软件工程 第6章
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《软件工程实用教程》第6_章_面向对象的软件设计
第6 章 面向對象的軟體設計
例：
第6 章 面向對象的軟體設計
2．部署圖 部署圖描述了處理器、設備和軟體構件運行時 的體系結構。 （ 1 ）結點：是某種計算資源的物理對象，包括電 腦、設備（如印表機、通信設備）等 (2) 連接：連接用一條直線表示，它指出結點之間 存在著某種通信路徑，並指出通過哪條通信路 徑可使這些結點間交換對象或發送消息
第6 章 面向對象的軟體設計
2．詳細設計 （1）細化、補充類的屬性和操作 （2）設計類操作的實現演算法 （3）優化數據訪問路徑 （4）實現外部互動式的控制 （5）調整類結構，增加繼承性 （6）設計類之間的關聯的實現方式 （7）確定對象屬性的精確表示 （8）把類和關聯打包歸納到模組中
第6 章 面向對象的軟體設計
第6 章 面向對象的軟體設計
3）依賴倒置原則：指的是依賴關係應該是儘量依賴介面 （或抽象類），而不是依賴於具體類。在面向對象 的設計中，高層的類往往與領域的業務有關，這些 類只依賴於一些抽象的類或介面，當具體的實現細 節改變時，不會對高層的類產生影響。 4）介面分離原則：指的是在設計時採用多個與特定客戶 類有關的介面比採用一個通用的介面要好。即一個 類要給多個客戶類使用，那麼可以為每個客戶類創 建一個介面，然後這個類實現所有這些介面，而不 要只創建一個介面，其中包含了所有客戶類需要的 方法，然後這個類實現這個介面。
第6 章 面向對象的軟體設計
2．設計基於類的構件 （1）基本設計原則 2）Liskov替換原則：指的是子類可以替 換父類出現在父類能出現的任何地方。 例如，類ClassA要使用ClassB，ClassC 是ClassB的子類。如果在運行時，用 ClassC代替ClassB，則ClassA仍然可以 使用原來ClassB中提供的方法，而不需 要做任何改動。
软件工程导论第6章
70年代初N.Wirth在Pascal语言中设置支持“顺序 结构”、“IF-THEN-ELSE选择结构”、“DO-WHILE 重复结构”或“DO-UNTIL重复结构”三种基本控制 结构语句。
25
3种基本控制结构
(1) 顺序型
A B
(2) 选择型
F P A B T
(2) 多情况选择型(case)
T T
P=1 F P=2 F P=n F
…
A1 A2
T
An
(3) 先判定型循环
后判定型循环
(do-while)
F
(do-until)
P T S
S P F
T
例1、某模块有两个输入a和b，一 个输出c，当满足条件(a>0)and(b<2) 时，c=a+b，否则c=a-b。画出该模 块的程序流程图。
a b
第6章 详细设计
6.1 结构程序设计 6.2 人机界面设计 6.3 过程设计的工具 6.4 面向数据结构的设计方法 6.5 程序复杂程度的定量度量 6.6 小结 习题
1
详细设计阶段的根本目标：确定应该怎样具体地 实现所要求的系统。 为软件结构图中的每一个模块确定使用的算法和 块内数据结构，并用某种选定的表达工具给出清晰 的描述。
100 110
120
130 140
Eq：等于 ne：不等于 gt：大于 lt：小于 ge：大于等于 le：小于等于
例：打印A、B、C三数中最小者的程序 if (A.LT.B .AND. A.LT.C）then write(6,*) A else if (A.GE.B .AND. B.LT.C） then write(6,*) B else write(6,*) C endif endif
(完整版)软件工程第六章答案
作业4参考答案1．假设只有SEQUENCE和DO_WHILE两种控制结构，怎样利用它们完成IF_THEN_ELSE操作？答：转化如下：K = 1DO WHILE （条件.AND. K.EQ.1)程序块1K=K+1END DODO WHILE （(.NOT. 条件) .AND. K.EQ.1)程序块2K=K+1END DO2．假设允许使用SEQUENCE和IF_THEN_ELSE两种控制结构，怎样利用它们完成DO_WHILE操作？答：转化如下；label: IF (条件) THEN程序块GOTO labelELSE程序块END IF3．画出下列伪码程序的程序流程图和盒图：STARTIF p THENWHILE q DOfEND DOELSEBLOCKgnEND BLOCKEND IFSTOP答：（1）流程图如图4-1所示：图4-1 从伪码变成的程序流程图（2）该程序的盒图如图4-2所示：图4-2 从伪码变成的程序盒图4．下图给出的程序流程图代表一个非结构化的程序，请问：（1）为什么说它是非结构化的？（2）设计一个等价的结构化程序。
