3.1. Понятие структурного программирования

Исторически сложилось так, что императивные языки в настоящее время доминируют в программировании. Однако ис­следования, проведенные в 70-80-х годах XX века, показали, что аппликативная методика обеспечивает более эффективные способы верификации программ и доказательство их корректности. Это видно из блок-схем, представленных на рис. 4. На рис. 4, а изобра­жена блок-схема, типичная для программ 60-х годов XX века. В ней нет никакой явной структуры. Такие программы называют про-граммами-спагетти. Из-за большого числа нерациональных пере­дач управления назад и вперед трудно понять, каково состояние программы в каждый момент времени в процессе ее выполнения.

На рис. 4, б приведена более структурированная конструкция. Каждый сегмент данной блок-схемы можно заключить в пунктир­ный прямоугольник. Каждый из таких прямоугольников на этой схеме будет иметь одну точку входа и одну точку выхода. Эту про­грамму можно рассматривать как композицию четырех функций-подпрограмм, и поведение программы можно определить как функцию, которая получает данное состояние на входе выделенно­го пунктиром прямоугольника и преобразует его в результирующее состояние на выходе из него. Писать сложные программы в тысячи и десятки тысяч строк без расчленения на самостоятельные фраг­менты, т. е. без структурирования, просто невозможно.

Структурное программирование - подход, при котором для передачи управления в программе используются только три конст­рукции, допускающих последовательную, условную и итеративную передачи управления. При этом безусловная передача управления например, оператором goto запрещается.

Рис. 4. Аппликативные методы в императивных языках

В результате каждая сложная команда в программе, являющая­ся комбинацией последовательных, условных и циклических опе­раторов, имеет только одну точку входа и одну точку выхода, что дает возможность разбиения программы на относительно само­стоятельные фрагменты.

Структурное программирование является результатом приме­нения аппликативных методов к императивным программам. Для этого используются процедурно-ориентированные языки, в кото­рых имеется возможность описания программы как совокупности процедур. Процедуры могут вызывать друг друга, и каждая из них может быть вызвана основной программой, которую также можно рассматривать как процедуру.

Структурный подход к программированию представляет собой методологию создания программ. Его внедрение обеспечивает:

повышение производительности труда программистов при на­писании и контроле программ;

получение программ, которые более пригодны для сопровож­дения, так как состоят из отдельных модулей;

создание программ коллективом разработчиков;

окончание создания программ в заданный срок.

В структурированных программах обычно легко прослеживает­ся основной алгоритм, они удобнее в отладке и менее чувствитель­ны к ошибкам программирования. Эти свойства являются следствием важной особенности подпрограмм, каждая из которых пред­ставляет собой во многом самостоятельный фрагмент программы, связанный с основной программой лишь с помощью нескольких параметров. Такая самостоятельность подпрограмм позволяет ло­кализовать в них все детали программной реализации того или иного алгоритмического действия, и поэтому изменение этих дета­лей, например в процессе отладки, обычно не приводит к измене­ниям основной программы.