程序的基本结构

本文介绍了程序设计的三大基本结构:顺序结构、选择结构和循环结构,详细阐述了每种结构的特点和应用场景。此外,文章还探讨了结构化程序设计的概念,强调了其自顶向下、逐步求精和模块化的设计思想,以及对提高程序易读性和可靠性的贡献。

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结构化程序设计的三种基本结构是:顺序结构,选择结构和循环结构。

顺序结构

程序的各操作是按照它们出现的先后顺序执行。

选择结构

表示程序的处理步骤出现了分支,它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择,双选择和多选择三种形式。

循环结构

表示程序反复执行某个或某些操作,直到某条件为假(或为真)时才可终止循环。
在循环结构中最主要的是:
什么情况下执行循环
那些操作需要循环执行
循环结构的基本形式有两种:当型循环和直到型循环。

当型循环:表示先判断条件,当满足给定的条件是执行循环体,并且在循环终端处流程自动返回到循环入口;如果条件不满足,则退出循环体直接到达流程出口处。因为是”当条件满足时执行循环”,即先判断后执行,所以称为当型循环。

直到型循环:表示从结构入口处直接执行循环体,在循环终端处判断条件,如果条件不满足,返回入口处继续执行循环体,直到条件为真时再退出循环到达流程出口处,是先执行后判断。因为是“直到条件为真时为止”,所以称为直到型循环。

结构化程序设计

1.结构化程序设计(structured programming)是进行模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化程序设计是过程式程序设计的一个子集,它对写入的程序使用逻辑结构,使得理解和修改更有效更容易。

2.其概念最早由E.W.Dijikstra在1965年提出的,是软件发展的一个重要的里程碑。它的主要观点是采用自顶向下,逐步求精及模块化的程序设计方法。使用三种基本控制结构构造程序,任何程序都可由顺序,选择,循环三种基本控制结构构造。结构化程序设计主要强调的是程序的易读性。

3.详细描述处理过程常用的三种工具:图形,表格和语言。
图形:程序流程图、N-S图、PAD图
表格:判定表
语言:过程设计语言(PDL)

4.结构化程序设计曾被称为软件发展中的第三个里程碑。该方法的要点是:
(1) 主张使用顺序,选择,循环三种基本结构来嵌套连结成具有复杂层次的结构化程序。
a.以控制结构为单位,只有一个入口,一个出口,所以能够独立地理解这一部分。
b.能够以控制结构为单位,从上到下顺序地阅读程序文本。
c. 由于程序的静态描述与执行时的控制流程容易对应,所以能够方便正确地理解程序的动作。

(2) 自顶而下,逐步求精的设计思想,其出发点是从问题的总体目标开始,抽象底层的细节,先专心构造高层的结构,然后再一层一层地分解和细化。这使设计者能把握主题,高屋建瓴,避免一开始就陷入复杂的细节中,使复杂的设计过程变得简单明了,过程的结果也容易做到正确可靠。

(3) 独立功能,单出入口的模块结构,减少模块的相互联系使模块可作为插件或积木使用,降低程序的复杂性,提高可靠性。程序编写时,所有模块的功能通过相应的子程序(函数或过程)的代码来实现。程序的主体是子程序层次库,它与功能模块的抽象层次相对应,编码原则使得程序流程简洁、清晰,增强可读性。

设计方法

自顶向下

程序设计时,应先考虑总体,后考虑细节;先考虑全局目标,后考虑局部目标。不要一开始就过多追求众多的细节,先从最上层总目标开始设计,逐步使问题具体化。
逐步细化

对复杂问题,应设计一些子目标作为过渡,逐步细化。
模块化

一个复杂问题,肯定是由若干稍简单的问题构成。模块化是把程序要解决的总目标分解为子目标,再进一步分解为具体的小目标,把每一个小目标称为一个模块。

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