本節書摘來自異步社群《java和android開發實戰詳解》一書中的第2章，第2.1節如何建構應用程式，作者 陳會安，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視
2.1 如何建構應用程式
java和android開發實戰詳解
一般來說，我們使用java程式語言的目的，就是編寫程式代碼建構應用程式，以期讓計算機執行來解決問題。
2.1.1 如何編寫程式代碼
程式設計（programming）很困難嗎？事實上，如果你可以引導問路人到達目的地、走迷宮或開車到你家，一步一步詳細列出活動流程，就表示你一定可以編寫程式代碼。不過，在列流程時請注意！計算機一點都不聰明，也不會舉一反三，是以，我們需要告訴計算機詳細的步驟和資訊，不能隻有模棱兩可的内容。
例如，在北京開車從建國門北上到奧林匹克公園，行車路線如下所示。
step02step01從二環出發向北開。
step03進入安定門外大街（安定門橋）。
進入安定路。
step04直行到路口後，右轉進入安慧橋，然後直行。
step05左轉進入大屯路後直行到終點。
上述步驟告訴我們人類的話，所提供的資訊已經足以讓我們開車到達目的地，但是如果将這些步驟告訴計算機，計算機一定不知道如何開車到達目的地，因為它還需要更多的資訊，如下所示。
從哪裡開始開車？二環路上需向北開幾千米？
如何分辨十字路口？如何從十字路口下來？
在安定門高架橋開幾公裡可以到安定路出口？如何下去？
從安慧橋直行幾公裡可以看到紅綠燈？
開多少公裡可以看到大屯路？如何左轉？接着需要如何開？如何停車？
換句話說，編寫程式代碼時需要告訴計算機非常詳細的步驟，如同教導小孩去做一件他從沒有做過的事。所謂程式設計就是在解決問題，你需要将解決問題的詳細步驟一一寫下來（即算法，第2.1.3小節将介紹），然後将它轉換成程式代碼即可。
2.1.2 程式設計的基礎
如前所述，程式設計是将需要解決的問題轉換成程式代碼，程式代碼不隻能夠在計算機上正确執行，而且還應可以驗證程式執行的正确性。基本上，程式設計的過程主要可以分成5個階段，如圖2-1所示。
1．需求
需求（requirements）是為了了解問題本身，以便确切獲得程式需要輸入的資料和預期應産生的結果，如圖2-2所示。
在輸入資料後，執行程式應可以輸出執行結果，這就是程式設計的需求。例如，要計算從1加到100的總和，程式輸入資料應是相加求和的數值，範圍為1～100，執行程式則可以輸出計算結果5050。
2．設計
了解程式設計（design）的需求後，我們就可以開始找尋解決問題的方法和政策。簡單地說，設計實際是在找出解決問題的步驟，如圖2-3所示。
圖2-3的資料需要經過處理才能轉換成有用的資訊，也就是輸出結果。例如，為了求1加到100即1+2+3+4+…+100的結果，可以在程式中使用數學運算的加法來解決問題，或第4章的循環來執行計算。
再看一個例子，如果需要将華氏溫度轉換成攝氏溫度，所輸入資料當是華氏溫度，溫度轉換則使用一個數學公式，經過運算後，就可以得到攝氏溫度，也就是我們所需的資訊。
換句話說，為了解決需求，程式需要執行資料的運算或比較等操作，将詳細的執行步驟和順序寫下來，這就是設計解決問題的方法，也就是第2.1.3小節的算法。
3．分析
解決需求時是不是隻有一種解決方法？未必。例如，有100個資料需要存儲，我們既可以定義100個變量儲存資料，也可以使用第6章的數組（一種資料結構）來儲存。分析（analysis）階段是将所有可能解決問題的算法都寫下來，然後分析哪一種方法比較好，選擇最好的算法來編寫程式代碼。
如果一時不能分辨出哪一種方法比較好，不妨直接選擇一種方法繼續下一個階段，因為在編寫程式代碼時，如果發現另一種方法比較好，我們可以馬上改用另一種方法來編寫程式代碼。
4．編寫程式代碼
現在我們就可以使用程式語言來進行編碼（coding）工作，例如本書使用的是java語言。在實際編寫程式時，可能發現另一種方法比較好，因為設計歸設計，有時在實際編寫程式時才會發現其優劣，如果是一個良好的設計方法，就算改成其他方法也不會太困難。
設計者有時很難下決定，繼續此方法，還是改為其他方法而重新開始。此時需視情況而定。不過每次編寫程式代碼最好隻使用一種方法，而不要同時使用多種方法。當發現問題需要重新開始時，已經有了編寫一種方法的經驗，第2次将會更加容易。
5．驗證
驗證（verification）是為了證明程式執行的結果是否符合需求的輸出資料，在這個階段可以再細分成3個子階段。
證明：執行程式時需要證明它的執行結果是正确的，所輸入資料符合既定組合，程式規格說明也都符合算法的需求。
測試：程式需要測試各種可能情況、條件和輸入資料，以測試程式執行無誤。如果有錯誤産生，就需要除錯來解決問題。
調試：如果程式無法輸出正确結果，通過調試來找出錯誤的地方。我們不但需要找出錯誤，還需要找出更正錯誤的方法。
上述5個階段是設計每一個程式和開發應用程式都需經曆的階段，不論大型應用程式或一個小程式，都可以套用相同流程。首先針對問題定義需求，接着找尋各種解決方法，在編寫程式代碼的過程中找出最佳的解決方法，最後經過重重驗證，就可以建構正确執行的程式。
2.1.3 算法
解決問題的步驟、政策或方法就是“算法”（algorithm），其基本定義如下：
算法是用于完成目标工作且步驟有限的一組指令。除此之外，算法還必須滿足一些條件，如下所示。
輸入（input）：數個外界的輸入資料。也可以沒有。
輸出（output）：至少有一個輸出結果。
明确性（definiteness）：每一個指令步驟都十分明确，不能模棱兩可。
有限性（finiteness）：這組指令一定會結束。
有效性（effectiveness）：每一個步驟都可行，可以追蹤其結果。
根據上述算法設計的程式一定會結束，但并非所有程式都滿足這項特性。例如，早期的ms-dos作業系統，除非系統當機，否則它永遠執行一個等待循環，等待使用者輸入指令。
因為算法隻是将解決問題的步驟詳細寫出來，是以并沒有固定方式，基本上隻要能夠描述指令的執行過程即可。常用算法描述方式有如下幾種。
一般語言文字：直接使用文字描述來說明執行的步驟。
僞碼（pseudo code）：一種接近程式語言的描述方法，它并沒有固定文法，每一行約可轉換成一行程式代碼，如下所示：
/ 計算1加到10 /
流程圖（flow chart）：使用結構化的圖表描述執行過程，以各種不同形狀的圖形表示不同的操作，使用箭頭直線标示執行方向。例如，圖2-4即為上述僞碼的流程圖。