软件工程第五章编码-、编码风格和程序复杂性

软件工程第5讲编码、编码风格和程序复杂性第5讲编码、编码风格和程序复杂性5.1编码的目的和任务5.2编码风格5.3程序复杂性度量5.1编码的目的目的把模块的过程性描述翻译为用选定的程序设计语言书写的源程序（源代码）。依据编码的主要依据是概要设计和详细设计说明文档。任务理解概要设计和详细设计说明书；遵循编码原则和风格进行翻译，形成源代码。模块的过程性描述源程序（不可执行的）（可执行的）编码编码中的问题编码中产生的问题大多数是由于设计的错误或缺陷引起的，程序的质量首先取决于设计的质量。但编码仍然对程序的可靠性、可读性、可测试性、可维护性、执行效率产生深远的影响。编码产生的源程序应该是正确、可靠，简明清晰，运行效率高。但是，保持程序的清晰就可能会降低程序的效率。编码与选择的程序设计语言/工具有密切的关系。5.2编码风格编码风格(程序设计风格ProgrammingStyle)程序员习惯使用的编码方式。好的编码风格可以使编写的程序更容易阅读、更容易修改。早期的编码风格强调效率第一、占用内存少、包含的功能多。现在的编码风格则强调“清晰第一，效率第二”。现在的编码风格主要以可理解性、可修改性、可测试性为主要目标。主要的编码风格有意义的命名清晰的表达式使用标准的控制结构限制使用GOTO语句清晰与效率实现源程序的文档化输入/输出（1）有意义的命名一个名字用于标识这个对象时，应该带着说明其用途的一些信息。它应该是非形式的、简练的、容易记忆的，如果可能的话，最好是能够拼读的。全局变量/局部变量函数/过程（可采用名词或动宾结构）常量文件名/文件夹例如在C++中类的成员有如下定义：classCTestView{private:intm_iCounter;public:voidGetCounter(){returniCounter;}}前缀“m_”表示是成员变量，用“g_”表示全局变量。“i”表示整数数据类型动宾结构例如C语言中的名字命名#defineMAXLENTH80#defineSTEP10char*strcpy(char*str1,char*str2)intsearch(chars[],charc)voidpreorder(treenode*root)文件名如，studentlist（2）清晰的表达式清晰、简单地表达意图例，用C语言编程计算三角形的面积：根据数学知识，若三直边a、b、c构成三角形，则必须满足条件:任意两边的之和大于第三边。#includestdio.h#includemath.hvoidmain(){floata,b,c,s,area;scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);if(a+bc&&a+cb&&b+ca){s=(a+b+c)/2;area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf(%f\n,area);}#includestdio.h#includemath.hvoidmain(){floata,b,c,x,y,z,s,area;scanf(%f,%f,%f,&a,&b,&c);x=a+b;y=a+c;z=b+c;if(xc&&yb&&za){s=(a+b+c)/2;area=sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));printf(%f\n,area);}可以变为（3）使用标准的控制结构遵循单入口、单出口原则。采用结构化程序设计所允许的基本控制结构。ifcthens;ifcthens1elses2;switch(i){cases1:……cases2:}While(c)do{s};Do{s}while(c);for(i=n;im;i++){s}例把非结构化程序改为结构化程序。非结构化：While(p)do{g;if(notq)thengotol;}l:……开始结束pgqfalsefalse结构化：flag=true;While(pandflag)do{g;if(notq)thenflag=false;}……问题思考：通过这个例子，同学们是否可以把二重循环或三重循环的这类结构转换为结构化的？不允许转上，但可以转下（4）限制使用GOTO语句提倡从深层次循环中退出whilec1do{s11;whilec2do{s21;whilec3do{s31;ifc4gotolabel;s32;}s22;}s12;}label:……问题思考：这类结构如何向结构化转换？goto语句的另外一种用法：转向出错处理。下例是一个堆栈的进栈操作，堆栈的最大容量是100。