Bài giảng Kỹ nghệ phần mềm - Bài 8: Lập trình - Nguyễn Văn Vy

78 trang huongle 2510

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kỹ nghệ phần mềm - Bài 8: Lập trình - Nguyễn Văn Vy", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_ky_nghe_phan_mem_bai_8_lap_trinh_nguyen_van_vy.pdf

Nội dung text: Bài giảng Kỹ nghệ phần mềm - Bài 8: Lập trình - Nguyễn Văn Vy

Kỹ nghệ phần mềm Software Engeneering Nguyễn Văn Vỵ Bộ môn Công nghệ phần mềm- Khoa CNTT- ĐHCN Email: vynv@coltech.vnu.vn
Bài 8: Lập trỡnh NguyễnVănVỵ Nội dung Ngôn ngữ lập trình Phong cách lập trình Lập trình tránh lỗi Lập trình h−ớng hiệu quả Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 2
TÀI LiỆU THAM KHẢO NguyễnVănVỵ 1. Nguyễn Văn Vỵ, Nguyễn Việt Hà. Giỏo trỡnh kỹ nghệ phần mềm. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà nội, 2008 2. Grady Booch, James Rumbaugh, Ivar Jacobson. The Unified Modeling language User Guid. Addison-Wesley, 1998. 3. M. Ould. Managing Software Quality and Business Risk, John Wiley and Sons, 1999. 4. Roger S.Pressman, Software Engineering, a Practitioner’s Approach. Fifth Edition, McGraw Hill, 2001. 5. Ian Sommerville, Software Engineering. Sixth Edition, Addison- Wasley, 2001. 6. Nguyễn Văn Vỵ. Phõn tớch thiết kế hệ thống thụng tin hiện đại. Hướng cấu trỳc và hướng đối tượng, NXB Thống kờ, 2002, Hà Nội. Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 3
Khái niệm lập trình hiệu quả NguyễnVănVỵ Sản phẩm phần mềm tốt khi phân tích tốt thiết kế tốt lập trình tốt kiểm thử chặt chẽ kỹ thuật lập trình tốt chuyên nghiệp (tuân theo các chuẩn) ổn định hiệu quả Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 4
Khái niệm lập trình hiệu quả NguyễnVănVỵ Lập trình hiệu quả hơn, sản phẩm rẻ tiền hơn Tốc độ phát triển cao hơn năng lực biểu diễn cao hơn khả năng sử dụng lại cao hơn Dễ bảo trì hơn dễ hiểu, dễ sửa đổi, thích nghi Chất l−ợng cao hơn sử dụng các cấu trúc an toμn hơn ch−ơng trình cần dễ hiểu Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 5
Tốc độ viết mã nguồn NguyễnVănVỵ Tốc độ phát triển cao ≠ lμm ngắn ch−ơng trình nguồn Tốc độ không tỷ lệ thuận với số dòng lệnh Câu lệnh phức tạp lμm giảm độ dễ hiểu Ngôn ngữ mức cao (4GL) năng lực biểu diễn cao tốc độ phát triển nhanh Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 6
Tiến hóa của kỹ thuật lập trình NguyễnVănVỵ Lập trình tuần tự (tuyến tính) Lập trình có cấu trúc (thủ tục) Lập trình h−ớng chức năng Lập trình h−ớng đối t−ợng Kỹ thuật thế hệ thứ 4 Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 7
Lập trình tuần tự NguyễnVănVỵ ■ không có/thiếu các lệnh có cấu trúc (for, while, do while) ■ lạm dụng các lệnh GOTO ■ thiếu khả năng khai báo biến cục bộ độ ghép nối cao ch−ơng trình khó hiểu, khó sửa, dễ sinh lỗi Ngôn ngữ dùng: thế hệ 1, 2: assembly, basic, Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 8
Lập trình có cấu trúc NguyễnVănVỵ ■ sử dụng các lệnh có cấu trúc (for, while, do while) ■ hạn chế/cấm dùng GOTO ■ sử dụng ch−ơng trình con, biến cục bộ dễ hiểu hơn, an toμn hơn Ngôn ngữ dùng: thế hệ 2, 3: Fortran, Pascal, C, Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 9
