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1、本章学习目标,高级语言的分类、特点和选择 常用编程语言的特点 Turbo C的基本结构和语句面向对象的编程方法 高级语言编程技术与编程风格,本章目录,4.1 计算机程序和高级语言 4.2 常用编程语言简介 4.3 面向对象编程语言简介 4.4 面向人工智能的语言简介 4.5 编程的风格与原理,4.1 计算机程序和高级语言,人们用以同计算机“交谈”的语言，称为计算机语言。计算机语言的种类非常多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言和高级语言三大类。计算机所能识别的语言只有机器语言，即由0和1构成的代码。但通常人们编程时不采用机器语言，因为它非常难于记忆和识别。目前通用的编程语言有两种形式：汇编语言
2、和高级语言。高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能执行。按转换方式可将它们分为两类：解释类和编译类。,4.1.1 程序设计语言的特点,1名字说明 2类型说明 3初始化 4程序对象的局限性 5程序模块 6循环控制结构 7分支控制结构 8异常处理 9独立编译,4.1.2 程序设计语言的选择,适宜的程序设计语言能使根据设计去完成编码时困难最少，可以减少程序测试量，并且可以得到易于阅读和维护的程序。由于软件系统的绝大部分成本用在生命周期的测试和维护阶段，所以易于测试和维护是极其重要的。汇编语言的优点是目标程序执行速度快，缺点是编程量大、困难，程序不易调试。采用高级语言编程效率高，编
3、写的程序易于阅读、测试、调试和维护。,4.1.2 程序设计语言的选择,具体选择开发语言时可以考虑：应该有理想的模块化机制，以及易读性的控制结构和数据结构：为了使程序容易测试和维护以减少生命周期的总成本；编译程序能够尽可能多地发现程序中的错误：为了便于调试和提高软件可靠性；有良好的独立编译机制：为了降低软件开发和维护的成本,4.2 常用编程语言简介,4.2.1 BASIC语言 4.2.2 FORTRAN语言 4.2.3 COBOL语言4.2.4 PASCAL语言 4.2.5 C语言 4.2.6 Turbo C的基本结构,4.2.1 BASIC语言,Beginners All-Purpose Sy
4、mbolic Instruction Code“初学者通用符号指令编码”一种易学易用的高级语言，从FORTRAN语言简化而来的，最初是美国Daltmouth学院为便于教学而开发的会话语言。它自1965年诞生以来，其应用已远远超出教学范围，并于1977年开始了标准化工作。语言特点：简单易学，基本BASIC只有17种语句，语法简单，结构分明，容易掌握；具有人机会话功能，程序易于修改与调试，非常适合初学者学习运用。,4.2.2 FORTRAN语言,1954年问世，1957年由IBM公司正式推出，最古老的高级程序语言之一 Formula Translator的缩写 含义：“公式翻译”允许使用数学表达式
5、形式的语句来编写程序，主要用于科学计算方面。简单易学，至今仍富有强大的生命力。缺点是不便于进行结构化程序的设计和编写。,4.2.3 COBOL语言,Common Business Oriented Language“面向商业的通用语言”,1960年推出特点:按层次结构来描述数据，具有完全适合现实事务处理的数据结构、具有更接近英语自然语言的程序设计风格，易读性强，世界上标准化最早的语言，通用性强。由于COBOL的这些特点，使其成为数据处理方面应用最为广泛的语言。,4.2.4 PASCAL语言,沃思（N.Wirth）教授于20世纪60年代末在瑞士苏黎士联邦工业大学创立的 是系统地体现结构程序设计思
6、想的第一种语言，适用于数值计算和数据处理。特点：结构清晰，便于验证程序的正确性，简洁、精致；控制结构和数据类型都十分丰富，表达力强、实现效率高、容易移植。,4.2.5 C语言,适合于作为系统描述语言，可用于编写系统软件和应用软件。学习C+语言的基础，掌握了C语言就容易学习 C+。Turbo C 是美国Borland 公司的产品，其中使用了全然一新的集成开发环境，即使用了一系列下拉式菜单，将文本编辑、程序编译、连接以及程序运行一体化，大大方便了程序的开发。,4.2.6 Turbo C的基本结构,1Turbo C程序的一般组成部分（1）程序一般用小写字母书写。（2）大多数语句结尾必须要用“;”作为
7、终止符，否则Turbo C 不认为该语句结束。（3）每个程序必须有一个而且只能有一个称作主函数的main()函数。（4）每个程序体（主函数和每个子函数，如上例中的main()函数和lgc()函数）必须用一对花括号“”和“”括起来。,4.2.6 Turbo C的基本结构,（5）一个较完整的程序大致包括：包含文件（一组#include语句）、用户函数说明部分、全局变量定义、主函数和若干子函数。在主函数和子函数中又包括局部变量定义、若干个Turbo C库函数、控制流程语句、用户函数的调用语句等。（6）注释部分包含在“/*”和“*/”之间，在编译时它被Turbo C编译器忽略。,Turbo C源程序的