intpush(floatfitem,intindex,float[]stack){intiFlag=0;if(index=100)goto10;index++;stack[index]=fitem;returniFlag;10:iFlag=1;returniFlag;}注：本例可以用IF-THEN-ELSE结构进行描述，但本例对于堆栈满的处理更为醒目。（5）清晰与效率的指导原则先使程序正确，再提高运行速度；使程序清楚，再使其快速；（6）实现源程序的文档化“软件=程序+文档”有了详尽的文档，即使没有源程序，也能再现该软件。注释是文档化的一部分。文档化包括以下内容：使用有意义的变量名、标号（前已述）适当的注释别为每一条语句注释注释应该与程序保持一致注释数据布局采用缩格方式排列程序结构适当使用空格或圆括号等做隔离符2种重要的注释：序言性注释：模块首部有关模块的功能说明界面描述：该模块被调用的语句格式；所有参数的解释；该模块需要调用的模块等；一些重要变量的使用、限制等开发历史，如作者、日期复查者、复查日期修改者、修改日期相关叙述等描述行注释功能性描述：程序段的功能说明，放在段首；状态性的描述：说明数据的状态，放在段尾。例序言性注释///////////////////////////////////////////////////SetGraphicValue（）的作用是设置当前图片的属性//fSdWendu设定的温度//fSdShidu设定的湿度///StartTime代表整个图的起始时间//TableTimeSpan代表一帧图象的时间跨度//bProgram代表当前图片是否用于编辑程序///////////////////////////////////////////////////voidSetGraphicValue(floatfSdWendu,floatfSdShidu,CPointYValue,time_tStartTime,time_tTableTimeSpan,BOOLbProgram){…………}PSP建议的C++编码标准例PSP（PersonalSoftwareProcess）建议的C++编码标准（1）例PSP建议的C++编码标准（2）例PSP建议的C++编码标准（3）（7）I/O风格绝大多数计算机系统都是人-机交互系统，故界面友善是十分重要的。输入方面：对输入数据进行有效性检验输入格式力求简单、一致给用户足够多的提示信息组合检验时消除似是而非的选择输出方面：给输出数据必要的说明报表、报告具有良好的格式能提供“在线”帮助]5.3程序复杂性度量程序复杂性主要指模块内程序的复杂性。它直接关联到软件开发费用的多少，开发周期的长短和软件内部潜伏错误的多少。同时它也是软件可理解性的另一种度量。定量度量程序的复杂性是很有用的方法。HalsteadMcCabe交叉复杂度Halsteadn1程序中出现的不同的运算符的个数n2程序中出现的不同的运算对象的个数N1程序中出现的运算符总个数N2程序中出现的运算对象总个数程序长度N＝N1+N2估计程序长度N0=n1logn1+n2logn2估计错误数E=Nlog2(n1+n2)/3000预测的程序长度：N0＝n1·log2n1+n2·log2n2＝10·log210+7·log27＝52.87实际的程序长度：N＝N1+N2＝28+22＝50McCabe环域复杂度McCabe度量法是一种基于程序控制流的复杂性度量方法，它基于一个程序模块的程序图中环路的个数。计算方法V(G)=M-N+2PM有向图G中的弧数（注：M不含附加弧）N有向图G中的结点数P有向图G中分离部分的数目。正常情况，程序图是连通的但不是强连通的。但可加一条弧从结束处连到开始处，可使程序图构成强连通图，此时，P＝1。可有V(G)=M-N+P（（注：M含附加弧）=M-N+1=判定结点数+1例McCabe计算方法“求一个有n个元素的数组中的最大者”的算法。用伪语言描述:STARTINPUTn；INPUTa(i)(i=1,2,…,n）；max=a(1)；FORi=2TOn，DOIFmaxa(i)THENmax=a(i);PRINTmaxENDV(G)=M-N+1＝11－9＋1＝3＝判定结点数＋1＝2＋1＝3McCabe建议，对于复杂度超过10的程序，应分成几个小程序，以减少程序中的错误。Walsh用实例证实了这个建议的正确性。交叉复杂度即程序图中的弧数的交叉点数，但弧必须在一边出现。例交叉点数为3如果弧（边）出现在两边，则不能进行计算。此时，必须做适当的变换。本讲主要介绍了教材中的第8章的内容。补充了程序复杂性度量方法。语言对于编码有重要影响。编码风格的好坏对于程序质量有重要影响。本讲小结