การพัฒนาโปรแกรม

บทที่  1. ขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรม

1.ขั้นตอนการกำหนดปัญหา ( Define the Program)

• Input

• Outputs

• Processing

2.ร่างรายละเอียดแก้ไขปัญหา (Outline the Solution)

• แตกงานให้เป็นช้นย่อยๆหรือเป็นขั้นเป็นตอน(หลังจากกำหนดปัญหา)
• การร่างรายละเอียดแนวทางการแก้ไขปัญหาต่างๆประกอบด้วย
• ขั้นตอนการประเมณผลส่วนหลักๆ
• ส่วนหลักของงานที่ได้มีการแตกย่อย(Subtask)
• ส่วนความสัมพันธ์กับผู้ใช้งาน
• โครงสร้างที่ใช้ควบคุม เช่น การวนซ้ำ หรือการกำหนดทางเลือก
• ตัวแปรและโครงสร้างของเรคอร์ด
• ตรรกะโปรแกรม(Logic) 

3.พัฒนาอัลกอลิทึ่ม (Develop and Algorithm)

• ขั้นตอนที่ใช้อธิบายลำดับการทำงาน และหากได้ปฏิบัติตามขั้นตอนของอัลกิริทึมที่ออกมา
• ซูโดโค้ดเป็นตัวแทนอัลกอริทึมเพื่อใช้แก้ไขปัญาหาทางคอมพิวเตอร์

4. ตรวจสอบความถูกต้องอัลกอลิทึ่ม (Test the Algorithm for Correctness)

• เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด
• ตรวจสอบทั้งตรรกะของอัลกอริทึมตัวแปรหลักและการนำข้อมูลทดสอบเข้าไปประมวลผลในแต่ละขั้นตอน

5. เขียนโปรแกรม (Programming)

• นำอัลกอริทึมที่ได้รับการออกแบบอย่างสมบูรณ์มาพัฒนาด้วยการเขียนโปรแกรม(ชุดคำสั่ง)
• เลือกใช้ภาษาระดับสูงเพื่อใช้เขียนโปรแกรม เช่น c,PASCAL เป็นต้น

6. ทดสอบโปรแกรม (Testing)

• นำข้อมูลป้อนเข้าไปเพื่อทดสอบบนเครื่องกับโปรแกรมที่ได้เขียนขึ้นว่าถูกต้องหรือไม่
• การตรวจสอบ
• รูปแบบชุดคำสั่ง(Syntax Errors)
• โปรแกรม(Logic Errors)
• ข้อมูลทดสอบต้องมีความแตกต่างกันออกไปตามแต่ละสภาพแวดล้อม

7. จัดทำเอกสารและบำรุงโปรแกรม(Document and Maintain the Program)

• การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรมจะต้องจัดทำขึ้นตั้งแต่ขั้นตอน การกำหนดปัญหาจนถึงขั้นตอน
  สุดท้าย คือการทดสอบผลลัพธ์
• เอกสารประกอบโปรแกรมประกอบด้วย
• เอกสารภายนอก(External document) เช่น ผังโครงสร้างอัลกอริทึมที่ใช้แก้ปัญหาและผลของการทดสอบข้อมูล
• เอกสารภายใน(Internal document) คือ ชุดคำสั่งในโปรมแกรม
• การบำรุงรักษาโปรแกรมจะเกี่ยวข้องกับการดูแลและปรับปรุงโปรแกรม

วิธีการออกแบบโปรแกรม

• การออกแบบโปรแกรมแบบ Procedure-Driven
  แนวความคิด>>มีกระบวนการ(Processes)หรือฟังก์ชัน(Function)
• การออกแบบโปรแกรมแบบ Event-Driven
  แนวความคิด>>เหตุการณ์หรือโต้ตอบจากภยนอกเป็นสำคัญ ที่ส่งผลต่อ
  โปรแกรมในด้านของการเปลี่ยนแปลงในแต่ละสถานะ
• การออกแบบโปรแกรมแบบ Data-Driven
  แนวความคิด>>ข้อมูลในโปรแกรมมมากกว่ากระบวนการ โดยเริ่มต้นจากการวิเคราะห์ข้อมูล
  และความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล มีการกำหนดโครงสร้างข้อมูลเบื้องต้นและเมื่อโครงสร้างข้อมูล
  ได้ถูกกำหนดขึ้น ความต้องการในผลลัพธ์ของข้อมูลก็จะถูกพิจารณาในลำดับถัดไปว่า
  มีกระบวนการใดที่ทำการแปลงข้อมูลนำเข้าเพื่อไปสู่ผลลัพธ์หรือเอาต์พุตที่ต้องการ

