Question

什么是程序设计？有哪两种主要方法？

Answer 1

程序设计主要方法有面向结构的方法和面向对象的方法。
结构化程序设计

　　 随着计算机的价格不断下降，硬件环境不断改善，运行速度不断提升。程序越写越大，功能越来越强，讲究技巧的程序设计方法已经不能适应需求了。记得是哪本书上讲过，一个软件的开发成本是由：程序设计 30% 和程序维护 70% 构成。这是书上给出的一个理论值，但实际上，从我十几年的工作经验中，我得到的体会是：程序设计占 10%，而维护要占 90%。也许我说的还是太保守了，维护的成本还应该再提高。下面这个程序，提供了两种设计方案，大家看看哪个更好一些那？

　　 题目：对一个数组中的100个元素，从小到大排序并显示输出。(BASIC)

　　 方法1：冒泡法排序，同时输出。

FOR I=1 TO 100
　 FOR J=I+1 TO 100
　　 IF A[I] > A[J] THEN T=A[J]: A[J]=A[I]: A[I]=T
　 NEXT J
　 ? A[I]
NEXT I

　　 方法2：冒泡法排序，然后再输出。

FOR I=1 TO 100
FOR J=I+1 TO 100
IF A[I] > A[J] THEN T=A[J]: A[J]=A[I]: A[I]=T
NEXT
NEXT

FOR I=1 TO 100
? A[I]
NEXT

　　 显然，“方法1”比“方法2”的效率要高，运行的更快。但是，从现在的程序设计角度来看，“方法2”更高级。原因很简单：（1）功能模块分割清晰——易读；（2）也是最重要的——易维护。程序在设计阶段的时候，就要考虑以后的维护问题。比如现在是实现了在屏幕上的输出，也许将来某一天，你要修改程序，输出到打印机上、输出到绘图仪上；也许将来某一天，你学习了一个新的高级的排序方法，由“冒泡法”改进为“快速排序”、“堆排序”。那么在“方法2”的基础上进行修改，是不是就更简单了，更容易了？！这种把功能模块分离的程序设计方法，就叫“结构化程序设计”。

面向对象的程序设计

　　 随着程序的设计的复杂性增加，结构化程序设计方法又不够用了。不够用的根本原因是“代码重用”的时候不方便。面向对象的方法诞生了，它通过继承来实现比较完善的代码重用功能。很多学生在应聘工作，面试的时候，常被问及一个问题“你来谈谈什么是面向对象的程序设计”，学生无言，回来问我，这个问题应该怎么回答。我告诉他，你只要说一句话就够了“面向对象程序设计是对数据的封装；范式（模板）的程序设计是对算法的封装。”后来再有学生遇到了这个问题，只简单的一句对答，对方就对这个学生就刮目相看了（学生后来自豪地告诉我的）。为什么那？因为只有经过彻底的体会和实践才能提炼出这个精华。

　　 面向对象的设计方法和思想，其实早在70年代初就已经被提出来了。其目的就是：强制程序必须通过函数的方式来操纵数据。这样实现了数据的封装，就避免了以前设计方法中的，任何代码都可以随便操作数据而因起的BUG，而查找修改这个BUG是非常困难的。那么你可以说，即使我不使用面向对象，当我想访问某个数据的时候，我就通过调用函数访问不就可以了吗？是的，的确可以，但并不是强制的。人都有惰性，当我想对 i 加1的时候，干吗非要调用函数呀？算了，直接i++多省事呀。呵呵，正式由于这个懒惰，当程序出BUG的时候，可就不好捉啦。而面向对象是强制性的，从编译阶段就解决了你懒惰的问题。

　　 巧合的是，面向对象的思想，其实和我们的日常生活中处理问题是吻合的。举例来说，我打算丢掉一个茶杯，怎么扔那？太简单了，拿起茶杯，走到垃圾桶，扔！注意分析这个过程，我们是先选一个“对象”------茶杯，然后向这个对象施加一个动作——扔。每个对象所能施加在它上面的动作是有一定限制的：茶杯，可以被扔，可以被砸，可以用来喝水，可以敲它发出声音......；一张纸，可以被写字，可以撕，可以烧......。也就是说，一旦确定了一个对象，则方法也就跟着确定了。我们的日常生活就是如此。但是，大家回想一下我们程序设计和对计算机的操作，却不是这样的。拿DOS的操作来说，我要删除一个文件，方法是在DOS提示符下：c:> del 文件名<回车>。注意看这个过程，动作在前（del），对象在后(文件名),和面向对象的方法正好顺序相反。那么只是一个顺序的问题，会带来什么影响那？呵呵，大家一定看到过这个现象：File not found. “啊~~~，我错了，我错了，文件名敲错了一个字母”，于是重新输入：c:> del 文件名2<回车>。不幸又发生了，计算机报告：File read only. 哈哈，痛苦吧:)。所以DOS的操作其实是违反我们日常生活中的习惯的（当然，以前谁也没有提出过异议），而现在由于使用了面向对象的设计，那么这些问题，就在编译的时候解决了，而不是在运行的时候。obj.fun()，对于这条语句，无论是对象，还是函数，如果你输入有问题，那么都会在编译的时候报告出来，方便你修改，而不是在执行的时候出错，害的你到处去捉虫子。

　　 同时，面向对象又能解决代码重用的问题——继承。我以前写了一个“狗”的类，属性有（变量）：有毛、4条腿、有翘着的尾巴（耷拉着尾巴的那是狼）、鼻子很灵敏、喜欢吃肉骨头......方法有（函数）：能跑、能闻、汪汪叫......如果它去抓耗子，人家叫它“多管闲事”。好了，狗这个类写好了。但在我实际的生活中，我家养的这条狗和我以前写的这个“狗类”非常相似，只有一点点的不同，就是我的这条狗，它是：卷毛而且长长的，鼻子小，嘴小......。于是，我派生一个新的类型，叫“哈巴狗类”在“狗类”的基础上，加上新的特性。好了，程序写完了，并且是重用了以前的正确的代码——这就是面向对象程序设计的好处。我的成功只是站在了巨人的肩膀上。当然，如果你使用VC的话，重用最多的代码就是MFC的类库。