3,3 Top-Down Desain dan Struktur Charts

Seringkali algoritma yang diperlukan untuk memecahkan masalah yang lebih kompleks daripada yang kita miliki

melihat begitu jauh dan programmer harus memecah masalah mejadi submasalah yang

mengembangkan solusi program. Dalam mencoba untuk memecahkan subproblem pada satu tingkat, kita

memperkenalkan subproblem baru di tingkat bawah. Proses ini, disebut desain top-down,

hasil dari masalah asli di tingkat atas ke subproblem pada setiap

menurunkan tingkat. Pemisahan masalah menjadi submasalah yang terkait adalah sama dengan

proses pemurnian algoritma. Studi kasus di bawah ini memperkenalkan dokumentasi-a

tion alat-struktur bagan-yang akan membantu Anda untuk melacak hubungan

antara submasalah.

DESAIN

Untuk membuat tongkat, Anda dapat membagi masalah menjadi tiga subproblem.

  AWAL ALGORITMA

1. Menggambar lingkaran.

2. Gambarlah segitiga.

3. Menggambar garis berpotongan.

  ALGORITMA perbaikan

Karena segitiga bukanlah komponen dasar, Anda harus memperbaiki langkah 2, menghasilkan

berikut subproblems:

  Langkah 2 Penyempitan

2.1 Menggambar garis berpotongan.

2,2 Gambarlah basis.

Anda dapat menggunakan bagan struktur untuk menunjukkan hubungan antara asli

masalah dan submasalah nya, seperti pada Gambar. 3.10, di mana masalah asli (level 0)

adalah dalam warna gelap dan tiga subproblem bawahan akan ditampilkan pada tingkat 1.

The subproblem Gambarlah segitiga juga dalam warna karena memiliki subproblems sendiri

(ditampilkan di level 2).

Para submasalah muncul dalam kedua algoritma dan bagan struktur. itu

algoritma, bukan bagan struktur, menunjukkan urutan di mana Anda melakukan setiap langkah

untuk memecahkan masalah. The bagan struktur hanya menggambarkan subordinasi

subproblem sama lain dan masalah asli.

3.2 Fungsi Perpustakaan
  Predefined Fungsi dan Penggunaan Kembali Kode
  Tujuan utama rekayasa perangkat lunak adalah untuk menulis kode bebas dari kesalahan.


C mempromosikan penggunaan kembali dengan menyediakan fungsi standar banyak yang dapat digunakan untukmelakukan perhitungan matematis. Perpustakaan matematika standar C mendefinisikan fungsi
bernama sqrt yang melakukan perhitungan akar kuadrat. Fungsi panggil dalam
pernyataan tugas

                                                  

mengaktifkan kode untuk fungsi sqrt, melewati argumen x ke fungsi. anda

mengaktifkan fungsi dengan menulis panggilan fungsi. Setelah fungsi mengeksekusi, yang fungsi-

Hasil tion digantikan dengan fungsi panggil. Jika x adalah 16,0, pernyataan penugasan

atas dievaluasi sebagai berikut:

1. x adalah 16,0, sehingga fungsi sqrt menghitung 1 16,0 atau 4,0.

2. Hasil fungsi, 4.0, ditugaskan untuk y.

Sebuah fungsi dapat dianggap sebagai "kotak hitam" yang telah lulus satu atau lebih masukan

nilai-nilai dan secara otomatis mengembalikan nilai output tunggal. Gambar 3.6 mengilustrasikan ini untuk

panggilan berfungsi sqrt. Nilai x (16.0) adalah masukan fungsi, dan fungsi-

tion hasil, atau output, adalah 1 16.0 (hasil adalah 4,0).

Jika w adalah 9,0, pernyataan penugasan

  z = 5,7 + sqrt (w);

Penggunaan Warna untuk Sorot Constructs Baru

Dalam Gambar. 3,7 baris program, yang menggambarkan konstruksi baru dalam warna, sehingga Anda

dapat menemukan mereka dengan mudah. Kami akan terus menggunakan warna untuk tujuan ini dalam angka yang

berisi program.

C Library Fungsi

Tabel 3.1 daftar nama dan deskripsi dari beberapa yang paling umum digunakan

fungsi bersama dengan nama file header standar untuk # include untuk

memiliki akses ke fungsi masing-masing. Sebuah daftar lengkap dari fungsi perpustakaan standar muncul

dalam Lampiran B.