การเขียนโปรแกรมแบบ Procedural และ Object-Oriented

• การเขียนโปรแกรมแบบบนลงล่าง(Top-Down Development)
• การออกแบบโปรแกรมในลักษณะโมดูล (Modular Design)
• การโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming)

วัตถุประสงค์ของการใช้เทคนิคการออกแบบโครงสร้างโปรแกรม
(Objective of Structured Program  Design Techniques)

• ต้องการให้โปรแกรมมีคุณภาพและคาดหมายพฤติกรรมการทำงานของโปรแกรมได้ว่าจะเกิดผลลัพธ์อะไรขึ้นในเงื่อนไขกรณีต่างๆ
• โปรแกรมสามารถที่จะแก้ไข ปรับปรุง หรือดัดแปลงได้ง่ายในอนาคต
• ทำให้ขั้นตอนของการเขียนโปรแกรมเป็นไปอย่างมีระบบ มีความสะดวกและง่ายขึ้น
• ลดเวลาในการพัฒนาโปรแกรม

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับอัลกอริทึมและซูโดโค้ด(Introduction to Algorithm and Pseud Code)

อัลกอริทึม (Algorithm) คือ กลุ่มของขั้นตอนหรือกฎเกณฑ์ที่จะนำพาไปสู่การแก้ไขปัญหาได้ หรือขั้นตอนวิธีซึ่งจะใช้อธิบายว่างานนั้นทำงานอย่างไร เมื่อได้ปฏิบัติตามขั้นตอนจนครบก็จะได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามต้องการ

คุณสมบัติของอัลกอริทึมที่ดีในการแก้ปัญหาทางคอมพิวเตอร์

• ไม่กำกวม อ่านแล้วเข้าใจง่าย
• ต้องมีความถูกต้องในผลลัพธ์ที่ใช้แก้ไขปัญหาในกรณีต่างๆ
• กระบวนการหรือขั้นตอนที่ระบุไว้ในอัลกอริทึมต้องมีความเรียบง่ายเพียงพอต่อการดำเนินงานเพื่อประมวลผลในคอมพิวเตอร์ได้
• อัลกอลิทึมต้องมีจุดสิ้นสุด

หลักวิธีการเขียนซูโดโค้ด

• ถ้อยคำที่ใช้เขียน ใช้ภาษาอังกฤษที่เข้าใจง่าย
• ในหนึ่งบรรทัด ให้มีเพียงหนึ่งประโยคคำสั่ง
• ใช้ย่อหน้าให้เป็นประโยชน์ ในการแสดงการควบคุมอย่างเป็นสัดส่วน
• แต่ละประโยคคำสั่งให้เขียนจากบนลงล่าง และมีทางออกทางเดียว
• กลุ่มของประโยคคำสั่งอาจรวมเป็นหมวดหมู่แล้วเรียกใช้เป็นโมดูล

Six Basic Computer Operations

รับข้อมูลได้ (input device)

• อุปกรณ์รับข้อมูล เช่น เทอร์มินัล คีย์บอร์ด หรือรับข้อมูลจากการอ่านไฟล์ข้อมูลบนสื่อจัดเก็บ ข้อมูล  เช่น ดิสก์ หรือเทป
• ในการอ่านข้อมูลจะใช้ read และ get เพื่อใช้ในการเขียนซูโดโค้ด
  -read ใช้เมื่อมีการรับหรืออ่านเรคคอร์ดจากไฟล์ข้อมูล
  -get ใช้สำหรับรบข้อมูลจากแป้นคีย์บอร์ด

คอมพิวเตอร์สามารถแสดงผลลัพธ์ได้

การแสดงผลลัพธ์จะใช้คำกิริยา

•      -print ใช้สำหรับการส่งผลลัพธ์ออกทางแป้นพิมพ์
•      -write ใช้สำหรับการส่งออกเอาต์พุตเพื่อเก็บบันทึกลงในไฟล์
•     -put,output หรือ display ใช้สำหรับการส่งเอาต์พุตออกไปแสดงผลทางจอภาพ

