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Diseño descendente

Diseño descendente. Programación II 24-25 de febrero de 2009. Algunas citas. “El tiempo que un ser humano necesita para entender un programa aumenta exponencialmente con su longitud” Edsger Dijkstra

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  1. Diseño descendente Programación II 24-25 de febrero de 2009

  2. Algunas citas • “El tiempo que un ser humano necesita para entender un programa aumenta exponencialmente con su longitud” Edsger Dijkstra • “Dividir cada dificultad que se examina en tantos fragmentos como sea posible y que se requieren para mejorar la solución” René Descartes

  3. Organización de programas • Normalmente un programa lleva miles de líneas de código • Podría poner todo dentro de una función • Sin embargo, hay algunas normas de implementación para mejorar la calidad • En particular, es buena práctica aplicar diseño descendente y descomposición funcional

  4. Programación spaghetti • Lo que uno quiere evitar: • funciones muy largas que cada una realiza varias tareas • programas difíciles a entender para otros programadores • código que no se puede reutilizar con facilidad

  5. Descomposición funcional • Descomponer un programa en funciones más sencillas • Cada función resuelve una sola tarea • Cada tarea es claramente diferenciada de las otras tareas • Ayuda en la comprensión del programa • Facilita la reutilización de código

  6. Diseño descendente • Empezar por el problema a resolver • Diseñar una solución intuitiva sin especificar detalles • Esta solución representa el primer nivel de abstracción • Complementar detalles con funciones de segundo nivel (descender un nivel) • Continuar hasta llenar todos los detalles

  7. Ejemplo: QuickSort accion QuickSort(V: vector de natural, i,d: natural) variable x,y,temp: natural; si (i < d) entonces x  i; temp  V[x]; y  d – 1; V[x]  V[d]; mientras (x < y) hacer V[d]  temp; mientras (V[x] < V[d]) hacer QuickSort(V, i, x-1); x  x + 1; QuickSort(V, x, d); fmientrasfsi mientras (V[y] ≥ V[d]) hacerfaccion y  y - 1; fmientras si (x < y) entonces temp  V[x]; V[x]  V[y]; V[y]  temp; fsi fmientras

  8. Ejemplo: QuickSort accion QuickSort(V: vector de natural, i,d: natural) variable p: natural; si (i < d) entonces p  Particionar(V, i, d); QuickSort(V, i, p-1); QuickSort(V, p, d); fsi faccion

  9. Segundo nivel funcion Particionar(V: vector de natural, i,d: natural) devuelvenatural variable x,y: natural; x  i; y  d – 1; mientras (x < y) hacer mientras (V[x] < V[d]) hacer x  x + 1; fmientras mientras (V[y] ≥ V[d]) hacer y  y - 1; fmientras si (x < y) entonces Intercambiar(V, x, y); fsi fmientras Intercambiar(V, x, d); devuelve x; ffuncion

  10. Tercer nivel accion Intercambiar(V: vector de natural, x,y: natural) variable temp: natural; temp  V[x]; V[x]  V[y]; V[y]  temp; faccion

  11. Diseño descendente QuickSort Particionar Intercambiar

  12. Ejemplo • Escribir un programa que juega a Tres-en-Raya

  13. Idea • Probar todas las posibilidades

  14. Idea • Cada jugador intenta maximizar su resultado • Por lo tanto, escoge el mejor movimiento desde su perspectiva • El tablero es suficientemente pequeño para probar todas las posibilidades

  15. Representación • Representar el tablero por un vector de nueve números naturales • 0: casilla vacía • 1, 2: este jugador ha jugado en la casilla 123 456 789

  16. Acción principal accion TresEnRaya() variable jugador,ganador:natural; T,R:vector de natural; jugador  1; ganador  0; T  InicializarTablero(); MostrarTablero(T); mientras (ganador = 0) hacer R  Mover(jugador,T); T[R[1]]  jugador; MostrarTablero(T); jugador  3 – jugador; ganador  DetectarGanador(T); fmientras MostrarGanador(ganador); faccion