（3）在（2）题的设计中你使用附加的标志变量flag吗？若没用，请再设计一个使用flag 的程序；若用了，再设计一个不用flag的程序。
答：（1）通常所说的结构化程序，是按照狭义的结构程序的定义衡量，符合定义规定的程序。
图示的程序的循环控制结构有两个出口，显然不符合狭义的结构程序的定义，因此是非结构化的程序。
（2）使用附加的标志变量flag，至少有两种方法可以把该程序改造为等价的结构化程序，图4-3描绘了等价的结构化程序的盒图。
（a）解法1（b）解法2图4-3 与该图等价的结构化程序（用flag）（3）不使用flag把该程序改造为等价的结构化程序的方法如图4-4所示。
图4-4 与该图等价的结构化程序（不用flag）5．研究下面的伪代码程序：LOOP： Set I to (START+FINISH)/2If TABLE(I)=ITEM goto FOUNDIf TABLE(I)<ITEM Set START to (I+1)If TABLE(I)>ITEM Set FINISH to (I-1)If (FINISH-START )>1 goto LOOPIf TABLE(START)=ITEM goto FOUNDIf TABLE(FINISH)=ITEM goto FOUNDSet FLAG to 0Goto DONEFOUND: Set FLAG to 1DONE:Exit(1)画出程序流程图。
现代软件工程第6章 构件级设计
如果内部处理逡辑采用一系列ifthenelse结构来实现其中每个返样的结构都负责一个丌同的传感器类型那么对于新增加的传感器类型就需要增加额外的内部处理逡辑依然是另外的ifthenelse结构返显然违背ocp原则
目录
1 什么是构件 2 设计基于类的构件 3 实施构件级设计 4 WebApp的构件级设计 5 设计传统构件 6 基于构件的开发
分析类
PrintJob
numberOfPages numberOfSides paperType magnification productionFeatures
computePageCost() passJobtoPrinter()
computeJob initiateJob
设计构件 PrintJob
6.1.2 传统观点
为了说明这个过程，考虑ComputePageCost模块。该模块的目的在于根据用 户提供的规格说明来计算每页的印刷成本。为了实现该功能，需要以下数据： 文档的页数、文档的印刷份数、单面或者双面印刷、颜色、纸张大小。这些 数据通过该模块的接口传递给ComputePageCost。ComputePageCost根据任 务量和复杂度，使用这些数据来决定一页的成本——这是一个通过接口将所 有数据传递给模块的功能。每页的成本与任务量成反比，与任务的复杂度成 正比。
6.1.2 传统观点
getJobData
细化后的模块
accessCostsDB
PageCost
in: numberPages in: numberDocs in: sides=1, 2 in: color=1, 2, 3, 4 in: page size = A, B, C, D out: pagecost in: job size in: color=1, 2, 3, 4 in: pageSize = A, B, C, D out: BPC out: SF
目录
1 什么是构件 2 设计基于类的构件 3 实施构件级设计 4 WebApp的构件级设计 5 设计传统构件 6 基于构件的开发
分析类
PrintJob
numberOfPages numberOfSides paperType magnification productionFeatures
