Kỹ thuật lập trình: Bài giảng Bộ môn Công nghệ phần mềm

Ỹ

Ậ Ậ K THU T L P TRÌNH

BM CNPM – Khoa CNTT – HVKTQS 10/2012

Outline

ị

ậ

ẫ

ủ

ử

ể ậ

ụ ậ

ả ể

 L ch s phát tri n c a các m u hình l p trình  Các nguyên lý l p trình  Các công c l p trình ồ ể  Phát tri n mã ngu n incremental ồ  Qu n lý mã ngu n ồ  Ki m tra mã ngu n  Các đ đoộ

ớ

ệ

Gi

i thi u chung

ể ể ượ

c ti n hành đ tri n khai ề

ưở ả ng c hai

ế ậ  L p trình đ ầ ế ế t k ph n m m. thi ậ ậ ỹ ể ẽ ả ả ử

ậ

 Tuy nhiên, th i gian dành cho l p trình ờ ng đ i ít h n th i gian dành cho ki m

 K thu t l p trình s nh h quá trình ki m th và b o trì. ờ ớ ườ t ử th và b o trì.

ể

 Tính d đ c/hi u là m c tiêu hàng đ u

ụ ể ầ

ố ả ễ ọ ậ ủ c a khâu l p trình.

ậ

ấ

L p trình c u trúc

 LTCT b t đ u t

ắ ữ ằ

ầ ừ ạ

nh ng năm 70 nh m ụ m c đích t o ra các code mà không có “goto”

ủ

 Ngoài ra, múc đích khác c a LTCT là tr giúp quá trình quá trình ki m ch ng mã ngu n. ồ

ứ ể ợ

ậ

ấ

L p trình c u trúc

ầ

ệ ấ

ệ

ỉ ơ  Câu l nh không ch đ n thu n là gán ơ ả  Ba c u trúc l nh c b n:  Selection: if B then S1 else S2 if B then S1  Iteration: While B do S

repeat S until B

 Sequencing: S1; S2; S3;...  Luôn luono có: Singleentry, singleexit

ậ

ướ

ố ượ

L p trình h

ng đ i t

ng



ấ

ượ

ậ ậ

ệ ố ượ

ng. OOP đ

ộ

ầ

ả

ề

ữ

ề ơ ề ậ

ố ượ ơ

ở ộ ư ề ở ậ ầ ng ph n m m ườ

ằ ướ ả ượ

ộ ỗ ự

ế

ằ

ả

c đó. c, đây là khái ni m và là m t n l c nh m gi m nh các thao tác vi

ả ậ ễ ế i còn cho r ng OOP d ti p thu h n cho nh ng ng ng pháp tr  M t cách gi n l

ụ

ẹ i l p trình, cho phép h t o ra các ng d ng mà các y u t

ố ế ố ượ

ươ

ớ ng tác v i các đ i t



ệ ứ ọ ạ ố ng trình đó gi ng nh là t ữ

ế ợ

ữ

ộ

t mã ể bên ngoài có th ậ ng v t lý. ữ ệ ng có m t tên riêng bi

ộ ộ ơ c nhìn nh n nh là m t đ n v duy nh t. M i đ i t

ố ượ

ấ ế

ư ậ

ượ

ủ

ế

ị ng đó đ

ữ ệ

ủ

ử

ng trong m t ngôn ng OOP là các k t h p gi a mã và d li u mà chúng ấ ả ỗ ố ượ t c ng ả ờ i

ử ườ

ế

ậ ng khác hay đ n môi tr

ng.



nh ng năm 1980. ả

ữ ệ

ẹ

ả

ắ

ả

ỗ ợ c xem là giúp tăng năng su t, Là kĩ thu t l p trình h tr công ngh đ i t ằ ạ ứ đ n gi n hóa đ ph c t p khi b o trì cũng nh m r ng ph n m m b ng cách cho ậ b c cao h n. Ngoài ra, nhi u phép l p trình viên t p trung vào các đ i t ườ ớ ọ i m i h c v l p trình h n là các ng ươ ph ộ ườ ậ cho ng ớ ươ ng tác v i các ch t ố ượ ữ Nh ng đ i t ệ ậ ượ t và t đ ỗ ố ượ ế các tham chi u đ n đ i t c ti n hành qua tên c a nó. Nh v y, m i đ i t ả có kh năng nh n vào các thông báo, x lý d li u (bên trong c a nó), và g i ra hay tr l ố ượ đ n các đ i t ữ ờ ừ Ra đ i t ấ Che d u thông tin, đ m b o tính toàn v n, đúng đ n c u d li u