Lập trình h−ớng chức năng NguyễnVănVỵ Dựa trên nguyên tắc ghép nối dữ liệu trao đổi dữ liệu bằng tham số vμ giátrị trảlại loại bỏ hoμn toμn dữ liệu dùng chung Loại bỏ các hiệu ứng phụ khi sửa đổi các mođun ch−ơng trình; nâng cao tính tái sử dụng Ví dụ: Lisp Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 10
Lập trình h−ớng đối t−ợng NguyễnVănVỵ ■ Bao gói & che dấu thông tin ■ thao tác với dữ liệu qua các giao diện xác định ■ kế thừa cục bộ hơn dễ tái sử dụng hơn thuận tiện cho các ứng dụng lớn Ngôn ngữ h−ớng đối t−ợng: C++, Java, C# Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 11
Lập trình logic NguyễnVănVỵ Tách tri thức về bμi toán khỏi kỹ thuật lập trình Mô tả tri thức các qui tắc các sự thực mục tiêu Hệ thống tự chứng minh tìm đ−ờng đi đến mục tiêu Ví dụ:Prolog Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 12
Ví dụ. Prolog: 8 hậu NguyễnVănVỵ member(X,[X|L]). member(X,[Y|L]):-member(X,L). solution([]). solution([X/Y|Other]):- solution(Other), member(Y, [1,2,3,4,5,6,7,8]), noattack(X/Y, Other). noattack(_,[]). noattack(X/Y, [X1/Y1 | Other]):- Y =\= Y1, Y1-Y =\= X1-X, Y1-Y =\= X-X1, noattack(X/Y , Other). Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 13
Lựa chọn ngôn ngữ NguyễnVănVỵ ■ Đặc tr−ng của ngôn ngữ năng lực (kiểu biến, các cấu trúc) tính khả chuyển mức độ hỗ trợ của các công cụ ■ Miền ứng dụng của ngôn ngữ lập trình hệ thống nghiệp vụ, kinh doanh khoa học kỹ thuật trí tuệ nhân tạo ■ Năng lực, kinh nghiệm của nhóm phát triển ■ Yêu cầu của khách hμng Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 14
Năng lực của ngôn ngữ NguyễnVănVỵ ■ Ngôn ngữ bậc cao: có cấu trúc, câu lệnh phong phú hỗ trợ nhiều kiểu dữ liệu hỗ trợ con trỏ, đệ qui hỗ trợ h−ớng đối t−ợng th− viện phong phú nên dùng ngôn ngữ bậc cao (hơn) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 15
Tính khả chuyển NguyễnVănVỵ ■ Yếu tố quan trọng của ngôn ngữ, cần khi thay đổi phần cứng thay đổi OS Java khả chuyển Các ngôn ngữ thông dịch (script) khả chuyển sử dụng các tính năng chuẩn của ngôn ngữ sử dụng script khi có thể Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 16
Có công cụ hiệu quả NguyễnVănVỵ ■ Trình biên dịch hiệu quả biên dịch tốc độ cao khả năng tối −u cao khai thác các tập lệnh, kiến trúc phần cứng mới ■ Các công cụ trợ giúp hiệu quả editor, debugger, linker, make IDE (Integrated Develop Environment) môi tr−ờng Unix th−ờng không dùng IDE Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 17
Miền ứng dụng vμ ngôn ngữ NguyễnVănVỵ ■ Phần mềm hệ thống: hiệu quả, vạn năng, dễ mở rộng C, C++ ■ Hệ thời gian thực: C, C++, Ada, Assembly ■ Phần mềm nhúng: C++, Java ■ Phần mềm khoa học kỹ thuật: tính toán chính xác, th− viện toán học mạnh,dễ dμng song song hóa Fortran vẫn phổ biến Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 18
Miền ứng dụng vμ ngôn ngữ (t) NguyễnVănVỵ ■ Phần mềm nghiệp vụ: CSDL: Oracle, DB2, SQL Server, MySQL ngôn ngữ: FoxPro, COBOL, VB, VC++ ■ Trí tuệ nhân tạo: Lisp, Prolog, OPS5, ■ Lập trình Web/CGI: Perl, ASP, PHP, Java, Java script, Python Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 19
Phong cách lập trình NguyễnVănVỵ ■ Bao gồm các yếu tố: cách đặt tên hμm vμ biến cách xây dựng câu lệnh, cấu trúc ch−ơng trình cách viết chú thích H−ớng tới phong cách lμm cho mã nguồn dễ hiểu, dễ sửa đổi an toμn (ít lỗi) Ng−ời khác có thể hiểu đ−ợc, bảo trì đ−ợc Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 20
