dāng)在注釋中做必要的補(bǔ)充說明。在注釋中做必要的補(bǔ)充說明。 在設(shè)計階段確定了軟件的邏輯流在設(shè)計階段確定了軟件的邏輯流結(jié)構(gòu)，但構(gòu)造單個語句則是編碼結(jié)構(gòu)，但構(gòu)造單個語句則是編碼階段的任務(wù)。語句構(gòu)造力求簡單，階段的任務(wù)。語句構(gòu)造力求簡單，直接，不能為了片面追求效率而直接，不能為了片面追求效率而使語句復(fù)雜化。使語句復(fù)雜化。 在一行內(nèi)只寫

14、一條語句，并且采在一行內(nèi)只寫一條語句，并且采取適當(dāng)?shù)囊菩懈袷剑钩绦虻倪壢∵m當(dāng)?shù)囊菩懈袷剑钩绦虻倪壿嫼凸δ茏兊酶用鞔_。輯和功能變得更加明確。 許多程序設(shè)計語言允許許多程序設(shè)計語言允許在一行內(nèi)在一行內(nèi)寫多個語句寫多個語句。但這種方式。但這種方式會使程會使程序可讀性變差序可讀性變差。因而不可取。因而不可取。 例如，有一段排序程序例如，有一段排序程序FOR I:=1 TO NFOR I:=1 TO N1 DO BEGIN T:=I1 DO BEGIN T:=I；FOR J:=IFOR J:=I1 TO N DO IF AJ1 TO N DO IF AJAT AT THEN T:=JTHEN T:

15、=J；IF TI THEN BEGIN IF TI THEN BEGIN WORK:=ATWORK:=AT；AT:=AIAT:=AI；AI:=WORKAI:=WORK；END ENDEND END； 由于一行中包括了多個語句，掩蓋了由于一行中包括了多個語句，掩蓋了程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)，使其可程序的循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)，使其可讀性變得很差。讀性變得很差。FOR I:=1 TO N- -1 DO / BEGIN T:=I； FOR J:=I1 TO N DO IF AJAT THEN T:=J； IF TI THEN BEGIN WORK:=AT； AT:=AI； AI:=WORK； END E

16、ND； 程序編寫首先應(yīng)當(dāng)考慮清晰性，程序編寫首先應(yīng)當(dāng)考慮清晰性，不要刻意追求技巧性，使程序編不要刻意追求技巧性，使程序編寫得過于緊湊。寫得過于緊湊。 例如，有一個用例如，有一個用Pascal語句寫出語句寫出的程序段：的程序段： AI:=AIAT； AT:=AIAT； AI:=AIAT； 此段程序可能不易看懂，有時還需用此段程序可能不易看懂，有時還需用實(shí)際數(shù)據(jù)試驗一下。實(shí)際數(shù)據(jù)試驗一下。 實(shí)際上，這段程序的功能就是交換實(shí)際上，這段程序的功能就是交換AI和和AT中的內(nèi)容。目的是為了節(jié)中的內(nèi)容。目的是為了節(jié)省一個工作單元。如果改一下：省一個工作單元。如果改一下： WORK:=AT； AT:=AI；

17、AI:=WORK；就能讓讀者一目了然了。就能讓讀者一目了然了。4.除非對效率有特殊的要求,程序編寫要做到，。不要為了追求效率而喪失了清晰性。事實(shí)上，來實(shí)現(xiàn)。5.首先要保證,然后才要求。反過來說，在使程序高速運(yùn)行時，首先要保證它是正確的。6.而使可讀性下降。例如，有的程序員為了追求效率，往往喜歡把表達(dá)式 AI1AI;寫成 AIAI; XAI1AI;這樣將一句分成兩句寫，會產(chǎn)生意想不到的問題。7.7.讓編譯程序做簡單的優(yōu)化。讓編譯程序做簡單的優(yōu)化。8.8.盡可能使用盡可能使用9.9.避免不必要的轉(zhuǎn)移。同時如果能保持避免不必要的轉(zhuǎn)移。同時如果能保持程序可讀性，則程序可讀性，則不必用不必用 GO TO

