1、SI-NS图程序设计与开发方法

        [题目] 编一程序，读入形式为XXX…X<A>B的字符串，其中A和B是2到10之间的整数，X是0到9的数字，XXX…X是一个A进制的数字串，代表一个A进制的整数。要求将此整数转换成B进制的整数再输出。例如程序读入的字符串是：
　　178<10>2
　　它表示将一个10进制的整数178转换成一个二进制的整数，然后再输出。

　　[提示] 该题看似简单，却涉及对输入字符串的语法和语义分析。这里采用自顶向下、逐步扩充的SI-NS图程序设计与开发方法，并将该题分解成以下一个个简单得多的问题和步骤加以解决。
　　(1)用语法图设计一个符合题意的文法，文法的语法分析程序能对读入的字符串进行语法检查。
　　(2)用SI-NS图设计文法的语法分析程序，并测试程序。
　　(3)将语法分析程序扩充为能辨别类似于“17<2>8”这种语意上不合法的字符串错误，并测试程序。
　　(4)将程序扩充成能实现十以内不同进制数据的转换，并测试程序。

　　以下是解题过程：
　　(1)用语法图设计一个符合题意的文法，文法的语法分析程序能对读入的字符串进行语法检查。
　　文法的语法图如下：

　　(2)用SI-NS图设计文法的语法分析程序，并测试程序。
　　①依据语法图，设计SI-NS图语法分析程序（最好用铅笔，便于修改）。
　　②在设计好的SI-NS图上执行并验证程序逻辑（Code Walkthrough），该程序能够辨认出如：20<8>、8<18>3等输入字符串的语法错误，但不能辨别出符合语法但不符合语意的错误，如：17<2>8。
　　③依据设计好的SI-NS图，键盘输入相应的程序（注：稍加训练，就可以达到熟练的程度）。
　　④立即将程序变换成SI-NS图，并比较生成的SI-NS图与手工设计的SI-NS图两者在结构上是否一致，以确认输入代码的正确性。
　　整个过程如下图所示：

　　⑤添加相关变量和过程说明，使语法分析程序可以编译执行。这时最好变换并打印出一份可执行程序的SI-NS图。
　　⑥在计算机上测试程序。测试过程如果遇到问题，总是先对打印出来的SI-NS图分析并进行修改，没有问题后再修改代码程序，并随时将修改后的程序又变换成SI-NS图。这样，分析SI-NS图就是分析代码程序。修改代码程序，通过随后的变换，等同于修改SI-NS图。总之，软件工程师始终面对的是SI-NS图，再也不需要为分析和读懂程序耗费太多无谓的精力。
　　以下是扩充了read(ch)、 error过程，以及ch等变量后可以上机执行的SI-NS图语法分析程序（扩充部分用红色标记），右图是点击了等号键后，对输入有语法错误字符串测试的实况。

　　(3)将语法分析程序扩充为能辨别类似于“17<2>8”这种语意上不合法的字符串错误，并测试程序。
　　算法是：将读入形式为XXX…X<A>B字符串中的每一个字符X与A比较，假如有大于或等于A的X，则出现语义错误。
　　实施的扩充如下：
　　①新增i、j、以及数组A变量，i的初始值为零。
　　②将左图3个用不同颜色标记的read(ch)分别扩充成右图所示的语句块。

　　③以下是作了语义分析扩充后的SI-NS图语法分析程序（扩充部分用红色标记），该程序不仅能识别输入字符串的语法错误，还能识别语义错误。右图是点击等号键后对输入有语义错误字符串测试的实况。

　　(4)将程序扩充成能实现不同进制数字串的转换，并测试程序。

　　③以下是完成了不同进制数据转换扩充后点击等号键的SI-NS图程序，以及最后的测试实况。

　　[结束语]
　　(1)在上述程序设计与开发过程中，软件工程师始终面对的是读起来远比程序容易理解得多的SI-NS图。用SI-NS图算法设计，在SI-NS图上执行并验证程序的算法逻辑（Code Walkthrough）。当计算机执行结果与预期的不一致时，在SI-NS图上分析出错原因并进行修改。当有新的需求时，首先也在SI-NS图上找到相关的程序模块，扩充和修改相应的程序逻辑。即便用到计算机也是短暂的，不耗费精力的，而且完全可以交给其他人去做。软件工程师的聪明才智都可以用在刀刃上，并始终保持充沛的精力和清醒的头脑。这样的开发模式能保证程序的开发质量，一次开发成功率非常高，自然能有效缩短软件的开发周期，降低软件的开发成本。
　　(2)对于一个复杂的问题，能否善用分解的方法，分解为一个个简单得多的问题和步骤，是软件工程师分析和解决问题能力强弱的一个重要标志。在解决问题过程中，往往又采用自顶向下、逐步扩充的方法，解决一个，测试一个，然后在此基础上扩充，再解决下一个，这样步步为营，直到问题被完整解决。这种方法能保证设计出来的程序有较高的可靠性、可用性和可维护性。
　　(3)许多编程的人，容易犯的一个毛病是，将简单的问题复杂化，复杂的问题简单化。设计出来的程序只有自己可以用，别人一用就出问题。倘若能学习采用上述SI-NS图程序设计与开发方法，相信能很快克服毛病，开发出高质量、高可靠、高可信的程序。
　　(4)最后，为了检验您的学习能力，试用上述方法，解决“十六以内不同进制数据转换”的问题。例如程序读入的字符串是：
　　178A<16>2
　　它表示将一个16进制的整数178A转换成一个二进制的整数，然后再输出。
　　文法用语法图定义如下：