5、设计：从基础开始

设计：从基础开始

1. 为什么设计很重要？

在编程的世界里，设计听起来似乎是一个微不足道的考虑因素，尤其是在有诸如编写循环、控制决策流程等更为紧迫的问题时。但实际上，这些考虑因素都没有决定如何着手解决问题来得重要。你需要思考你的解决方案的设计，以及如何准备它以进行编程。

编写程序就像是面对一个巨大的问题，需要思考出最佳的解决方法。让我们首先考虑一些现实世界中的问题，并从设计的角度出发思考我们如何解决它们。然后，我们将考虑为计算机设计解决问题的方案。

2. 自顶向下设计简介

想象一下地球的卫星视图。你可能会想到谷歌地球！假设你想找到你的房子。起初，你只能看到你所在州的轮廓，然后当你放大时，一切都会变得更清晰。你可以辨认出河流、湖泊，甚至可能还有地形轮廓。进一步放大可以让你看到更多的细节。谷歌地球提供了一个很好的类比，说明了自顶向下设计是如何工作的。陆地轮廓是最通用的图片。当你放大时，你会看到越来越多的事物。自顶向下设计也是同样的工作方式。起初我们面对一个大问题，但我们尝试将其分解为单独的可管理任务——就像一个模糊的陆地，在仔细观察后，变成了不同的国家和州。

编程任务一开始通常可能过于宽泛，但经过考虑后，你可以决定如何将它们细分，使其更容易管理。始终从概述你的问题开始。尝试将你的问题分解成单独的任务。然后致力于细化这些任务，以便你能编写简单的代码来执行它们。

3. 实际案例分析

示例 1：徒步旅行的准备

假设我想在暑假期间去新罕布什尔州的白山徒步旅行。在出发前，我需要考虑几件事。如果我从未徒步过，我可能会认为只需跟随一条小径即可。然而，许多无知的徒步者如果天气变坏、没带足够