阿尔伯塔大学实用编程方法课程学习法则

就像最好的木匠和艺术家一样，最好的程序员将坚实的理论基础与“最佳实践”以及多年经验提炼的工具结合起来。程序员不再使用墙壁和锤子上的压力负载，也不再使用颜色理论和画笔，而是使用抽象数据类型和软件库。

计算机专业的学生需要了解实用的编程方法和各种工具，才能将创意转化为可行的实现。程序员关心的是为正确的问题选择正确的工具，而不仅仅是对收集最多的工具感兴趣。本文介绍了实用编程方法的学习重点，以及两种常见的编程方法。

一、编程范式定义

编程是程序员指示计算机如何执行任务的创造性过程。程序是一组指令，告诉计算机如何解决特定问题。编程过程有几种可供选择的方法，称为编程范式。不同的范式代表了截然不同的方法，即使用编程来创建特定类型问题的解决方案。大多数编程语言只属于一种范式，但有些语言包含多种范式的元素。

二、实用编程方法课程的重点

1.软件开发生命周期 (SDLC)

了解软件开发生命周期(SDLC)对于生产出满足用户需求和高质量的软件至关重要。学生将学习如何收集和分析需求、创建设计规范、实施代码、执行测试和调试、部署软件以及管理持续维护。这种全面的理解确保学生能够系统、高效地处理编程项目。

2.版本控制系统(VCS)

版本控制对于协作编程和管理代码变更至关重要。学生将深入学习使用 Git，学习创建版本库、提交更改、管理分支和解决合并冲突。这项技能对于维护代码库的完整性和实现开发人员之间的无缝协作至关重要。

3.调试和故障排除

调试是识别和修复代码错误的过程。学生将学习使用调试工具、设置断点、检查变量，并逐步检查代码以找出问题的根本原因。这项技能对于制作可靠的软件和保持代码质量至关重要。

4.算法设计与分析

本主题涵盖设计高效算法以解决特定问题的艺术。学生将学习算法思维、时间和空间复杂性分析以及优化代码性能的策略。这项技能是创建能够处理大型数据集和复杂计算的软件的基础。

5.数据结构

数据结构对于在程序中组织和存储数据至关重要。学生将学习数组、链表、栈、队列、树和图。他们将了解如何根据任务要求选择适当的数据结构，优化数据操作和访问。

三、两种常用的编程方法

程序设计范式和面向对象范式是两种最重要的编程方法。让我们来详细了解一下。

1.过程式编程

过程式编程使用一系列指令，一步步告诉计算机要做什么。程序编程基于--你猜对了--程序，也称为例程或子程序。程序包含一系列需要执行的计算步骤。程序设计也称为命令式编程。程序设计语言也被称为自顶向下语言。

程序设计的直观性在于，它与你所期望的程序运行方式非常相似。如果你想让计算机做某件事情，你必须一步一步地指导它如何去做。因此大多数早期的编程语言都是程序语言。程序语言的例子有 Fortran、COBOL 和 C，它们从 20 世纪 60 和 70 年代开始使用。

2.面向对象编程

面向对象编程或 OOP 是一种解决问题的方法，在这种方法中，所有计算都使用对象来执行。对象是一种程序元素，它知道如何执行某些操作以及如何与其他程序元素交互。对象是面向对象编程的基本单元。原子就是对象的一个简单例子。原子有一个名称是合理的。这将被视为一个人的属性。一个人还应该能够做一些事情，比如走路。这将被视为一个人的方法。

面向对象程序设计中的方法就像程序设计中的过程。主要区别在于方法是对象的一部分。在面向对象编程中，你可以通过创建对象来组织代码，然后给这些对象分配属性，让它们做某些事情。

面向对象编程的一个重要方面是类的使用。类是对象的蓝图。你可以把类看作是一个概念，而对象则是这个概念的体现。比方说，你想在程序中使用原子。你希望能够描述原子，并让它做一些事情。一个名为 "人 "的类将提供一个人的外观蓝图，以及它能做什么。面向对象语言的例子有 C#、Java、Perl 和 Python。

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