4.3 自顶向下设计

4.3 自顶向下设计

采用传统过程式语言进行模块化编程时，主要通过自顶向下方法来进行系统设计。 自顶向下设计也称为逐步求精（stepwise refinement），是将一个系统逐层分解为子系统的设计过程。首先，对整个系统进行概要设计，指明构成系统的顶层子系统有哪些，注意在 此并不给出各个子系统的细节。其次，对每个子系统重复这个设计过程，即再将每个子系统 分解为下一层的子系统。就这样不断细化每个子系统，直至子系统的功能足够简明，可以直 接编码实现为止。

自顶向下设计具有两个特征：第一，要求设计者一开始就对整个系统有清楚的理解，否 则第一步的分解就无法进行；第二，任何子系统在足够细化之前无法开始编码实现，因而必 须等到所有子系统都足够细化，才可能对系统编码实现及测试。

更具体地说，用自顶向下方法编程序时，总是先写主程序，它是由根据系统功能划分而 成的功能子程序组成的。然后再分析每个子程序的需求，如果有必要就继续像主程序一样分 解下去。当划分出来的子程序最终具有非常简单的功能时，就直接编码实现。当所有子程序 都编码实现，整个程序也就实现了。可以相信，由于分解过程总是导致越来越小的程序部件， 最终必然达到“足够简单”的层次，因此不可能无限分解下去。

下面通过一个案例程序来演示自顶向下设计方法。 我们要解决的问题是打印公元某年的年历。要说明一点，为了避免涉及公元历法的一些历史变迁问题，我们对需求做了简化，只要求程序适用于公元 1900 年以后各年份①。相应程 序的规格说明如下：

① 程序算法实际上是一般的。将基准日期换成格里高利历的开始日（1582 年 10 月 15 日，星期五）后，很 容易扩展本程序的适用年份范围。

程序：calendar
输入：公元年份 year（1900 以后）
输出：year 年年历
输入与输出的关联：根据 year 可以算出相对于 1900 年 1 月 1 日（星期一）总共过去了多少天，按 7 天循环即可得知 year 年 1 月 1 日是星期几，从而得出全年年历。