跳转至

第五章

什么是SD（结构程序设计）

是一种设计程序的技术，它采用

  1. 自顶向下逐步求精的设计方法

  2. 和单入口单出口的控制结构。

好处如下（不考察）

  1. 自顶向下逐步求精的方法符合人类解决复杂问题的普遍规律，可以显著提高软件开发的成功率和生产率。

  2. 先全局后局部、先整体后细节、先抽象后具体的逐步求精过程开发出的程序有清晰的层次结构。

  3. 使用单入口单出口的控制结构而不使用 GOTO 语句，使得程序的静态结构和它的动态执行情况比较一致。

  4. 控制结构有确定的逻辑模式，编写程序代码只限于使用很少几种直截了当的方式。

  5. 程序清晰和模块化使得在修改和重新设计一个软件时可以重用的代码量最大。

  6. 程序的逻辑结构清晰，有利于程序正确性证明。

详细设计的内容是什么

  1. 确定每个模块的算法。

  2. 确定每一个模块的数据组织。

  3. 为每个模块设计一组测试用例。

  4. 编写详细设计说明书。

（猜的！）

这是chat GPT 的补充

1. 确定每个模块的算法

  • 算法描述：详细说明每个模块所使用的算法，包括输入、处理过程和输出。

  • 伪代码：编写算法的伪代码或流程图，以便于理解和实现。

  • 复杂度分析：对算法的时间复杂度和空间复杂度进行分析，确保其效率满足需求。

2. 确定每一个模块的数据组织

  • 数据结构设计：确定每个模块所使用的数据结构，如数组、链表、树、图等。

  • 数据流图：展示数据在各模块之间的流动情况，确保数据组织和传递合理。

  • 数据库设计：详细设计数据库的表结构，包括表的字段、类型、索引、关系等。

3. 为每个模块设计一组测试用例

  • 测试用例描述：为每个模块设计具体的测试用例，详细说明测试的输入、预期输出、测试步骤等。

  • 边界测试：设计边界条件下的测试用例，确保模块在各种极端情况下的正确性。

  • 异常测试：设计异常情况下的测试用例，验证模块在异常输入或环境下的处理能力。

4. 编写详细设计说明书

  • 模块功能说明：详细描述每个模块的功能，包括输入、输出、主要处理逻辑等。

  • 接口设计：详细说明模块之间的接口，包括接口的参数、返回值、调用方式等。

  • 设计图纸：包括类图、时序图、流程图、状态图等，帮助理解系统的设计和实现。

5. 其他详细设计内容

  • 错误处理机制：描述各模块的错误处理策略，确保系统的健壮性。

  • 性能优化：在设计中考虑性能优化措施，如缓存、负载均衡等。

  • 安全设计：包括用户认证、数据加密、权限管理等安全方面的设计。

详细设计说明书（Detailed Design Document，DDD）是详细设计阶段的重要产出物，它详细描述了系统各个模块的设计细节，指导后续的开发和测试工作。

