構造化プログラミング

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構造化プログラミング古くて新しいプログラミングの基本

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年表 1968年 • goto文は有害である 1969年 • 構造化プログラミング 1972年 • オブジェクト指向

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年表 1968年 • goto文は有害である 1969年 • 構造化プログラミング 1970年 • リレーショナルデータベース 1971年 • Intel 4004(世界初のマイクロプロセッサ) 1972年 • オブジェクト指向 1972年 • Unix 1972年 • C言語 1974年 • Altair 8800(世界初の個人用コンピュータ)

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疑問 GOTO文を使わないことがなぜそんなに重要なのか？最近GOTO文を導入したPHPはダメな言語なのか？オブジェクト指向の３原則はどうして微妙なのか？

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構造化プログラミング言語

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構造化非構造化構造化脊椎動物哺乳類奇蹄目鯨偶蹄目ネコ目ウサギ目ゾウ目霊長目鳥類タカ目ペンギン目スズメ目爬虫類有燐目魚類コイ目フグ目

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構造化プログラミング構造化プログラミングではプログラミング言語が持つステートメントを直接使ってプログラムを記述するのではなく、機能を抽象化した仮想機械を想定し、その仮想機械が提供する命令群でプログラムを記述する。普通、抽象化は1段階ではなく階層的である。各階層での実装の詳細は他の階層と隔離されており、実装の変更の影響はその階層内のみに留まる。各階層はアプリケーションに近い抽象的な方から土台に向かって順序付けられている。この順序は各階層を設計した時間的な順番とは必ずしも一致しない。（Wikipedia)

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構造化プログラミング適切に関数（メソッド）に分けることです

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GOTO文 goto文と何の関係があるのか？ goto文を無節操に使うと、関数分けが不可能になります。

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構造化プログラミング以降の世界 GOTO文のない世界構造化プログラミングが最低限はできている世界

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構造化の三要素構造化順次反復分岐

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順次 DoSomething1(); DoSomething2(); DoSomething3(); DoSomething4(); DoSomething5();

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順次 DoSomothing1 DoSomothing2 DoSomothing3 DoSomothing4 DoSomothing5

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反復 for (int i = 0; i < 10; i++) { DoSomething1(); DoSomething2(); DoSomething3(); DoSomething4(); DoSomething5(); }

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反復 for DoSomothing1 DoSomothing2 DoSomothing3 DoSomothing4 DoSomothing5

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分岐 if (i <= 2) { DoSomething1(); DoSomething2(); } else { DoSomething3(); DoSomething4(); }

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分岐 if DoSomothing1 DoSomothing2 else DoSomothing3 DoSomothing4

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GOTO文があるとどうなるか if (i <= 2) goto a; DoSomething1(); a: DoSomething2();

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増えてくるともうわけわからなくメソッドわけが不可能インデントすらつけられない

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去勢されたGOTO文例外処理 break,continue など最後以外の return switch

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GOTO文を使った例外処理 if (!DoSomething1()) goto error; if (!DoSomething1()) goto error; if (!DoSomething1()) goto error; if (!DoSomething1()) goto error; if (!DoSomething1()) goto error; error: Error();

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構造化例外 try { DoSomething1(); DoSomething2(); DoSomething3(); DoSomething4(); DoSomething5(); } catch(Exception ex) { Error(ex); }

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CONTINUE,BREAKなど for(int i = 0;i < 10; ++i) { DoSomething1(); if(j <= I * i) { break; } DoSomething2(); }

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最後以外のRETURN int Func() { for (int j = 0; j < 10; ++j) { for (int i = 0; i < 10; ++i) { DoSomething1(); if (j <= i * i) { return j; } } } return -1; }

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C#やVISUAL BASICのSWITCH文 switch(i) { case 1: DoSomething1(); break; case 2: DoSomething2(); goto case 3; case 3: DoSomething3(); break; }

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入れ子になったループ(JAVA) jl oo p: fo r (i nt j = 0; j < 10 ; ++ j) { for (int i = 0; i < 10; ++i) { doSomething1(); if (j <= i * i) { break jloop; } } } jloop:for (int j = 0; j < 10; ++j){ for (int i = 0; i < 10; ++i){ doSomething1(); if (j <= i * i) { break jloop; } } } doSomething3();

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入れ子になったループ for (int j = 0; j < 10; ++j) { for (int i = 0; i < 10; ++i) { DoSomething1(); if (j <= i * i) { goto jexit; } } } jexit: DoSomething3();

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PHPのGOTO文は邪悪か？ • ブロックに入るgotoは禁止 • C#と同じループなどのブロックからの脱出のみに利用できる • 去勢されている関数内からのreturnと同じ挙動 • goto濫用するためにあえてループをすべてgotoで書き直したりするなら別だが • いやPHPerならあえてそれをやってくれる、という意見もあるがいくらPHPerでもここからgotoスパゲッティは作れないのでは？

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構造化で何ができるか

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構造化プログラミングの提唱翌1969年、再び開催されたNATOのソフトウェア工学会議において、ダイクストラは「構造化プログラミング(Structured Programming)」という語を提唱した。ダイクストラはこの論文においてgoto文については触れず、プログラムサイズが大きくなったとしても正しさを証明できる良く構造化されたプログラム(well-structured programs)、大きなプログラムの理解を助ける段階的な抽象化(step-wise abstraction)、抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化(joint refinement)について述べた。(出典：Wikipedia)

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よく構造化されたプログラム F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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よく構造化されたプログラム F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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よく構造化されたプログラム F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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よく構造化されたプログラム F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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段階的な抽象化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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段階的な抽象化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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段階的な抽象化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ2 Ｄ8 Ｄ7 Ｄ6 Ｄ5 Ｄ4 Ｄ3

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ2 Ｄ8 Ｄ7 Ｄ6 Ｄ5 Ｄ4 Ｄ3

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ2

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ2 Ｄ6 Ｄ3 Ｄ1

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ2 Ｄ6 Ｄ3

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 Ｄ6 Ｄ3

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抽象データとその操作の抽象文の共同詳細化具象整数浮動小数点数足す掛ける抽象会員店舗入会する開店する

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オブジェクト指向へ

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オブジェクト指向の三原則継承カプセル化ポリモーフィズム

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他に必要なものはないのか？「世の中のすべてのものはオブジェクト」は？「処理とデータをまとめて扱う」は？

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年表 1968年 • goto文は有害である 1969年 • 構造化プログラミング 1972年 • オブジェクト指向

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年表 1968年 • goto文は有害である 1969年 • 構造化プログラミング 1972年 • オブジェクト指向

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年表 1968年 • goto文は有害である 1969年 • 構造化プログラミング 1972年 • オブジェクト指向

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オブジェクト指向の三原則構造化プログラミングの抽象データ型と段階的詳細化がすでにある状態を前提として、オブジェクト指向言語に実装する必要がある言語機能。

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オブジェクト指向の三原則構造化プログラミングの理解抜きに考えていても意味ない概念。

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最後に構造化プログラミングの理解は現代でも必要なものばかりです。調べておきましょう。