ấ

Che d u thông tin

ầ

ử ụ

ộ ố ấ

 Ph n m m luôn luôn s d ng m t s c u ữ ữ ệ

ấ

 M i m t c u trúc d li u s đ

c truy xu t

ỗ ở

ề ữ ệ ộ ấ ộ ố ữ

ạ

ẽ

ậ

ấ

ể ư trúc d li u đ l u tr thông tin. ẽ ượ b i m t s h u h n các thao tác ể (operations). Các thao tác khác s không th ượ c => đây chính là truy nh p thông tin này đ nguyên lý che d u thông tin.

ữ

 Ph n l n các ngôn ng LT HĐT cho phép

ầ ớ ề làm đi u này

ậ

Các nguyên lý l p trình

ệ

ậ ấ ớ ờ ớ ủ  Nhi m v chính c a l p trình viên là ỗ i nh t v i th i gian ít

 K năng l p trình thu nh n đ

ụ ạ t o ra code v i ít l nh t.ấ ỹ ậ ượ c thông

t code.

ụ ộ ộ ậ qua th c t  L p trình t

ậ ự ế ế vi ố t không ph thu c vào m t ữ ụ ể ngôn ng c th

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ề

ử ụ

ấ ườ

ẩ

ấ ử ụ

ườ

ề

ợ

 Control Constructs: S d ng nhi u c u trúc singleentry, singleexit. Tăng ng s d ng các c u trúc chu n. c ệ  Gotos: Không nên s d ng các l nh ng h p

ấ ắ

goto quá nhi u. Trong các tr b t đ c dĩ.

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

 Che d u thông tin:

ấ ượ nên đ ử ụ c s d ng

ậ

 Ki u DL UserDefined:

ộ r ng rãi. Truy nh p thông tin nên theo ế ơ c ch hàm. ể ế

ử ụ ể

ự ị ữ N u ngôn ng LT cho phép thì nên s d ng các ki u DL t đ nh nghĩa.

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ặ  Nesting: Nên tránh các L p sâu (deep nesting). For example, consider the following construct of nested

ề

ệ

ế

 N u các đi u ki n là không liên k t disjoint thì ta

 ifthenelses:  if C1 then S1  else if C2 then S2  else if C3 then S3  else if C4 then S4; ế nên:  if C1 then S1;  if C2 then S2;  if C3 then S3;  if C4 then S4;

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ệ

ề

ớ

ố

ả ế ứ

ậ

ế ướ ớ

ế

ể

ệ

ả

ử ụ  Module Size: Vi c s d ng hàm v i nhi u ẩ bi n s ph i h t s c c n th n (>= 100). Kích c l n có th làm cho vi c qu n lý k t th ế ố dính và k t n i khó khăn.

ộ

ấ ơ

ệ

ặ

ả

ẩ

ố

ượ

ỳ  Module Interface: (rule of thumb), b t k ề ệ m t giao di n module mà có nhi u h n 5 ậ t c n th n và nên tham s thì ph i đ c bi ỏ ơ đ

c chia thnàh nhièu module nh h n

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

 Side Effects: Hi n t

ổ

ổ ạ ị ổ ế ả

ệ ượ ng thay đ i tr ng thái CT mà không thay đ i giá tr tham ườ ố ng x y ra khi ta thay đ i bi n s . Th toàn c c.ụ

 Robustness: X lý t

ử ố ệ ề t các đi u ki n

ạ ệ ngo i l .

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

 Switch Case with Default: Đ m b o

ả ả

 VD:  switch (i){  case 0 : {s=malloc(size)  }  s[0] = y; /* NULL dereference if default

ủ ổ ị hành vi c a CT n đ nh.

occurs */

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ắ ỗ

ặ

 Empty Catch Block: nên có ch n b t l

ể ố

tránh đ tr ng.

 VD:  try {  FileInputStream fis = new  FileInputStream (" InputFile ");  }  catch (IOException ioe) { }  // not a good practice

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

 Empty if, while Statement: Không làm

 VD:  if (x == 0) {} /* nothing is done after

ệ gì sau các câu l nh này. Nên tránh.

 else {  :  }

checking x */

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ị ả ề  Read Return to Be Checked: Giá tr tr v

ọ

ượ

ể c ki m tra

ệ sau l nh đ c nên đ if read

 VD:

is more

from scanf()

then

than expected, it may cause a buffer overflow. Hence, the value of read should be checked before accessing the data read. (This is the reason why most languages provide a return value for the read operation.)

