计算机二级c语言公共基础知识（免费的）

相同的或类似的程序段，利用重复结构可简化大量的程序行。分为两类：一是先判断后执行，一是先执行后判断。

优点：一是程序易于理解、使用和维护。二是编程工作的效率，降低软件开发成本。 三、结构化程序设计原则和方法的应用 要注意把握如下要素：

1、 使用程序设计语言中的顺序、选择、循环等有限的控制结构表示程序的控制逻辑。

2、 选用的控制结构只准许有一个入口和一个出口；

3、 程序语句组成容易识别的块，每块只有一个入口和一个出口； 4、 复杂结构应该嵌套的基本控制结构进行组合嵌套来实现； 5、 语言中所没有的控制结构，应该采用前后一致的方法来模拟； 6、 严格控制GOTO语句的使用。其意思是指：

（1） 用一个非结构化的程序设计语言去实现一个结构化的构造； （2） 若不使用GOTO语句会使功能模糊；

（3） 在某种可以改善而不损害程序可读性的情况下。 2．3面向对象的程序设计 一、关于面向对象方法 面向对象方法的本质，就是主张从客观世界固有的事物出发来构造系统，提倡用人类在现实生活中常用的思维方法来认识、理解和描述客观事物，强调最终建立的系统能够映射问题域，也就是说，系统中的对象以及对象之间的关系能够如实地反映问题域中固有事物及其关系。 优点：1、与人类习惯的思维方法一致 面向对象方法和技术以对象为核心。对象是由数据和容许的操作组成的封装体，与客观实体有直接的关系。对象之间通过传递消息互相联系，以模拟现实世界中不同事物彼此之间的联系。

面向对象的设计方法与传统的面向过程的方法有本质不同，这种方法的基本原理是：使用现实世界的概念抽象地思考问题从而自然地解决问题。它强调模拟现实世界中的概念而不强调算法，它鼓励开发者在软件开发的绝大部分过程中都用应用领域的要领去思考。 2、稳定性好 3、可重用性好

软件重用是指在不同的软件开发过程中重复作用相同或相似软件元素的过程。重用是提高软件生产率的最主要的方法。 4、易于开发大型软件产品 5、可维护性好

（1）用面向对象的方法开发的软件稳定性比较好 （2）用面向对象的方法开发的软件比较容易修改； （3）用面向对象的方法开发的软件比较容易理解。 （4）易于测试和调试。

二、面向对象方法的基本概念 1、对象（object）

对象是面向对象方法中最基本的概念。对象可以用来表示客观世界中的任何实体，也就是说，应用领域中有意义的、与所要解决的问题有关系的任何事物都可以作为对象，它既可以是具体的物理实体的抽象，也可以是人为的概念，或者是任何有明确边界的意义的东西。总之，对象是对问题域中某个实体的抽象，设立某个对象就反映软件系统保存有关它的信息并具有与它进行交互的能力。

面向对象的程序设计方法中涉及的对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，是构成系统的一个基本单位，它由一组表示其静态特征的属性和它可执行的一组操作组成。 对象可以做的操作表示它的动态行为，在面向对象分析和面向对象设计中，通常把对象的操作也称为方法或服务。

属性即对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过挂靠对象的操作来改变。 操作描述了对象执行的功能，若通过消息传递，还可以为其他对象使用。操作的过程对外是封闭的，即用户只能看到这一操作实施后的结果。这相当于事先已经设计好的各种过程，只需要调用就可以了，用户不必去关心这一过程是如何编写的。事实上，这个过程已经封装在对象中，用户也看不到。对的这一特性即是对象的封装性。 对象有如下一些基本特点：

（1） 标识惟一性。指对象是可区分的，并且由对象有的内在本质来区分，而不是通过描述来区分。

（2） 分类性。指可以将具有相同属性的操作的对象抽象成类。 （3） 多太性。指同一个操作可以是不同对象的行为。

（4） 封装性。从外面看只能看到对象的外部特性，即只需知道数据的取值范围和可以对该数据施加的操作，根本无需知道数据的具体结构以及实现操作的算法。对象的内部，即处理能力的实行和内部状态，对外是不可见的。从外面不能直接使用对象的处理能力，也不能直接修改其内部状态，对象的内部状态只能由其自身改变。