18、語句語句。10.盡量只采用三種基本的控制結(jié)構(gòu)來盡量只采用三種基本的控制結(jié)構(gòu)來編寫程序。除順序結(jié)構(gòu)外，使用編寫程序。除順序結(jié)構(gòu)外，使用IF-THEN-ELSE來實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)；使用來實(shí)現(xiàn)選擇結(jié)構(gòu)；使用DO-UNTIL或或DO-WHILE來實(shí)現(xiàn)循來實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)。環(huán)結(jié)構(gòu)。11. 避免使用空的ELSE語句和IF THEN 的語句。這種結(jié)構(gòu)容 易使讀者產(chǎn)生誤解。例如， IF ( CHARA ) THEN IF ( CHARZ ) THEN PRINT “This is a letter。” ELSE PRINT “This is not a letter。” 可能產(chǎn)生二義性問題。 12.避免采用過于復(fù)雜的

19、條件測試避免采用過于復(fù)雜的條件測試。13.盡量減少使用盡量減少使用“否定”條件的條件條件的條件語句。例如，如果在程序中出現(xiàn)語句。例如，如果在程序中出現(xiàn) IF NOT ( ( CHAR0 ) OR ( CHAR9 ) ) THEN 改成 IF ( CHAR0 ) AND ( CHAR9 ) THEN 不要讓讀者繞彎子想。14. 盡可能用通俗易懂的來描述程序的流程，然后再翻譯成必須使用的語言。15. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要有利于程序的簡化。16. 要，使模塊功能盡可能單一化，模塊間的耦合能夠清晰可見。17. 利用，確保每一個模塊的獨(dú)立性。18. 從出發(fā)去構(gòu)造程序。19. 不要修補(bǔ)不好的程序，要重新編寫。也不要

20、一味地追求代碼的復(fù)用，要重新組織。20. 對太大的程序，要分塊編寫、測試，然后再集成。21. 對遞歸定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)盡量使用遞歸過程。 輸入和輸出信息是與用戶的使用直輸入和輸出信息是與用戶的使用直接相關(guān)的。輸入和輸出的方式和格接相關(guān)的。輸入和輸出的方式和格式應(yīng)當(dāng)盡可能方便用戶的使用。一式應(yīng)當(dāng)盡可能方便用戶的使用。一定要避免因設(shè)計不當(dāng)給用戶帶來的定要避免因設(shè)計不當(dāng)給用戶帶來的麻煩。麻煩。 因此，在軟件需求分析階段和設(shè)計因此，在軟件需求分析階段和設(shè)計階段，就應(yīng)基本確定輸入和輸出的階段，就應(yīng)基本確定輸入和輸出的風(fēng)格。系統(tǒng)能否被用戶接受，有時風(fēng)格。系統(tǒng)能否被用戶接受，有時就取決于輸入和輸出的風(fēng)格。就取決

21、于輸入和輸出的風(fēng)格。 不論是，還是，在設(shè)計和程序編碼時都應(yīng)考慮下列原則： 對所有的輸入數(shù)據(jù)都要進(jìn)行檢驗，識別錯誤的輸入，以保證每個數(shù)據(jù)的有效性； 檢查輸入項的各種重要組合的合理性，必要時報告輸入狀態(tài)信息； 使得輸入的步驟和操作盡可能簡單，并保持簡單的輸入格式； 輸入數(shù)據(jù)時，應(yīng)允許使用自由格式輸入； 應(yīng)允許缺省值； 輸入一批數(shù)據(jù)時，最好使用輸入結(jié)束標(biāo)志，而不要由用戶指定輸入數(shù)據(jù)數(shù)目； 在交互式輸入輸入時，要在屏幕上使用提示符明確提示交互輸入的請求，指明可使用選擇項的種類和取值范圍。同時，在數(shù)據(jù)輸入的過程中和輸入結(jié)束時，也要在屏幕上給出狀態(tài)信息； 當(dāng)程序設(shè)計語言對輸入輸出格式有嚴(yán)格要求時，應(yīng)保持輸入格式與輸入語句的要求的一致性； 給所有的輸出加注解，并設(shè)計輸出報表格式。輸入輸出風(fēng)格還受到許多其它因素的影響。如輸入輸出設(shè)備（例如終端的類型，圖形設(shè)備，數(shù)字化轉(zhuǎn)換設(shè)備等）、用戶的熟練程度、以及通信環(huán)境等。 程序的效率是指及。程序編碼是最后提高運(yùn)行速度和節(jié)省存儲的機(jī)會，因此在此階段不能不考慮程序的效率。讓我們首先明確討論程序效率的幾條準(zhǔn)則 效率是一個性能要求，應(yīng)當(dāng)在需求分析階段給出。，不應(yīng)以人力所及為準(zhǔn)。 好的設(shè)計可以提