结构化程序设计方法与面向对象程序设计方法之比较

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结构化程序设计方法与面向对象程序设计方法之比较

乐山职业技术学院

喻梅

［摘要］本文通过浅析面向对象方法与结构化方法的比较，分析探讨了结构化方法和面向对象方法存在的问题，在比较两者内在一致性和主要区别基础上，提出在软件开发过程中应结合面向对象方法与结构化方法。［关键词］面向对象方法结构化方法软件开发

一、引言

随着计算机软硬件各方面的飞速发展，计算机领域的观念和方法日新月异。面向对象方法始于20世纪60年代挪威奥斯陆大学和挪威

人们都认为结构化方法计算机中心共同研究的SMULA语言。70年代，

是最好的系统开发方法，然而，随着计算机应用技术的不断发展，结构化方法越来越不能适应日益复杂庞大且高速发展的信息系统的建设。80年代以来，面向对象方法（ObjecOrientedMethodology）正引起越来越强烈的关注和重视，并在业内掀起一股新的面向对象编程浪潮。由于面向对象方法克服了传统的结构化方法在建立问题系统模型和求解时存在的缺陷，提供了更合理、更有效、更自然的方法。

二、结构化方法软件危机与面向对象方法的提出60年代末开始，国际上出现了“软件危机”，主要表现是：软件质量成本及开发进度难以控制，维护工作麻烦，产生这一危机的根本原差、

因在于结构化方法强烈依赖系统逻辑模型的完整性描述，难以做到系统的动态变化与扩展，系统开发速度慢、周期长、费用高；结构化设计方

“瀑布式”设计，使数据结构的设计仅服从于当法讲究的是自顶而下的

表1

项目基本思想概念或术语名词编程的语言逻辑工具

处理问题的出发点控制程序方式可扩展性重用性

层次结构的逻辑关系设计、编码的转换方式分析、运行效率

面向对象

自底向上设计库类对象、类、消息、继承等C++、VB、JAVA等

数据字典动态模型图、功能模型图对象模型图、面向问题

通过“事件驱动”来激活和运行程序

只需修改或增加操作，而基本对象结构不变，扩展性好好

用类的层次结构来体现类之间的继承和发展平滑过程，无缝连接相对低

结构化设计

自顶向下设计过程库，逐步求精，分而治之过程、函数、数据等C、BASIC、FORTRAN等

数据流图、系统结构图、数据字典状态转移图、实体关系图

前功能实现的要求，为以后的扩充和重用设置了巨大的障碍。

结构化方法中提高软件的结构化、模块化及可读性等基本思想是完全正确的，但问题空间和解空间在结构上存在着不一致性，使大型信

解决这一难题的关键在于分析、设息系统的开发和设计面临许多困难。

计、实现一个系统的方法和过程应尽可能接近我们认识系统的方法和过程，即问题空间与解空间在结构上尽可能一致。

面向对象方法解决了传统结构化方法中问题空间和解空间在结构上不一致的问题，避免了从分析和设计到软件模块结构间的多次转换过程，使开发软件变得简捷、高效、合理。

面向对象方法首先强调来自域的对象,然后围绕对象设置属性和操作。它尽可能模拟人类习惯的思维方式。把问题域的概念直接映射到对象和对象之间的接口,符合人们的常用的思维方式,减少结构化方法

面向对象方法鼓励开发者使用“对的从问题域到分析阶段的映射误差。

象”的观念去看待问题。

三、面向对象方法与结构化方法的比较（一）面向对象方法与结构化方法的比较如表1

面向过程

通过设计调用或返回程序

功能变化会危及整个系统，扩展性差不好

用模块的层次结构概括模块和模块之间的关系和功能按规则转换，有缝连接相对高

①定义变量及其初始值;

②根据事件发展顺序,进行对应的处理。

在上面的程序中,我们先定义了各种书的初始总数,然后这些数量

采购时改变。这种程序的编写思路是随着事件,按照一定的会在销售、

过程来进行的。这种方法是一种“解题”的思维方式,把所有的需求,当作一个“应用题”一样来“解答”。

（2）面向对象的程序示例书店{

《C++程序设计》；《软件工程》；《java编程思想》；《SQLServer2000》本数；卖出(书名,数量){书名-数量;}

进货(书名,数量){书名=书名+数量;}}

可以看出，面向对象的方法基本思想是:对问题空间进行自然分割,

（二）面向对象方法与结构化方法的比较用实例说明

例:用程序来描述一个电脑书店的销售情况(用伪代码完成)。（1）面向过程的程序示例《C++程序设计》本数=5《软件工程》本数=6《java编程思想》本数=4《SQLServer2000》本数=7……

