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1.3 结构化程序设计方法
1.3.2 N-S流程图
N-S流程图是结构化程序设计方法中用于表示算法的图形工具之一。对于结构化程序设计来说,传统流程图已很难完全适应了。因为传统流程图出现得较早,它更多地反映了机器指令系统设计和传统程序设计方法的需要,难以保证程序的结构良好。另外,结构化程序设计的一些基本结构在传统流程图中没有相应的表达符号。例如,在传统流程图中,循环结构仍采用判断结构符号来表示,这样不易区分到底是哪种结构。特别是传统流程图由于转向的问题而无法保证自顶而下的程序设计方法,使模块之间的调用关系难以表达。为此,两位美国学者Nassi和Shneiderman于1973年就提出了一种新的流程图形式,这就是N-S流程图,它是以两位创作者姓名的首字母取名,也称为Nassi Shneiderman图。
N-S图的基本单元是矩形框,它只有一个入口和一个出口。长方形框内用不同形状的线来分割,可表示顺序结构、选择结构和循环结构。在N-S流程图中,完全去掉了带有方向的流程线,程序的三种基本结构分别用三种矩形框表示,将这种矩形框进行组装就可表示全部算法。这种流程图从表达形式上就排除了随意使用控制转移对程序流程的影响,限制了不良程序结构的产生。
与顺序、选择和循环这三种基本结构相对应的N-S流程图的基本符号如图1-11所示。图1-11(a)和图1-11(b)分别是顺序结构和选择结构的N-S图表示,图1-11(c)和图1-11(d)是循环结构的N-S图表示。由图可见,在N-S图中,流程总是从矩形框的上面开始,一直执行到矩形框的下面,这就是流程的入口和出口,这样的形式是不可能出现无条件的转移情况。下面用N-S流程图表示前面例1-2中求函数值m的算法,其流程如图1-12所示。
值得注意的是,N-S流程图是适合结构化程序设计方法的图形工具,对于非结构化的程序,用N-S流程图是无法表示的。
例如在例1-3中,求任意两个正整数的最大公约数,其算法是非常经典的,图1-5中用传统流程图表示了该算法,但是这个算法却无法直接用N-S流程图表示。因为该算法的关键是执行一个循环结构,但图1-5表示的循环结构既不是当型循环,也不是直到型循环,这样,用N-S流程图就无法表示。如果将例1-3中的算法稍作调整,使流程图采用单选择结构形式,其中的条件改为r≠0,这样就可以用直到型循环的N-S流程图表示这个算法。图1-13是表示例1-3的N-S流程图。
N-S流程图是描述算法的重要图形工具之一,在结构化程序设计中得到了广泛应用。在此仅作简单介绍,旨在抛砖引玉。在实际软件开发中,有兴趣的读者可参阅有关软件工程或软件开发技术等方面的著作。