Основные принципы теории структурного программирования.

Основные принципы теории структурного программирования. Иерархичность, модульность, вложенность. Элементарные программы (структура).

Структурное программирование предполагает несколько этапов создания программы.

Декомпозиция (анализ задачи) – разбиение задачи на несколько подзадач, установление взаимосвязей между подзадачами, создание иерархического соподчинения. Разбиение задачи на подзадачи производится до уровня элементарных программ (структур). Любая элементарная программа имеет 1 вход и 1 выход.

 

Все элементарные программы делятся на группы:

1. Последовательность – каждое действие выполняется в строго определенном порядке. Как правило, получение структуры типа последовательность является 1м шагом декомпозиции.

2. Разветвляющиеся алгоритмы – предполагает анализ алгоритма и разбиение его до уровня элементарных программ. При этом используется принцип вложенности: каждая элементарная программа может быть блоком действия в любой другой элементарной программе. Уровень вложенности ничем не ограничивается.

Помимо принципа вложенности в теории структурного программирования определяются такие понятия как иерархичность и модульность.

 

Иерархичность – это система соподчинения классов-родителей и классов-потомков.

Модуль – это самостоятельная часть программы, имеющая определенное назначение и обеспечивающая заданные функции обработки автономно от других программных модулей. Модуль характеризует функциональная завершенность и логическая независимость. Т. о. модульная программа – это такая программа, в которой любую часть логической структуры можно изменить, не вызывая изменений в остальных частях программы.

 

Элементарные программы (структуры):

If-Then (если – то): применяется, когда действие выполняется только при соблюдении условия, в противном случае ничего не происходит.

If-Then-Else (если – то – иначе): применяется, когда нужно сделать выбор между 2 действиями.

Case (выбор/выбор по ключу): применяется, когда надо сделать единственный выбор из множества альтернатив S1-Sn(напр.: меню).

Реализация в C++:

switch (key) {

case V1;

  S1;

  break;

case V2;

  S2;

  break;

……….

case Vn;

  Sn;

  break;

default:

  Sn+1;

} 

В качестве key может использоваться переменная целого или символьного типа. При совпадении значения key с одним из значений V1-Vn выполняется соответствующие действие S1-Sn. Если нет break, то будут выполнятся все операторы, стоящие ниже case. Если key не совпал не с 1 из V1-Vn, то выполняется действие default.

Циклические структуры – используются, когда блок действий нужно повторить несколько раз.

Fordo (цикл с параметром): применяется, когда заранее известно количество повторений или, если на момент выполнения блока действий количество повторений можно просчитать.

 

i – параметр, который изменяется с каждым проходом тела цикла S1 по закону i=i+i2, выполнение цикла завершается когда i>i3 (в качестве условия завершения может быть другое арифметическое или логическое выражение). i=i1 – инициализация.

Циклы DoWhileи WhileDo применяются, если не известно число повторений тела цикла (и нельзя посчитать). При этом для конструкции DoWhileцикл выполнится хотя бы 1 раз. Для WhileDo может быть такое, что цикл не выполниться не разу. Выход из цикла осуществляется при нарушении условия, т.е. в теле цикла должен быть предусмотрен оператор изменения условия, либо аварийный выход.