Programtervezési módszerek

Frontális feladatmegoldás

A feladatot egy egységként kezeli, egyszerre akarja megoldani minden előzetes

felmérés, részekre bontás, átgondolás nélkül. A kész programnak nincs szerkezete,

áttekinthetetlen, módosítani, javítani, fejleszteni szinte lehetetlen, nincs

dokumentációja, használata bizonytalan, teljes anarchia. Kis programoknál

használható jól.

Felülről lefelé (top-down) programozás

Legfontosabb megvalósítási elve a lépésenkénti finomítás elve: a feladat megoldását

el ször csak átfogóan végezzük el. Ezután az egészet rész-feladatokra bontjuk, és a

továbbiakban ezeket a részfeladatokat oldjuk meg. Így az egyes részeket egymástól

függetlenül (de illesztve egymáshoz) írhatjuk, tesztelhetjük, javíthatjuk. Az egyes

részeket tovább kell finomítani, amíg elemi részfeladatokig nem jutunk.

Lépések:

- bemenő adatok meghatározása

- szükséges műveletek elvégzése

- eredmények megjelenítése, kiírása, rögzítése

Alulról felfelé (bottom-up) programozás

Nagy előrelátás, gyakorlat szükséges hozzá. Először a legelemibb részeket és ezek

algoritmusát készítjük el, utána ezeknek a segítségével bonyolultabb részfeladatokat oldunk meg.

Párhuzamos finomítás elve

A finomítást az adott szint minden részfeladatára végezzük el: finomítjuk az adatokat,

az egyes részfeladatokat, meghatározzuk az adatok kapcsolatait, és ezeket rögzítjük

is.

Döntések elhalasztásának elve

Egyszerre csak kevés dologról, de azokról következetesen döntünk. A felbontás után

keletkez részek lehet leg egyenl súlyúak legyenek! Azokat a döntéseket, amelyek

az adott szinten nagyon bonyolultnak látszanak, próbáljuk kés bbre halasztani,

elképzelhet , hogy kés bb egyszer en megoldhatók lesznek.

Vissza az sokhoz elv

Ha zsákutcába jutottunk, nem elegend az adott szint újbóli végiggondolása, vissza

kell lépnünk az el z szintre, és azt végiggondolnunk, stb.

Nyílt rendszer felépítés

Általánosan fogalmazzuk meg a feladatot, általános algoritmust és programot

készítsünk, így az szélesebb körben, hosszú ideig alkalmazható lesz. A konkrét

feladat megfogalmazását kell általánosítani, az adatait pedig paraméterként kezelni.

Döntések kimondásának (dokumentálásának) elve

A kimondott, de nem leírt döntések rengeteg bajt okozhatnak. Általában arról

feledkezünk meg, hogy egy adat nem lehet nulla. Az algoritmus készítésénél ez még

nyilvánvaló, de ha nem mondjuk ki, nem rögzítjük, akkor a kódolásnál már el is

felejtjük ezt ellen rizni!

Adatok elszigetelésének elve

Az egyes programrészekhez tartozó adatokat ki kell jelölni, és szigorúan el kell

különíteni más programrészekt l. Beszélhetünk globális adatokról, melyekhez a

program összes részegysége hozzáférhet, módosíthat; illetve lokális (helyi)

adatokról, amelyeket nem minden programrész módosíthat, érhet el. A bemen

adatokat input adatoknak, a kimeneti adatokat output adatoknak nevezzük.

Moduláris programozás

A modul önálló, névvel rendelkez , önmagában értelmezhet programegység.

Önállóan tervezhet , kódolható, tesztelhet . A programot nagyobb egységekre,

modulokra bontjuk, a kész program a modulok összeillesztéséb l jön létre. Ezáltal

áttekinthet vé válik a program. Meg kell határozni, hogy az adott modul milyen

módon tart kapcsolatot a többi modullal, milyen bemen és kimen adatai vannak.

(eljárások, függvények, unitok).

A modulok fajtái

- adatmodulok

- eljárásmodulok

- vezérl modulok

- I/O modulok

Strukturált programozás

Felülr l lefelé elv. Bármilyen algoritmus felépíthet elágazásokból, ciklusokból és

részlépések egymásutánjából (szekvenciákból).

A strukturált programozás lényege

- Felülr l lefelé történ lépésenkénti problémamegoldás.

- Minden szinten csak a közvetlenül odatartozó döntések folyamata.

- Kevés, de jól meghatározott vezérlési és adatszerkezeti elemek használata.

- Tiltott a feltételes vagy feltétel nélküli vezérlésátadás (GOTO).

A strukturált programozás elveinek meghatározása

- A feladat meghatározását modellsorozattal végezzük.

- A modell olyan program, amely a célprogram m ködését egy magasabb

intelligenciájú " absztrakt " gépen szimulálja.

- Az utolsó változat utasításai egybeesnek egy létez gép vagy nyelv

utasításkészletével. A modell elemei hierarchikus viszonyban állnak egymással.