Jika salah satu fungsi pada Tabel 3.1 disebut dengan argumen numerik yang

bukan dari jenis argumen yang terdaftar, nilai argumen dikonversi ke yang dibutuhkan

ketik sebelum digunakan. Konversi dari tipe int untuk mengetik ganda tidak menimbulkan prob-

terhindarkan, tetapi konversi tipe double untuk mengetik int mengarah kepada hilangnya setiap fraksi

Bagian internasional, seperti dalam tugas-jenis campuran. Sebagai contoh, jika kita sebut abs

fungsi dengan nilai tipe double -3,47, hasil yang dikembalikan adalah tipe int

nilai 3. Untuk alasan ini, perpustakaan memiliki fungsi nilai absolut terpisah (Beatles)

untuk mengetik argumen ganda.

Sebagian besar fungsi pada Tabel 3.1 melakukan computa-matematika umum

tions. Argumen untuk log dan log10 harus positif, argumen untuk sqrt

tidak dapat menjadi negatif. Argumen untuk dosa, cos, tan dan harus dinyatakan dalam

radian, bukan dalam derajat.

Sebuah Lihatlah Dimana Kami Are Heading

C juga memungkinkan kita untuk menulis fungsi kita sendiri. Mari kita asumsikan bahwa kita telah tertulis-

sepuluh fungsi find_area dan find_circum:

  ■ Fungsi find_area (r) mengembalikan luas lingkaran dengan jari-jari r.

  ■ Fungsi find_circum (r) mengembalikan keliling lingkaran dengan jari-jari r.

Kita dapat menggunakan kembali fungsi-fungsi ini dalam dua program sebelumnya pada bab ini (lihat

Gbr. 3,3 dan 3,5). Program pada Gambar. 3,3 menghitung daerah dan circumfer-

ence lingkaran. Laporan

  daerah = find_area (radius);

  sirkum = find_circum (radius);

dapat digunakan untuk menemukan nilai-nilai ini. Bagian ekspresi untuk setiap penugasan

pernyataan adalah panggilan fungsi dengan argumen radius (jari-jari lingkaran). hasilnya

dikembalikan oleh setiap pelaksanaan fungsi disimpan dalam variabel output untuk program

(Daerah atau circum).

Untuk program mesin cuci datar (Gambar 3.5), kita dapat menggunakan pernyataan

  rim_area = find_area (edge_radius) - find_area (hole_radius);

untuk menghitung daerah rim untuk mesin cuci. Pernyataan ini jelas dari satu yang ditunjukkan

dalam program asli (baris 39-40).

                 

3,1 Building Program dari Informasi yang Ada

Programmer jarang memulai dengan kertas kosong (atau layar kosong) ketika mereka

mengembangkan program. Sering beberapa-atau semua-dari solusi dapat dikembangkan dari

informasi yang sudah ada atau dari solusi untuk masalah lain, seperti yang kita dem-

onstrate di bagian ini.

Gambar 3.1

Menemukan Luas dan Lingkar

Lingkaran

  MASALAH

  Dapatkan jari-jari lingkaran. Hitung dan menampilkan daerah lingkaran dan keliling.

  ANALISIS

  Jelas, input masalah adalah jari-jari lingkaran. Dua output diminta: yang

lingkaran daerah dan lingkar. Variabel ini harus tipe double karena

input dan output dapat berisi komponen pecahan. The geometris hubungan

radius lingkaran ke daerah dan lingkar tercantum di bawah ini, bersama dengan data

persyaratan.

DATA PERSYARATAN

  Konstan masalah

  PI 3,14159

  masalah Masukan

  radius / * radius lingkaran * /

  masalah Output

  daerah / * luas lingkaran * /

  sirkum / * keliling lingkaran * /

  Rumus yang relevan

  luas lingkaran =? * radius

2

  

  keliling lingkaran = 2? * radius

  DESAIN

Setelah mengidentifikasi masukan masalah dan output, daftar langkah-langkah yang diperlukan untuk memecahkan

masalah. Perhatikan dekat dengan urutan langkah-langkah.

