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-схемы, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2 - Типичная блок-схема программы 60-х годов 20 века

60-е годы 20 века характеризуются как период «стихийного» программирования. В этот период отсутствовало понятие структуры программы, типов данных. Вследствие этого код получался запутанным, противоречивым. Программирование тех лет считалось искусством. Конец 60-х – кризис в программирование.

Выход из этого кризиса - переход к структурной парадигме программирования. На рисунке 2 изображена блок-схема, типичная для программ 60-х годов 20 века. В ней нет никакой явной структуры. Такие программы называют программами - 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 рисунке 3 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.

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.

Рисунок 3 - Блок-схема программы структурированной конструкции

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.