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試論C中的結構化程序設計
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摘要：C語言是一種很好的結構化程序設計語言;結構化程序設計方法可以概括為自頂向下、逐步求精、模塊化、限制使用goto語句，將原來較為復雜的問題化簡為一系列簡單模塊的設計;一個程序的任何邏輯問題均可用順序結構、選擇結構和循環(huán)結構這3種基本結構來描述。
關鍵詞：結構化程序設計;順序結構;選擇結構;循環(huán)結構;算法
當前，計算機技術飛速發(fā)展，程序設計技術已從結構化程序設計技術向面向?qū)ο蟪绦蛟O計技術過渡，對一個規(guī)模較大的應用程序，總體框架是由面向?qū)ο蟪绦蛟O計構搭而成，而在局部實現(xiàn)時仍需采用結構化程序設計技術。C語言是一種很好的結構化程序設計語言，因此，筆者論述了C中的的結構化程序設計的方法。
結構化程序設計(STRUCTURED PROGRAMING，簡稱SP)的概念是由荷蘭學者E·W.DUKSTRA等人在20世紀60年代后期提出的，是以模塊化設計為中心，將原來較為復雜的問題化簡為一系列簡單模塊的設計，也就是將—個大的計算任務劃分為一個個比較小的任務，這些小任務均由函數(shù)來完成。而函數(shù)既可以是C的標準庫函數(shù)。也可以是自定義函數(shù)。在C中，一個具備一定規(guī)模的C程序往往是由多個函數(shù)組成，其中必有一個名為main的主函數(shù)，由main來調(diào)用其他函數(shù)，必要的話，其他函數(shù)還可以調(diào)用另外的函數(shù)。同一函數(shù)可以被一個或多個函數(shù)調(diào)用一次或多次。模塊的獨立性還為擴充已有的系統(tǒng)、建立新系統(tǒng)帶來了不少的方便，因為我們可以充分利用現(xiàn)有的模塊作積木式的擴展。
結構化程序設計的思想是一個程序的任何邏輯問題，均可用順序結構、選擇結構和循環(huán)結構這3種基本結構來描述。順序結構的程序流程是按語句的書寫順序依次執(zhí)行;選擇結構是對給定條件進行判斷，根據(jù)判斷結果決定執(zhí)行兩分支中的一個分支或多分支中的一個分支;循環(huán)結構是在給定條件成立的情況下，反復執(zhí)行某個程序段。實現(xiàn)這些程序流程的語句都是流程控制語句。流程控制語句在程序設計中起著重要的作用，通過3種基本控制結構使結構化程序具有唯一的人口和出口，沒有死循環(huán)，而且程序的靜態(tài)形式與動態(tài)執(zhí)行形式之間具有良好的對應關系。在C語言中，有4種語句是順序執(zhí)行的：①空語句，光有一個分號“;”作為語句結束符，它表示什么也不做。②表達式語句，表達式后面加一個分號，表達式語句主要有賦值語句、自加減運算符構成的語句和逗號表達式語句。③函數(shù)調(diào)用語句，它是由一個函數(shù)調(diào)用加上一個分號組成的。④復合語句，由“{”和“}”把一些變量說明和語句組合放在一起，又稱為語句塊。選擇語句有if語句和switch語句。循環(huán)語句有for，while和do-while語句以及一些輔助流程轉(zhuǎn)向語句如continue,break,goto等。順序結構，選擇結構和循環(huán)結構共同作為各種復雜程序的基本構造單元，由這3種結構經(jīng)過反復嵌套構成的程序稱為結構化程序，也就是說，結構化程序是由上述3種基本結構組成的。但如果在編程過程中無限制地使用轉(zhuǎn)移語句(goto)，會使程序的控制流程強制性地向前或向后跳轉(zhuǎn)而導致程序的流程無序可循，結構雜亂無章。結構化構造減少了程序的復雜性，提高了可靠性、可測試性和可維護性，使用少數(shù)的基本結構，就可使程序邏輯結構清晰，易讀易懂，并且容易驗證程序的正確性。對—個初學計算機語言的人來說。最重要的就是要有正確的程序流程概念，不僅要懂得而且要靈活應用。由此可見，用結構化方法設計的結構是清晰的，有利于編寫出結構良好的程序。因此。結構化程序設計方法的主要原則可以概括為自頂向下，逐步求精，模塊化，限制使用goto語句。將程序設計針對的問題進行分解，直到分解到對應于一個個功能更簡單，又獨立的模塊，每個模塊再分解到上述3種基本程序結構。
實質(zhì)上，結構化程序設計主要強調(diào)的是程序。程序=算法+數(shù)據(jù)結構+程序設計方法+語言工具和環(huán)境，其中算法是靈魂。是解決“做什么”和“怎么做”的問題;數(shù)據(jù)結構是加工對象;語言是工具;編程需要采用合適的方法。具體解決問題包含的步驟：①分析問題，找出解決問題的模型;②根據(jù)模型設計出適合計算機特點的處理方法即算法;③進行編程程序，以實現(xiàn)算法;④上機編輯(.c)、編譯(.obj)、連接(.exe)、運行所編制的程序，直到得出正確結果;⑤對結果進行分析，整理出文字材料。
現(xiàn)在人們已經(jīng)認識到，程序設計的任務不只是編寫出一個能得到正確結果的程序，還應考慮程序的質(zhì)量。否則將會使程序質(zhì)量低下、可靠性差、開發(fā)周期長、維護費用高，這也就是我們平常說的“軟件危機”，它會嚴重阻礙計算機應用的發(fā)展。由于大多高級語言都支持結構化程序設計方法，其語法上都含有表示3種基本結構的語句，所以用結構化程序設計方法設計的模塊結構到程序的實現(xiàn)是直接轉(zhuǎn)換的，只需用相應的語句結構代替標準的控制結構即可。
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