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

 Return from Finally Block: One should not return from finally block, as it can create false beliefs. For example, consider the code

 public String foo() {

 try {

throw new Exception( "An Exception" );

 }  catch (Exception e) {

throw e;

 }  finally {  return "Some value ";  }

 }

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ườ

ng, s t n t

ẽ ồ ạ i

ệ ữ

ố

 Correlated Parameters: Thông th ố m i quan h gi a các tham s .  VD: in the code segment given below, “length” represents

the size of BUFFER. If the correlation does not hold, we can run into a serious problem like buffer overflow (illustrated in the code fragment below). ố ể ậ

ế

ệ

ả

 Vì v y, nên ki m tra m i quan h này h n là gi

thi

ỏ nó đã th a mãn.

 void (char *src , int length , char destn []) {

 strcpy (destn , src); /* Can cause buffer overflow if length >

MAX_SIZE */

 }

ộ ố ư

ự ế

M t s l u ý th c t

ệ ự ượ ể ướ ữ  Trusted Data Sources: ki m tra d c khi truy c th c hi n tr

ậ

 Give Importance to Exceptions: Chú

ệ li u nên đ nh p chúng  For example, while doing the string copy operation, we should check that the source string is null terminated, or that its size is as we expect.

ạ ệ ề ể ọ tr ng đi u khi n ngo i l .

ẩ

ồ

Chu n mã ngu n

 Th c t

ề

ể ọ

 Vì v y c n nh ng chu n m c nh t đ nh

ố ấ ồ trong vi c đ c hi u mã ngu n. ự ữ ự ế là chúng ta tiêu t n r t nhi u ệ ầ ấ ị ậ ẩ

ậ trong l p trình

ề ặ

ẩ

Chu n v đ t tên

ặ

ướ

ổ ế c đ t tên ph bi n nh sau:

Qui  Package names should be in lowercase: Tên package nên dùng ch ữ

ườ

ụ

ng (ví d : mypackage, edu.iitk.maths).

 Type names should be nouns and should start with uppercase: Tên

ừ

ắ ầ

ữ

ụ

ằ

ể

và b t đ u b ng ch hoa(ví d : Day, DateOfBirth,

ki u nên là danh t EventHandler).

ế

 Variable names should be nouns starting with lowercase: Tên bi n nên ữ ườ

ắ ầ

ừ

ằ

và b t đ u b ng ch th

là danh t

ứ

ng (e.g., name, amount). ằ

ầ

ộ  Constant names should be all uppercase: Tên h ng c n ch a toàn b

ữ

các ch hoa (e.g., PI, MAX ITERATIONS).

ứ

ng th c

ữ ườ

ắ ầ

ừ

ộ

 Method names should be verbs starting with lowercase: Ph ằ và b t đ u b ng ch th

ươ ng (e.g., getValue()).

nên là đ ng t

ớ

ạ  Exception classes should be suffixed with Exception: Tên các l p ngo i

ệ

ế

nên k t thúc b i h u t

ở ậ ố Exception (e.g., OutOfBoundException)

ướ

Qui

ề ặ c v đ t tên

ỉ ườ

ng minh (e.g., “private int

 Bi n Private nên ch t

ộ

 Bi n v i ph m vi r ng nên có tên dài và ng

ượ

ặ

ạ bi n ch y vòng l p nên đ ử ụ

ặ ượ

ế

ượ ạ c l c đ t tên là i, j, k, …. c s d ng cho các bi n bool và ẫ ể

ế value ”) ế ớ ạ ế ề ố is nên đ ươ ứ ử ụ ượ

ế

ỉ

ầ ng th c đ thánh nh m l n (e.g., isStatus ủ c s d ng thay cho tên status); bi n ch ph

ị

 Ti n t các ph nên đ đ nh negative boolean c n tránh.

ầ ể ử ụ  T ừ compute có th s d ng cho các hàm tính toán.

ướ

Qui

c Files

ướ ề ặ ố ố i m t s qui ữ c v đ t tên và d

 VD:

 Java source

files should have

the extension .java—this is enforced by most compilers and tools.