（5） 模块独立性好。对象是面向对象的软件的基本模块，它是由数据及可以对这些数据施加的操作所组成的统一体，而且对象是以数据为中心的，操作围绕对其数据所需做的处理来设置，没有无关的操作从模块的独立性考虑，对象内部各种元素彼此结合得很紧密，内聚性强。

2、类（Class）和实例(Instance)

将属性、操作相似的对象归为类，也就是说，类是具有共同属性、共同方法的对象的集合。所以，类是对象的抽象，它描述了属于该对象类型的所有对象的性质，而一个对象则是其对应类的一个实例。 要注意的是，当使用“对象”这个术语时，既可以指一个具体的对象，也可以泛指一般的对象，但是，当使用“实例”这个术语时，必然是指一个具体的对象。

例如：Integer是一个整数类，它描述了所有整数的性质。因此任何整数都是整数类的对象，而一个具体的整数“123”是类Integer的实例。

由类的定义可知，类是关于对象性质的描述，它同对象一样，包括一组数据属性和在数据上的一组合法操作。 3、消息（Message）

面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，对象间的这种相互合作需要一个机制协助进行，这样的机制称为“消息”。消息是一个实例与另一个实例之间传递信息，它请示对象执行某一处理或回答某一要求的信息，它统一了数据流的控制流。消息的使用类似于函数调用，消息中指定了某一个实例，一个操作名和一个参数表（可空）。接收消息的实例执行消息中指定的操作，并将形式参数数与参数表中相应的值结合起来。消息传递过程中，由发送消息的对象（发送对象）的触发操作产生输出结果，作为消息传送至接受消息的对象（接受对象），引发接受消息的对象一系列的操作。所传送的消息实质上是接受对象所具有的操作/方法名称，有时还包括相应参数。 消息中只包含传递者的要求，它告诉接受者需要做哪些处理，但并不指示接受者应该怎样完成这些处理。消息完全由接受者解释，接受者独立决定采用什么方式完成所需的处理，发送者对接受者不起任何控制作用。一个对象能够接受不同形式、不同内容的多个消息；相同形

式的消息可以送往不同的对象，不同的对象对于形式相同的消息可以有不同的解释，能够做出不同的反映。一个对象可以同时往多个对象传递信息，两个对象也可以同时向某个对象传递消息。

例如，一个汽车对象具有“行驶”这项操作，那么要让汽车以时速50公里行驶的话，需传递给汽车对象“行驶”及“时速50公里”的消息。 通常，一个消息由下述三部分组成： （1） 接收消息的对象的名称； （2） 消息标识符（也称为消息名）； （3） 零个或多个参数。 4、 继承（Inheritance）

继承是面向对象的方法的一个主要特征。继承是使用己有的类定义作为基础建立新类的定义技术。已有的类可当作基类来引用，则新类相应地可当作派生类来引用。

广义地说，继承是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们。 面向对象软件技术的许多强有力的功能和突出的优点，都来源于把类组成一个层次结构的系统：一个类的上层可以有父类，下层可以有子类。这种层次结构系统的一个重要性质是继承性，一个类直接继承其父类的描述（数据和操作）或特性，子类自动地共享基类中定义的数据和方法。

继承具有传递性，如果类C继承类B，类B继承类A，则类C继承类A。因此一个类实际上继承了它上层的全部基类的特性，也就是说，属于某类的对象除了具有该类所定义的特性外，还具有该类上层全部基类定义的特性。 继承分为单继承与多重继承。单继承是指，一个类只允许有一个父类，即类等级为树形结构。多重继承是指，一个类允许有多个父类。多重继承的类可以组合多个父类的性质构成所需要的性质。因此，功能更强，使用更方便；便是，使用多重继承时要注意避免二义性。继承性的优点是，相似的对象可以共享程序代码和数据结构，从而大大减少了程序中的冗余信息，提高软件的可重用性，便于软件个性维护。此外，继承性便利用户在开发新的应用系统时不必完全从零开始，可以继承原有的相似系统的功能或者从类库中选取需要的类，再派生出新的类以实现所需要的功能。

