การเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง: คุณสมบัติตัวอย่างประโยชน์การใช้งาน - เทคโนโลยี - 2026

การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างเป็นข้อกำหนดในการออกแบบและสร้างซอฟต์แวร์เพื่อจัดการความซับซ้อนได้ดีขึ้นโดยคำนึงถึงลักษณะเฉพาะของความคิดของมนุษย์ ทุกโปรแกรมจะขึ้นอยู่กับอัลกอริทึมและสามารถแสดงได้ด้วยโครงร่างตรรกะ

เกิดขึ้นจากความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ได้กลายเป็นรูปแบบการเขียนโปรแกรมใหม่ที่สร้างเทคนิคใหม่ ๆ เพื่อให้สามารถผลิตโปรแกรมที่ปลอดภัยในการทำงานได้นานขึ้น

โครงสร้างการตัดสินใจและโครงสร้างลำดับในการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง ที่มา: I.hidekazu CC BY-SA (httpscreativecommons.orglicensesby-sa4.0)

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการประมวลผลข้อมูลด้วยคอมพิวเตอร์ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 จึงสามารถแก้ปัญหาที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ อย่างไรก็ตามการทำความเข้าใจการดีบักและการแก้ไขโปรแกรมเหล่านี้ทำให้เกิดปัญหาที่ทำให้ไม่น่าเชื่อถือ

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่สร้างขึ้นสำหรับปัญหาเหล่านี้มีซอร์สโค้ดที่ยาวและไม่มีโครงสร้างจนกลายเป็นเรื่องซับซ้อนในการเข้าถึงและนำทางด้วยตรรกะบางอย่างแม้แต่กับผู้เขียนเองก็ตาม

ที่มา

โปรแกรมเมอร์ใช้คำสั่ง "goto" ในภาษาโปรแกรมเพื่อทำการแยกตามเงื่อนไขซึ่งมักจะนำไปสู่ความสามารถในการอ่านและบริบทเชิงตรรกะไม่ได้รับการรักษาไว้

ในวิกฤตซอฟต์แวร์นี้คำถามเกิดขึ้นว่าวิธีการทั่วไปและระเบียบวินัยสามารถพัฒนาได้อย่างเป็นระบบซึ่งจะช่วยให้โปรแกรมมีความละเอียดรอบคอบมากขึ้นหรือไม่ เพื่อตอบสนองต่อแนวทางนี้วิธีการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างจึงถือกำเนิดขึ้น

ในปี 1968 Dijkstra ตีพิมพ์บทความ "Goto คำสั่งถือว่าเป็นอันตราย" ซึ่งเขาชี้ให้เห็นว่าการใช้คำสั่งนี้อย่างไม่เลือกปฏิบัติมีผลเสียต่อการอ่านและเข้าใจโปรแกรมคอมพิวเตอร์

Niklaus Wirth ได้ออกแบบภาษาการเขียนโปรแกรมใหม่ที่เรียกว่า Pascal ซึ่งเปิดตัวในปี 1970 ตั้งแต่นั้นมาก็ถูกใช้อย่างกว้างขวางเพื่อสอนการออกแบบการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง

ลักษณะเฉพาะ

โหมดการเขียนโปรแกรมนี้มีลักษณะเฉพาะคือการที่โปรแกรมเมอร์สามารถแยกส่วนซอร์สโค้ดของโปรแกรมลงในบล็อกที่มีโครงสร้างเชิงตรรกะซึ่งประกอบด้วยลูปบล็อกตรรกะและคำสั่งเงื่อนไข

เป้าหมายของการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างคือการสร้างโปรแกรมที่ง่ายต่อการเขียนดีบักและแก้ไข โปรแกรมที่ได้รับมีความชัดเจนเป็นระเบียบเข้าใจได้โดยไม่ต้องกระโดด

ทฤษฎีการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง

Dijkstra ได้คิดค้นทฤษฎีที่เชื่อมโยงกับการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างซึ่งระบุว่าเมื่อออกแบบโปรแกรมใด ๆ จะสะดวกในการคำนึงถึงปัจจัยพื้นฐานต่อไปนี้:

- ทฤษฎีบทโครงสร้างซึ่งระบุว่าโปรแกรมใด ๆ สามารถคอมไพล์โดยใช้โครงสร้างควบคุมที่จำเป็นเพียงสามโครงสร้าง ได้แก่ โครงสร้างตามลำดับโครงสร้างทางเลือกและโครงสร้างซ้ำ