Tạisaocầndễhiểu NguyễnVănVỵ Phần mềm luôn cần sửa đổi sửa lỗi nâng cấp kéo dμi tuổi thọ, nâng cao hiệu quả kinh tế Nếu không dễ hiểu bảo trì tốn thời gian, chi phí cao tác giả phải bảo trì suốt vòng đời của phần mềm bản thân tác giả cũng không hiểu Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 21
Chú thích NguyễnVănVỵ Mọi điều đ−ợc Chú thích trong ch−ơng trình ■ Mục đích sử dụng của các biến ■ Chức năng của khối lệnh, câu lệnh các lệnh điều khiển các lệnh phức tạp ■ Chú thích các mô đun mục đích, chức năng của mô đun tham số, giá trị trả lại (giao diện) các mô đun thuộc cấp cấu trúc, thuật toán nhiệm vụ của các biến cục bộ tác giả, ng−ời kiểm tra, thời gian Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 22
Đặt tên NguyễnVănVỵ Đặt tên biến, tên hμm có nghĩa, gợi nhớ ■ Sử dụng các ký hiệu, từ tiếng Anh có nghĩa ■ Lμm cho dễ đọc dùng DateOfBirth hoặc date_of_birth không viết dateofbirth ■ Tránh đặt tên quá dμi không đặt tên dμi với các biến cục bộ ■ Thống nhất cách dùng i cho vòng lặp, tmp cho các giá trị tạm thời Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 23
Câu lệnh NguyễnVănVỵ ■ Các câu lệnh phải mô tả cấu trúc tụt lề, dễ đọc, dễ hiểu ■ Lμm đơn giản các lệnh mỗi lệnh trên một dòng triển khai các biểu thức phức tạp hạn chế truyền tham số lμ kết quả của hμm, biểu thức printf("%s", strcpy(des, src)); ■ Tránh các cấu trúc phức tạp: các lệnh if lồng nhau điều kiện phủ định if not Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 24
Hμmvμ biến cục bộ NguyễnVănVỵ ■ Ch−ơng trình cần đ−ợc chia thμnh nhiều mô đun (hμm) ■ Không viết hμm quá dμi không quá 2 trang mμn hình tạo ra các hμm thứ cấp để giảm độ dμi từng hμm ■ Không dùng quá nhiều biến cục bộ không thể theo dõi đồng thời hoạt động của nhiều biến (vd. không quá 7 biến cục bộ) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 25
Xử lý lỗi NguyễnVănVỵ ■ Có thể phát hiện lỗi trong khi thực hiện lỗi chia 0 lỗi input/output, ■ Xử lý lỗi nhất quán trong xử lý: phân loại lỗi; thống nhất định dạng thông báo, phân biệt output vμ thông báo lỗi các hμm th− viện nên tránh việc tự xử lý, tự đ−a ra thông báo lỗi Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 26
Output vμ thông báo (lỗi) NguyễnVănVỵ ■ Output lμ dữ liệu, còn đ−ợc dùng để lμm input cho phần mềm khác ■ Thông báo (lỗi) lμ các thông tin nhất thời, trạng thái hệ thống, lỗi vμ cách khắc phục ■ Cần tách output vμ thông báo lỗi ■ OS th−ờng cung cấp 3 luồng dữ liệu chuẩn stdin (cin): input chuẩn (bμn phím) stdout (cout): output chuẩn (mμn hình) stderr (cerr): luồng thông báo lỗi chuẩn (không định h−ớng lại đ−ợc) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 27
convert.c NguyễnVănVỵ void main() { int count = 0; char buf[128]; while (NULL != scanf(”%s”, buf)) { upcase(buf); printf(“%s”, buf); count += strlen(buf); } fprintf(stderr, ”number of chars: %d\n”, count); } #convert uppercase.txt number of chars: 678 Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 28
