定義
結構化編程是一種遵循清晰邏輯結構、避免使用 goto
的編程方法。它強調使用有限的三種基本控制結構來組織程序,提高程序的可讀性、可維護性和可測試性。
它是現代程序設計的基礎,被廣泛應用于命令式語言(如 C、Pascal、Java)中。
三種基本控制結構
控制結構 | 說明 | 示例語句 |
---|---|---|
順序結構 | 從上到下依次執行 | A(); B(); C(); |
選擇結構 | 根據條件執行不同分支 | if…else、switch |
循環結構 | 重復執行代碼塊 | for、while、do…while |
基本原則
- 模塊化原則:將程序劃分為若干函數/過程模塊;
- 自頂向下設計:先規劃總結構,再細化每層模塊;
- 逐步求精:由抽象到具體,逐層實現;
- 控制結構有限原則:只使用順序、選擇、循環三種控制結構;
- 無 goto 原則:避免跳轉語句導致程序流程混亂。
優缺點
優點
- 結構清晰、邏輯明確;
- 易于閱讀、測試和維護;
- 提高程序的可移植性和可重用性;
- 便于團隊協作開發。
局限性
- 在面對復雜系統或高復用需求時缺乏抽象能力;
- 模塊粒度可能較粗,函數之間耦合較強;
- 難以應對對象關系、事件驅動等復雜場景;
- 不支持數據和行為的封裝。
結構化編程與面向對象編程對比
比較維度 | 結構化編程 | 面向對象編程(OOP) |
---|---|---|
核心思想 | 以過程/函數為中心 | 以對象(數據+行為)為中心 |
數據管理 | 數據與操作分離 | 數據與操作封裝在對象中 |
可維護性 | 中等 | 較強,支持繼承與多態 |
重用性 | 依賴函數調用 | 支持繼承、接口、封裝、組合 |
編程復雜性 | 簡單,適合小型程序 | 復雜,適合大型復雜系統 |
示例
請結合結構化編程思想設計一個學生成績統計程序,并說明其程序結構。
解答:
主控制模塊(main)
- 負責調用各功能模塊,整體程序的執行入口。
輸入模塊
- 負責接收用戶輸入,如學生人數、成績等。
處理模塊
- 實現成績統計功能,如求平均值、最高分、最低分;
- 采用循環結構實現遍歷。
輸出模塊
- 顯示最終結果,采用順序結構輸出信息。