computePageCost() passJobtoPrinter()
computeJob initiateJob
设计构件 PrintJob
6.1.2 传统观点
为了说明这个过程，考虑ComputePageCost模块。该模块的目的在于根据用 户提供的规格说明来计算每页的印刷成本。为了实现该功能，需要以下数据： 文档的页数、文档的印刷份数、单面或者双面印刷、颜色、纸张大小。这些 数据通过该模块的接口传递给ComputePageCost。ComputePageCost根据任 务量和复杂度，使用这些数据来决定一页的成本——这是一个通过接口将所 有数据传递给模块的功能。每页的成本与任务量成反比，与任务的复杂度成 正比。
6.1.2 传统观点
getJobData
细化后的模块
accessCostsDB
PageCost
in: numberPages in: numberDocs in: sides=1, 2 in: color=1, 2, 3, 4 in: page size = A, B, C, D out: pagecost in: job size in: color=1, 2, 3, 4 in: pageSize = A, B, C, D out: BPC out: SF
软件工程导论第6章(第4版)
二. 人机界面设计
人机界面设计是接口设计的一个重要的组成部 分。对于交互式系统来说，人机界面设计和数据设 计、体系结构设计及过程设计一样重要。
1.指导规则
T.Mandel在《用户界面设计要素》中，提出了3 条指导规则： 让用户驾驭软件，不是软件驾驭用户 减少用户的记忆 保持界面的一致性
2. 应该考虑的设计问题
4. 人机界面设计指南
（3） 数据输入指南 尽量减少用户的输入动作。 保持信息显示和数据输入之间的一致性。 允许用户自定义输入。 交互应该是灵活的，可调整成用户喜欢的输入方式。 使在当前动作语境中不适用的命令不起作用。 让用户控制交互流。 对所有输入动作都提供帮助。 消除冗余的输入。
三. 过程设计
1.过程设计的目的与任务 目的 确定模块采用的算法和块内数据结构，用某种 选定的表达工具给出清晰的描述。 任务：编写软件的“过程设计说明书” 为每个模块确定采用的算法 (模块的详细过程性 描述) 确定每一模块使用的数据结构 确定模块接口的细节 (包括对系统外部的接口和 用户界面，对系统内部其他模块的接口，以及关 于模块输入数据、输出数据及局部数据的全部细 节）
三. 过程设计
2.过程设计的原则与方法
清晰第一的设计风格 结构化的控制结构 结构程序设计的经典定义为： “如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这3 种基本控制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口和 一个出口，则称这个程序是结构化的。” 结构程序设计技术是一种实现在逻辑上正确描述每个模 块的功能，并且使设计出的处理过程尽可能简明易懂的关键 技术，是过程设计的逻辑基础。 逐步细化的实现方法 例：在一组数中找出其中的最大数
(4) 命令交互 命令行现在仍然是许多高级用户偏爱的交互方式。在 多数情况下，用户既可以从菜单中选择软件功能，也可以 通过键盘命令序列调用软件功能。 在提供命令交互方式时，必须考虑下列设计问题： 是否每个菜单选项都有对应的命令? 采用何种命令形式?有3种选择：控制序列(例如Ctrl+P)， 功能键和键入命令。 学习和记忆命令的难度有多大?忘记了命令怎么办? 用户是否可以定制或缩写命令? 在理想的情况下，所有应用软件都有一致的命令使用 方法。
软件工程与实践第6章
第6章 详细设计
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
结构程序设计 人机界面设计 过程设计的工具 面向数据结构的设计方法 程序复杂程度的定量度量 小结
详细设计阶段的根本目标是确定应该怎样具体地实 现所要求的系统。 详细设计阶段的任务还不是具体地编写程序，而是 要设计出程序的“蓝图”，以后程序员将根据这个 蓝图写出实际的程序代码。 详细设计的目标不仅仅是逻辑上正确地实现每个模 块的功能，更重要的是设计出的处理过程应该尽可 能简明易懂。 结构程序设计技术是详细设计的逻辑基础。
