Управляющие структуры и основные конструкции языков программирования

Операции и операторы языка программирования Си. Примеры программ.

Управляющие структуры и основные конструкции языков программирования

Размещенная в памяти компьютера программа в момент выполнения занимает определенную область памяти. В каждый момент времени состояние программы характеризуется двумя типами сведений:

- состоянием некоторых ячеек памяти, понимаемых нами как переменные;

- активной точкой программы, то есть той командой программы, которая выполняется данный момент.

Следовательно, можно выделить и два основных класса действий, которые может выполнять вычислительная система:

- действия, выделяющие область памяти под переменные программы (описания).

- действия, меняющие точку выполнения программы (операторы, инструкции, конструкции).

Различные совокупности действий второго класса также называют управляющими структурами.

Обычно операторы в программе выполняются один за другим в порядке их записи. Это называется последовательным выполнением. Различные операторы языка С, которые мы скоро будем обсуждать, дают программисту возможность указать, что следующий оператор, подлежащий выполнению, может отличаться от очередного в последовательности. Это называется передачей управления.

В 60-е годы стало ясно, что в основе большинства трудностей, испытываемых группами разработки программного обеспечения, лежало бесконтрольное использование передачи управления. Вина была возложена на оператор goto, который позволяет программисту передавать управление в программе по одному из возможных адресов в очень широком диапазоне. Понятие так называемого структурного программирования стало почти синонимичным «исключению оператора goto».

Исследование Бома и Якопини показало, что программирование возможно и при полном отсутствии операторов goto. Смена стиля программирования на «программирование без goto» стала для программистов эпохальным девизом. Но только в 70-е годы широкие круги профессиональных программистов начали принимать структурное программирование всерьез. Результаты оказались впечатляющими, поскольку группы разработки программного обеспечения сообщали об уменьшении времени разработки, более частой поставке систем в срок и завершении проектов в рамках бюджета. Ключом к успеху является попросту то, что программы, созданные на основе методов структурного программирования, более понятны, их проще отлаживать и модифицировать и, самое главное, более вероятно, что они написаны без ошибок.
Работа Бома и Якопини в 1966 году показала, что все программы могут быть написаны с использованием всего трех управляющих структур, а именно: последовательной структуры, структуры выбора и структуры повторения. Этот результат установлен Бомом и Якопини в 1966 г. путем доказательства того, что любую программу можно преобразовать в эквивалентную, состоящую только из этих структур и их комбинаций. При этом последовательная структура, по существу, является встроенной в язык С. Если не указано иначе, компьютер автоматически выполняет операторы С один за другим в порядке их записи.

Итак, программу для решения задачи любой сложности можно составить их трех структур, называемых следованием (цепочкой), ветвлением и циклом. Каждая из этих управляющих структур реализована в языке программирования набором соответствующих конструкций.

К управляющим структурам относятся:

· структура следования;

· структура ветвления;

· циклы;

· операторы перехода (Подбельский, 79)