Пример вложенных циклов для
Вычисление суммы элементов заданной матрицы А(5,3) |
||
Матрица
А
|
|
S := 0; нц для i от 1 до 5 нц для j от 1 до 3 S:=S+A[i,j] кц кц |
Пример вложенных циклов пока
Вычисление произведения тех элементов заданной матрицы A(10,10), которые расположены на пересечении четных строк и четных столбцов. |
|
|
i:=2; P:=1 нц пока i <= 10 j:=2 нц пока j <= 10 P:=P*A[i,j] j:=j+2 кц i:=i+2 кц |
Алгоритм любой задачи может быть представлен как комбинация представленных выше элементарных алгоритмических структур, поэтому данные конструкции: линейную, ветвящуюся и циклическую, называют базовыми.
Рекурсивный алгоритм. Рекурсивным называется алгоритм, организованный таким образом, что в процессе выполнения команд на каком-либо шаге он прямо или косвенно обращается сам к себе.
Технологии программирования.
Основные подходы к программированию:
структурный, модульный;
функциональный;
логический;
объектно-ориентированный;
смешанный (некоторые подходы возможно комбинировать);
компонентно-ориентированный (программный проект рассматривается как множество компонент, такой подход принят, в частности, в .NET);
чисто объектный (идеальный с математической точки зрения вариант, который пока не реализован практически).
Структурное программирование
Структурное программирование — методология разработки программного обеспечения, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Предложена в 70-х годах XX века Э. Дейкстрой, разработана и дополнена Н. Виртом.
Основная теорема структурного программирования утверждает, что любой алгоритм можно преобразовать к структурному виду.
Тремя элементарными структурными алгоритмами являются следующие:
1 Следование, или цепочка, или составная инструкция.
2 Выбор, или ветвление, или условная инструкция.
3 Цикл, или возврат, или циклическая инструкция.
В 1981 году Дональд Кнут разработал концепцию «грамотного программирования» как альтернативу «структурному программированию» при разработке системы компьютерной вёрстки. Несмотря на доказанную эффективность, данная концепция не получила распространения из-за непонимания.
Сутью структурного программирования является возможность разбиения программы на составляющие элементы.
Структурное программирование предполагает:
точно обозначенные управляющие структуры,
программные блоки,
отсутствие инструкций безусловного перехода (GOTO),
автономные подпрограммы,
поддержка рекурсии и локальных переменных.
В соответствии с методологией структурного программирования:
Любая программа представляет собой структуру, построенную из трёх типов базовых конструкций:
последовательное исполнение — однократное выполнение операций в том порядке, в котором они записаны в тексте программы;
ветвление — однократное выполнение одной из двух или более операций, в зависимости от выполнения некоторого заданного условия;
цикл — многократное исполнение одной и той же операции до тех пор, пока выполняется некоторое заданное условие (условие продолжения цикла).
В программе базовые конструкции могут быть вложены друг в друга произвольным образом, но никаких других средств управления последовательностью выполнения операций не предусматривается.
Повторяющиеся фрагменты программы (либо не повторяющиеся, но представляющие собой логически целостные вычислительные блоки) могут оформляться в виде т. н. подпрограмм (процедур или функций). В этом случае в тексте основной программы, вместо помещённого в подпрограмму фрагмента, вставляется инструкция вызова подпрограммы. При выполнении такой инструкции выполняется вызванная подпрограмма, после чего исполнение программы продолжается с инструкции, следующей за командой вызова подпрограммы.
Разработка программы ведётся пошагово, методом «сверху вниз».
Документация должна создаваться одновременно с программированием в виде комментариев к программе.
Распространены две методики (стратегии) разработки программ, относящиеся к структурному программированию: программирование «сверху вниз» и программирование «снизу вверх».
Достоинства структурного программирования:
1 повышается надежность программ (благодаря хорошему структурированию при проектировании, программа легко поддается тестированию и не создает проблем при отладке);
2 повышается эффективность программ (структурирование программы позволяет легко находить и корректировать ошибки, а отдельные подпрограммы можно переделывать (модифицировать) независимо от других);
3 в структурированных программах логически связанные операторы находятся визуально ближе, а слабо связанные — дальше, что позволяет обходиться без блок-схем и других графических форм изображения алгоритмов (по сути, сама программа является собственной блок-схемой);
4 уменьшается время и стоимость программной разработки;
5 улучшается читабельность программ (значительно сокращается число вариантов построения программы по одной и той же спецификации, это снижает сложность программы и облегчает понимание её другими разработчиками).
Структурное программирование эффективно используется для решения различных математических задач, имеющих алгоритмический характер.