程序设计方法与优化

　　电子计算机的发展是20世纪科学发展史上最伟大的事件之一。自从1946年世界上第一台电子计算机ENIAC诞生以来，在短短的50多年里，计算机科学迅猛发展，计算机的应用已经渗透到社会的各个领域，成为当今信息社会的最显著的特征。之所以如此，其中一个很重要的原因就是计算机软件系统的高速发展。软件系统发展的关键在于程序设计方法的发展。程序设计方法研究程序设计的基本思想、原理、技术和优化，使程序代码能有效地描述用于解决特定问题的算法。程序设计方法已成为计算机科学中内涵丰富而深刻的一个重要分支，涉及程序理论、控制结构、开发技术、运行环境和工程规范标准等内容。程序设计方法的研究是计算机科学中的一个新兴领域。近年来，这一领域发展非常迅速，同时也取得了很多研究成果。为了介绍这一领域的一些基本思想方法和实际应用，我们在总结多年研究成果的基础上，撰写完成本书。本书着重讨论程序设计方法中最基本和最成熟的方面，并在一定程度上反映国内外的当前工作。与国内外同类书比较，本书系统性强、层次分明、通俗易懂、便于自学，并结合作者的理解和体会来阐述基本概念和特定问题，同时引入近年来在程序设计领域出现的新的思想和方法。另外，本书没有采用统一的语言来描述程序，这样可以使读者接触到更多的程序控制结构和设计风格，有利于读者阅读其他相关专著。本书系统讲述了计算机程序设计的基本概念、基本方法和常用程序语言的优化设计思想，用大量的程序实例说明了常用程序设计方法的实际应用和编程技巧。本书中的完整程序均在PC机上调试通过，希望能对读者起到抛砖引玉的作用。全书共分10章，以三个部分介绍了程序设计的基础知识、基本方法及其优化方法。第一部分：基础篇（第1，2章）该部分概要介绍了程序设计方法的？⒄埂⒊绦蛏杓频囊话惴椒ê捅硎痉椒ǎ⒚枋隽顺绦蛩惴ǖ母拍詈屯剂榛Ｐ汀？第二部分：方法篇（第3～8章）该部分结合具体程序实例详细讲述了结构化程序设计方法、面向对象程序设计方法、组件化程序设计方法、递归程序设计方法、嵌入式程序设计方法和程序的正确性证明。第三部分：优化篇（第9，10章）这一部分介绍了程序计算复杂度的分析方法，对程序设计进行了定量的表示，并举例说明了C/C++程序、Java程序、ASP程序、Prolog逻辑程序、32位汇编指令常用的优化内容、原则与方法。本书的所有内容都经过了作者的精心策划和安排。在本书的编写过程中，得到了西安交通大学电子商务研究所和计算机系很多教授和青年教师的支持和指教，同时也得到西安交通大学出版社的大力支持，我们在此表示衷心的感谢。在编写本书的过程中，参考了大量的中外文献，作者对这些文献著作者表示真诚的谢意。由于本书所涉及的内容广，加之程序设计方法的发展非常迅速，限于作者的水平与时间，难免存在错误和不妥之处，恳请专家和广大读者批评指正。本书系统讲述了计算机程序设计的基本概念、基本方法和常用程序语言的优化设计思想，用大量的程序实例说明了常用程序设计方法的实际应用和编程技巧。全书分10章。以三个部分介绍了程序设计的基础知识、基本方法及其优化方法。第一部分概要介绍了程序设计方法的发展、程序设计的一般方法和表示方法。并描述了算法的概念和图灵机模型；第二部分结合具体程序实例详细讲述了结构化程序设计方法、面向对象程序设计方法、组件化程序设计方法、递归程序设计方法、嵌入式程序设计方法和程序的正确性证明；第三部分介绍了程序计算复杂度的分析方法，对程序设计进行了定量的表示，并举例说明了C/C++程序、Java程序、ASP程序、Prolog逻辑程序、32位汇编指令常用的优化内容、原则与方法。"电子计算机的发展是20世纪科学发展史上最伟大的事件之一。自从1946年世界上第一台电子计算机ENIAC诞生以来，在短短的50多年里，计算机科学迅猛发展，计算机的应用已经渗透到社会的各个领域，成为当今信息社会的最显著的特征。之所以如此，其中一个很重要的原因就是计算机软件系统的高速发展。软件系统发展的关键在于程序设计方法的发展。程序设计方法研究程序设计的基本思想、原理、技术和优化，使程序代码能有效地描述用于解决特定问题的算法。程序设计方法已成为计算机科学中内涵丰富而深刻的一个重要分支，涉及程序理论、控制结构、开发技术、运行环境和工程规范标准等内容。程序设计方法的研究是计算机科学中的一个新兴领域。近年来，这一领域发展非常迅速，同时也取得了很多研究成果。为了介绍这一领域的一些基本思想方法和实际应用，我们在总结多年研究成果的基础上，撰写完成本书。本书着重讨论程序设计方法中最基本和最成熟的方面，并在一定程度上反映国内外的当前工作。与国内外同类书比较，本书系统性强、层次分明、通俗易懂、便于自学，并结合作者的理解和体会来阐述基本概念和特定问题，同时引入近年来在程序设计领域出现的新的思想和方法。另外，本书没有采用统一的语言来描述程序，这样可以使读者接触到更多的程序控制结构和设计风格，有利于读者阅读其他相关专著。本书系统讲述了计算机程序设计的基本概念、基本方法和常用程序语言的优化设计思想，用大量的程序实例说明了常用程序设计方法的实际应用和编程技巧。本书中的完整程序均在PC机上调试通过，希望能对读者起到抛砖引玉的作用。全书共分10章，以三个部分介绍了程序设计的基础知识、基本方法及其优化方法。第一部分：基础篇（第1，2章）该部分概要介绍了程序设计方法的发展、程序设计的一般方法和表示方法，并描述了程序算法的概念和图灵机模型。第二部分：方法篇（第3～8章）该部分结合具体程序实例详细讲述了结构化程序设计方法、面向对象程序设计方法、组件化程序设计方法、递归程序设计方法、嵌入式程序设计方法和程序的正确性证明。第三部分：优化篇（第9，10章）这一部分介绍了程序计算复杂度的分析方法，对程序设计进行了定量的表示，并举例说明了C/C++程序、Java程序、ASP程序、Prolog逻辑程序、32位汇编指令常用的优化内容、原则与方法。本书的所有内容都经过了作者的精心策划和安排。在本书的编写过程中，得到了西安交通大学电子商务研究所和计算机系很多教授和青年教师的支持和指教，同时也得到西安交通大学出版社的大力支持，我们在此表示衷心的感谢。在编写本书的过程中，参考了大量的中外文献，作者对这些文献著作者表示真诚的谢意。由于本书所涉及的内容广，加之程序设计方法的发展非常迅速，限于作者的水平与时间，难免存在错误和不妥之处，恳请专家和广大读者批评指正。"

