結構化程式設計--學習筆記

結構化程式設計（structured programming）是進行以模組功能和處理過程設計為主的詳細設計的基本原則。結構化程式設計是過程式程式設計的一個子集，它對寫入的程式使用邏輯結構，使得理解和修改更有效更容易

原則

• 結構化程式設計採用自頂向下、逐步求精的設計方法，各個模組通過“順序、選擇、迴圈”的控制結構進行連線，並且只有一個入口、一個出口。

• 結構化程式設計的原則可表示為：程式=(演算法)+(資料結構)。
  演算法是一個獨立的整體，資料結構(包含資料型別與資料)也是一個獨立的整體。兩者分開設計，以演算法(函式或過程)為主。
  隨著計算機技術的發展，軟體工程師越來越注重於系統整體關係的表述，於是出現了資料模型技術(把資料結構與演算法看做一個獨立功能模組)，這便是物件導向程式設計的雛形。

設計方法

• 自頂向下
  程式設計時，應先考慮總體，後考慮細節；先考慮全域性目標，後考慮區域性目標。不要一開始就過多追求眾多的細節，先從最上層總目標開始設計，逐步使問題具體化。

• 逐步細化
  對複雜問題，應設計一些子目標作為過渡，逐步細化。

• 模組化
  一個複雜問題，肯定是由若干稍簡單的問題構成。模組化是把程式要解決的總目標分解為子目標，再進一步分解為具體的小目標，把每一個小目標稱為一個模組。

限制使用goto語句　結構化程式設計方法的起源來自對GOTO語句的認識和爭論。肯定的結論是，在塊和程式的非正常出口處往往需要用GOTO語句，使用GOTO語句會使程式執行效率較高；在合成程式目標時，GOTO語句往往是有用的，如返回語句用GOTO。否定的結論是，GOTO語句是有害的，是造成程式混亂的禍根，程式的質量與GOTO語句的數量呈反比，應該在所有高階程式設計語言中取消GOTO語句。取消GOTO語句後，程式易於理解、易於排錯、容易維護，容易進行正確性證明。作為爭論的結論，1974年Knuth發表了令人信服的總結，並證實了：
（1）GOTO語句確實有害，應當儘量避免；
（2）完全避免使用GOTO語句也並非是個明智的方法，有些地方使用GOTO語句，會使程式流程更清楚、效率更高；
（3）爭論的焦點不應該放在是否取消GOTO語句上，而應該放在用什麼樣的程式結構上。其中最關鍵的是，應在以提高程式清晰性為目標的結構化方法中限制使用GOTO語句。

• 結構化編碼
  所謂編碼就是把已經設計好的演算法用計算機語言表示，即根據已經細化的演算法正確寫出計算機程式。結構化的語言（如 Pascal，C，QBASIC等）都有與三種基本結構對應的語句。

存在問題

1. 軟體的重用性差

重用性是指同一事物不經修改或稍加修改就可多次重複使用的性質。軟體重用性是軟體工程追求的目標之一，如果軟體的重用性較差那麼軟體的造價就相對高。

2. 軟體的可維護性差

軟體工程強調軟體的可維護性，文件資料的重要性。規定最終的軟體產品應該由完整、一致的配置成分組成。在軟體開發過程中，始終強調軟體的可讀性、可修改性和可測試性是軟體的重要的質量指標。實踐證明，用傳統方法開發出來的軟體，維護時其費用和成本仍然很高，其原因是可修改性差、維護困難，導致可維護性差。

3. 開發出的軟體不能真正滿足使用者需要

結構化方法開發大型軟體系統涉及各種不同領域的知識，在開發需求模糊或需求動態變化的系統時，所開發出的軟體系統往往不能真正滿足使用者的需要。