结构化程序设计方法

计算机术语

结构化程序设计方法是按照模块划分原则以提高程序可读性和易维护性、可调性和可扩充性为目标的一种程序设计方法。在结构化的程序设计中，只允许三种基本的程序结构形式，它们是顺序结构、分支结构、(包括多分支结构) 和循环结构，这三种基本结构的共同特点是只允许有一个流动入口和一个出口，仅有这三种基本结构组成的程序称为结构化程序。结构化程序设计适用于程序规模较大的情况，对于规模较小程序也可采用非结构化程序设计方法。

简介

产生

（E.W.Dijikstra）在1965年提出的，是软件发展的一个重要的里程碑。它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法；使用三种基本控制结构构造程序，任何程序都可由顺序、选择、循环三种基本控制结构构造。是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块，这样使完成每一个模块的工作变单纯而明确，为设计一些较大的软件打下了良好的基础。

基本要点

1.采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法

在需求分析，概要设计中，都采用了自顶向下，逐层细化的方法。

2.使用三种基本控制结构构造程序

任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。

(1)用顺序方式对过程分解，确定各部分的执行顺序。

(2)用选择方式对过程分解，确定某个部分的执行条件。

(3)用循环方式对过程分解，确定某个部分进行重复的开始和结束的条件。

(4)对处理过程仍然模糊的部分反复使用以上分解方法，最终可将所有细节确定下来。

3.主程序员组的组织形式指开发程序的人员组织方式应采用由一个主程序员（负责全部技术活动）、一个后备程序员（协调、支持主程序员）和一个程序管理员（负责事务性工作，如收集、记录数据，文档资料管理等）三个为核心，再加上一些专家（如通信专家、数据库专家）、其他技术人员组成小组。

设计语言

C，FORTRAN，PASCAL，Ada，BASIC

原则

自顶向下

程序设计时，应先考虑总体，后考虑细节；先考虑全局目标，后考虑局部目标。不要一开始就过多追求众多的细节，先从最上层总目标开始设计，逐步使问题具体化。

逐步细化

对复杂问题，应设计一些子目标作为过渡，逐步细化。

模块化设计

一个复杂问题，肯定是由若干稍简单的问题构成。模块化是把程序要解决的总目标分解为子目标，再进一步分解为具体的小目标，把每一个小目标称为一个模块。

限制使用goto语句

结构化程序设计方法的起源来自对GOTO语句的认识和争论。肯定的结论是，在块和进程的非正常出口处往往需要用GOTO语句，使用GOTO语句会使程序执行效率较高；在合成程序目标时，GOTO语句往往是有用的，如返回语句用GOTO。否定的结论是，GOTO语句是有害的，是造成程序混乱的祸根，程序的质量与GOTO语句的数量呈反比，应该在所有高级程序设计语言中取消GOTO语句。取消GOTO语句后，程序易于理解、易于排错、容易维护，容易进行正确性证明。作为争论的结论，1974年Knuth发表了令人信服的总结，并证实了：

（1）GOTO语句确实有害，应当尽量避免；

（2）完全避免使用GOTO语句也并非是个明智的方法，有些地方使用GOTO语句，会使程序流程更清楚、效率更高；

（3）争论的焦点不应该放在是否取消GOTO语句上，而应该放在用什么样的程序结构上。其中最关键的是，应在以提高程序清晰性为目标的结构化方法中限制使用GOTO语句。

基本结构

顺序结构

顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。

选择结构

选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种形式。

循环结构

循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。在循环结构中最主要的是：什么情况下执行循环？哪些操作需要循环执行？循环结构的基本形式有两种：当型循环和直到型循环。

当型循环

直到型循环：表示从结构入口处直接执行循环体，在循环终端处判断条件，如果条件不满足，返回入口处继续执行