6.2.3 人机界面设计指南
用户界面设计主要依靠设计者的经验，总结众多设 计者的经验得出的设计指南，有助于设计者设计出 友好、高效的人机界面。下面介绍3类人机界面设 计指南。 1. 一般交互指南 一般交互指南涉及信息显示、数据输入和系统整体 控制，因此，这类指南是全局性的，忽略它们将承 担N-ELSE型分支和 DO-WHILE型循环这3种基本控制结构，则称为经 典的结构程序设计；如果除了上述3种基本控制结 构之外，还允许使用DO-CASE型多分支结构和 DO-UNTIL型循环结构，则称为扩展的结构程序设 计；如果再加上允许使用LEAVE(或BREAK)结构， 则称为修正的结构程序设计。
6.3.6 过程设计语言
过程设计语言（PDL）也称为伪码，它是用正文形 式表示数据和处理过程的设计工具。 PDL应该具有下述特点： (1) 关键字的固定语法，它提供了结构化控制结构、 数据说明和模块化的特点。 (2) 自然语言的自由语法，它描述处理特点。 (3) 数据说明的手段。应该既包括简单的数据结构 (例如纯量和数组)，又包括复杂的数据结构(例如， 链表或层次的数据结构)。 (4) 模块定义和调用的技术，应该提供各种接口描 述模式。
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
结构程序设计 人机界面设计 过程设计的工具 面向数据结构的设计方法 程序复杂程度的定量度量 小结
详细设计阶段的根本目标是确定应该怎样具体地实 现所要求的系统。 详细设计阶段的任务还不是具体地编写程序，而是 要设计出程序的“蓝图”，以后程序员将根据这个 蓝图写出实际的程序代码。 详细设计的目标不仅仅是逻辑上正确地实现每个模 块的功能，更重要的是设计出的处理过程应该尽可 能简明易懂。 结构程序设计技术是详细设计的逻辑基础。
6.2.3 人机界面设计指南
用户界面设计主要依靠设计者的经验，总结众多设 计者的经验得出的设计指南，有助于设计者设计出 友好、高效的人机界面。下面介绍3类人机界面设 计指南。 1. 一般交互指南 一般交互指南涉及信息显示、数据输入和系统整体 控制，因此，这类指南是全局性的，忽略它们将承 担N-ELSE型分支和 DO-WHILE型循环这3种基本控制结构，则称为经 典的结构程序设计；如果除了上述3种基本控制结 构之外，还允许使用DO-CASE型多分支结构和 DO-UNTIL型循环结构，则称为扩展的结构程序设 计；如果再加上允许使用LEAVE(或BREAK)结构， 则称为修正的结构程序设计。
6.3.6 过程设计语言
过程设计语言（PDL）也称为伪码，它是用正文形 式表示数据和处理过程的设计工具。 PDL应该具有下述特点： (1) 关键字的固定语法，它提供了结构化控制结构、 数据说明和模块化的特点。 (2) 自然语言的自由语法，它描述处理特点。 (3) 数据说明的手段。应该既包括简单的数据结构 (例如纯量和数组)，又包括复杂的数据结构(例如， 链表或层次的数据结构)。 (4) 模块定义和调用的技术，应该提供各种接口描 述模式。
软件工程—第6章 面向对象设计—OMT介绍
类库中已有 车辆 OTS 车牌 车牌确认
设计结果： 车辆 OTS 车牌 车牌确认
车辆 车牌确认 车牌 颜色 式样 生产日期 产地 车牌确认
2.用户界面部分（HIC）的设计 • 通常在OOA阶段给出了所需的属性和操作，在设计阶 段必须根据需求把交互的细节加入到用户界面的设计 中，包括有效的人机交互所必需的实际显示和输入。
Coad与Yourdon的方法
主题层 类与对象层 结构层 属性层 服务层
人机 交互
问题 域
数据 管理
任务 管理
问题论域部分包括与所面对的应用问题直接有关的所有 类和对象。 在其它的三个部分中，识别和定义新的类和对象。
1.问题域部分（PDC）的设计 – OOA阶段得到的有关应用的概念模型描述了所要解 决的问题 。在OOD阶段，主要是对OOA产生模型 中的某些类与对象、结构、属性、操作进行组合与 分解，或者增加必要的类、属性和联系。
Coad与Yourdon的方法
