4.1 程序设计概述

4.1.1 程序的相关概念

程序设计就是人们使用计算机语言编写程序的过程。

4.1.2 程序设计的一般过程

利用计算机解题，就必须把原始问题转换成计算机能够理解的形式，这个过程就是程序设计。严格讲，程序设计与编程并不等价。编程只是程序设计的一部分。程序设计包括分析问题、设计解决方案、编写程序、测试与调试、编写程序文档和维护程序等6个步骤

1.分析问题

分析问题阶段主要解决“做什么”的问题，这是最终能够得到正确答案的前提。分析问题主要包括：梳理待解问题的已知条件，确定目标结果，分析问题的可行性和复杂性、选择解决问题的策略和运行环境等。

2.设计解决方案

设计解决方案阶段主要解决“怎么做”的问题，就是根据上一阶段得出的已知条件、目标结果和策略，设计出解决问题的具体算法和数据结构。关于算法的相关概念在4.4节中详细介绍。

3.编写程序

本阶段的任务就是用计算机语言实现上一阶段确定的解决方案。

许多初学者误认为本阶段的任务最具挑战，其实不然。对于复杂的问题，前两个阶段的任务要比第三阶段的任务更加艰巨。如果能够顺利通过前两个阶段，第三阶段的任务主要就是参照算法填代码。

4.测试与调试

为了保证产品的质量，在生产出产品之后就要进行测试。程序作为产品，在编写完代码后也需要进行测试。所谓测试就是采用有关的方法（比如检查程序代码、实际运行程序等等），发现程序中的错误。需要说明的是，现在还没有能够发现程序中所有错误的技术手段。

程序错误包括语法错误和逻辑错误。语法错误是指程序中出现了不符合计算机语言语法的情况，这种错误比较容易查找，计算机语言处理程序就可以查找出来。如果程序能够运行，但是结果不正确，这就是逻辑错误。对于复杂的程序，由于存在大量的分支，发现逻辑错误是比较困难的。

5.编写程序文档

程序文档是非常重要的，包括使用手册和设计说明。使用手册是专门为使用程序的用户编制的程序使用说明书。设计说明是为程序设计人员编写的，内容包括程序的功能、采用的算法、有关代码的含义和难点的解释等等。良好的设计说明可以大大提高程序设计和维护的效率。为了方便，人们也会在程序中加入适当的设计说明，即注释。

6.维护

随着时间的推移，程序可能不再满足用户的要求，这时就需要对程序进行修改甚至升级。这个过程就是维护。维护是长期而重要的工作。