5、 多太性（Polymorphism）

对象根据所接受 的消息而做出动作，同样的消息被不同的对象接受时可导致完全不同的行动，该现象称为多态性。在面向对象的软件技术中，多态性是指类对象可以像父类对象那样使用，同样的消息既可以发送给父类对象也可以发送给子类对象。 多态性机制不仅增加了面向对象软件系统的灵活性，进一步减少了信息冗余，而且显著地提高了软件的可重用性和可扩充性。当扩充系统功能增加新的实体类型时，只需派生出与新实体类相应的新的子类，完全无需修改原有的程序代码，甚至不需要重新编译原有的程序。利用多态性，用户能够发送一般形式的消息，而将所有的实现细节都留给接受消息的对象。

第3章 软件工程基础 3．1软件工程基本概念 一、软件定义与软件特点

计算机软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，是包括程序、数据及相关文档的完整集合。基中，程序是软件开发人员根据用户需求开发的用程序设计语言描述的、适合计算机执行的指令（语句）序列。数据是使程序能正常操纵信息的数据结构。文档是与程序开发、 维护和使用有关的图文资料。可见软件由两部分组成：一是机器可执行的程序和数据；二是机器不可执行的，与软件开发、运行、维护、使用等有关的文档。

国标（GB）中对计算机软件的定义为：与计算机系统的操作有关的计算机程序、规程、规则，以及可能有的文件、文档及数据。

软件在开发、生产、维护和使用等方面与计算机硬件相比存在明显的差异。深入理解软件的定义需要了解软件的特点：

（1） 软件是一种逻辑实体，而不是物理实体具有抽象性。

（2） 软件的生产与硬件不同，它没有明显的制作过程。一旦研制开发成功，可以大量拷贝同一内容的副本。所以对软件的控制，必须着重在软件开发方面下功夫。 （3） 软件在运行、使用期间不存在磨损、老化问题。

（4） 软件的开发运行对计算机系统具有依赖性，受计算机系统的限制这导致了软件移植的问题。

（5） 软件复杂性高，成本昂贵。 （6） 软件开发涉及诸多的社会因素。

软件按功能可以分为：应用软件、系统软件、支撑软件（或工具软件）。应用软件是为解决特定领域的应用而开发的软件。系统软件是计算机管理自身资源，提高计算机使用效率并为计算机用户提供各种服务的软件。支撑软件是介于系统软件和应用软件之间，协助用户开发软件的工具性软件，包括辅助和支持开发和维护应用软件的工具软件。 二、软件危机与软件工程

软件工程概念的出现源自软件危机。

所谓有软件危机四伏是泛指在计算机软件开发和维护过程中所遇到的严重问题。实际上，几科所有的软件都不同程度地存在这些问题。

随着计算机技术的发展和应用领域的扩大，计算机硬件性能/价格比和质量稳步提高，软件规模越来越大，复杂程度不断增加，软件成本逐年上升，质量没有可靠的保证，软件已成为计算机科学发展的“瓶颈”。

具体地说，在软件开发和维护过程中，软件危机主要表现在：

（1） 软件需求的增长得不到满足。用户对系统不满意的情况经常发生。

（2） 软件开发成本和进度无法控制。开发成本超出预算，开发周期大大超过规定日期的情况经常发生。

（3） 软件质量难以保证。

（4） 软件不可维护或护程度非常低。 （5） 软件的成本不断提高。

（6） 软件开发生产率的提高赶不上硬件的发展和应用需求的增长。 总之，可以将软件危机归结为成本、质量、生产率等问题。 软件工程就是试图用工程、科学和数学的大批量与方法研制、维护计算机软件的有关技术及管理方法。