1）数据管理方法 – 数据管理方法主要有三种 • 文件管理 • 关系数据库管理 • 面向对象的数据库管理 2）数据管理部分的设计 –数据存储管理部分的设计包括数据存放方法的设计 和相应操作的设计
OMT(object modeling technique)
– OMT是美国通用电气公司在总结其内部多年来采用 OO技术开发实践的基础上提出的一套系统开发方 法学。 – OMT最早是由Loomis，Shan和Rumbaugh在1987 年提出的，曾扩展应用于关系DB设计。 – J.Rumbaugh在1991年正式把OMT应用于OO的分 析和设计。 –它以面向对象思想为基础，通过构造一组相关模型 （对象模型、动态模型和功能模型）来获得关于问 题的全面认识（即问题领域模型），是在实体关系 模型上扩展了类、继承和行为而得到的。
软件工程第6章面向数据流的设计方法
21
变换分析
输入流 变换流 输出流
A C
B E D F G H
主控模块 输入流 控制模块
变换流 控制模块
输出流 控制模块
图6-5 一级分解
22
变换分析
图6-5展示的是一个简单三叉结构，实际处 理大型系统的复杂数据流时，可能需要多 个模块对应图6-5中一个模块的功能。“一 级分解”总的原则是，在完成控制功能并 保持低耦合度、高内聚度的前提下尽可能 地减少模块的数量。 “传感器监测子系统”一级分解如图6-6所 示，其中控制模块的名字概括了所有下属 模块的功能。
E
输出流控制模块 G
A
C
F
主控模块
H
输入流控制模块 B A D C
E F
G H
图6-8 结构的优化
31
监控传感器执行者
警报输出控制器 获得响应信息 建立警报条件
产生显示 读传感器
生成警报信号
建立与电话网络的 连接
产生脉冲
32
变换分析
上述七个设计步骤的目标是给出软件的 一个整体描述。 一旦有了这样一个描述，设计人员即可 从整体角度评价和精化软件的总体结构， 此时修改所需耗费不多，却能大大提高 软件质量。
39
无效口令
图6-2-1 用户交互子系统的二级数据流图
事务分析
事务分析法可概括为七个步骤：
步骤一、复审基本系统模型； 步骤二、复审并精化软件数据流图； 步骤三、确定数据流图的特征； 步骤四、指出事务中心，确定接收部分和发送部分 的流界； 步骤五、映射出系统上层模块结构； 步骤六、分解并精化事务结构以及每条动作路径所 对应的结构。根据流经每一动作路径的数据流特征， 参考前面所述“变换设计” 相关步骤可以逐一导出 这些子结构.
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i++
X
X=S[0][i] F 提示输入错误 Y
输出S[0][i]和S[1][i]
结束
程序流程图的随意性和灵活性使它存 在一些缺点：
（1）并不是逐步求精的好工具：诱使程序 员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）用箭头代表控制流，这样使得程序员 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；
6.3.4 判定表
建立判定表的步骤
左上部：过程执行期间的所有条件(或所有判 断)。
左下部：与一个具体过程(或模块)有关的所有 处理。
右上部：各种可能的条件组合。 右下部：每一种条件组合所对应的应做的工作。
举 例
下面以行李托运费的算法为例：
假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量 不超过30kg的行李。当行李重量超过30kg时， 对头等舱的国内乘客超重部分每公斤收费4元， 对其他舱的国内乘客超重部分每公斤收费6元， 对外国乘客超重部分每公斤收费比国内乘客多 一倍，对残疾乘客超重部分每公斤收费比正常 乘客少一半。用判定表可以清楚地表示与上述 每种条件组合相对应的计算行李费的算法，如 表6.1所示。
1、应具有重复查询功能； 2、应具有数据检测功能； 3、请利用程序流程图描述该模块的算法。
零件号 10001 10002 10003 10004 10005 10006 库存量 1000 1250 886 69 2020 3450
开始
输入零件库存 S[ ][ ]数组 i=0
输入零件号X X!=S[0][i]
输入错误!