  17. Segundo nivel funcion InicializarTablero() devuelvevector de natural variable i:natural; T:vector de natural; para i  1 hasta 9 hacer T[i] = 0; fpara devuelve T; ffuncion accion MostrarGanador(ganador:natural) si (ganador < 3) entonces Mostrar(“Ha ganado el jugador ” + ganador); sino Mostrar(“Ha sido un empate”); fsi faccion

  18. Segundo nivel accion MostrarTablero(T:vector de natural) variable i,j:natural; para i  1 hasta 3 hacer para j  1 hasta 3 hacer Mostrar(Simbolo(T[3*i + j])); fpara Mostrar(‘\n’); fparafaccion funcion Simbolo(jugador:natural) devuelvecaracter si (jugador = 1) entonces devuelve ‘X’; sinosi (jugador = 2) entonces devuelve ‘O’; sino devuelve ‘ ’; fsiffuncion

  19. Segundo nivel funcion DetectarGanador(T:vector de natural) devuelvenatural variable ganador:natural; ganador  AnalizarFilas(T); ganador  Maximo(ganador, AnalizarColumnas(T)); ganador  Maximo(ganador, AnalizarDiagonales(T)); si (ganador > 0) entonces devuelve ganador; sinosi (TableroLleno(T)) entonces devuelve 3;sino devuelve 0; fsi ffuncion

  20. Tercer nivel funcion AnalizarFilas(T:vector de natural) devuelvenatural variable i:natural; para i  1 hasta 3 hacer si (Iguales(T[3*i-2], T[3*i-1], T[3*i]) y T[3*i] > 0) devuelve T[3*i]; fsi fpara devuelve 0; ffuncion funcion Iguales(a,b,c:natural) devuelvebooleano si (a = b y a = c) entonces devuelvecierto; sino devuelvefalso; fsi ffuncion

  21. Tercer nivel funcion AnalizarColumnas(T:vector de natural) devuelvenatural variable i:natural; para i  1 hasta 3 hacer si (Iguales(T[i], T[i+3], T[i+6]) y T[i] > 0) entonces devuelve T[i]; fsi fpara devuelve 0; ffuncion funcion AnalizarDiagonales(T:vector de natural) devuelvenatural si (Iguales(T[1], T[5], T[9]) y T[1] > 0) entonces devuelve T[1]; sinosi (Iguales(T[3], T[5], T[7]) y T[3] > 0) entonces devuelve T[3]; fsi devuelve 0; ffuncion

  22. Tercer nivel funcion TableroLleno(T:vector de natural) devuelvebooleano variable i:natural; para i  1 hasta 9 hacer si (T[i] = 0) entonces devuelvefalso; fsi fpara devuelvecierto; ffuncion funcion Maximo(a,b:natural) devuelvenatural si (a > b) entonces devuelve a; sino devuelve b; fsi ffuncion

  23. La función Mover funcion Mover(jugador:natural, T:vector de natural) devuelvevector de natural variable i,ganador:natural; res, R:vector de natural; ganador  DetectarGanador(T); si (ganador > 0) entonces devuelve [0, ganador]; fsi res  [0, 0]; para i  1 hasta 9 hacer si (T[i] = 0) entonces T[i]  jugador; R  Mover(3 – jugador, T); T[i]  0; si (R[2] = jugador) entonces devuelve [i, jugador]; sinosi (R[2] = 3 o res[1] = 0) entonces res  [i, R[2]]; fsifsifpara devuelve res; ffuncion

  24. Diseño descendente TresEnRaya InicializarTablero Mover MostrarGanador MostrarTablero DetectarGanador TableroLleno Simbolo Maximo AnalizarFilas AnalizarColumnas AnalizarDiagonales Iguales

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