关于软件工程的定义，国标（GB）中指出，软件工程是应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具文档、实践标准的工序。

1993年IEEE(Institute of Electrical &Electronic Engineers ，电气和电子工程师学会)给出了一个更加综合的定义：“将系统化的、规范的、可度量的方法应用于软件的开发、运行和维护的过程，即将工程化应用于软件中”。

软件工程包括3个要素：即方法、工具和过程。方法是完成软件工程项目的技术手段；工具支持软件的开发、管理、文档生成；过程支持软件开发的各个环节的控制、管理。 软件工程的核心思想是把软件产品看作是一个工程产品来处理。

开发软件不能只考虑开发期间的费用，而且应考虑软件生命周期内的全部费用。因此，软件生命周期的概念就变得特别重要。在考虑软件费用时，不仅仅要降低开发成本，更要降低整

个软件生命周期的总成本。

三、软件工程过程与软件生命周期

1、软件工程过程（Software Engineering Process）

ISO9000定义：软件工程过程是把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。

定义支持了软件工程过程的两方面内涵。其一，软件工程过程是指为获得软件产品，在软件工具支持下由软件工程师完成的一系列软件工程活动。基于这个方面，软件工程过程通常包含4种基本活动：

（1） P（plan）——软件规格说明。规定软件的功能及其运行时的限制。 （2） D（do）——软件开发。产生满足规格说明的软件。

（3） C（check）——软件确认。确认软件能够满足客户提出的要求。

（4） A (action)——软件演进。为满足客户的变更要求，软件必须在使用的过程中演进。

通常把用户的要求转变成软件产品的过程也叫做软件开发过程。此过程包括对用户的要求进行分析，解释成软件需求，把需求变换成设计，把设计用代码来实现并进行代码测试，有些软件还需要进行代码安装和交付运行。

其二，从软件开发的观点看，它就是使用适当的资源（包括人员、硬软件工具、时间等），为开发软件进行的一组开发活动，在过程结束时将输入（用户要求）转化为输出（软件产品）。 所以，软件工程的过程是将软件工程的方法和工具综合起来，以达到合理、及时地进行计算机软件开发的目的。软件工程过程应确定方法使用的顺序、要求交付的文档资料、为保证质量和适应变化所需要的管理、软件开发各个阶段完成的任务。 2、软件生命周期（software life cycle）

通常，将软件产品从提出、实现、使用维护到停止使用退役的过程称为软件生命周期。一般包括可行性研究与需求分析、设计、实现、测试、交付使用以及维护等活动。 还可以将软件生命周期分为软件定义、软件开发及软件运行维护三个阶段。软件生命周期的主要活动阶段是：

（1） 可行性研究与计划制定。确定待开发软件系统的开发目标和总的要求，给出它的功能、性能、可靠性以及接口等方面的可能方案，制定完成开发任务的实施计划。 （2） 需求分析。对待开发软件提出的需求进行分析并给出详细定义。编写软件规格说明书及初步的用户手册，提交评审。 （3） 软件设计。系统设计人员和程序设计人员应该在反复理解软件需求的基础上，给出软件的结构、模块和划分、功能的分配及处理流程。在系统比软件复杂的情况下，设计阶段可分解成概要设计阶段和详细设计阶段。编写概要设计说明书、详细设计说明书和测试计划初稿，提交评审。

（4） 软件实现。把软件设计转换成计算机可以接受的程序代码。即完成源程序的编码，编写用户手册、操作手册等面向用户的文档，编写单元测试计划。

（5） 软件测试。在设计测试用例的基础上，检验软件的各个组成部分。编写测试分析报告。

（6） 运行和维护。将已交付的软件投入运行，并在运行使用中不断地维护，根据新进出的需求进行必要而且可能的扩充和删改。 四、软件工程的目标与原则 1、软件工程的目标

软件工程的目标是，在给定成本、进度的前提下，开发出具有有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性且满足用户需求的产品。 软件工程需要达到的基本目标应是：付出较低的开发成本；达到要求的软件功能；取得较好