ồ ạ  T n t ệ ệ li u t p.

 Kích th

ướ ỏ ơ ộ

ự ặ ệ tránh kí t c dòng nên nh h n 80 c t, đ c bi t.

ướ

ề

Qui

c v Statements

ướ

c chung đáng k .

ế

ể ở ạ ạ ơ

ượ

ạ

c kh i t o t

i n i khai báo và nên đ

c khai báo trong ph m

Không có qui  Các bi n nên đ ỏ

ượ ể ấ vi nh nh t có th .

ạ ệ

ế

ớ

ộ

ạ ệ

ượ

ở

 Khai báo các bi n liên quan v i nhau cùng trong m t đo n l nh. Các bi n các đo n l nh khác nhau.

ế không liên quan đ n nhau nên đ

c khai báo ể

ế ủ ớ ệ

ặ

ộ ỉ ử ụ ế

ở ạ

ướ

ặ

c kh i t o ngay tr



 Các thu c tính c a l p không nên đ public. ể ặ  Ch s d ng các l nh ki m tra vòng l p trong vòng l p for. ượ c vòng l p.  Các bi n vòng l p nên đ ử ụ  ử ụ

do ... while.



ặ break và continue trong vòng l p.ặ ấ ứ

ứ ạ

ử ụ

ế

ệ

ạ

ờ ể



ự

ứ

ệ

ề

ể

ệ

Tránh s d ng Tránh s d ng c u trúc ề ể Tránh các bi u th c đi u ki n ph c t p – nên s d ng các bi n boolean t m ế th i đ thay th . Tránh các l nh th c thi trong bi u th c đi u ki n.

ề

c v Commenting and

ướ Qui Layout

 Chú thích d ng text đ cho ng

ườ ọ ể i đ c

ễ ể

ứ ủ  Chú thích c n gi ụ ể i thích c th ch c

ả ố ủ

ạ d hi u code c a mình. ầ năng, tham s c a CT ươ ủ ng trình sáng s a

 Layout giúp cho ch có c u trúc rõ dàng

ấ

ầ

ể Phát tri n Code tăng d n (Incrementally)

ắ ầ ộ ố  Ho t đ ng l p trình b t đ u khi m t s

 M i module s do m t ho c nhi u l p ệ

ậ ạ ộ ế ế thi t k hoàn thành. ỗ ặ ẽ ề ậ

ộ ả trình viên đ m rnhi m. ậ ầ

ả ầ

 Chính vì v y mà nhu c u qu n lý qui ấ trình này là r t cao. Trong ph n này, ta tham kh o mô hình tăng d n

ả ầ

ế

ầ

Ti n trình tăng d n

 LT cho module, ẻ ử sau đó ki m th , ử ỗ i. Sau và s a l c ượ đó Code đ ể ả ế i đ n chuy n t ậ ộ các b ph n khác trong d ự án.

ế

ướ

ự ệ

Ti n trình h

ng s ki n



ế

ộ ậ



ướ

c và sau

ế

c vi

ượ

t các ớ c, sau đó m i ế ượ t sau ị c các k ch

t qua đ



ộ

ệ ừ

ướ

c qua đ

ệ

TestDriven Development ổ ậ (TDD) là m t cách ti p c n ph bi n trong l p trình. ế Thay vì vi t code tr ự đó xây d ng các test case ử ể ể đi m ki m th code, trong TDD ườ ậ i l p trình viên vi ng ả ị ướ k ch b n test tr ế t code, code đ vi ả ượ ph i v ả b n test này. ự ượ c th c Toàn b quá trình đ ả ị c, các k ch b n hi n t ng b ự ự ượ c xây d ng d a trên test đ ượ ế ặ ả c vi , còn code đ các đ c t ả ị ượ ả ượ c k ch b n ph i v ể ượ ế test. Ti n trình TDD đ c th hi n trên hình Figure 7.2.

ế

ậ

ặ

Ti n trình l p trình c p Pair Programming

ậ ặ ượ

 Trong l p trình theo c p, code đ ặ

ở ế

ả

ườ ẽ ượ ệ c ứ ậ t b i m t c p l p trình viên ch i. Theo đó, ố c phân b

 =>Chi phí cao.

ộ vi ộ ở không ph i b i m t ng ế t code s đ công vi c vi ặ ậ ừ cho t ng c p l p trình viên.