8、一般形式为：,包含文件 子函数类型说明 全局变量定义 main()局部变量定义 sub1()局部变量定义 subN()局部变量定义,4.3 面向对象编程语言简介,什么是对象？一个对象是一个数据类型。对象就像记录一样，是一种数据结构。按最简单的理解，可以将对象理解成一个记录。但实际上，对象是一种定义不确切的术语，它常用来定义抽象的事务，是构成应用程序的项目，其内涵远比记录要丰富。在本节中，对象可被理解为可视化部件如按钮、标签、表等。对象的三个特征：封装性、继承性、多态性。,4.3 面向对象编程语言简介,4.3.1 Visual Basic语言4.3.2 Visual C+语言 4.3.3 Jav
9、a和J+语言4.3.4 Delphi语言 4.3.5.NET Framework概述 4.3.7 C#语言,4.3.1 Visual Basic语言,Microsoft公司提供的Windows环境下的面向对象的可视化开发工具“Visual”指的是开发图形用户界面GUI（Graphical User Interfaces）的方法。不需编写大量代码去描述界面元素的外观和位置，而只要把预先建立的对象添加到屏幕上的某处即可。Visual Basic功能强大，很容易在应用程序内通过 Internet 或 Intranet访问文档和应用程序，或者创建 Internet 服务器应用程序。,4.3.2 Vis
10、ual C+语言,C+包含了C的全部特征、属性等优点。同时添加了对面向对象编程（OOP）的完全支持。Visual C+由Microsoft C/C+演化而来的，从Microsoft C/C+8.0开始改称为Visual C+，发展到今天的Visual C+.NET。最主要的技术特点：可视化编程和支持面向对象的编程技术.,4.3.3 Java和J+语言,Java和J+是以C+为基础的但更适于网络应用的面向对象的高级语言。Java和J+尤其适于生成网页上栩栩如生的图画和称为applet的Java应用程序，其中包含用户定制的像按钮、复选框和文字输入框之类的网页控件。Java是一种独立于平台的语言，J
11、ava程序不但能在微机上运行而且可运行在Macintosh和UNIX机上。J+提供给程序员的工具要求Windows的支持。,4.3.4 Delphi语言,Borland公司推出的可视化编程环境，一种方便、快捷的Windows应用程序开发工具。语言基础是PASCAL，Delphi编程环境自动为Delphi应用程序生成应用程序框架，这一框架正是应用程序的“骨架”。在骨架上即使没有附着任何东西，仍可以严格地按照设计运行。编程人员所要做的工作只是在“骨架”中加入程序代码，以实现自己的目的。Delphi就是Visual Pascal，使用的是面向对象的PASCAL（Object Pascal）。,4.3
12、.4 Delphi语言,打开一个新的空窗体，加入一个memo部件和四个按钮，并排列整齐。改变按钮部件的Name属性，分别命名为Cut，Copy，Paste，Clear。可以发现：当Name属性发生改变时，Caption属性将发生相应的变化。在Caption属性前加标“&”号设立加速键，即称为图4.1的窗体。,4.3.4 Delphi语言,为每一个按钮建立如下的事件处理过程 执行此程序。可以在备注部件中输入文本，在进行了文本的标记后，可以任意地进行剪切、拷贝、粘贴和清除。当按钮被按动时，就调用相应的过程进行处理。,4.3.5.NET Framework概述,Visual Studio的重大升级版
13、本，主要包括Visual Basic.NET、Visual C+.NET和C#三个开发工具。.NET的两个主要组成部分是Microsoft.NET Framework SDK（软件开发工具包）和Visual Studio IDE（集成开发环境）。IDE用来开发程序，而Framework则用于运行程序。.NET Framework为开发和运行在不同平台、不同语言编写的应用程序以及XML Web服务提供了一个平台。.NET Framework由公共语言运行库、类库以及ASP.NET组成，ASP.NET是基于组件的动态服务器页面。,4.3.5.NET Framework概述,图4.2 用.NET公共
14、语言运行库编译和执行程序的步骤,4.3.6 Visual Basic.NET语言,Visual Basic.NET（又称Visual Basic 7.0或VB 7.0）是Microsoft公司在Visual Basic 6.0之后推出的最新版本，集成在Visual Studio.NET中，与Visual C+.NET以及C#组成了.NET构架。Visual Basic.NET新增加了许多新的面向对象的特性比如继承、重载等等。语言的新特点也包括了对进程的控制和底层结构的操作，这些新特性使得Visual Basic.NET再次成为程序员关注的焦点。,4.3.7 C#语言,C#是一种以.NET为基础