- เมื่อสรุปโปรแกรมจะแนะนำให้ใช้เทคนิคจากมากไปหาน้อยเรียกอีกอย่างว่าจากบนลงล่าง

- ช่วงของความถูกต้องและการมองเห็นของตัวแปรและโครงสร้างข้อมูลต้องถูก จำกัด

โครงสร้างการควบคุม

ทฤษฎีบทโครงสร้างบ่งชี้ว่าอัลกอริทึมใด ๆ ที่มีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดเดียวสามารถประกอบเป็นองค์ประกอบของโครงสร้างควบคุมสามแบบได้

ด้วยการตั้งโปรแกรมโครงสร้างการควบคุมที่สนับสนุนเหล่านี้อย่างมีเหตุผลและชัดเจนการเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้างช่วยให้สามารถใช้งานฟังก์ชันได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยมีระดับความยากง่าย

ลำดับหรือโครงสร้างเชิงเส้น

โครงสร้างนี้เป็นเพียงลำดับหรือการสืบทอดของการดำเนินการหรือคำสั่งตั้งแต่สองคำสั่งขึ้นไป

โครงสร้างการตัดสินใจหรือทางเลือก

เป็นการเลือกคำสั่งระหว่างสองทางเลือกที่เป็นไปได้ นอกจากนี้ยังอนุญาตให้เลือกระหว่างทางเลือกมากกว่าสองทาง

โครงสร้างแบบวนซ้ำหรือทำซ้ำด้วยคำถามเริ่มต้น

คำสั่งบางคำสั่งซ้ำตราบเท่าที่ตรงตามเงื่อนไข นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการรอบด้วยตัวนับ

เป็นอิสระจากภาษาโปรแกรม

การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างขึ้นอยู่กับโมดูลการทำงานที่กำหนดไว้อย่างดีโดยจัดอันดับตามลักษณะเฉพาะของปัญหา การเขียนโปรแกรมนี้เป็นวิธีการที่เป็นอิสระของภาษาโปรแกรมซึ่งทำหน้าที่เหมือนรูปแบบของการเขียนโปรแกรมมากกว่า

เป็นวิธีการวางแผนโปรแกรมตามกฎที่กำหนดไว้อย่างดีโดยใช้ชุดโครงสร้างควบคุมสำหรับสิ่งนี้

การเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้างช่วยให้สามารถเขียนโปรแกรมด้วยรหัสเทียมโดยไม่คำนึงถึงภาษาเครื่องใกล้เคียงกับธรรมชาติแปลงเป็นภาษาโปรแกรมใด ๆ ได้

ตัวอย่างการเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง

ข้อมูลโค้ดตัวอย่างเกือบทุกภาษาในภาษาการเขียนโปรแกรมสมัยใหม่จะเป็นตัวอย่างของการเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง

การเขียนโปรแกรมนี้ใช้ลูปเงื่อนไขและรูทีนย่อยเพื่อควบคุมโฟลว์และโมดูลาร์เพื่อทำให้โค้ดอ่านและใช้ซ้ำได้ง่ายขึ้น

ลำดับ

รายการคำสั่งสามารถดำเนินการตามลำดับจากบนลงล่าง ในกรณีนี้โปรแกรมภาษาธรรมชาติสำหรับการอบขนมปังจะได้รับเป็นตัวอย่าง:

- ใส่แป้ง

- ใส่ยีสต์

- ใส่เกลือ

- ผสม

- เติมน้ำ

- นวด

- ปล่อยให้แป้งขึ้น

- การอบ.

