Lập trình hướng đối tượng - Chương 6: Lập kế hoạch viết chương trình trên máy tính

1LẬP KẾ HOẠCH VIẾT CHƯƠNG TRÌNH TRÊN MÁY TÍNHChương 62Nội dung11.1. Mục đích của việc lập kế hoạch chương trình11.2 Thuật giải11.3. Lưu đồ11.4. Bảng quyết định11.5. Mã giả3Mục đích của việc lập kế hoạch chương trìnhMục đích: để tạo một chương trình hiệu quả. Kế hoạch của một chương trình bao gồm định nghĩa các bước thực hiện của chương trình. Các bước thực hiện:Thu thập thông tin: xác định dữ liệu nhập và xuấtXây dựng cấu trúc dữ liệu: xác định các kiểu dữ liệu, cách tổ chức và cài đặt dữ liệuXây dựng thuật giải: xác định các công việc cần phải giải quyết4Còn gọi là thuật toán là tập các bước có thể tính toán được để đạt được kết quả mong muốn. Được xây dựng trên cơ sở của cấu trúc dữ liệu đã được chọn.Có thể được minh họa bằng ngôn ngữ tự nhiên (natural language), bằng sơ đồ (flow chart) hoặc bằng mã giả (pseudo code). Thuật giải là gì?5Thuật giải là gì?Chất lượng của một thuật giải phải có những đặc điểm sau:Mỗi lệnh phải rõ ràng và chính xác.Mỗi lệnh nên thực hiện trong thời gian giới hạn.Một hay nhiều lệnh không nên lặp lại vô hạn. Sau khi thực hiện các chỉ thị, thuật giải kết thúc thì phải thu được kết quả mong đợi.6Các mẫu của thuật giảiVí dụ: Xây dựng các thuật giải sau:Tính tổng, hiệu, tích, thương của hai số nguyên.Nhập điểm toán, lý, hóa. Tính điểm trung bìnhViết chương trình giải phương trình bậc nhấtTính lương cho nhân viên biết Luong = LCB + ThuongThảo luận7Chất lượng của giải thuậtCác yếu tố chính thường dùng để đánh giá chất lượng của một thuật toán là:Yêu cầu thời gian: là thời gian yêu cầu để thực thi một chương trình trên hệ thống máy tính. Nếu thời gian yêu cầu ít thì đó là một thuật toán tốt.Yêu cầu bộ nhớ: là vùng nhớ trống yêu cầu để thực thi một chương trình trên hệ thống máy tính. Nếu yêu cầu bộ nhớ ít thì đó là một thuật toán tốt.Độ chính xác Tính tổng quát: có thể xử lý hàng loạt các dữ liệu đầu vào.8Mô tả của giải thuật Các cách mô tả một thuật toán:Bằng chương trình (ngôn ngữ tự nhiên) - As programs Bằng lưu đồ - As flowchartsBằng mã giả - As pseudocodesBằng bảng quyết định - As decision tables 9Lưu đồ - FlowchartsLưu đồ là một bản vẽ mô tả một thuật toán. Lưu đồ hoạt động như một lộ trình cho lập trình viên và hướng dẫn họ cách đi từ điểm bắt đầu đến điểm kết thúc.10Tại sao phải sử dụng lưu đồ? Khi vẽ một lưu đồ, lập trình viên không quan tâm đến yếu tố ngôn ngữ lập trình. Họ quan tâm hoàn toàn đến tính luận lý của thủ tục. Bất kỳ lỗi logic nào của thủ tục có thể bị bỏ qua một cách dễ dàng trong một chương trình. Khi một lưu đồ đã có, lập trình viên có thể bỏ qua tính luận lý và chỉ quan tâm đến viết mã lệnh cho những thao tác theo lưu đồ. Thường dùng cho những người mới bắt đầu lập trình để giảm bớt số lỗi và những sơ sót trong chương trình. 