Чтобы написать качественный программный код, необходимо разобраться, что же такое операции. Наряду с теорией в статью включены наглядные примеры.

Часть 4 – Программный код и основные операции

В предыдущей части мы познакомились с разновидностями ошибок и отладкой. Двигаемся дальше и переходим от строго теоретических основ к более глубокому изучению и пониманию программирования.

Строка кода, выражения и операторы

Единицей любого исходного кода является LOC (строка кода). Простейшая программа – это и есть строка. LOC может быть ключевым словом, символом или инструкцией. Это строка до тех пор, пока она расположена на отдельной линии кода.

Рассмотрим простую строку:

area = 0.5 * base * height

0.5 * base * height – это выражение. Выражение представляет собой комбинацию операторов и операндов. В приведенном здесь примере операнды – это 0.5, base и height. Напомним, что 0.5 – это число с плавающей запятой, а base и height – переменные. Оператором является * (умножение).

Но выражения не могут быть значимыми, оставаясь просто строками. Когда мы присваиваем значение выражения другой переменной, мы получаем то, что называется инструкцией (statement) – самой малой автономной частью ЯП. Если мы добавим к выражению ключевое слово, это все еще будет инструкцией. Например: return 0.5 * base * height

В нашей статье statement будет представлен как символ S, а n-ая инструкция – как Sn в последовательности (или множестве) инструкций.

Чтобы быстро понять программный код и кодинг в целом, нужно разобраться с порядком выполнения программы. Изучив основные операции, вы с легкостью сможете находить их во многих языках программирования, которые освоите.

Обратите внимание, что примеры, приведенные в этой статье, являются базовыми. Вам следует опираться на изучаемый язык программирования, чтобы получить глубокое знание ключевых слов, которые он предоставляет.

Также основные операции, перечисленные в статье, отличаются от шаблонов проектирования (паттернов) в программировании. Сначала поймите базис, опираясь на который, в дальнейшем вы сможете без труда освоить шаблоны проектирования.

Вот основные операции в программировании:

• Последовательные
• Условные/Ветвление
• Итерационные/Повторяющиеся/Зацикленные

Разберем их более подробно.

Последовательные операции

Это основные операции, в рамках которых один оператор выполняется после другого:

S1
S2
S3
.
.
.
Sn

В некоторых языках программирования, таких как JavaScript, S3 можно выполнить еще до S1. Это происходит, если S1 блокируется некоторыми задачами, для выполнения которых может потребоваться больше времени, например, для базы данных или асинхронных задач. Есть способы обойти подобные случаи. Это будет несложно после того, как вы выберете подходящий для изучения язык программирования.

Условные операции/Ветвление

Инструкция, которая выполняется, определяется условиями. В этом поможет оператор условного выбора ветви if, без которого не обходится практически ни один программный код.

Пример:

if (condition) then:
  S1

В приведенном выше примере выполняется либо S1, либо ничего не происходит. S1 выполняется, только если заданное условие истинно.

Вот еще один пример:

if (condition) then:
  S1
  S2
else:
  S3
  S4

Его можно прочитать как запуск либо S1-S2, либо S3-S4 в зависимости от условия. Если условие истинно, выполняются S1 и S2. В противном случае будут выполняться S3 и S4. В действительности это представляет собой последовательный вывод:

S1
S2

Существуют также многоуровневые условия:

if (condition1) then:
  S1
else if (condition2) then:
  S2
else:
  S3

Здесь, если первое условие (condition1) истинно, запускается S1. В противном случае проверяется второе условие (condition2), и если оно истинно, происходит выполнение S2. И таких вариантов может быть много.

Но в многоуровневых условиях лучше применять оператор switch, поддерживаемый большинством языков программирования. Разберем switch на примере:

switch value:
  case condition1:
    S1
    break
case condition2:
    S2
    break
default:
    S3

Первое и второе условия сравниваются с применением инструментов switch. Если какое-либо из них истинно, то выполняется оператор в соответствующем блоке case.

Существуют и другие варианты условных операций. Некоторые из них относятся к конкретному языку программирования, который вы решили изучать. Например, условный оператор (: ?) и прочие ключевые слова, которые облегчают ветвление, такие как cycle (цикл) и break (прерывание).

Итерационные/Повторяющиеся/Зацикленные операции

Сложно представить качественный программный код без единого цикла. Итерационная/повторяющаяся операция обеспечивает выполнение до тех пор, пока оно соответствует заданному условию. Выполнение завершается только тогда, когда условие перестает быть истинным (становится false).

Например:

while (condition):
  S1
  S2

В приведенном выше примере S1 и S2 будут выполняться один раз, несколько раз или вообще не выполнятся. Если заданное условие в цикле while истинно, тогда происходит обработка и запуск S1, S2. После этого условие while снова проверяется, и S1 с S2 будут выполняться до тех пор, пока условие истинно.

В тот момент, когда условие станет ложным, выполнение S1 и S2 прекратится.

Результат из примера выше, если условие истинно трижды:

S1
S2
S1
S2
S1
S2

Что это за операция? Правильный ответ – последовательная. Как видите, другие типы операций не исключают наличие последовательности.

Вот еще один шаблон итерации:

do:
  S1
  S2
while (condition)

В этом примере S1 и S2 будут выполняться один или более раз. Это происходит потому, что выполнение объявлено еще до проверки состояния, а следовательно, один раз выполнение пройдет наверняка.

Во многих языках программирования для реализации повторяющихся операций предусмотрены ключевые слова, такие как do и while. Другим ключевым словом является for.

Небольшой пример с применением оператора цикла for:

for (initialvalue; condition; decrement/increment initialvalue):
  S1
  S2

Во многих языках foreach используется для обработки каждого элемента сложного объекта, такого как массив или структура.

Двигаемся дальше

Мы рассмотрели основные операции, которые включает в себя любой программный код. Помимо перечисленных, существует и множество других. Также есть:

1. Функции – подпрограммы, всегда возвращающие результат.
2. Процедуры – фрагменты программы, которые можно вызывать из любого места кода.

В разных языках программирования эти составляющие реализовываются по-разному.

На данном этапе вы уже изучили основные концепции программирования. Для дальнейшего совершенствования существует много ресурсов, которые помогут вам учиться. Поначалу многие вещи и термины от ведущих программистов будут казаться непонятными, но со временем вы изучите принципы работы отдельных элементов кода, начнете практиковаться и обязательно достигните необходимого уровня.

На нашем сайте есть немало видеуроков, которые помогут во всем разобраться и построить карьеру в сфере разработки. Вот лишь некоторые из них:

• Огромный видеокурс по основам JavaScript от freeCodeCamp
• Видеокурс по C# и .NET
• 8 лучших YouTube-каналов для изучения Java
• Всё о парсинге сайтов на Python
• Лучший видеокурс по шаблонам проектирования
• 32 Youtube-канала для изучения программирования
• 9 Youtube-каналов для изучения Python

Викторина

Определите типы операций, которые использованы в следующем фрагменте кода Python:

numlist=[]
cnt=0
while cnt >= 0:
    m=int(raw_input())
    if m < 0:
        break
    numlist.append(m)
    cnt=cnt+1

Ответы на вопросы

1. Последовательная
2. Итерационная (while)
3. Условная (if)