在程序設計中樹立編寫高質量程序代碼的理念

趙占芳

摘要在高級語言程序設計教學中，普遍重視語法知識點的教學，忽略了程序質量的教學工作，因此造成了學校教學與實際工作需求嚴重脫節的情況。軟件質量是軟件的生命線，因此在高級語言程序設計教學工作中，樹立編寫高質量程序代碼的理念是至關重要的，將為學生順利走上工作崗位，打下良好的基礎。

關鍵詞程序設計高質量代碼編程中圖分類號：TP31.5文獻標識碼：A

0 引言

軟件質量就是軟件的生命線。軟件代碼中一個微小的錯誤，就可能造成無法預計的重大損失。高級語言程序設計是本科生初次接觸軟件編程的一門入門級的課程，但是在這門課的教學中，教師普遍重視基本語法和知識點的講解，在程序設計教學中忽視了程序質量的概念，教師們和學生們也很少自覺關心軟件的質量。一些勤奮好學的程序員長期在低質量的程序堆中滾爬，吃盡苦頭之后才有一些心得體會，并且長進極慢。①

1 樹立高質量程序設計理念的必要性

由于軟件本身特有的性質決定了只要存在一個很小的錯誤，就可能帶來災難性的后果。②千年蟲事件，僅僅是因為程序員為了節省寶貴的內存資源和硬盤空間，在存儲日期時，只保留年份的后兩位，如“1990”年被保存成“90”，結果到2000年快要來臨的時候，為此一個簡單的設計缺陷，全世界付出了幾十億美元的代價。因為若是1990年的存款，到2000年取款的時候，存款年限就被計算為了-90年，以此錯誤數據計算的話，銀行要支付巨額利息。還有1999年的火星登錄事故，美國宇航局的火星基地登錄飛船在試圖登陸火星表面時突然墜毀失蹤，質量管理小組觀測到故障，認定出現錯誤動作的原因極可能是某一個數據位被意外更改了。由此可見，軟件質量的問題造成的損失是巨大的，甚至是無法估計的。如果不懂得如何有效地提高軟件質量，項目會付出巨大的維護和修補的代價，因此作為軟件的開發者，就應該樹立編寫高質量程序代碼的理念，將高質量內建于開發過程之中，這就是“預防勝于治療”的道理。

在當前軟件行業迅猛的發展下，軟件逐漸走向大型化。在這種形勢下，一個軟件的開發勢必需要眾多人的參與。因此軟件的開發工作是一種工程，而不是一種個人藝術。由于大型產品的開發通常由很多的人協同作戰，如果開發工作者沒有樹立編寫高質量程序代碼的理念，不遵循統一的編程規范，最終合到一起的程序其可讀性將較差。這不僅給代碼的理解帶來障礙，增加維護階段的工作量，同時不規范的代碼隱含錯誤和缺陷的可能性也比較大。由此造成的測試和維護成本會遠遠大于開發成本。BELL實驗室的研究資料表明軟件錯誤中50%左右產生于代碼編寫階段，因此在代碼開發階段程序員自覺的建立編寫高質量程序代碼的理念，能夠自覺遵循相關規范，將有效的降低軟件后期的測試和維護費用。

在學習程序設計語言之初，就建立編寫高質量程序代碼的理念，對學生來說，將是受益終生。可以讓學生在學習的過程中少走彎路，可以使學生在邁上工作崗位之初，有效降低個人成長周期，快速的適應工作環境，融入開發團隊，快速成長為一名優秀的軟件開發工作者。

2 高級語言程序設計教學中滲透高質量程序設計理念

2.1 在教學過程中明確高質量程序設計的概念

在教學過程，要通過實例講解什么是高質量的程序，讓學生了解軟件質量屬性的概念。明確“正確性”只是反應軟件質量的因素之一，且運行正確的軟件也不一定就是高質量的軟件。軟件運行正確，但是內存消耗過大，運行速度低，可移植性差，那此軟件實際應用價值就會大打折扣，這依然不是一個高質量的軟件。