11Các kí hiệu cơ bản của lưu đồ 12Các kí hiệu cơ bản của lưu đồ 13Các kí hiệu cơ bản của lưu đồ 14Các kí hiệu cơ bản của lưu đồ 15Các kí hiệu cơ bản của lưu đồ 1617Các kí hiệu bổ sung của lưu đồ 18Các kí hiệu bổ sung của lưu đồ 19Các kí hiệu của lưu đồ Ví dụ: Một sinh viên có mặt trong một kì thi với tổng cộng 10 môn học, mỗi môn học có điểm tối đa là 100 điểm. Mỗi sinh viên gồm: Mã số của sinh viên, tên điểm các môn học. Vẽ một lưu đồ cho giải thuật để tính và in ra tỷ lệ phần trăm điểm của mỗi sinh viên trong kì thi này và sau đó in ra theo mã sinh viên và tên sinh viên.20Các kí hiệu của lưu đồ Example 1: Make a list of only students who have passed (obtained 30% marks) in the examination. And print out the total number of such as students. + Assume: input data is terminated by sentinel value is 9999999Solution: There are two decision symbols. The first one checks for a trailer record by comparing Rollno against the value 9999999 to determine if the processing is complete.The second one checks whether student has passed or failed by comparing percentage marks obtained against 30.21Các kí hiệu của lưu đồ Ví dụ: Một sinh viên có mặt trong một kì thi với tổng cộng 10 môn học, mỗi môn học có điểm tối đa là 100 điểm. Mỗi sinh viên gồm: Mã số của sinh viên, tên điểm các môn học. Vẽ một lưu đồ cho giải thuật để tính và in ra tỷ lệ phần trăm điểm của mỗi sinh viên trong kì thi này và sau đó in ra theo mã sinh viên và tên sinh viên.Vẽ lại với số sinh viên là 50Vẽ lưu đồ in danh sách sinh viên đậu (đạt được 40% hoặc nhiều điểm hơn) Sinh viên vẽ22Các kí hiệu của lưu đồ Ví dụ: Một sinh viên có mặt trong một kì thi với tổng cộng 10 môn học, mỗi môn học có điểm tối đa là 100 điểm. Mỗi sinh viên gồm: Mã số của sinh viên, tên điểm các môn học, phái có giá trị M (nam), F (nữ). Vẽ lưu đồ thực hiện các công việc sau:Tạo danh sách chỉ chứa những Sv nữ thi đậu (đạt từ 40% số điểm trở lên).Tạo danh sách chỉ chứa những Sv nữ thi đậu trong lần chia thứ hai (đạt được 45% hoặc hơn nhưng nhỏ hơn 60% số điểm). In ra tổng số của những sinh viên theo yêu cầu trên. Sinh viên vẽ2324Các luật của biểu đồNhánh chính đầu tiên của biểu đồ phải hợp nhất. Duy trì mức độ ổn định cho một biểu đồ. Không xây dựng lược đồ chi tiết hoặc một lược đồ chỉ là một đồ thị biểu diễn từng bước một của một chương trình. Những ký hiệu của biểu đồ nên là những câu phát biểu thông dụng và dễ hiểu. Thống nhất trong việc sử dụng tên và các biến trong biểu đồ.25Các luật của biểu đồĐi từ trái qua phải và từ trên xuống dưới trong quá trình xây dựng biểu đồ.Nên tránh sự băng qua của những đường thẳng nối tiếp nhau. Nếu một biểu đồ tiến trình kéo dài hơn một trang thì nên tách tại một điểm nhập vào và điểm xuất ra. Ngoài ra nhũng kết nối nên đặt nhãn để kết nối những phần của biểu đồ trên các trang khác nhau. 26Thuận lợi và hạn chế của biểu đồ Thuận lợi:Giao tiếp tốt hơn. Phân tích hiệu quả Kết hợp hiệu quả Sơ đồ chương trình hợp lý Tạo mã lệnh hiệu quảViệc gỡ lỗi hệ thống dễ dàngViệc kiểm tra hệ thống hiệu quảMột biểu đồ tiến trình rất hữu ích trong việc kiểm tra dữ liệu và các hoạt động của chương trình.27Thuận lợi và hạn chế của