  AWAL ALGORITMA

1. Dapatkan jari-jari lingkaran.

2. Hitung daerah.

3. Hitung keliling.

4. Tampilan daerah dan keliling.

  ALGORITMA perbaikan

Selanjutnya memperbaiki langkah-langkah yang tidak memiliki solusi yang jelas (langkah 2 dan 3).

  Langkah 2 Penyempitan

2.1 Menetapkan PI * radius * radius ke daerah.

  Langkah 3 Penyempitan

3.1 Menetapkan 2 * PI * radius ke circum.

  IMPLEMENTASI

Gambar 3.2 menunjukkan program C sejauh ini. Fungsi utama daftar algoritma awal dan yang perbaikan sebagai komentar. Untuk menulis program akhir, mengkonversi perbaikan

(langkah 2.1 dan 3.1) ke C dan menulis kode C untuk langkah dimurnikan (langkah 1 dan 4).

  Gambar 3.3 menunjukkan program akhir.

Gambar 3.2

Gambar 3.3

Menghitung Berat dari Batch of datar Washers

  Cara lain di mana programmer menggunakan informasi yang ada adalah dengan memperluas

solusi untuk satu masalah untuk memecahkan lain. Misalnya, Anda dapat dengan mudah memecahkan masalah ini

Masalah dengan membangun solusi untuk yang sebelumnya.

MASALAH

Anda bekerja untuk sebuah perusahaan hardware yang memproduksi mesin cuci datar. T

biaya ping, perusahaan Anda membutuhkan sebuah program yang menghitung Weig tersebut

jumlah mesin cuci datar.

  ANALISIS

Sebuah mesin cuci datar menyerupai donat kecil. Untuk menghitung berat

mesin cuci, Anda perlu tahu daerah rim nya, ketebalannya, dan kepadatan

digunakan dalam konstruksi. Dua yang terakhir adalah jumlah masukan masalah

rim daerah (lihat Gambar. 3.4) harus dihitung dari dua th pengukuran

sebagai masukan: diameter luar mesin cuci dan diameter dalamnya (diame

Dalam persyaratan data berikut, kita daftarkan dalam mesin cuci itu

(setengah diameter) sebagai variabel program. Kami juga daftar daerah rim suatu

washer (unit_weight) sebagai variabel program.

  DATA PERSYARATAN

  Konstan masalah

  PI 3,14159

  masalah Input

  ganda hole_diameter / * diameter lubang * /

  ganda edge_diameter / * diameter tepi luar * /

  Ketebalan ganda / * ketebalan mesin cuci * /

  ganda density / * kepadatan bahan yang digunakan * /

  ganda kuantitas / * jumlah pencuci dibuat * /

masalah Output

  ganda berat / * berat batch pencuci * /

  Program Variabel

  ganda hole_radius / * radius lubang * /

  ganda edge_radius / * radius tepi luar * /

  ganda rim_area / * daerah rim * /

  ganda unit_weight / * berat 1 mesin cuci * /

  Rumus yang relevan

  luas lingkaran =? * radius

2

  

  radius lingkaran = diameter / 2

  rim daerah = daerah lingkaran luar - daerah lubang

  satuan berat = rim daerah * ketebalan * kerapatan

  DESAIN

Kami daftar algoritma berikutnya, diikuti oleh penyempurnaan Langkah 3 dan 4.

  AWAL ALGORITMA

1. Dapatkan diameter dalam mesin cuci itu, diameter luar, dan ketebalan.

2. Dapatkan kepadatan material dan kuantitas mesin cuci diproduksi.

3. Hitung daerah rim.

4. Hitung berat satu mesin cuci datar.

5. Hitung berat batch mesin cuci.

6. Menampilkan berat batch mesin cuci.

  Langkah 3 Penyempitan

3.1 Hitung hole_radius dan edge_radius.

3.2 rim_area adalah PI * edge_radius * edge_radius - PI * hole_radius *

hole_radius

  Langkah 4 Penyempitan

4.1 unit_weight adalah rim_area * ketebalan * kerapatan.

IMPLEMENTASI

Untuk menulis program ini, mengedit persyaratan data untuk menulis deklarasi variabel

dan menggunakan algoritma awal dengan perbaikan sebagai titik awal untuk eksekusi

pernyataan. Gambar 3.5 menunjukkan program C.