继续查询?
Y
N
跳出循环
6.3.3 PAD图
问题分析图（Problem Analysis Diagram） 采用二维树形结构图表示程序的控制流。
A B (a)顺序结构
A
P
B
(b)选择结构
PAD图的基本符号
WHILE P
S
(c) WHILE型循环结构
P1 A1 P2
A2 P=
… Pn
An
（3）程序流程图在表示数据结构方面存在 不足。
6.3.2 盒图（N-S图）
不允许违背结构程序设计精神的图形工 具。它有下述特点： (1) 功能域(即，一个特定控制结构的作 用域)明确，可以从盒图上一眼就看出来。 (2) 不可能任意转移控制。 (3) 很容易确定局部和全程数据的作用 域。 (4) 很容易表现嵌套关系，也可以表示 模块的层次结构。
A=B
A<B
A:B
A>B
X=? =1 =2 =3 =4 =5
X=?
x=1 x=2 x=3 x=4
练 习
请利用程序流程图描述下列问题的程序结构
某汽车修配厂，有一个存有汽车零件的 仓库，其中存有若干种零件，请编写一个查 询程序，用于查询该库中某零件的库存量为 多少。
设该模块为查询模块。请设计该模块的 程序结构。具体要求：
N-S图的基本符号
N-S图的嵌套定义形式
练 习
请利用N-S描述下列问题的程序结构
某汽车修配厂，有一个存有汽车零件的 仓库，其中存有若干种零件，请编写一个查 询程序，用于查询该库中某零件的库存量为 多少。
设该模块为查询模块。请设计该模块的 程序结构。具体要求：
1、应具有重复查询功能； 2、应具有数据检测功能； 3、请利用N-S图描述该模块的算法。
起止端点
数据
处理
准备或预处理
预先定义的处理
条件判断
循环上界限
循环下界限
文档
流线
虚线
省略符
并行方式
注释
程序流程图中常用的符号
1、循环符号的使用
循环名 进入循环条件
循环体
S=0 i=1,100 S=S+i
循环名
i
循环体
S=0,i=1
S=S+i
i=i+1 F
i >100 T
2、多出口判断流程符号的使用
(e) 多分支结构
UNTIL P
S
(d) UNTIL型循环结构
(f)语句标号 (g)定义
举 例
begin s[17]~s[22]=0
while num(1-1000)
while i(17-22)
end
输入 age
=17 s[17]++ =18 s[18]++ age =19 s[19]++ =20 s[20]++ =21 s[21]++ =22 s[22]++
6.3 过程设计的工具
6.3.1 程序流程图 6.3.2 盒图 6.3.3 PAD图 6.3.4 判定表 6.3.5 判定树 6.3.6 过程设计语言
过程设计工具
过程设计的任务：在使用程序设计语言编制 程序以前，需要对所采用算法的逻辑关系进 行分析，设计出全部必要的过程细节，并给 予清晰的表达。
输出 s[i]
PAD图的主要优点如下：
(1) 使用表示结构化控制结构的PAD符号所设 计出来的程序必然是结构化程序。
(2) PAD图所描绘的程序结构十分清晰，图中 竖线的总条数就是程序的层次数。
(3) 用PAD图二维树形结构表现程序逻辑易读、 易懂。程序从图中最左竖线上端的结点开始 执行，自上而下，从左向右顺序执行，遍历 所有结点。
(4) 容易将PAD图转换成高级语言源程序，这 种转换可用软件工具自动完成，有利于提高 软件可靠性和软件生产率。
(5) 既可用于表示程序逻辑，也可用于描绘数 据结构。
(6) 支持逐步求精方法的使用。开始时设计者 可以定义一个抽象的程序，使用def符号逐 步增加细节，直至完成详细设计。
图6.6 使用PAD图提供的定义功能 来逐步求精的例子