biểu đồ Hạn chế:Rất tốn thời gian và công sức để vẽ, đặc biệt cho một chương trình lớn và phức tạp. Mọi sự thay đổi và chỉnh sửa trong một chương trình sẽ phải vẽ một biểu đồ hoàn toàn mới. Không thích hợp với các chương trình không ổn định hay thay đổi. 28BẢNG QUYẾT ĐỊNHLà các quyết định hay các thao tác mà máy tính thực hiện. Gồm hai thành phần: điều kiện và hành động Khi máy tính phải tạo một số lượng lớn các quyết định hoặc nếu có một số lượng lớn những nhánh khác nhau bên trong một chương trình, bảng quyết định rất hữu ích. Một dạng của bảng quyết định 29BẢNG QUYẾT ĐỊNHCác bước xây dựng một bảng quyết định là:Định nghĩa một cách hợp lý bài toán. Liệt kê tất cả những điều kiện được kiểm tra trong bài toánLiệt kê những hành động phù hợp với các điều kiện tương ứng.Hình thành một bảng quyết định.30Mẫu bảng quyết định 31Ưu điểm của Bảng quyết định Bảng quyết định thường được sử dụng cùng một chỗ với biểu đồ vì những lý do sau:Chúng cung cấp các mô tả cốt lõi của các trường hợp phức tạp một cách logicDễ dàng hơn trong việc vẽ và thay đổi so với biểu đồ Một bảng nhỏ có thể thay thế một vài trang biểu đồ tiến trìnhDễ dàng theo dõi32Hạn chế của Bảng quyết định Bảng quyết định lớn có thể trở nên khó hiểu và khó điều chỉnh. Lưu đồ có khả năng diễn tả toàn bộ dãy các sự kiện cần giải quyết tốt hơn. Lưu đồ quen thuộc hơn và được ưu tiên dùng hơn đối với những người mới học và các nhà lập trình viên.33MÃ GIẢ34Mã giả là gì?Mã giả (Pseudocode) là một công cụ phân tích dùng để lập kế hoạch cho chương trình.Mã giả không có bất cứ quy tắc cú pháp nào để trình bày lệnhDễ dàng chuyển đổi mã giả thành ngôn ngữ lập trình Mã giả nhấn mạnh thiết kế chương trình, mã giả cũng được gọi là Ngôn Ngữ Thiết Kế Chương Trình.35Mã giả cho các cấu trúc điều khiển cơ bảnCó ba cấu trúc điều khiển logic sau đây : 1. Logic trình tự, 2. Logic lựa chọn, 3. Logic lặp (hay vòng lặp).36Logic tuần tự (Sequence Logic)Logic tuần tự dùng để thực hiện lần lượt các lệnh theo trình tự nào đó 37Logic lựa chọn IfTHEN..ELSECòn gọi là logic quyết định, được dùng để đưa ra quyết định. 38IfTHENLogic lựa chọn 39CASELogic lựa chọn 40Logic lặp lại (hay vòng lặp)DO WHILE41REPEATUNTILLogic lặp lại (hay vòng lặp)42Ví Dụ Về Mẫu mã giả43??????????Ví Dụ Về Mẫu mã giả44Ưu điểm và Nhược diểm của mã giảƯu điểmBiến đổi mã giả thành ngôn ngữ lập trình dễ dàng hơn so với lưu đồ hay bảng quyết định. Dễ điều chỉnh.Lối viết của mã giả sẽ tốn ít thời gian hơn, tương đương với cách viết của lưu đồ. Mã giả dễ viết hơn ngôn ngữ lập trình vì nó có duy nhất một vài luật để tuân theo giúp lập trình viên tập trung vào logic của chương trình.45Ưu điểm và Nhược diểm của mã giảNhược điểmMã giả không có sự biểu diễn đồ họa của chương trình.Khi dùng mã giả thì không có luật chuẩn nào để làm theo. Các lập trình viên sử dụng phong cách của mình để viết mã giả nên khó khăn trong vấn đề truyền đạt nội dung vì thiếu sự tiêu chuẩn hoá. Khó cho người mới học. 46Câu hỏi và bài tậpGiáo trình trang 361