//销售程序段《C++程序设计》本数=《C++程序设计》本数-1//卖出了1本《C++程序设计》

本数=《SQLServer2000》本数-2//卖出了2本《SQLServer2000》

《SQLServer2000》

……

//采购程序段《软件工程》本数=《软件工程》本数+5//新进了5本《软件工程》《C++程序设计》本数=《C++程序设计》本数+3//新进了3本《C++程序设计》

……

正如上面的程序段所示,结构化的程序方法通常是:

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主要表现在如下几个方面:(一)从执行效率来说。结构化方法比面向对象方法产生的可执行代码更直接,更高。所以对于一些嵌入式的系统,结构化方法产生的系统更小,运行效率更高;

(二)从重用性方面来说。采用结构化方法的系统难以修改和扩充。结构化分析与设计清楚定义了系统的接口,当系统对外界接口发生变动时,往往造成系统结构较大变动,难以扩充新的功能接口。采用结构化方法的系统可复用性较差。结构化方法将数据和操作分离,导致一些可重用的软件构件在特定具体应用环境才能应用,降低了软件的可重用性。面向对象方法具有很好的重用性。在遇到类似的问题,通过应用了抽象继承等技术,来重用代码;

(三)从程序语言编译器来说。面向对象方法,通过编译器实现代码的面向对象性。也就是说经过编译器后,代码会被翻译为相对应的结构化代码。所以要熟练开发,还要懂一定的结构化方法做为基础;

(四)从掌握难度来说,面向对象方法比结构化对象方法复杂,难于理解。面象对象方法的内容广,概念多,而且很多都是难于理解,做到精通更加不易。应用面向对象方法,常常需要一种支持的分析,设计方法,如RUP方法,敏捷方法等。这些知识抽象枯燥,难于掌握。面象对象方法要经过长期的开发实践才能很好的理解,掌握。相比之下,结构化方法知识内容少,容易上手;

(五)从应用的范围看,结构化方法适用于数据少而操作多的问题。实践证明对于像操作系统这样的以功能为主的系统,结构化方法比较适应它。面向对象方法正好相反,对于数据库,信息管理等以数据为主的而操作较少的系统,用面向对象方法描述要好于结构化方法。

七、结语

综上所述，软件开发的目标是以最小的代价开发出满足用户需求的软件。为此,根据系统的实际需求,分别针对具体情况选择采用不同的设计方法,可以充分发挥面向对象与结构化方法各自的优势。目前在大多数软件系统的分析设计过程中,这两种方法都兼而有之。

笔者以为，开发者在开发实践中,从实际出发,考虑执行效率、开发

系统规模、是否为易需求变化的系统等因素,尽量利用者的技术水平、

如对于开发一些小型嵌入式实时监它们各自的优点,避免他们的缺点。

控系统或同等稳定小系统,可用结构化方法；对于开发入门者,使用结构化方法和面向对象方法相结合；对于大型系统或者需求易变系统,使

总之,根据实际出发,选取合适的软件开发方法,达到用面向对象方法。

最佳的开发效益。

参考文献

赵池龙.实用软件工程［M］.北京：电子工业出版社,2003［1］［2］周之英.现代软件工程.北京：科学出版社,2001［3］［4］邵维忠,杨芙清.面向对象的系统设计［M］.北京:清华大学出版社,2003

［5］ScottWAmbler.车皓阳,刘悦译面向对象软件开发教程［M］.北京:机械工业出版社,2003

［6］胡庆彬，黄石生.结构化和面向对象程序设计方法的探讨.计算

（1）机应用研究,1998

以更接近人类思维的方式建立问题域模型,以便对客观实体进行结构

模拟和行为模拟,从而使设计出的软件尽可能直接地描述现实世界,构造出模块化的,可重用的,维护性好的软件,同时限定软件的复杂性和降低开发维护费用。

四、结构化方法与面向对象方法的内在联系（一）二者在分解和抽象原则上一致

分解和抽象是软件开发中控制问题复杂性的重要原则。分解即化整分零，将问题剥茧抽丝，层层消化；抽象则是通过分解体现，在逐层分解时，上层是下层的抽象，下层是上层的具体解释和体现，运用抽象可以不用一次考虑太多细节，而逐渐的有计划有层次的了解更多细节。面向对象方法与结构化方法在运用分解和抽象原则上的要求是完全一致的。