Xử lý lỗi trong hμmth− viện NguyễnVănVỵ ■ Ng−ời viết vμ ng−ời sử dụng th− viện lμ khác nhau ■ Ng−ời sử dụng th−ờng muốn có cách xử lý riêng ■ Hμm th− viện trả lại trạng thái lỗi, không tự xử lý trả trạng thái bằng giá trị trả lại trả trạng thái bằng tham số trả lại bằng ném ngoại lệ (trong các OOL) int lookup(int a[], int key, int& err_code) { if (not found) err_code = 0; else err_code =1; } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 29
Ngoại lệ NguyễnVănVỵ Lμ cách thức xử lý lỗi tiến tiến trong các ngôn ngữ h−ớng đối t−ợng môđun xử lý ném ra một ngoại lệ (đối t−ợng chứa thông tin lỗi) môđun điều khiển bắt ngoại lệ (nếu có) Tách phần xử lý lỗi khỏi phần cμi đặt thuật toán thông th−ờng, lμm cho ch−ơng trình dễ đọc hơn Dễ dùng hơn, an toμn hơn Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 30
Ném ngoại lệ NguyễnVănVỵ double MyDivide(double num, double denom) { if (denom == 0.0) { throw invalid_argument(”The denom cannot be 0.”); } else { return num / denom; } } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 31
Bắt ngoại lệ NguyễnVănVỵ try { result = MyDivide(x, y); } catch (invalid_argument& e) { cerr << e.what() << endl; // mã xử lý với ngoại lệ }; Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 32
Giao diện của mô đun NguyễnVănVỵ ■ Thống nhất định dạng thứ tự truyền tham số strcpy(des, src) ■ Kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu chỉ thực hiện xử lý với dữ liệu hợp lệ ■ Lμm đơn giản giao diện (giảm độ ghép nối) không truyền thừa tham số tìm cách kết hợp các khoản mục liên quan Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 33
Phong cách lập trình tốt NguyễnVănVỵ ■ Tuân theo các chuẩn thông dụng ■ Chuẩn đ−ợc chấp nhận rộng rãi hơn dễ hiểu hơn ■ Chú giải đầy đủ mỗi khi không tuân theo chuẩn "Ng−ời khác có hiểu đ−ợc không?" Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 34
Kỹ thuật lập trình tránh lỗi NguyễnVănVỵ Kỹ thuật lập trình tốt dựa trên các yếu tố lập trình có cấu trúc dùng các lệnh có cấu trúc mođun hóa hạn chế dùng các cấu trúc nguy hiểm đóng gói/che dấu thông tin xây dựng kiểu dữ liệu trừu t−ợng hạn chế thao tác trực tiếp lên thuộc tính Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 35
Tránh các cấu trúc nguy hiểm NguyễnVănVỵ Số thực các phép toán đ−ợc lμm tròn, kết quả không chính xác tuyệt đối so sánh (=) hai số thực lμ không khả thi Con trỏ khái niệm mức thấp có khả năng gây lỗi nghiêm trọng dễ nhầm double r; int* n = &r; Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 36
Tránh các cấu trúc nguy hiểm NguyễnVănVỵ Cấp phát bộ nhớ động quên cấp phát quên giải phóng chỉ nên dùng với ngôn ngữ h−ớng đối t−ợng (C++) Đệ qui khó hiểu dễ nhầm điều kiện dừng Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 37
Bộ nhớ động với C++ NguyễnVănVỵ Tự động hóa cấp phát bộ nhớ Tự động hóa giải phóng class Stack { private: hμm khởi tạo đối t−ợng int* buf; int pos; public: Stack (int size) { buf = new int[size]; } int push(int); int pop(); ~Stack() { delete[] buf; } } hμm hủy đối t−ợng Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 38
Bộ nhớ động với C++ NguyễnVănVỵ int use_stack() đối t−ợng s đ−ợc khởi tạo, { hμm khởi tạo đ−ợc gọi tự động int m; Stack s(10); s.push(m); hết phạm vi sử dụng, return 0; đối t−ợng s đ−ợc hủy, } hμm hủy đ−ợc gọi tự động Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 39
