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  • 计算机专业考研控制结构

    控制结构

    通常,程序中的语句按编写的顺序一条一条地执行,称为顺序执行(sequential execution)。程序员可以用稍后要介绍的不同C++语句指定下一个执行的语句不是紧邻其后的语句,这种技术称为控制转移(transfer of control)。

    20世纪60年代,人们发现,软件开发小组遇到的许多困难都是由于控制转移造成的。goto语句使程序员可以在程序中任意指定控制转移目标,因此人们提出结构化编程就是为了清除goto语句。

    Bohm和JMoP5n1的研究表明,不用goto语句也能编写程序。困难在于程序员要养成不用goto语句的习惯。直到20世纪70年代,程序员才开始认真考虑结构化编程,结果使软件开发小组的开发时间缩短、系统能够及时交付运行并在颅算之内完成软件项目。这些成功的关键是.结构化编程更清晰、更易调试与修改并且不容易出错。

    BohM和J“jecopini的研究表明,所有程序都可以只用三种控制结构(control structure)即顺序结构(sequence structure)、选择结构(selection structure)和重复结构(repetition

    structure)。顺序结构是C++内置的,除非另外指定,计算机总是按编写的顺序一条一条地执行。图2.1的流程图(flowchart)演示了典型的顺序结构.按顺序进行两次计算。

    流程图是算法或部分算法的图形表示。流程图用一些专用符号绘制,如长方形、菱形、椭圆和小圆,这些符号用箭头连接,称为流程。

    和伪代码一样,流程图也用于开发和表示算法,但伪代码更受欢迎。流程图能清楚地表示控制结构如何操作.本书用流程图表示控制结构如何操作。

    考虑图2.1所示的流程图。我们用矩形框(或称为执行框)表示各种操作,包括计算、输入和输出操作。图中的流程表示进行操作的顺序,首先将grade加进total,然后将counter加1。C++允许顺序结构中有多个操作,稍后可以看出,可以放一个操作的地方,也就可以放几个顺序操作。

    绘制表示完整算法的流程图时,椭圆框加上其中的“Begin”(开始)字样表示流程图开始,椭圆框加上其中的“End”(结束)字样表示流程图结束。只画部分算法时(如图2.1),省略椭圆框,只用小圆框,也称接头框。 



    最重要的流程图符号是菱形框,也称为判断框,表示要进行判断。下一节将介绍菱形框。

    C++提供三种选择结构,本章将介绍这三种选择结构。if选择结构在条件为true时执行一个操作,在条件为false时跳过这个操作。if/else选择结构在条件为true时执行一个操作,在条件为false时执行另一个操作。swutch选择结构根据表达式取值不同而选择不同操作。

    if选择结构称为单项选择结构(single—selection,structure),选择或忽略一个操作。if/else选择结构称为双项选择结构(double-selection structure),在两个不同操作中选择。switch选择结构称为多项选择结构(multiple-selection structure),在多个不同操作中选择。

    C++提供三种重复结构while、do/while和for。if、else、switch、while、do和for等都是C++关键字(keyword)。这些关键字是该语言保留的,用于实现如C++控制结构等不同特性。关键字不能作为变量名等一些标识符。图2.2显示了完整的C++关键字列表。

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    常见编程错误 2.1

    用关键字作为标识符属于语法错误。

    C++只有七种控制结构:顺序结构、三种选择结构和三种重复结构。每个C++程序都是根据程序所需的算法组合这七种控制结构。从图2.1中的顺序结构可以看出,每个控制结构的流程图使用两个小圆框,一个在控制结构入口点,一个在控制结构出口点。这种单入/单出控制结构(single-entry/single-exit control structure)使程序容易建立,只要将一个控制结构的出口与另一个控制结构的入口连接,即可组成程序。这点很像小孩子堆积木,因此称为控制结构堆栈(control-structure stacking),还有另一种控制结构连接方法,称为控制结构嵌套(control-structure nesing)。

    软件工程视点 2.1

    任何C++程序可以用这七种控制结构(顺序、if、if/else、switch、while、do/while和for并用两种方式(控制结构堆栈和控制结构嵌套)组合而成。


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