คอมพิวเตอร์สามารถคำนวณได้

สัญลักษณ์ที่ใช้ในการคำนวณ

          +   ใช้แทนการบวก (Add)

          -    ใช้แทนการลบ (subtract)

          *     ใช้แทนการคูณ (multiply)

          /     ใช้แทนการหาร (divide)

         ()     ใช้แทนเครื่องหมายวงเล็บเปิด/ปิด

คอมพิวเตอร์สามารถกำหนดค่าตัวแปรได้

ทำได้ 3 รูปแบบ 

• ใช้คำกริยา initialize หรือคำว่า set เพือกำหนดค่าเริ่มต้นให้กับตัวแปร
• ใช้สัญลักษณ์เครื่องหมาย = หรือเครื่องหมาย ←เพื่อกำหนดค่าให้กับตัวแปร
• ใช้คำกริยา store ในการจัดเก็บข้อมูลให้กับตัวแปร

คอมพิวเตอร์สามารถเปรียบเทียบ และ เลือกการทำงานได้

• ใช้คำ if…then…else และจบด้วย end if เสมอ

คอมพิวเตอร์สามารถทำงานซ้ำๆได้

• ใช้คำ dowhile…enddo หรือ repeat..until

The Three Basic Control Structures

• The Three Basic Control Structures
  แบบเรียงลำดับ (Sequence) ทำงานตามชุดคำสั่งแบบลำดับ จากบนลงล่าง
• แบบเลือกการทำงาน (Selection)
  เปรียบเทียบเงื่อนไขโดยใช้คำสั่ง
  if…
  then….
  else ….
  end if
• แบบทำงานซ้ำ (Repetition)
  dowhile จะทำงานซ้ำไปเรื่อยๆ เมื่อตรงกับเงื่อนไข
  จนกระทั่งเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะหลุดออกจากลูป
  dowhile condition p is true
  statement block
  end do
  ส่วน repeat …. until จะทำการ execute statement
  ก่อนเช็คเงื่อนไข
  repeat
  statement
  statement
  until condition is true
  
  

  บทที่ 2 Review C Language

  1.Review C Language

  • คำสั่งพื้นฐานต่างๆ

          เช่น printf( “abc” );

                 printf( “%s”, ”abc” );

          เช่น scanf( “%d”,&x);

  • Format Code ใช้ในการแสดงผลที่นิยมใช้ ได้แก่

         %d   ใช้กับข้อมูลแบบ integer

         %c    ใช้กับข้อมูลแบบ character

         %f     ใช้กับข้อมูลแบบ floating

         %s    ใช้กับข้อมูลแบบ string

  2.Operator
  แบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

  • Arithmetic Operators ได้แก่  +, - , *, /, % , -- , ++
  • Relational and Equality Operators ได้แก่ < , > , <= , >= , == , !=
  •    - Logical Operators ได้แก่ ! , && , ||

  3.selection/Condition

  • if statement
  • if - else statement
  • if - else statement (Nested if)
  • switch statement

  4.Repetition/Loop

  • while statement

  Format :

      while (expression) {                   statement-1;                   statement-2;                        ……                   statement-n;      }

  • for statement
    Format :

    for (expression -1; expression-2; expression-3 ) {                 statement -1 ;                 statement -2 ;                      …..                 statement -n ;   }

  • do-while statement
    Format :

           do {                 statement -1 ;                 statement -2 ;                   …..                  statement -n ;             } while (expression);

  5.Function ข้อดี

  • เขียนโค้ดครั้งเดียว แต่สามารถเรียกใช้ได้หลายครั้ง
    สามารถนำหลับมาใช้ใหม่ในโปรแกรมอื่นได้
    ถ้าต้องการเปลี่ยนแปลงแก้ไขเพียงที่เดียว
    ทำให้โปรแกรมมีความเป็นโครงสร้าง 
  • สามารถแบ่งเป็นโมดูลย่อยๆได้
    ฟังก์ชันแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

  
  

  • Library Function

    Format :

    #include<file-name>

    ตัวอย่าง   #include<stdio.h>   #include<conio.h >   etc. 