การทำซ้ำ

บล็อกของคำสั่งถูกทำซ้ำตราบเท่าที่เงื่อนไขเป็นจริง ตัวอย่างเช่นการล้างจาน

การเลือก

การกระทำส่วนใหญ่เลือกจากเงื่อนไขทางเลือกหลายประการ ตัวอย่างเช่นสั่งซื้อทางไปรษณีย์

การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างใน Visual Basic

ลำดับ

บรรทัดหรือบล็อกของโค้ดถูกเขียนและดำเนินการตามลำดับ ตัวอย่างเช่นคุณมี:

x = 6

y = 12

z = x + y

WriteLine (z)

การทำซ้ำ

บล็อกรหัสซ้ำในขณะที่ตรงตามเงื่อนไข ไม่มีการ จำกัด จำนวนครั้งที่สามารถดำเนินการบล็อกได้ ตัวอย่าง:

x = 2

ตราบเท่าที่ x <100

WriteLine (x)

x = x * x

ปลาย

การเลือก

บล็อกโค้ดจะถูกเรียกใช้งานหากเงื่อนไขเป็นจริง บล็อกโค้ดจะทำงานพร้อมกันมากที่สุด ตัวอย่าง:

x = ReadLine ()

ถ้า x Mod 2 = 0

WriteLine ("ตัวเลขเป็นเลขคู่")

สิ้นสุดใช่

ความได้เปรียบ

- เป็นโปรแกรมที่ตอบสนองความต้องการของลูกค้า

- แม้ว่าจะใช้เวลาสร้างโค้ดในตอนแรกนานกว่า แต่ก็มักจะส่งผลให้โค้ดทำงานโดยไม่มีข้อผิดพลาดเมื่อรันครั้งแรก

- คล้ายกับคำศัพท์และสัญลักษณ์ในภาษาอังกฤษ

- ง่ายต่อการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงในโปรแกรมพร้อมข้อกำหนดใหม่ ๆ ในอนาคต

- ดูแลรักษาง่ายกว่า

- ใช้งานง่ายและเข้าใจ ในที่สุดก็ต้องใช้เวลาในการเขียนโค้ดน้อยลง มันง่ายกว่าที่จะเรียนรู้

- โปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาระดับสูงสามารถแปลเป็นภาษาเครื่องได้หลายภาษา ดังนั้นจึงสามารถรันบนคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้ที่มีตัวแปลหรือคอมไพเลอร์ที่เหมาะสม

- เน้นปัญหาเป็นหลักมากกว่าเน้นเครื่องจักร

- ไม่ขึ้นอยู่กับคอมพิวเตอร์ที่ใช้ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือโปรแกรมที่พัฒนาด้วยภาษาระดับสูงสามารถทำงานบนคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้

โปรแกรมที่ชัดเจนขึ้น

การเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้างช่วยลดความเป็นไปได้ที่ฟังก์ชันหนึ่งจะส่งผลต่ออีกฟังก์ชันหนึ่ง สิ่งนี้ทำให้โปรแกรมชัดเจนขึ้นเนื่องจากตัวแปรส่วนกลางจะถูกแทนที่ด้วยตัวแปรภายใน

เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงนี้สามารถบันทึกพื้นที่การจัดสรรหน่วยความจำที่ตัวแปรส่วนกลางครอบครองได้

เข้าใจง่าย

องค์กรช่วยให้เข้าใจตรรกะการเขียนโปรแกรมได้ง่ายเพื่อให้เข้าใจตรรกะเบื้องหลังโปรแกรม

นอกจากนี้ยังช่วยให้ผู้มาใหม่จาก บริษัท เทคโนโลยีใด ๆ เข้าใจโปรแกรมที่สร้างโดยคนงานในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ซึ่งจะช่วยอำนวยความสะดวกในการดีบักโค้ดที่อาจเกิดขึ้น

ข้อเสีย

- นักแปลหรือคอมไพเลอร์ต้องแปลภาษาระดับสูงเป็นภาษาเครื่อง ดังนั้นจึงต้องจ่ายราคาในการใช้คอมพิวเตอร์

- รหัสออบเจ็กต์ที่สร้างโดยคอมไพลเลอร์อาจไม่มีประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับโปรแกรมภาษาแอสเซมบลีที่เทียบเท่า

รหัสเดียวกันซ้ำ

โค้ดที่เขียนขึ้นสามารถปรากฏในส่วนต่างๆของโปรแกรม อาจเสี่ยงต่อปัญหาต่างๆเนื่องจากสถานที่ตั้ง โปรแกรมมีตัวแปรซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ค่าต่างๆในส่วนต่างๆของโปรแกรมได้

การเปลี่ยนชนิดข้อมูลเป็นเรื่องยุ่งยาก

ประเภทของข้อมูลมาจากหลายฟังก์ชัน ดังนั้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในข้อมูลประเภทนั้นจะต้องทำการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในแต่ละตำแหน่งที่กระทำกับข้อมูลประเภทนั้นภายในโปรแกรม นี่เป็นงานที่ใช้เวลานานมากหากโปรแกรมมีขนาดใหญ่มาก