軟件的質量屬性可以分為兩大類：“功能性”與“非功能性”，非功能性的質量屬性也稱為是軟件的“能力”。功能性屬性主要包括：正確性、健壯性和可靠性。非功能性屬性主要包括：性能、易用性、清晰性、安全性、可擴展性、兼容性和可移植性等等。高級語言程序設計是大部分學生初次接觸軟件編程的課程，在教學過程中，要向學生明確，正確性、健壯性、易用性、清晰性等的質量屬性在初學程序設計的時候就要掌握，可靠性、性能、安全性、兼容性等屬性會在數據結構和操作系統等后續課程的教學中講授。讓學生理解高質量程序設計的概念也是貫穿于計算機軟件課程教學的始終的，并且深刻理解高質量的程序設計理念對專業知識的學習有深刻的促進作用。

2.2 在教學過程中滲透高質量程序設計理念

2.2.1 遵循編程規范，養成良好的編程習慣

在學習程序設計入門之處，就要循環代碼編程的規范。這些規范包括：命名規范、連接規范、文件結構規范、代碼版式規范等等。俗話說，“沒有規矩，不成方圓”，高質量代碼編寫也是同樣的道理。遵循一定的編程規范，養成良好的編程習慣，是成為優秀程序員的先決條件。從程序設計的入門階段就鍛煉編寫規范干凈的程序代碼，可以在程序開發過程中及后續的程序維護過程中不斷受益。

具有良好編程風格的代碼，版式美觀，具有較好的清晰度，為代碼的后期維護升級提供了較好的基礎。成熟的IT企業都有自己內部的軟件編程規范，遵循共同的規范編寫出的各模塊的代碼，具有了更好的整合性，可以大大降低軟件整合、測試的費用，提高軟件的整體質量，降低軟件的開發成本。

2.2.2 掌握簡單的軟件測試技術

軟件測試是提高軟件質量的重要手段。一個程序能夠正確的運行一次，是否就證明程序是正確的呢？答案當然是否定的。例如對于分支結構的程序設計中，我們常用的測試方法，就是路徑覆蓋測試和邊界測試。我們至少要設計多個測試用例把程序的分支結構的每一條分支語句都要覆蓋一遍，來檢測程序的正確性。而且還要對分支結構的邊界值進行必要的檢測，因為很多的錯誤的產生就是發生在輸入輸出的邊界點上。如果這些測試用例都能正確執行，這僅僅是檢查了代碼的正確性。

除此之外，還要檢查代碼的健壯性和容錯能力。對需求之內的數據設計測試用例，還要對需求之外的數據設計合適的測試用例，檢查程序的健壯性。程序的健壯性是指在發生異常的情況下，例如一旦有用戶輸入了意外的數據，則程序有無容錯能力，有無出錯的處理，程序還能否正常運行的能力。這些都要通過測試來檢查程序的健壯性。

2.2.3 建立模塊化的編程思想

在第一門程序設計語言教學中，學生必須掌握自頂向下，逐步求精的軟件模塊化思想。其基本理念就是將一個大的程序按功能分割成一些小模塊。軟件模塊化設計就是現實生活中“分而治之”思想的具體體現。并且保證各模塊之間要高內聚、低耦合、結構清晰、接口簡單。這樣既可以實現模塊的復用，也易于維護和功能擴充，縮短開發周期。

總之，在程序設計教學中，讓學生牢固樹立編寫高質量程序代碼的理念是至關重要的，這不僅能夠提高教學質量，而且為學生后續的學習和工作打好了堅實的基礎。

注釋

①林銳,韓永泉.高質量程序設計指南——C++/C語言(第3版)[M].北京:電子工業出版社,2011.

②朱少民.軟件測試方法和技術[M].北京:清華大學出版社,2005.