在过程设计阶段，要决定各个模块的实现算 法，并精确地表达这些算法。表达过程规格 说明的工具叫做详细设计工具，它可以分为 以下三类: 图形工具 表格工具 语言工具
6.3.1 程序流程图
•也称为程序框图，是历史最悠久、使用最广泛， 独立于任何一种程序设计语言。 •优点：对控制流程的描绘较直观，便于掌握。
零件号 10001 10002 10003 10004 10005 10006 库存量 1000 1250 886 69 2020 3450
建立零件库 (s数组), i=0 输入零件号 x
do while(x!=s[0][i])
i++
x==is+[+0][i])
Y
N
s[0][i] 输出 s[1][i]
第一个任务 第二个任务 第三个任务
(a) 顺序结构
F
条件 T
ELSE THEN 部分 部分
(b) 选择结构
Case 条件 值1 值2 …
Case1 Case2 部分 部分
值n
Casen 部分
(c) 多分支结构
循环条件
DO_UNT IL
部分
A
DO_WHILE
部分
循环条件
(d) 循环结构
(e) 调用子程序 A
X
X=S[0][i] F 提示输入错误 Y
输出S[0][i]和S[1][i]
结束
程序流程图的随意性和灵活性使它存 在一些缺点：
（1）并不是逐步求精的好工具：诱使程序 员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）用箭头代表控制流，这样使得程序员 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；
6.3.4 判定表
建立判定表的步骤
左上部：过程执行期间的所有条件(或所有判 断)。
左下部：与一个具体过程(或模块)有关的所有 处理。
右上部：各种可能的条件组合。 右下部：每一种条件组合所对应的应做的工作。
举 例
下面以行李托运费的算法为例：
假设某航空公司规定，乘客可以免费托运重量 不超过30kg的行李。当行李重量超过30kg时， 对头等舱的国内乘客超重部分每公斤收费4元， 对其他舱的国内乘客超重部分每公斤收费6元， 对外国乘客超重部分每公斤收费比国内乘客多 一倍，对残疾乘客超重部分每公斤收费比正常 乘客少一半。用判定表可以清楚地表示与上述 每种条件组合相对应的计算行李费的算法，如 表6.1所示。
1、应具有重复查询功能； 2、应具有数据检测功能； 3、请利用程序流程图描述该模块的算法。
零件号 10001 10002 10003 10004 10005 10006 库存量 1000 1250 886 69 2020 3450
开始
输入零件库存 S[ ][ ]数组 i=0
输入零件号X X!=S[0][i]
输入错误!
继续查询?
Y
N
跳出循环
6.3.3 PAD图
问题分析图（Problem Analysis Diagram） 采用二维树形结构图表示程序的控制流。
A B (a)顺序结构
A
P
B
(b)选择结构
PAD图的基本符号
WHILE P
S
(c) WHILE型循环结构
P1 A1 P2
A2 P=
… Pn
An
（3）程序流程图在表示数据结构方面存在 不足。
6.3.2 盒图（N-S图）
不允许违背结构程序设计精神的图形工 具。它有下述特点： (1) 功能域(即，一个特定控制结构的作 用域)明确，可以从盒图上一眼就看出来。 (2) 不可能任意转移控制。 (3) 很容易确定局部和全程数据的作用 域。 (4) 很容易表现嵌套关系，也可以表示 模块的层次结构。
A=B
A<B
A:B
A>B
X=? =1 =2 =3 =4 =5
X=?
