迭代模型與瀑布模型

2021-06-08 07:30:40 字數 4739 閱讀 1117

在數學中,迭代函式是在碎形和動力系統中深入研究的物件。迭代函式是重複的與自身復合的函式,這個過程叫做迭代。迭代模型是rup(rational unified process,統一軟體開發過程,統一軟體過程)推薦的週期模型。迭代演算法是用計算機解決問題的一種基本方法。它利用計算機運算速度快、適合做重複性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重複執行,在每次執行這組指令(或這些步驟)時,都從變數的原值推出它的乙個新值。如果認為這個解釋難以理解,可以這樣想:

我們開發乙個產品,如果不太複雜,會採用

瀑布模型,簡單的說就是先定義需求,然後構建框架,然後寫**,然後測試,最後發布乙個產品。

這樣,幾個月過去了,直到最後一天發布時,大家才能見到乙個產品。

這樣的方式有明顯的缺點,假如我們對使用者的需求判斷的不是很準確時——這是很常見的問題,一點也不少見——你工作了幾個月甚至是幾年,當你把產品拿給客戶看時,客戶往往會大吃一驚,這就是我要的東西嗎?迭代的方式就有所不同,假如這個產品要求6個月交貨,我在第乙個月就會拿出乙個產品來,當然,這個產品會很不完善,會有很多功能還沒有新增進去,bug很多,還不穩定,但客戶看了以後,會提出更詳細的修改意見,這樣,你就知道自己距離客戶的需求有多遠,我回家以後,再花乙個月,在上個月所作的需求分析、框架設計、**、測試等等的基礎上,進一步改進,又拿出乙個更完善的產品來,給客戶看,讓他們提意見。

就這樣,我的產品在功能上、質量上都能夠逐漸逼近客戶的要求,不會出現我花了大量心血後,直到最後發布之時才發現根本不是客戶要的東西的情況。這樣的方法很不錯,但他也有自己的缺陷,那就是周期長、成本很高。在應付大專案、高風險專案——就比如是太空梭的控制系統時,迭代的成本比專案失敗的風險成本低得多,用這種方式明顯有優勢。

如果你是給自己的單位開發乙個小mis,自己也比較清楚需求,工期上也不過花上個把月的時間,用迭代就有點殺雞用了牛刀,那還是瀑布模型更管用,即使是做得不對,頂多再花乙個月重來,沒什麼了不起。

有些國外的教材,如《

c++ primer》第四版的中文版,會把iterative翻譯成迭代。

iterative是反覆的意思,所以,有時候,迭代也會指迴圈執行,反覆執行的意思。

迭代演算法是用計算機解決問題的一種基本方法。它利用計算機運算速度快、適合做重複性操作的特點,讓計算機對一組指令(或一定步驟)進行重複執行,在每次執行這組指令(或這些步驟)時,都從變數的原值推出它的乙個新值。

利用迭代演算法解決問題,需要做好以下三個方面的工作:在可以用迭代演算法解決的問題中,至少存在乙個直接或間接地不斷由舊值遞推出新值的變數,這個變數就是迭代變數。所謂迭代關係式,指如何從變數的前乙個值推出其下乙個值的公式(或關係)。迭代關係式的建立是解決迭代問題的關鍵,通常可以使用遞推或倒推的方法來完成。在什麼時候結束迭代過程?這是編寫迭代程式必須考慮的問題。不能讓迭代過程無休止地重複執行下去。迭代過程的控制通常可分為兩種情況:一種是所需的迭代次數是個確定的值,可以計算出來;另一種是所需的迭代次數無法確定。對於前一種情況,可以構建乙個固定次數的迴圈來實現對迭代過程的控制;對於後一種情況,需要進一步分析出用來結束迭代過程的條件。

例 1 : 乙個飼養場引進乙隻剛出生的新品種兔子,這種兔子從出生的下乙個月開始,每月新生乙隻兔子,新生的兔子也如此繁殖。如果所有的兔子都不死去,問到第 12 個月時,該飼養場共有兔子多少只?

分析: 這是乙個典型的遞推問題。我們不妨假設第 1 個月時兔子的只數為 u 1 ,第 2 個月時兔子的只數為 u 2 ,第 3 個月時兔子的只數為 u 3 ,……根據題意,「這種兔子從出生的下乙個月開始,每月新生乙隻兔子」,則有

以下是引用片段:

u 1 = 1 , u 2 = u 1 + u 1 × 1 = 2 , u 3 = u 2 + u 2 × 1 = 4 ,……

根據這個規律,可以歸納出下面的遞推公式:

以下是引用片段:

u n = (u n - 1) × 2 (n ≥ 2)

對應 u n 和 u n - 1 ,定義兩個迭代變數 y 和 x ,可將上面的遞推公式轉換成如下迭代關係:

以下是引用片段:

y=x*2

x=y

以下是引用片段:

cls

x=1

for i=2 to 12

y=x*2

x=y

next i

print y

end

例 2 : 阿公尺巴用簡單**的方式繁殖,它每**一次要用 3 分鐘。將若干個阿公尺巴放在乙個盛滿營養參液的容器內, 45 分鐘後容器內充滿了阿公尺巴。已知容器最多可以裝阿公尺巴 2 20 個。試問,開始的時候往容器內放了多少個阿公尺巴?請程式設計序算出。

分析: 根據題意,阿公尺巴每 3 分鐘**一次,那麼從開始的時候將阿公尺巴放入容器裡面,到 45 分鐘後充滿容器,需要** 45/3=15 次。而「容器最多可以裝阿公尺巴 2 20 個」,即阿公尺巴** 15 次以後得到的個數是 2 20 。題目要求我們計算**之前的阿公尺巴數,不妨使用倒推的方法,從第 15 次**之後的 2 20 個,倒推出第 15 次**之前(即第 14 次**之後)的個數,再進一步倒推出第 13 次**之後、第 12 次**之後、……第 1 次**之前的個數。