  วิธีเรียกใช้งาน Library Function

  
  

  • เรียกชื่อของฟังก์ชันที่ต้องการใช้งาน
  • เอาค่าที่จะส่งไปทำงานในฟังก์ชัน ใส่ลงในวงเล็บตามหลังชื่อฟังก์ชันนั้น

    ตัวอย่าง Library Function strcpy () –อยู่ในแฟ้มข้อมูล string.h   ทำหน้าที่ : คัดลอกข้อมูลจาก string หนึ่งไปยัง string หนึ่ง

    Format : 

    strcpy (str1, str2);

  
  

  6.User Defined Function

  คือ ฟังก์ชันที่ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเขียนฟังค์ชันขึ้นใช้เอง โดยฟังก์ชันนี้อาจจะรวมอยู่กับโปรแกรมหลักเป็นแฟ้มเดียวกัน หรือยกฟังก์ชันเหล่านี้ไว้คนละแฟ้มข้อมูลก็ได้

  การสร้างฟังก์ชัน ประกอบด้วย

  • Function Definition
  • Function Prototype
  • Invocation

  Function Definition หรือนิยามฟังก์ชัน คือ รายละเอียดในการทำงานของฟังก์ชัน Format :

  /*…………..*/  >> heading comment

    data-type function-name(type argument )    {       declaration;       statement;     return(value); }

  Function Prototype  เป็นตัวบอกให้ Compiler ทราบว่าการประกาศฟังก์ชันขึ้นและฟังก์ชันนั้นมีค่าที่ส่งกลับเป็นอะไร มีการรับพารามิเตอร์อะไรบ้าง มีประโยชน์ในการตรวจสอบข้อผิดพลาดระหว่างการเรียกใช้ฟังก์ชัน

  Invocation คือการเรียกใช้ฟังก์ชัน

  ลักษณะของฟังก์ชัน

  •  ฟังก์ชันที่ไม่มีการส่งค่ากลับ การเรียกใช้ทำได้โดยอ้างถึงชื่อฟังก์ชัน
               ...........
      Print_banner () ;
  • ฟังก์ชันที่มีการส่งค่ากลับ การเรียกใช้ทำได้เหมือนแบบแรก แต่ต้องมีตัวแปรมารับค่าที่จะต้องส่งกลับด้วย

  int main(void) {

  int k, j;

     j = prompt ()

     k = prompt ();

  printf(“j = %d and k = %d”, j, k);

  • ฟังก์ชันที่มีการรับค่า argument

  การเรียกใช้ฟังก์ชันทำได้โดยอ้างถึงชื่อของฟังก์ชัน พร้อมทั้งส่งค่าของตัวแปร(parameter)ไปด้วย โดยจะ ต้องมีชนิดสอดคล้องกับ argument ของฟังก์ชัน ที่เรียกใช้

  • การผ่านค่า argument ให้ฟังก์ชัน ทำได้ 2 แบบ คือ

  Pass by Value คือ การส่งค่าไปยังฟังก์ชันที่ถูกเรียกใช้โดยส่งค่าของตัวแปรหรือค่าที่ส่งไปโดย ค่าคงที่ผ่านให้กับค่าฟังก์ชันจะถูกคัดลอกส่งให้กับ ฟังก์ชันและจะถูกเลี่ยนแปลงเฉพาะภายในฟังก์ชัน โดยค่าของ argumentในโปรแกรมที่เรียกใช้จะไม่เปลี่ยนแปลง   ตัวอย่าง :

  void swap(int num1, int num2) {

          int tmp;

  tmp = num1;

  num1 = num2;

  num2 = tmp;

  print(“A is %d B is %d\n”, num1, num2);

  }

  Pass by Reference

  คือ การส่งค่าไปยังฟังก์ชันที่ถูกเรียกใช้โดยส่งเป็นตำแหน่งที่อยู่ของตัวแปรไป ซึ่งหากภายในฟังก์ชันมีการเปลี่ยนแปลงค่าของ argument ที่ส่งไป ก็จะมีผลทำให้ค่าของ argument นั้นใน โปรแกรมที่เรียกใช้เปลี่ยนไปด้วย ตัวอย่าง :

  void swap(int * num1, int * num2) {

         int tmp;

  tmp = *num1;

  *num1 =* num2;

  *num2 = tmp;

  }