2024-2025-1 20241329 《计算机基础与程序设计》第八周学习总结

news/2024/11/17 14:06:20/文章来源:https://www.cnblogs.com/incamellia/p/18550414

作业信息

作业归属课程：https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP
作业要求：https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK08
作业目标：功能设计与面向对象设计；面向对象设计过程；面向对象语言三要素；汇编、编译、解释、执行
作业正文：https://www.cnblogs.com/incamellia/p/18550414

教材学习内容总结

《计算机科学概论（第七版）》第9章

功能设计与面向对象设计

功能设计：
功能设计关注于软件系统的功能需求，即系统应该做什么。它通常涉及将问题分解为更小的、可管理的功能单元，并定义这些单元之间的接口。
面向对象设计：
面向对象设计（OOD）是一种以类和对象为中心的软件设计方法。它强调数据（对象的状态）和行为（对象的操作）的封装，以及类之间的继承和多态性。OOD的目标是创建一个可重用、可扩展和易于维护的系统。

面向对象设计过程

需求分析：确定系统的需求，包括功能需求和非功能需求。
概念性设计：定义系统的高级结构，包括主要的类和对象，以及它们之间的关系。
详细设计：细化概念性设计，定义每个类的属性和方法，以及类之间的交互。
实现：根据详细设计编写代码。
测试：验证代码是否满足需求，并修复发现的问题。
维护：根据用户反馈和系统变化，对软件进行持续的改进和更新。

面向对象语言三要素

封装：
封装是将数据（属性）和操作数据的方法（行为）捆绑在一起的过程。它隐藏了对象的内部状态，只通过一个清晰的接口与外部交互。
继承：
继承是一种创建新类（子类）的方式，新类可以继承现有类（父类）的属性和方法。这允许代码重用，并建立类之间的层次结构。
多态：
多态性允许不同的对象对同一消息做出响应。这意味着同一个方法调用可以有不同的行为，这取决于对象的实际类型。

汇编、编译、解释、执行

汇编：
汇编是将汇编语言代码转换为机器代码的过程。汇编语言是一种低级编程语言，它更接近机器代码，但仍包含一些助记符，以便于人类理解和编写。
编译：
编译是将高级编程语言（如C++或Java）代码转换为机器代码的过程。编译器会进行语法和语义分析，生成可执行文件。
解释：
解释是直接执行源代码的过程，而不需要将其转换为机器代码。解释器逐行读取源代码，并立即执行相应的操作。Python和JavaScript是使用解释器的编程语言的例子。
执行：
执行是计算机运行机器代码的过程。在执行过程中，CPU会逐条读取指令，并执行它们。

《C语言程序设计》第7章

函数的分类和定义

函数分类：
库函数：C语言标准库中预定义的函数，如printf、scanf等。
用户自定义函数：用户根据需要编写的函数，用于执行特定的任务。
函数定义：
函数定义包括返回类型、函数名、参数列表和函数体。
返回类型函数名(参数类型参数名, ...){ 函数体 }

向函数传递值和从函数返回值

函数调用：
调用函数时，需要提供与函数定义匹配的参数列表。
函数名(实参1, 实参2, ...)；
函数原型：
函数原型是函数定义的声明，它告诉编译器函数的返回类型、名称和参数类型。
返回类型函数名(参数类型参数名, ...);
函数的封装与防御性程序设计
封装：封装是将数据（变量）和操作数据的代码（函数）组合在一起，对外隐藏内部实现细节。
防御性程序设计：编写代码时考虑异常情况和错误处理，确保程序的健壮性。
函数设计的基本原则
模块化：将程序分解成独立的、可重用的模块，每个模块完成一个特定的功能。
单一职责原则：每个函数应该只做一件事，并且做好这件事。
开放/封闭原则：软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。

函数的递归调用和递归函数

递归调用：函数直接或间接地调用自身，直到满足某个条件停止。
递归函数：递归函数必须有一个明确的结束条件，以避免无限递归。

变量的作用域和生存周期

作用域：
局部变量：在函数内部定义，只在该函数内部可见。
全局变量：在函数外部定义，在整个程序中可见。
生存周期：
局部变量：在函数调用时创建，在函数返回时销毁。
全局变量：在程序开始时创建，在程序结束时销毁。

模块化程序设计

模块化：将程序分解成模块，每个模块完成一个特定的功能，通过函数接口与其他模块交互。
头文件：使用头文件（.h）来声明函数原型和全局变量，实现模块间的接口定义。
源文件：包含函数定义的文件（.c），每个模块一个源文件。
编译和链接：编译每个模块的源文件，然后将它们链接在一起生成可执行文件。

教材学习中的问题和解决过程

问题：递归函数和循环结构有什么区别和共同点吗

区别

实现方式：
递归函数：递归是通过函数自己调用自己来实现重复操作的。每次递归调用都会创建一个新的函数调用栈帧，用于存储局部变量和返回地址。
循环结构：循环是通过重复执行一段代码块来实现重复操作的，通常使用for、while或do-while循环。
内存使用：
递归函数：每次递归调用都会占用新的栈空间，如果递归深度过大，可能会导致栈溢出。
循环结构：循环不涉及额外的栈空间分配，通常只使用循环变量和条件判断所需的内存。
适用场景：
递归函数：适用于可以分解为相似子问题的问题，如树的遍历、分治算法等。
循环结构：适用于需要重复执行固定次数的操作，或者直到满足某个条件为止。
性能：
递归函数：递归函数可能会有额外的性能开销，因为每次递归调用都涉及到函数调用的开销，以及可能的栈空间分配和回收。
循环结构：循环通常性能更好，因为它们避免了函数调用的开销。
可读性和复杂性：
递归函数：递归函数的代码通常更简洁，易于理解，特别是对于自然适合递归的问题。
循环结构：循环结构可能需要更多的代码来处理迭代和条件判断，但它们通常更容易调试和优化。