กรณีของการพัฒนาซอฟต์แวร์สามารถพิจารณาได้โดยที่โปรแกรมเมอร์หลายคนทำงานเป็นทีมในแอปพลิเคชัน ในโปรแกรมที่มีโครงสร้างโปรแกรมเมอร์แต่ละคนจะได้รับมอบหมายให้สร้างชุดฟังก์ชันและชนิดข้อมูลเฉพาะ

ดังนั้นโปรแกรมเมอร์ที่แตกต่างกันจะแยกกันจัดการฟังก์ชันต่างๆที่มีประเภทข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน

โปรแกรมเมอร์คนอื่น ๆ ในทีมควรสะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงในประเภทข้อมูลที่ทำโดยโปรแกรมเมอร์ในชนิดข้อมูลที่พวกเขาจัดการ มิฉะนั้นจะต้องเขียนหลายฟังก์ชันใหม่

การประยุกต์ใช้งาน

การเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้างทำงานได้ดีกับโปรแกรมนับล้านและโค้ดหลายพันล้านบรรทัด ไม่มีเหตุผลที่จะทิ้งมัน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งมันทำงานได้ดีอย่างมากสำหรับโปรแกรมที่ประมวลผลข้อมูลและสำหรับการประมวลผลตัวเลขซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะทำงานเพียงครั้งเดียวเพื่อสร้างการตอบสนอง

ลักษณะสองประการมีแนวโน้มที่จะกำหนดปัญหาที่สามารถเข้าถึงได้อย่างมีแบบแผน:

- ข้อมูลที่ต้องจัดการจะตรงกับประเภทของข้อมูลที่รวมเข้ากับภาษาอย่างใกล้ชิดโดยทั่วไปจะเป็นตัวเลขและสตริงอักขระ

- โปรแกรมทำตามขั้นตอนการควบคุมที่กำหนดไว้อย่างดีเพื่อสร้างผลลัพธ์เดียวตามข้อมูลเข้าบางส่วน

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่มีคุณสมบัติเหล่านี้รวมถึงแอปพลิเคชันทางวิทยาศาสตร์วิศวกรรมและการประมวลผลคำนอกเหนือจากตัวอย่างตำราเรียนของหลักสูตรวิทยาการคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

ไม่น่าแปลกใจที่สิ่งเหล่านี้เป็นประเภทของโปรแกรมที่คนกลุ่มแรกที่คิดค้นภาษาโปรแกรมต้องการแก้ปัญหา

การจัดการวัตถุ

ภาษาโปรแกรมสมัยใหม่ส่วนใหญ่มีโครงสร้างในลักษณะนี้สิ่งที่คุณมีในโปรแกรมของคุณคือวัตถุและรหัสส่วนใหญ่ประกอบด้วยวิธีการต่างๆในการใช้ข้อมูลที่เก็บไว้ในวัตถุเหล่านั้น

โดยทั่วไปโปรแกรมที่มีโครงสร้างจะควบคุมสิ่งที่เกิดขึ้นและเมื่อเกิดขึ้นในขณะที่โปรแกรมตามเหตุการณ์จะต้องสามารถตอบสนองต่อเหตุการณ์ในช่วงเวลาที่คาดเดาไม่ได้

อ้างอิง

1. MVPS (2020) การเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง นำมาจาก: mvps.net.
2. Alexey (2019) กระบวนทัศน์การเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง ปานกลาง นำมาจาก: medium.com.
3. รวมความช่วยเหลือ (2020) การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างข้อดีและข้อเสีย นำมาจาก: includehelp.com.
4. ทิมทร็อตต์ (2019) ภาษาโปรแกรมที่มีโครงสร้าง Lonewolf Online นำมาจาก: lonewolfonline.net.
5. OO Portal (2020) การใช้และประโยชน์ของการเขียนโปรแกรมแบบดั้งเดิมที่มีโครงสร้าง นำมาจาก: ooportal.com.
6. Studeer Snel (2020). การตรวจสอบขั้นสุดท้าย - สรุปแอปพลิเคชันการเขียนโปรแกรมที่มีโครงสร้าง นำมาจาก: studeersnel.nl.