系统架构设计（十）：结构化编程

定义

结构化编程是一种遵循清晰逻辑结构、避免使用 goto 的编程方法。它强调使用有限的三种基本控制结构来组织程序，提高程序的可读性、可维护性和可测试性。

它是现代程序设计的基础，被广泛应用于命令式语言（如 C、Pascal、Java）中。

三种基本控制结构

控制结构	说明	示例语句
顺序结构	从上到下依次执行	A(); B(); C();
选择结构	根据条件执行不同分支	if…else、switch
循环结构	重复执行代码块	for、while、do…while

基本原则

1. 模块化原则：将程序划分为若干函数/过程模块；
2. 自顶向下设计：先规划总结构，再细化每层模块；
3. 逐步求精：由抽象到具体，逐层实现；
4. 控制结构有限原则：只使用顺序、选择、循环三种控制结构；
5. 无 goto 原则：避免跳转语句导致程序流程混乱。

优缺点

优点

• 结构清晰、逻辑明确；
• 易于阅读、测试和维护；
• 提高程序的可移植性和可重用性；
• 便于团队协作开发。

局限性

• 在面对复杂系统或高复用需求时缺乏抽象能力；
• 模块粒度可能较粗，函数之间耦合较强；
• 难以应对对象关系、事件驱动等复杂场景；
• 不支持数据和行为的封装。

结构化编程与面向对象编程对比

比较维度	结构化编程	面向对象编程（OOP）
核心思想	以过程/函数为中心	以对象（数据+行为）为中心
数据管理	数据与操作分离	数据与操作封装在对象中
可维护性	中等	较强，支持继承与多态
重用性	依赖函数调用	支持继承、接口、封装、组合
编程复杂性	简单，适合小型程序	复杂，适合大型复杂系统

示例

请结合结构化编程思想设计一个学生成绩统计程序，并说明其程序结构。

解答：

主控制模块（main）

• 负责调用各功能模块，整体程序的执行入口。

输入模块

• 负责接收用户输入，如学生人数、成绩等。

处理模块

• 实现成绩统计功能，如求平均值、最高分、最低分；
• 采用循环结构实现遍历。

输出模块

• 显示最终结果，采用顺序结构输出信息。