Định kiểu dữ liệu NguyễnVănVỵ Nhiều lỗi lập trình do gán dữ liệu sai kiểu Các ngôn ngữ bậc cao cung cấp nhiều kiểu dữ liệu vμ cho phép đặc tả miền dữ liệu Tên kiểu có nghĩa lμm cho ch−ơng trình dễ hiểu typedef enum {Green, Yellow, Red} TLColor; TLColor CurrentColor; CurrentColor = Red; CurrentColor = 4; phát hiện các lỗi sai kiểu khi biên dịch Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 40
Lớp/kiểu dữ liệu trừu t−ợng NguyễnVănVỵ Mức cao hơn của định kiểu dữ liệu lμ xây dựng lớp đối t−ợng Kiểm tra động về tính đúng đắn của dữ liệu class PrimeNumber { private: int value; public: int set(int val, int& err_code) { // verify val // if val is not a prime number // set err_code = 1 } }; Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 41
Lớp/kiểu dữ liệu trừu t−ợng NguyễnVănVỵ PrimeNumber p; int n, err_code; err_code = 1; while (err_code) { cout > n; p.set(n, err_code); } gán vμ kiểm tra tính hơp lệ tự động Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 42
Lập trình phòng thủ (Defensive programming) NguyễnVănVỵ Nhiều lệnh có khả năng sinh lỗi – lệnh vμo/ra – các phép toán – thao tác với bộ nhớ – truyền tham số sai kiểu Dự đoán khả năng xuất hiện lỗi Khắc phục lỗi – l−u trạng thái an toμn – quay lại trạng thái an toμn gần nhất Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 43
Lập trình phòng thủ (Defensive programming) NguyễnVănVỵ Lệnh vμo ra dữ liệu không hợp lệ trμn bộ đệm (kiểu ký tự) lỗi thao tác file (sai tên, ch−a đ−ợc mở,) Các phép toán lỗi chia 0 trμn số so sánh số thực (bằng nhau) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 44
Lập trình phòng thủ (Defensive programming) NguyễnVănVỵ Thao tác bộ nhớ quên cấp phát, quên giải phóng bộ nhớ thiếu bộ nhớ sai địa chỉ, trμn bộ nhớ Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 45
Lập trình phòng thủ NguyễnVănVỵ FILE* fp; fp = fopen("data", "r"); FILE* fp; if (NULL == (fp = fopen("data", "r")) { fprintf(stderr, "can not open file "); } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 46
Lập trình thứ lỗi Fault tolerance programming NguyễnVănVỵ Không thể loại trừ hoμn toμn lỗi Cần có các hệ thống có độ tin cậy đặc biệt Dung thứ lỗi: chấp nhận sự xuất hiện lỗi lập trình Phát hiện, khắc phục lỗi Khởi nguyên từ thứ lỗi phần cứng Dựa trên nguyên tắc song song hóa chức năng Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 47
Nguyên lý thứ lỗi NguyễnVănVỵ Song song hóa thiết bị xác suất có lỗi α <1 system 1 system 2 xác suất cả hệ thống ngừng hoạt động system N αN Dùng thông tin d− thừa để khôi phục dữ liệu Error Correction Code ECC parity check, check sum Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 48
N - version programming NguyễnVănVỵ sử dụng nhiều nhóm lập trình so sánh kết quả cùng thuật toán thì có xu h−ớng mắc cùng lỗi version 1 version 2 comparison version 3 Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 49
Khối phục hồi (Recovery block) NguyễnVănVỵ sử dụng các thuật toán khác nhau kiểm tra tính hợp lệ của kết quả Thuật toán 1 Kiểm thử chấp nhận quick sort Thuật toán 2 Thuật toán 3 bubble sort simple sort Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 50