設第 1 次**之前的個數為 x 0 、第 1 次**之後的個數為 x 1 、第 2 次**之後的個數為 x 2 、……第 15 次**之後的個數為 x 15 ,則有

以下是引用片段:

x 14 =x 15 /2 、 x 13 =x 14 /2 、…… x n-1 =x n /2 (n ≥ 1)

因為第 15 次**之後的個數 x 15 是已知的,如果定義迭代變數為 x ,則可以將上面的倒推公式轉換成如下的迭代公式:

x=x/2 ( x 的初值為第 15 次**之後的個數 2 20 )

讓這個迭代公式重複執行 15 次,就可以倒推出第 1 次**之前的阿公尺巴個數。因為所需的迭代次數是個確定的值,我們可以使用乙個固定次數的迴圈來實現對迭代過程的控制。參考程式如下:

以下是引用片段:

cls

x=2^20

for i=1 to 15

x=x/2

next i

print x

end

例 3 : 驗證谷角猜想。

日本數學家谷角靜夫在研究

自然數時發現了乙個奇怪現象:對於任意乙個自然數 n ,若 n 為偶數,則將其除以 2 ;若 n 為奇數,則將其乘以 3 ,然後再加 1 。如此經過有限次運算後,總可以得到自然數 1 。人們把谷角靜夫的這一發現叫做「谷角猜想」。

要求:編寫乙個程式,由鍵盤輸入乙個自然數 n ,把 n 經過有限次運算後,最終變成自然數 1 的全過程列印出來。

分析: 定義迭代變數為 n ,按照谷角猜想的內容,可以得到兩種情況下的迭代關係式:當 n 為偶數時, n=n/2 ;當 n 為奇數時, n=n*3+1 。用 qbasic 語言把它描述出來就是:

以下是引用片段:

if n 為偶數 then

n=n/2

else

n=n*3+1

end if

這就是需要計算機重複執行的迭代過程。這個迭代過程需要重複執行多少次,才能使迭代變數 n 最終變成自然數 1 ,這是我們無法計算出來的。因此,還需進一步確定用來結束迭代過程的條件。仔細分析題目要求,不難看出,對任意給定的乙個自然數 n ,只要經過有限次運算後,能夠得到自然數 1 ,就已經完成了驗證工作。因此,用來結束迭代過程的條件可以定義為: n=1 。參考程式如下:

以下是引用片段:

cls

input "please input n=";n

do until n=1

if n mod 2=0 then

rem 如果 n 為偶數,則呼叫迭代公式 n=n/2

n=n/2

print "—";n;

else

n=n*3+1

print "—";n;

end if

loop

end

迭代法是用於求方程或方程組近似根的一種常用的

演算法設計方法。設方程為f(x)=0,用某種

數學方法匯出等價的形式x=g(x),然後按以下步驟執行:

(1) 選乙個方程的近似根,賦給變數x0;

(2) 將x0的值儲存於變數x1,然後計算g(x1),並將結果存於變數x0;

(3) 當x0與x1的差的

絕對值還小於指定的精度要求時,重複步驟(2)的計算。

若方程有根,並且用上述方法計算出來的近似根序列收斂,則按上述方法求得的x0就認為是方程的根。上述演算法用c程式的形式表示為:

【演算法】迭代法求方程的根

以下是引用片段:

while ( fabs(x0-x1)>epsilon);

printf(「方程的近似根是%f\n」,x0);

} 迭代演算法也常用於求方程組的根,令

x=(x0,x1,…,xn-1)

設方程組為:

xi=gi(x) (i=0,1,…,n-1)

則求方程組根的迭代演算法可描述如下:

【演算法】迭代法求方程組的根

以下是引用片段:

while (delta>epsilon);

for (i=0;i

printf(「變數x[%d]的近似根是 %f」,i,x);

printf(「\n」);

} 具體使用迭代法求根時應注意以下兩種可能發生的情況:

(1) 如果方程無解,演算法求出的近似根序列就不會收斂,迭代過程會變成死迴圈,因此在使用迭代演算法前應先考察方程是否有解,並在程式中對迭代的次數給予限制;

(2) 方程雖然有解,但迭代公式選擇不當,或迭代的初始近似根選擇不合理,也會導致迭代失敗。

瀑布模型 迭代模型和敏捷開發

瀑布模型 瀑布模型核心思想是按工序將問題化簡,將功能的實現與設計分開,便於分工協作,即採用結構化的分析與設計方法將邏輯實現與物理實現分開。將軟體生命週期劃分為制定計畫 需求分析 軟體設計 程式編寫 軟體測試和執行維護等六個基本活動,並且規定了它們自上而下 相互銜接的固定次序,如同瀑布流水,逐級下落。...

Scrum與瀑布模型

感謝新蛋nesc的ben去我們學校進行培訓 此文根據上課內容整理 在介紹scrum之前,先介紹一下瀑布模型。是乙個文件驅動的開發流程,它將整個軟體開發過程劃分為順序相接的幾個階段,每個階段都必需完成全部規定的任務 文件 後才能夠進入下乙個階段 過程產物 需求設計分析 需求說明書 srs 軟體設計 設...

開發模型 瀑布模型

1 是線性模型的一種,在所有模型中占有重要的位置,是其他模型的乙個基礎。2 每乙個階段執行一次,按線性順序進行軟體開發。測試切入點 測試階段屬於軟體後期階段,必須在 完成時留出足夠的時間給測試活動,否則導致測試不充分,很多問題在後期暴漏。瀑布模型優點 1 開發各個階段比較清晰 2 強調早期計畫及需求...