“结构化编程”
结构化编程定义
结构化编程是一种编程范式，倡导使用结构化的控制流构造，如序列、选择和迭代，以创建清晰、易懂和可维护的代码。它着重于将程序分解为更小的、可管理的和可重用的部分，以提高可读性，支持模块化设计，并减少容易出错的编码实践。
结构化编程提倡一种有纪律的软件开发方法，以以下原则为特征：
- 结构化控制流：结构化编程的基础在于使用定义良好的控制流构造。这些包括：
- 顺序执行：程序按语句出现的顺序逐行执行。这提高了代码的可读性，并能够逐步执行以便于调试。
- 选择：这包括if-then-else语句、switch-case语句或其他条件分支结构，通过某些条件选择不同的操作。这使得程序可以做出决策，并相应执行不同的代码路径。
- 迭代：使用循环（如for, while, do-while）允许重复执行一段代码。这在处理重复任务或数据处理时特别有用。
这些结构化控制流构造有助于将复杂问题分解为更小、更易管理的部分，从而改善代码理解、可维护性和错误检测。
预防提示
在实践结构化编程时，考虑以下提示：
- 使用模块化：将程序分解为更小的、独立的和可重用的模块或函数。每个模块应有特定目的并封装相关功能。这促进了代码重用，简化了维护，并提高了整体程序理解。
- 避免Goto语句：最小化使用非结构化控制流构造，如
goto语句，这可能导致"意大利面条"代码。"意大利面条"代码指难以阅读和理解的无组织和不稳定跳转的代码。通过避免goto语句，可以在程序中保持清晰和线性的控制流。 - 采用设计模式：设计模式是针对常见软件设计问题的可重用解决方案。通过实现已建立的设计模式，可以促进代码重用、可维护性和可扩展性。在结构化编程中常用的一些设计模式包括模块模式、工厂模式和观察者模式。
使用结构化编程原则不仅能导致更易管理和减少错误的代码，还能帮助提高软件质量并减少开发时间。
示例
让我们通过几个示例来说明结构化编程的应用：
计算数字平均值：假设有一组数字，想要计算其平均值。使用结构化编程，可以将任务分解为更小的步骤：
- 遍历列表并求和所有数字。
- 将总和除以元素总数以计算平均数。
- 返回平均值。
对数组进行排序：要将数组按升序排序，可以使用结构化的方法：
- 遍历数组元素。
- 比较相邻元素并在顺序错误时交换它们。
- 重复该过程直到数组排序完毕。
通过将复杂任务分解为更小的步骤并利用结构化控制流构造，可以编写出更易于理解、维护和测试的代码。
相关术语
- 过程化编程：一种采用自上而下方法的编程范式，强调程序或函数。过程化编程与结构化编程一样，注重使用模块化代码和结构化控制流。
- 面向对象编程 (OOP)：一种基于对象概念的编程范式，对象可以包含数据和操作数据的代码。OOP通过封装、继承和多态性提供结构化和组织化代码的机制。
- 控制流：计算机执行代码语句的顺序。控制流由结构化控制流构造决定，如条件和循环，这规定了程序执行的流动。