15、的语言。.NET平台提供了一个运行C#语言的环境，叫做CLR（Common Language Runtime），CLR和Java的虚拟机十分相似。CLR管理着代码的执行，并且提供了跨语言集成、跨语言异常处理和良好的安全性等服务。C#是Visual Studio.NET中的一个组成部分。,4.3.7 C#语言,图4.3 C#源程序的编译过程,4.4 面向人工智能的语言简介,4.4.1 LISP语言 4.4.2 Prolog语言,4.4.1 LISP语言,一种计算机的表处理语言,也是函数型语言。最初作为书写字符与表的递归函数的形式系统出现的，1958年由美国麻省理工学院的人工智能小组提出，是为问答
16、系统设计的一种语言。LISP语言一般为解释型语言，但也有了编译型的LISP语言，并已经有了专用的LISP机。,4.4.2 Prolog语言,Prolog（Programming in Logic）是逻辑型语言。逻辑程序设计首先由英国爱丁堡大学的Robert Kowalski从理论方面提出.Prolog由程序设计的“How to do the Job”向“What you want to do”前进一步。用户只要说明已知事实是什么，定义规则（说明对象间的关系），再告诉要解决的问题是什么（询问）就行了，不必告诉计算机如何一步一步做，问题的求解是通过Prolog的内部机制自动生成。递归是Prolog
17、语言的重要特点之一。,4.5 编程的风格与原理,4.5.1 写程序的风格 4.5.2 高级语言的程序设计原理 4.5.3 程序设计方法论,4.5.1 写程序的风格,1程序内部的文档 程序内部的文档包括恰当的标识符、适当的注解和程序的视觉组织等。选取含义鲜明的名字，使它能正确地提示程序对象所代表的实体，这对于帮助阅读者理解程序是很重要的。如果使用缩写，那么缩写规则应该一致，并且应该给每个名字加注解。正确的注解非常有助于对程序的理解。,4.5.1 写程序的风格,2数据说明 数据说明的次序应该标准化 当多个变量名在一个语句中说明时，应该按字母顺序排列这些变量。如果设计时使用了一个复杂的数据结构，则应
18、该用注解说明实现这个数据结构的方法和特点。,4.5.1 写程序的风格,3语句构造 构造语句时应该遵循的原则是，每个语句都应该简单而直接，不能为了提高效率而使程序变得过分复杂。,4.5.1 写程序的风格,4输入/输出 对所有输入数据都进行检验；检查输入项重要组合的合法性；保持输入格式简单；使用数据结束标记，不要求用户指定数据的数目；明确提示交互式输入的请求，详细说明可用的选择或边界数值；当程序设计语言对格式有严格要求时，应保持输入格式一致；设计良好的输出报表；给所有输出数据加标志。,4.5.1 写程序的风格,5效率 效率主要指处理机时间和存储器空间两个方面。,4.5.2 高级语言的程序设计原理,
19、完成给定任务程序设计的大致流程是：应用问题建立数学模型选用计算机方法画流程图选用某种语言编写程序调试程序进行解释或编译产生目标代码运行目标代码输出。1计算方法 2流程图 3程序设计,本章小结,计算机程序是有序指令的集合，而程序是用计算机语言编写的。软件开发人员应关注程序设计语言的特点及其对软件质量的影响，从而在系统开发时，选择适合的程序设计语言，以提高软件开发效率和质量。高级语言的种类很多，常用编程语言中简要介绍了BASIC，FORTRAN，PASCAL语言，并以Turbo C为例重点讲解C语言的特点、基本结构与编程方法。,本章小结,面向对象的程序设计（OOP）是传统结构化程序设计语言的自然延
20、伸。对象的可重用性大大地节省了开发时间，提高了软件的开发效率，因此目前得到了广泛的应用。编程的风格就是使源程序逻辑简明清晰、易读易懂.程序设计方法论，一般分为自顶向下的程序开发方法和自底向上的程序开发方法两种。,习题四,4-1 什么是程序？计算机语言有哪几种形式？4-2 高级语言按转换方式可分为几类？其转换过程如何？4-3 程序设计语言的特点有哪些？4-4 选择程序设计语言的理论标准有哪些？实用标准有哪些？4-5 常用的编程语言有哪些？它们各有什么特点？,习题四,4-6 Turbo C 2.0的控制流程语句有哪些？每一种各举一个例子。4-7 Goto语句有什么作用？对它应如何使用？4-8 什么是对象？对象有什么特征？4-9 简述面向对象的程序设计的概念。常用的面向对象的开发工具有哪些？,习题四,4-10 好的编程风格应遵循哪些规则？4-11 什么是算法？它须满足哪些条件？4-12 什么是结构程序设计？结构程序的编写原则是什么？4-13 简述自顶向下的程序开发方法。,
