李曉宇 秦文杰

摘 要：闡述了無序事物有序化思想與計算機程序設(shè)計之間的聯(lián)系，介紹了無序事物有序化思想在計算機設(shè)計中的相關(guān)案例，對比了計算機程序設(shè)計中是否應(yīng)用無序事物有序化思想的優(yōu)勢與不足，分析了無序事物有序化思想對計算機程序設(shè)計的意義和應(yīng)用價值。觀察分析無序的事物，從中尋找共同點、規(guī)律，以達到有序地解決問題，便于修改或復(fù)用設(shè)計。

關(guān)鍵詞：無序事物有序化，計算機程序設(shè)計，循環(huán)，復(fù)用

1 引言 無序事物有序化思想，顧名思義，就是通過一定量的觀察分析問題，從大量的經(jīng)驗中抽象總結(jié)出某些潛在規(guī)律，做到有序地解決事務(wù)。計算機程序設(shè)計包含順序、分支、循環(huán)三種思想結(jié)構(gòu)。有效地使用循環(huán)可以減少大量無用的工作，而且可以使他人更加容易地理解自己的思路想法，甚至是源代碼。還便于修改邏輯設(shè)計，做到復(fù)用移植。

2 無序事物有序化思想與計算機程序設(shè)計的聯(lián)系

計算機程序設(shè)計順序結(jié)構(gòu)，一個一個地解決問題，就亂序地處理事物。沒有能充分利用循環(huán)結(jié)構(gòu)的簡潔。循環(huán)結(jié)構(gòu)，代碼量短小，不那么容易使人煩躁、令人心生畏懼。如何使無序事物有序化，就需要分析事物問題，找出共同點。而如何找到，就要靠設(shè)計人員的經(jīng)驗和思維抽象高度了。

3 相關(guān)應(yīng)用案例

案例1 數(shù)組列表實現(xiàn)無序事物有序化

《32匯編語言程序設(shè)計》3習題8-14，利用CMOS RAM的系統(tǒng)時間，將年月日時分秒星期等時間完成的顯示出來。

解釋：CMOS RAM有64個字節(jié)容量，以8位I/O接口形式與處理器連接，通過兩個I/O地址訪問。要訪問CMOS RAM的內(nèi)容，需要首先向I/O地址70H輸出要訪問的存儲單元編號，然后用I/O地址71H讀寫該單元的一個字節(jié)數(shù)據(jù)。

由上表可知，待求的年月日時分秒星期信息分別存放在CMOS RAM的9，8，7，4，2，0，6號單元。

若順序地依次輸出年月日時分秒星期信息，需要把讀取CMOS信息的語句寫7遍，代碼立刻顯得冗余，且若要修改年月日等信息的順序，需要讀取分析整個代碼清單的好幾處，不容易查找待修改的地方。

但若加以分析，讀取何種時間信息，都要訪問CMOS，只是提前告知CMOS要訪問的單元號不同。

把這些無序的單元號寫到一個連續(xù)的存儲空間中（cell byte 9， 8， 7， 4， 2， 0， 6； MASM匯編語言定義字節(jié)數(shù)組的語句），順序訪問這些數(shù)據(jù)，執(zhí)行相同的代碼段，根據(jù)提供的單元號不同，獲得相應(yīng)的信息。這就可以寫成一個循環(huán)體了。如果改變時間年月日十分秒星期顯示順序，只需要修改cell byte ... 字節(jié)數(shù)組就可以了。

源代碼請訪問：代碼托管平臺5

案例2 映射實現(xiàn)無序事物的有序化

題目描述讀入兩個小于100的正整數(shù)A和B，計算A+B。 需要注意的是：A和B的每一位數(shù)字由對應(yīng)的英文單詞給出。[6]

這道考研機試題，就是一個典型的把無序的英文單詞，映射為機器可以直接進行數(shù)學計算的數(shù)字。需要用到映射。one -> 1 ， two -> 2， three -> 3， four-> 4... 這里用一個紅黑樹實現(xiàn)的映射容器map。

map[“one”] = 1， map[“two”] = 2， map [“three”] = 3， map[“four”] = 4...

遇到一個英文單詞就轉(zhuǎn)換成數(shù)字。one， two， three， four，... 就變成了1， 2， 3， 4.

案例 3

加密解密中的應(yīng)用

在簡單的加密算法字符替換中，把某個字符替換成另一個字符，而不是簡單地將所有字符后移幾位（例如 a->d， b->e， c->f 后移3位）。替換并無規(guī)律可尋，秘鑰字符串key可能是個一個隨機生成的字符串，例如秘鑰key = “jdekalgoba3fdlh4cijm3ip1uo”只要26個不同的字符就可以了。這個秘鑰對應(yīng)的字符依次對應(yīng)a b c d...

對于轉(zhuǎn)換成的密文，如何根據(jù)這個秘鑰串key還原得到原文呢？這就需要無序化為有序的思想了。根據(jù)秘鑰key，給數(shù)組array賦值。array[‘j] = a， array[‘d] = b， array[‘e] = c... 利用這個數(shù)組array就可以把密文還原為明文了。

4 是否應(yīng)用無序事物有序化思想到計算機程序設(shè)計中的優(yōu)勢與不足

由上面案例可以看到，

無序事物有序化可以使最終的解決方案更簡潔；

有利于后來的變動修改；

抽象度更高，需要一定的經(jīng)驗和代碼實踐基礎(chǔ)，不容易想到。

有序到無序可以用于混淆事物，做到加密報文。然后再無序到有序還原報文。

不使用無序到有序的思想，在起初設(shè)計編碼時可能是簡單。不用多動腦筋思考。可是，一旦程序出現(xiàn)問題，再修改維護時，很可能要同時修改幾個地方，易疏忽。

給別人閱讀理解代碼帶來麻煩。

過分的考慮分析無序事物中的規(guī)律，可能是徒勞的。

5 無序事物有序化思想對計算機程序設(shè)計的意義和應(yīng)用價值

大量實踐證明，維護軟件需要大量的財力物力，甚至是開發(fā)軟件的N多倍。無序事物有序化可以提高設(shè)計的抽象高度，便于處理后來可能存在的維護問題，減少花費。

該思想可以提高設(shè)計人員的思考能力（抽象思維得到提高），開發(fā)人員的代碼能力（需要縝密的編寫）。提高軟件生產(chǎn)質(zhì)量。

結(jié)束語

無序事物有序化思想應(yīng)用在計算機程序設(shè)計中，可以抽象設(shè)計，使編碼量更少。無序事物有序化可以用于批量處理一些問題，效率更高。這是計算機程序設(shè)計中的一個小思想，可能只是用在一個較大設(shè)計中的一小部分，也不可丟棄。積少成多，計算機程序設(shè)計中有很多技巧，需要開發(fā)人員等在生產(chǎn)實踐中取總結(jié)，分享。

2018年3月6日

于鄭州大學

注解

[1] 李曉宇：指導(dǎo)老師，鄭州大學信息工程學院的老師

[2] 秦文杰：鄭州大學信息工程學院軟件工程系2015級學生，學號20152480225

[3] 《32位匯編語言程序設(shè)計》：鄭州大學錢曉捷教授編著的匯編語言學習教科書

[4]CMOSRAM實時時鐘信息：本圖片源自網(wǎng)絡(luò)，若有侵權(quán)，請告知

[5] 源代碼鏈接 https：//github.com/zzuwenjie/coding18/blob/master/MASM/8_14.asm

[6] 題目摘自浙江大學2005年考研機試題