（二）局部化和重用性设计上的一致

局部化是软件开发中的一个重要原则，即不希望软件一部分过多

在结构化方法中，局部化主要体现在代地涉及或影响软件的其它部分。

码与数据的分隔化，即程序各部分除必要的信息交流外，彼此相互隔离而互不影响，而面向对象方法则采用数据、代码的封装，即将数据、代码

“黑箱”的整体对象，提高了程序的可靠性和操作方法封装成一个类似

和安全性，同时增强了系统的可维护性。也就是说面向对象方法比结构化方法的运用更加深入更彻底。

五、结构化方法与面向对象方法的区别（一）处理问题时的出发点不同

结构化方法是强调过程抽象化和模块化，以过程为中心构造或处理客观世界问题的，它是一种面向过程的开发方法；面向对象方法强调把问题域的要领直接影射到对象及对象之间的接口上，是用符合人们通常的思维方式来处理客观世界的问题。

（二）处理问题的基本单位和层次逻辑关系不同

结构化方法把客观世界的问题抽象成计算机可以处理的过程，处理问题的基本单位是能清晰表达过程的模块，用模块的层次结构概括模块或模块间的关系和功能；面向对象方法是用计算机逻辑来模拟客观世界中的物理存在，以对象的集合类作为处理问题的基本单位，尽可能使计算机世界向客观世界靠拢，以使问题的处理更直截了当，面向对象方法是用类的层次结构来体现类之间的继承和发展。

（三）数据处理方式与控制程序方式不同

结构化方法是直接通过程序来处理数据，处理完毕后即可显示处理结果，在控制程序方式上是按照设计调用或返回程序不能自由导航，各模块程序之间存在着控制与被控制的关系；面向对象方法将数据与对应的代码封装成一个整体，原则上其它对象不能直接修改其数据，即

“事件对象的修改只能由自身的成员函数完成，控制程序方式上是通过

驱动”来激活和运行程序。

（四）分析设计与编码转换方式不同结构化方法强调分析、设计及编码之间按规则进行转换，贯穿软件生命周期的分析、设计及编码之间实现的是一种有缝的连接；面向对象方法从分析到设计再到编码则采用一致性的模型表示，贯穿软件生命周期的分析、设计及编码之间是一种平滑过程，即实现的是一种无缝连接。

六、结构化方法和面向对象方法各有优缺点将电力设备分布参（上接第452页）虑到应尽量降低数据处理难度，数等值电路径向结构划分为3层；同时，为使屏蔽极位置变化的影响规

由律具有一定的连续性，将其分布参数等值电路轴向结构划分为8段。

于绝缘电阻试验时所施加的电压为直流，故忽略电容元件的影响，而用电阻元件进行等值。最终确定的分布参数等值电路如图4所示。

种类的选择，主要考虑其电导率特性参数，而绝缘材料规格的选择主要考虑模型结构总体框架尺寸和加工工艺的要求。本文开发的绝缘电阻试验模型装置如图5所示。

5.结束语

本文通过理论分析计算，并利用电力设备实测数据，验证了兆欧表屏蔽极位置对绝缘电阻测试结果具有显著影响，分析了测试数据实际存在的较大误差。本文研究开发的绝缘电阻试验模型，可实现对多种典型电气设备不同内部绝缘状况及复杂变化表面泄漏影响的物理模拟，可方便地实施各种测试接线方案并进行测试误差分析，为课题进一步深化研究提供了条件。

参考文献

陈化钢.电力设备预防性试验方法和诊断技术.北京:中国科学技［1］

术出版社,2001.

［2］石惟和.兆欧表的使用和维护.北京:人民邮电出版社,1985.［3］黄兆龙.使用屏蔽电极摇测绝缘电阻的正误差分析.华东电力,

1998(3).

图5绝缘电阻试验模型实物照片

模型结构总体布局和最小尺寸的确定，主要应满足试验研究时接线操作的方便性，以及金属元件加工工艺的要求。模型所采用绝缘材料