- Alapelv a lépésenkénti finomítás elve, amely az egyes absztrakciós szintek

kialakítására ad módszert.

- A megoldandó feladatokat több, kevésbé összetett részfeladatra bontjuk, de a

rész-feladatok megfelel illesztése adja az összprogramot; egyes részei

általánosak, de jól körülhatárolt, önálló feladatokat oldanak meg.

Objektumorientált programozás

Az objektumorientált megközelítés az objektumok mint programegységek

bevezetésével megszünteti a program kódjának és adatainak szétválasztását.

Objektumok használatával egyszer szerkezet , jól kézben tartható programok

készíthet k. Az objektumorientált programozás középpontjában az egymással

kapcsolatban álló programegységek hierarchiájának megtervezése áll.

Az objektumosztályok felépítése

Az adatokat és az adatokon végrehajtható m veleteket egyenrangúan, zárt

egységben kezeljük. Ezeket az egységeket objektumoknak nevezzük, mely nem

más, mint az adatok és az adatokat kezel alprogramok (metódusok)

egységbezárása. Az objektum felhasználói típusként (class, osztály) jelenik meg,

mellyel változókat, objektumpéldányokat (instance) hozhatunk létre. Maga az

osztály nem más, mint egy ún. sobjektum, mely az adatmez iben nem kötelez en

tartalmaz adatokat, de az adattípus definíciókat már igen.

Az objektumok lehetnek önálló (nem származtatott) és statikus helyfoglalású

objektumok is, a class típus példányai azonban dinamikusan jönnek létre és minden

új típusnak van el dje. Az örökl dés az jelenti, hogy már meglév osztályból

kiindulva újabb osztályokat építhetünk fel, amelyek öröklik a felhasznált osztály

minden tulajdonságait. Az objektum tulajdonságait és metódusait is lehet örökíteni.

Minden osztály adatmez ket, metódusokat és jellemzőket tartalmaz.

Az adatmezők olyan adatelemek, amelyek az osztály minden objektumpéldányában

megtalálhatóak. A metódusok az objektumon elvégzend m veleteket definiáló

eljárások és függvények. A konstruktor egy olyan metódus, mely segítségével

megadhatjuk az objektum létrehozásával és inicializálásával kapcsolatos

m veleteket. A destruktor egy olyan metódus, mellyel az objektum

megszüntetésével kapcsolatos m veleteket gy jthetjük egy csoportba. Meghívásakor

a destruktor felszabadítja az objektumpéldány számára dinamikusan lefoglalt

memóriaterületet. Azokat a metódusokat, amelyek az objektumpéldány helyett

magán az osztályon fejtik ki hatásukat osztálymetódusnak nevezzük.

Az objektumorientáltság három főismérve

- Egységbezárás (encapsulation)

- Azt takarja, hogy az adatstruktúrákat és az adott struktúrájú adatokat kezel

függvényeket (metódusokat) egy egységként kezelve, az alapelemeket

elzárjuk a világ el l. Az így kapott egységek az objektumok.

- Öröklődés (inheritance)

- Azt jelenti, hogy az adott meglév osztályokból levezetett újabb osztályok

öröklik a definiálásukhoz használt alaposztályok már létez adatstruktúráit és

metódusait.

- Többrétűség (polimorfizmus)

- Azt értjük ezalatt, hogy egy örökölt metódus az adott objektumpéldányban

felüldefiniálódik.

Az adatrejtés elve az objektumorientált programozásban

Az objektum adatmez i és metódusai alaphelyzetben korlátozás nélkül elérhet ek.

Az objektum adatmez it csak metódusok felhasználásával érjük el. Kulcsszavak (pl.

public és private) segítségével kijelölhetjük az objektum bels és kívülr l is elérhet

részeit. A védetten deklarált része az objektumnak bels elérés a külvilág számára.

A publikált részben elhelyezked adatmez khöz és jellemz khöz futási idej típusinformációkat kapcsol a rendszer. Ezzel a megoldással ismeretlen típusú osztály

adatmez i és jellemz i is elérhet k.

Objektumok közti kapcsolat

- semmi kapcsolat nincs a két objektum között.

- Első lehetőség vagyis az egyik objektumtípus leszármazottja a másik

objektumtípusnak, tehát örökli annak tulajdonságait és metódusait, illetve ezeket

b vítheti is.

- Második lehetőség vagyis a két objektum között birtokos viszony van.

A polimorfizmus megvalósítása

A metódusok átdefiniálása a virtuális metódusok segítségével történik Ez valójában

azt jelenti, hogy azonos hivatkozás esetén más-más m velet (metódus) kerül

végrehajtásra. A program futása közben d l el, hogy végül is melyik metódust kell

aktivizálni. Ezt a jelenséget kés i kötésnek (late binding) nevezzük.

https://infoc.eet.bme.hu/jegyzet/c_jegyzet.pdf

dtk.tankonyvtar.hu › tamop425 › Simon_A_progr_alapjaiPDF