Thứ lỗi dữ liệu (Data fault tolerance) NguyễnVănVỵ Phục hồi lùi kiểm tra tính hợp lệ của dữ liệu mỗi khi biến đổi chỉ chấp nhận các dữ liệu hợp lệ Phục hồi tiến dùng dữ liệu d− thừa kiểm tra vμ khôi phục dữ liệu Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 51
H−ớng hiệu quả thực hiện NguyễnVănVỵ Phần mềm ngμy cμng phức tạp, đa dạng mô phỏng ứng dụng thời gian thực phần mềm nhúng trò chơi Hiệu quả thực hiện luôn cần đ−ợc xem xét thuật toán hiệu quả kỹ thuật lập trình hiệu quả ngôn ngữ lập trình hiệu quả Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 52
Cải thiện tốc độ NguyễnVănVỵ Tối −u hóa chu trình đ−a phép toán bất biến ra ngoμi chu trình tính sẵn giá trị đ−ợc sử dụng nhiều lần Hạn chế gọi hμm nhỏ với tần số cao phí tổn cho gọi hμm nhỏ dùng hμm inline, dùng macro Hạn chế truyền tham số trị lμ cấu trúc phức tạp tham số đ−ợc copy lên stack truyền tham số biến (tham chiếu) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 53
Phí tổn cho gọi hμm/thủ tục NguyễnVănVỵ Copy tham số lên stack Copy giá trị trả lại từ stack Chuyển điều khiển ch−ơng trình mất tính liên tục của dòng lệnh mất tính cục bộ của cache Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 54
Macro vμ hμm inline NguyễnVănVỵ không có kiểu không an toμn #define CUBE(x) (x*x*x) CUBE(n+1) inline int cube(int x) { return x*x*x; } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 55
Truyền tham số NguyễnVănVỵ Tham số trị copy giá trị (bộ nhớ) của tham số lên stack không hiệu quả với biến kiểu cấu trúc lớn không an toμn với các cấu trúc phức tạp Tham số biến/tham chiếu copy địa chỉ của tham số lên stack địa chỉ có độ lớn cố định (4 bytes) nội dung có thể bị thay đổi (dùng từ khóa const) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 56
Cải thiện tốc độ (tiếp) NguyễnVănVỵ Tránh dùng mảng nhiều chiều Tránh dùng biến con trỏ Dùng các kiểu dữ liệu đơn giản double > float Rút gọn các biểu thức Dùng các phép toán nhanh ++i; n<<2; Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 57
Cải thiện tốc độ (tránh lệnh rẽ nhánh) NguyễnVănVỵ Tránh gọi hμm (ch−ơng trình con) Tránh vòng lặp Tránh điều kiện (if) tận dụng hiệu quả pipeline Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 58
Pipeline NguyễnVănVỵ lệnh i F D R E W lệnh i+1 F D R E W lệnh i+2 F D R E W lệnh i+3 F D R E W lệnh i+4 F D R E W time Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 59
Hiệu quả vμo/ra NguyễnVănVỵ Tối thiểu các yêu cầu input/output tốc độ thiết bị ngoại vi chậm loại bỏ các inp/out không cần thiết for (i=0; i<10000000; i++) { printf("i = %d\n", i); } Input/Output theo khối tối thiểu số lần gọi th− viện input/output tận dụng hiệu quả bộ đệm input/output Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 60
NguyễnVănVỵ Person a[N]; for (i=0; i<N; i++) { fread(&a[i], sizeof(Person), 1, fp); } fread(a, sizeof(Person), N, fp); for (i=0; i<N; i++) { } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 61
Phong cách lập trình với C/C++ NguyễnVănVỵ Phần mềm đ−ợc cấu thμnh bởi nhiều tệp, các tệp th−ờng đ−ợc biên dịch riêng rẽ .c: khai báo dữ liệu, hμm .h: định nghĩa các kiểu dữ liệu dùng chung Không khai báo dữ liệu, định nghĩa hμm trong các tệp header (.h) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 62