　　覃征，1956年生，湖南省石门市人。清华大学信息学院，软件学院教授，博士生导师。西安交通大学计算机科学与技术系教授，博士生导师。赴美高级访问学者。现任西安交通大学电子商务研究所所长，兼任教育科技奖励评议专家组软件评委，中国高校电子商务学科协调小组专家，国内多家著名杂志评委、编委。近年来曾获教育部科技进步一等奖1项、二等奖2项，陕西省科技进步三等奖1项，军队科技进步三等奖2项。主要研究方向；软件体系结构、计算机系统集成与电子商务、复杂信息处理、移动计算等。指导博士后5名，博士研究生30余名，硕士研究生30余名。在国内外重要学术刊物发表论文50余篇，出版学术专著10余部。

第一部分 基础篇
    
     第1章 绪论
     1.1 程序设计方法的发展
     1.2 程序设计一般方法
     1.3 程序设计的表示方法
     小结
    
     第2章 程序算法与图灵机模型
     2.1 算法概念
     2.2 图灵机模型
     2.3 通用图灵机
     2.4 希尔伯特问题的不可解性
     小结
    
     第二部分 方法篇
    
     第3章 结构化程序设计方法
     3.1 结构化程序设计的基本思想
     3.2 逐步求精的方法
     3.3 改进的N-S图
     3.4 非结构化程序到结构化程序的转化
     小结
    
     第4章 面向对象程序设计方法
     4.1 面向对象程序设计的基本思想
     4.2 面向对象程序设计中的继承机制
     4.3 面向对象程序设计中的多态性
     4.4 面向对象方法与结构化方法的比较
     4.5 面向对象技术的未来发展
     小结
    
     第5章 组件化程序设计方法
     5.1 组件化程序设计的基本思想
     5.2 CORBA组件模型
     5.3 COM组件对象模型
     5.4 EJB组件模型
     5.5 组件技术与软件体系结核
     小结
    
     第6章 递归程序设计方法
     6.1 递归程序设计的基本思想
     6.2 递归方法与树型结构
     6.3 递归方法与栈结构
     6.4 递归算法到非递归算法的变换
     小结
    
     第7章 嵌入式程序设计方法
     7.1 嵌入式程序设计的基本思想
     7.2 嵌入式实时操作系统分析
     7.3 嵌入式C/C++语言程序设计方法
     7.4 嵌入式J2ME程序设计方法
     小结
    
     第8章 程序的正确性证明
     8.1 证明程序正确性的Floyd断言方法
     8.2 证明程序正确性的Hoare公理系统
     8.3 面向对象程序设计的正确性证明
     8.4 组件程序设计的正确性证明
     8.5 用广义数学归纳法证明递归程序的正确性
     小结
    
     第三部分 优化篇
    
     第9章 程序计算复杂度的分析方法
     9.1 程序结构复杂度的分析
     9.2 程序嵌套结构复杂度的分析
     9.3 递归函数时间复杂度的分析
     9.4 简化法则对程序算法时间复杂度的估算
     小结
    
     第10章 程序设计优化的方法
     10.1 程序优化的内容与基本方法
     10.2 算法剖析与程序优化
     10.3 常用高级程序语言的优化
     10.4 32位汇编指令的常用优化方法
     小结
    
     主要英文缩写索引
     参考文献