详细设计的工具有哪些。都有哪些优缺点

  • 程序流程图，盒图、pad 图，PDL语言。

  • 会将代码，或者程序流程图转换为盒图。

程序流程图

descript{width="6.3in" height="5.718103674540682in"}

descript{width="6.3in" height="2.4444444444444446in"}

优点：

  1. 独立于任何一种程序设计语言

  2. 直观和清晰地描述过程的控制流程

  3. 易于学习掌握

  4. 至今仍是软件开发者最普遍采用 的一种工具。

缺点：

  1. 由于程序流程图的特点，它本身并不是逐步求精的好工具。它使程序员容易过早地考虑程序的具体控制流程，而忽略了程序的全局结构。

  2. 程序流程图中用箭头代表控制流，这使得程序员不受任何约束，可以完全不顾结构程序设计的精神，随意转移控制。就是箭头就相当于是goto

  3. 程序流程图在表示数据结构方面存在不足。

盒图（N-S图）

descript{width="6.3in" height="3.478772965879265in"}

descript{width="6.3in" height="3.7976935695538057in"}

优点

  1. 功能域（即某一个特定控制结构的作用域）有明确的规定，并且可以很直观地从N-S图上看出来。

  2. 它的控制转移不能任意规定，必须遵守结构化程序设计的要求。（一定只有顺序选择循环）

  3. 很容易确定局部数据和全局数据的作用域。

  4. 很容易表现嵌套关系，也可以表示模块的层次结构。

缺点

  1. 复杂性限制：N-S图适合用来描述简单或中等复杂度的算法。但对于复杂的系统或算法，其图表会变得非常复杂和难以阅读。

  2. 空间消耗大：由于N-S图的结构化特点，图表可能会占用大量的空间，特别是在处理大型程序或多层次的嵌套结构时。

  3. 可读性下降：对于具有大量条件和循环结构的算法，N-S图可能会变得杂乱无章，导致可读性和理解性下降。

  4. 维护困难：当程序代码发生变更时，维护和更新N-S图可能会变得繁琐，需要花费大量时间重新绘制图表。

PAD图

descript{width="6.3in" height="4.109645669291338in"}

descript{width="6.3in" height="4.725in"}

优点

  1. 清晰度和结构化程度高。

  2. PAD图中的最左面的线是程序的主干线,即程序的 第一层结构。 随着程序层次的增加 ，PAD图逐渐 向右延伸。 因此 ，PAD图可读性强。

  3. 利用PAD图设计出的程序必定是结构化的程序。

  4. 容易将PAD图转化成高级语言源程序。

  5. PAD图支持自顶向下逐步求精的方法。

缺点

  1. 复杂性:当系统规模较大、问题较为复杂时,PAD图可能会变得非常复杂和难以管理,影响可读性和理解性。

  2. 在数据结构方面表现不足（我猜的）

PDL语言（过程设计语言、伪代码）

过程设计语言 (PDL) 的特点如下：

优点：

1. PDL 采用严格的关键字外部语法，用于定义控制结构和数据结构。

2. 支持结构化构件、数据说明机制和模块化。

3. 处理部分采用自然语言描述，表示实际操作和条件的内部语法通常灵活自由，以适应各种工程项目的需要。

4. PDL 可以说明简单和复杂的数据结构。

5. 子程序的定义与调用规则不受具体接口方式的影响，具有很大的灵活性。

  1. PDL 是一种"混杂"语言，使用自然语言的词汇，同时使用结构化程序设计语言的语法。

缺点：

  1. 然而，PDL 的缺点是不如图形工具形象直观。

  2. 标准化缺乏：PDL没有统一的标准，不同的开发团队可能使用不同的PDL风格和语法，这会导致在不同团队之间交流和理解上的困难。

  3. 可读性因人而异：由于PDL的自由度较高，不同开发人员编写的PDL可能风格各异，增加了阅读和理解的难度，尤其是在大型团队或继承他人代码时。

descript{width="6.3in" height="5.081096894138232in"}

descript{width="6.3in" height="6.272123797025372in"}

流图画法

descript{width="6.3in" height="4.023006342957131in"}

什么是环形复杂度，如何计算程序的环形复杂度

根据程序控制流的复杂程度，定量度量程序的复杂度。

方法一：

descript{width="6.3in" height="4.051784776902887in"}

1. 所有的闭合的就是区域

2. 不要忘了加上最外层的区域

方法二：

descript{width="6.3in" height="3.3457370953630794in"}

方法三：

descript{width="6.3in" height="3.2105336832895888in"}

环路复杂度对编程有什么指导意义

1-指导编码过程中的复杂程度

McCabe研究大量程序后发现，环形复杂度高 的程序，往往是最困难、最容易出问题的程序。

模块规模以V(G)≤10为宜，也就是说，V(G)=10 是模块规模的一个更科学更精确的上限。

2-测试覆盖

环路复杂度为测试工作提供了一个有效的指标。环路复杂度数值越高，表示程序路径越多，需要更多的测试用例来覆盖所有可能的执行路径。通过分析环路复杂度，测试人员可以更好地确定测试用例的数量和覆盖范围，确保代码质量。