x=1 x=2 x=3 x=4
练 习
请利用程序流程图描述下列问题的程序结构
某汽车修配厂，有一个存有汽车零件的 仓库，其中存有若干种零件，请编写一个查 询程序，用于查询该库中某零件的库存量为 多少。
设该模块为查询模块。请设计该模块的 程序结构。具体要求：
N-S图的基本符号
N-S图的嵌套定义形式
练 习
请利用N-S描述下列问题的程序结构
某汽车修配厂，有一个存有汽车零件的 仓库，其中存有若干种零件，请编写一个查 询程序，用于查询该库中某零件的库存量为 多少。
设该模块为查询模块。请设计该模块的 程序结构。具体要求：
1、应具有重复查询功能； 2、应具有数据检测功能； 3、请利用N-S图描述该模块的算法。
起止端点
数据
处理
准备或预处理
预先定义的处理
条件判断
循环上界限
循环下界限
文档
流线
虚线
省略符
并行方式
注释
程序流程图中常用的符号
1、循环符号的使用
循环名 进入循环条件
循环体
S=0 i=1,100 S=S+i
循环名
i
循环体
S=0,i=1
S=S+i
i=i+1 F
i >100 T
2、多出口判断流程符号的使用
(e) 多分支结构
UNTIL P
S
(d) UNTIL型循环结构
(f)语句标号 (g)定义
举 例
begin s[17]~s[22]=0
while num(1-1000)
while i(17-22)
end
输入 age
=17 s[17]++ =18 s[18]++ age =19 s[19]++ =20 s[20]++ =21 s[21]++ =22 s[22]++
6.3 过程设计的工具
6.3.1 程序流程图 6.3.2 盒图 6.3.3 PAD图 6.3.4 判定表 6.3.5 判定树 6.3.6 过程设计语言
过程设计工具
过程设计的任务：在使用程序设计语言编制 程序以前，需要对所采用算法的逻辑关系进 行分析，设计出全部必要的过程细节，并给 予清晰的表达。
输出 s[i]
PAD图的主要优点如下：
(1) 使用表示结构化控制结构的PAD符号所设 计出来的程序必然是结构化程序。
(2) PAD图所描绘的程序结构十分清晰，图中 竖线的总条数就是程序的层次数。
(3) 用PAD图二维树形结构表现程序逻辑易读、 易懂。程序从图中最左竖线上端的结点开始 执行，自上而下，从左向右顺序执行，遍历 所有结点。
(4) 容易将PAD图转换成高级语言源程序，这 种转换可用软件工具自动完成，有利于提高 软件可靠性和软件生产率。
(5) 既可用于表示程序逻辑，也可用于描绘数 据结构。
(6) 支持逐步求精方法的使用。开始时设计者 可以定义一个抽象的程序，使用def符号逐 步增加细节，直至完成详细设计。
图6.6 使用PAD图提供的定义功能 来逐步求精的例子
在过程设计阶段，要决定各个模块的实现算 法，并精确地表达这些算法。表达过程规格 说明的工具叫做详细设计工具，它可以分为 以下三类: 图形工具 表格工具 语言工具
6.3.1 程序流程图
•也称为程序框图，是历史最悠久、使用最广泛， 独立于任何一种程序设计语言。 •优点：对控制流程的描绘较直观，便于掌握。
零件号 10001 10002 10003 10004 10005 10006 库存量 1000 1250 886 69 2020 3450
建立零件库 (s数组), i=0 输入零件号 x
do while(x!=s[0][i])
i++
x==is+[+0][i])
Y
N
s[0][i] 输出 s[1][i]
第一个任务 第二个任务 第三个任务
(a) 顺序结构
F
条件 T
ELSE THEN 部分 部分
(b) 选择结构
Case 条件 值1 值2 …
Case1 Case2 部分 部分
值n
Casen 部分
(c) 多分支结构
循环条件
DO_UNT IL
部分
A
DO_WHILE
部分
循环条件
(d) 循环结构
(e) 调用子程序 A