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我们这里探讨的程序结构,基于一个编程的范式:结构化编程(Structural Programming)。当然还有别的范式,技术演进的历史进程,通行的就是结构化编程和面向对象编程,而面向对象编程内部的基础还是结构化编程的底子。所以我这里也只说基本的结构化编程的程序结构。
一个计算机程序从结构上来说,有三种结构:Sequence顺序,Decision分支和Repetition循环。科学家证明了只要这三种结构就可以完备地表达算法。
Sequence顺序结构举例:
a=1+2
b=3
print(a*b)
上面的三条语句是逐一按照次序执行的。
Decision分支结构举例:
if i<0:
print ("Negative")
elif i==0:
print ("Zero")
else:
print ("Positive")
Repetition循环结构举例:
i = 0
while i< 10:
print (i)
i += 1
只要条件i<10成立,就会一直执行下面的两条语句。
还有一种循环语句的表达:
for i in range(5):
print(i)
for语句是遍历序列范围内所有的值,运行结果:
0 1 2 3 4
循环体中,可以通过break语句退出循环,也可以通过continue进行下一轮循环。
结构化程序设计采用"自顶向下,逐步求精"的方法从问题本身开始,经过逐步细化,将解决问题的步骤分解为由基本结构模块组成的结构化程序框图;代码实现的时候由顺序、选择和循环三种结构通过组合、嵌套构成。据此就容易编写出结构良好的程序来。
这些概念由软件大师E.W.Dijkstra在1965年提出。
E.W.Dijkstra曾经在1972年获得Turing奖,他是荷兰第一位计算机专业的科学家。他对我们程序员影响最大的就是“Goto语句有害论”,从我们刚入行的时候开始,就知道有一个叫Dijkstra的荷兰人在我们耳朵边叮嘱我们不要用goto语句要注意程序结构。2002年,在经过了长期的与癌症的抗争后,Dijkstra离开了我们,我听闻后,含泪写道“零落成泥碾作尘,只有香如故”。
(E.W.Dijkstra,1930.5.11-2002.8.6,图片来源:维基百科)