ự

ả

Xây d ng và qu n lý Source Code

ườ

ộ ự

ườ

 Trong m t d án th

ộ ể ạ

ị

ề

ề i khác nhau cùng ng có nhi u nhóm ng ớ ệ ỗ ậ ể tham gia phát tri n code. M i l p trình viên làm vi c v i m t file ớ ẽ ượ ữ ồ c biên d ch v i nhau đ t o mã ngu n, nh ng file này s đ ầ nên ph n m m.

ườ

ậ

ể  Trong quá trình phát tri n code, các l p trình viên th ư ồ

ọ ạ

ổ

ọ ạ

ng luôn ữ thay đ i các file mã ngu n do h t o ra, cũng nh nh ng file không do h t o ra.

ớ

ể

ấ ả

ồ

 V i m c đích ki m soát t

ụ ổ ủ

ụ ể

ồ

ườ

ượ

t c các file mã ngu n và quá trình thay đ i c a chúng, các công c ki m soát mã ngu n nh CVS trong Linux (www.cvshome.org) hay Visual Source Safe (VSS) (msdn.microsoft.com/vstudio/previous/ssafe) trong Windows th

ử ụ c s d ng.

ng đ

Các thao tác chính

 Get a local copy.  Make changes to file(s).  Get reports.

ậ

ổ

C p nh t thay đ i – refactoring

 Thay đ i c u trúc bên trong mà không

ủ ổ ấ ổ làm thay đ i hành vi c a PM.

ự ầ

ế

t

ế ố ẫ Y u t d n đ n s c n thi ổ ử s a đ i

ả

ậ ươ

Duplicate Code. Long Method.

ứ ng th c dài Long Class.

ố

Long Parameter List.

ổ

Switch Statements. Speculative Generality.

ế ố

Too Much Communication

 1. Nh n b n code  2. Ph ớ  3. L p dài  4. Dánh sách tham s dài ệ  5. các câu l nh Switch  6. T ng quát hóa ề  7. Quá nhi u k t n i

Between Objects.

ề

ệ

Message

ử  8. Dây chuy n g i

thông đi p

Chaining.

Thanh tra mã ngu nồ

ượ

 Thanh tra Mã ngu n đ

ườ ậ

ự ồ i l p trình và dành cho ng ị ớ ộ ế

ệ ở c th c hi n b i ườ ậ i l p trình. ề

 Là m t ti n trình v i các qui đ nh v vai trò rõ

ràng. ọ ữ ệ

ứ

ỗ i defects.  Tr ng tâm tìm ra l ể ạ ượ i và dùng đ c ghi l  D li u thanh tra đ ả ủ ộ ệ đánh giá m c đ hi u qu c a quá trình thanh tra.

ậ

ạ

ế L p k ho ch

ụ

ế

ậ

ạ

ẩ

ị

ể ạ ủ  M c tiêu c a giai đo n l p k ho ch là đ chu n b cho thanh tra.

ậ

ượ

 Đ i thanh tra đ

ủ

ồ ầ

ọ

ấ

 Đ i thanh tra nên bao g m ít nh t ba ng ố

ồ ặ

ườ m c dù đôi khi có b n ho c năm thành viên.

ẽ ộ c thành l p s bao g m các ậ l p trình viên mà code c a h đang c n xem xét. ộ ặ ộ

ườ

ụ

ả

ộ

 Đ i thanh tra ph i có m t ng

i ph trách.

ự ể

T ki m tra (Selfreview)

 Ng

ự ể ủ ồ i LT t ki m tra mã ngu n c a

ườ mình

ể

ọ

H p Ki m tra theo nhóm

 Nh m đ a ra danh sách chung v các

ề

ư ằ ỗ ủ i c a CT l ả ậ ữ ử ề ả  Th o lu n v kh năng s a ch a

ể

Ki m tra theo nhóm

Phép đo

ữ

ế

ệ

ố ố ử

ố ượ

ự

ượ ườ ng đ c dùng c code: th

ng d a trên s l

ng toán t

ượ l h ngạ

ướ  Kích th ướ ượ c l ng chi phí. trong ệ ố ổ ế  Ph bi n: S dòng l nh ộ ụ ế ạ  H n ch : Ph c thu c vào ngôn ng ệ ử ụ ầ ớ  Ph n l n là s d ng vi c đ m dong fl nh. ướ ệ c  Tuy nhiên, hi n nay đã có m t s pp và toán