3.3.2.Структурное программирование

Структурное программирование – это метод разработки программы, поддерживаемый соответствующими технологиями, позволяющий лимитировать количество возможных ошибок в результирующей программе.

Как правило, под структурным программированием понимают программирование сверху вниз, начиная с модулей, требования к которым вытекают из требований к программе в целом.

Программирование сверху вниз начинается с самого высокого уровня, затем разрабатывается следующий уровень и объединяется в единую программу, которая тестируется и т.д. до тех пор, пока не будет включен и оттестирован нижний уровень реализуемой структуры.

Программирование снизу вверх (восходящее программирование) – это способ реализации и тестирования программ в обратной иерархической последовательности, начинающийся с модулей нижайшего уровня. Отладка обычно проводится с помощью специальных отладочных программ – от отдельных блоков самого низкого уровня до полного набора блоков.

На практике часто используются компромиссные решения, при которых сначала создается общая логическая структура программы, а затем разрабатываются часто используемые блоки низкого уровня, после чего применяется метод сверху вниз.

3.3.3. Модульное программирование

Модульное программирование представляет собой способ написания программ небольшими функционально законченными частями. Эти части называются модулями и обычно оформляются как подпрограммы или функции.

Каждый модуль содержит одну или несколько функций, входящих в задачу. Модульность позволяет упростить проектирование, чтение программ, проверку и их модификацию, поскольку легко устанавливает соответствие структурных единиц с выполняемыми функциями, а также создает библиотеки хорошо отлаженных программ.

В большинстве традиционных языков программирования модули выполняются как отдельно компилируемые программные блоки. Информационное взаимодействие между ними осуществляется через списки передаваемых параметров с помощью глобальных данных или общих областей.

3.3.4. Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование (ООП) – основано на объектно-ориентированном подходе, базирующемся на введении абстракции «объект». Данные и поведение в ООП жестко связаны, они представлены в виде классов, экземпляры которых объекты. Например, некоторая формула может иметь диапазон допустимых значений, и на этих значениях могут быть определены, например, такие операции, как сложение и умножение. Вычисления в ООП рассматриваются как модель поведения.

Все объекты в ООП отвечают за свое поведение. Поведение проявляется как реакция на внешние раздражители (события). Каждый объект обладает определенным перечнем событий, на которые определена его реакция (черта поведения). Сведения о событии передаются сообщением, получаемым через интерфейс класса.

Внутренняя сложность объекта скрыта от пользователя, что реализуется как ограничение на доступ к деталям реализации класса. Такая конструкция класса обеспечивается механизмом инкапсуляции, определенным в ООП. Классы в ООП образуют иерархическую структуру, на которой определен механизм наследования.

Наследование предполагает возможность построения новых (производных) классов из существующих, называемых базовыми. При этом повторно используется уже имеющийся программный код.

Наиболее мощным механизмом, определенным в ООП, является полиморфизм, предполагающий множественность форм реализации функции или оператора. Соответствующий код функции в программе на С++ вызывается на основе ее сигнатуры, определяемой списком типов аргументов в перечне параметров функции. При иерархическом наследовании используются также виртуальные функции-члены класса, которые позволяют выбирать соответствующий код реализации во время выполнения программы.