Các b−ớc xây dựng phần mềm trên C/C++ NguyễnVănVỵ Soạn thảo (edit) Tiền biên dịch (pre-compile) Biên dịch (compile) Kết nối (link) Thực hiện (execute) Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 63
date.h NguyễnVănVỵ typedef struct { int year, mon, day; } Date; Date my_birthday; void print_date(Date d) { printf(”year: %d, mon: %d, day: %d”, d.year, d.mon, d.day); } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 64
date.h NguyễnVănVỵ date.h typedef struct { int year, mon, day; } Date; void print_date(Date); date.c #include ”date.h” void print_date(Date d) { printf(”year: %d, mon: %d, day: %d”, d.year, d.mon, d.day); } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 65
date.h NguyễnVănVỵ .h header include .c .c source compile .o .o object link .exe Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 66
date.h NguyễnVănVỵ date.h print_date() calender.c tools.c calender.o tools.o print_date() print_date() link error Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 67
date.h NguyễnVănVỵ date.h calender. tools.c date.c print_date() c calender.o tools.o date.o print_date() calender.exe print_date() Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 68
Pre-compile NguyễnVănVỵ Chỉ thị ch−ơng trình dịch (tiền biên dịch) Tạo ra các macro Tạo ra các phiên bản phần mềm khác nhau Quản lí các tệp header #include #define #ifdef #ifndef #endif Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 69
Pre-compile NguyễnVănVỵ #define Cube(x) (x*x*x) void main() { m = Cube(n); } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 70
Pre-compile NguyễnVănVỵ Tạo các phiên bản phần mềm khác nhau #define DEBUG int foo() { #ifdef DEBUG fprintf(stderr, "foo() called"); #endif } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 71
Header & Precompile NguyễnVănVỵ Date.h include Calender.h Schedule.h include JobManager.c Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 72
Header & Precompile NguyễnVănVỵ date.h #ifndef DATE_H #define DATE_H typedef struct { int year, mon, day; } Date; void print_date(Date); #endif Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 73
Header & Precompile NguyễnVănVỵ calender.h schedule.h #ifndef CALENDER_H #ifndef SCHEDULE_H #define CALENDER_H #define SCHEDULE_H #include ”date.h” #include ”date.h” #endif #endif Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 74
Header & Precompile NguyễnVănVỵ JobManager.c #include ”calender.h” #include ”schedule.h” void main() { } Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 75
Câu hỏi ôn tập NguyễnVănVỵ 1. Kỹ thật lập trình tốt thể hiện ở chỗ nμo? Hệ quả của nó? 2. Nêu các kỹ thuật lập trình đã có? đặc tr−ng của mỗi loại lμ gì? 3. Tiêu chuẩn lựa chọn ngôn ngữ lập trình? 4. Thế nμo lμ ngôn ngữ khả chuyển? Cho ví dụ? 5. Nêu các miền ứng ứng dụng vμ ngôn ngữ thích hợp với nó? 6. Các yêu tố tạo ra phong cách lập trình lμ gi? Nó h−ớng tới phần mềm có đặc tr−ng gì? Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 76
Câu hỏi ôn tập NguyễnVănVỵ 7. GiảI thích cách lμm: chú thích?, đặt tên?, viết câu lệnh?, đặt hμm vμ biến cục bộ?, xử lý lỗi vμ thông báo? Xử lý lỗi trong th− viện? Xử lý ngoại lệ? 8. Tiêu chuẩn cho phong cách lập trình tôt? Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 77
Câu hỏi và thảo luận NguyễnVănVỵ Bộ mụn Cụng nghệ phần mềm – ĐHCN 78