自上而下和自下而上的设计方法

“自上而下”的设计从某个很高的抽象层次开始。你定义出基类或其他不那么特殊的设计元素。在开发这一设计的过程中，你逐渐增加细节的层次，找出派生类、合作类以及其他更细节的设计元素。

“自下而上”的设计始于细节，向一般性延伸。这种设计通常是从寻找具体的对象开始，最后从细节之中生成对象以及基类。

自上而下策略和自下而上策略的最关键区别在于，前者是一种分解（decomposition）策略而后者是一种合成（composition）策略。前者从一般性问题出发，把该问题分解成可控的部分。后者从可控的部分出发，去构造一个通用的方案。

自上而下设计的强项是它简单，因为人们是很善于把一些大食物分解为小的组件，而程序员更是精于此道。

自上而下的另一个强项是你可以推迟构建的细节。软件系统常常受到构建细节变化的骚扰，因此，尽早知道应该把这些细节隐藏在继承体系的底层类中，是非常有益的。

自下而上的一个强项是通常能够较早找出所需的功能，从而带来紧凑的、结构合理的设计。

自下而上的一个弱项是很难完全独立的使用。

程序设计方法包括三个基本步骤:

第一步:分析问题。

第二步:画出程序的基本轮廓。

第三步:实现该程序。

(1) 编写程序；

(2) 测试和调试程序；

(3) 提供数据打印结果。

下面, 我们来说明每一步的具体细节。

第一步: 分析问题

在这一步, 你必须:

a.作为解决问题的一种方法, 确定要产生的数据(输出)。 作为这一子步的一部分, 你应定义表示输出的变量。

b.确定需产生输出的数据(称为输入), 作为这一子步的一部分,你应定义表示输入的变量。

c. 研制一种算法, 从有限步的输入中获取输出。 这种算法定义为结构化的顺序 *** 作, 以便在有限步内解决问题。就数字问题而言, 这种算法包括获取输出的计算, 但对非数字问题来说, 这种算法包括许多文本和图象处理 *** 作。

第二步: 画出程序的基本轮廓

在这一步, 你要用一些句子(伪代码)来画出程序的基本轮廓。每个句子对应一个简单的程序 *** 作。对一个简单的程序来说,通过列出程序顺序执行的动作, 便可直接产生伪代码。然而, 对复杂一些的程序来说, 则需要将大致过程有条理地进行组织。对此, 应使用自上而下的设计方法。

当使用自上而下的设计方法时, 你要把程序分割成几段来完成。列出每段要实现的任务, 程序的轮廓也就有了, 这称之为主模块。当一项任务列在主模块时, 仅用其名加以标识, 并未指出该任务将如何完成。这方面的内容留给程序设计的下一阶段来讨论。将程序分为几项任务只是对程序的初步设计。整个程序设计归结为下图所示的流程图1.。

如果把主模块的每项任务扩展成一个模块, 并根据子任务进行定义的话, 那么, 程序设计就更为详细了(见图2.)。这些模块称为主模块的子模块。程序中许多子模块之间的关系可象图2.中那样归结为一张图。这种图称为结构图。

要画出模块的轮廓, 你可不考虑细节。如果这样的话, 你必须使用子模块, 将各个模块求精, 达到第三级设计。继续这一过程, 直至说明程序的全部细节。这一级一级的设计过程称为逐步求精法。在编写程序之前, 对你的程序进行逐步求精, 对你来说, 是很好的程序设计实践, 会使你养成良好的设计习惯。

我们则才描述了程序设计中自上而下的设计方法。实际上就是说, 我们设计程序是从程序的"顶部"开始一直考虑到程序的"底部"。

第三步: 实现该程序

程序设计的最后一步是编写源码程序。 在这一步,把模块的伪代码翻译成C语句。

对于源程序, 你应包含注释方式的文件编制, 以描述程序各个部分做何种工作。此外, 源程序还应包含调试程序段, 以测试程序的运行情况, 并允许查找编程错误。一旦程序运行情况良好, 可去掉调试程序段, 然而,文件编制应做为源程序的固定部分保留下来, 便于你或

---