4.2.2Псевдокод

Мы отказываемся от рассмотрения формального языка программирования в пользу менее формальной и более наглядной системы представления, которая называется псевдокодом. В общем, псевдокод (pseudocode) — это система представления, с помощью которой можно записать идеи в процессе построения алгоритма. Один из способов получения псевдокода состоит в том, чтобы сделать менее строгими правила формального языка, с помощью которого записывается окончательная версия алгоритма. Такой подход используется, когда выходной язык известен заранее. Тогда псевдокод, который используется на ранних стадиях создания программы, состоит из синтактико-семантических структур, подобных структурам выходного языка программирования.

Однако наша цель состоит в том, чтобы рассмотреть вопросы, связанные с построением алгоритмов и их представлением, не ограничиваясь одним языком программирования. Поэтому мы попытаемся создать логичное и краткое представление для повторяющихся семантических структур. Эти структуры являются примитивами, с помощью которых мы в будущем будем записывать идеи.

Одна из таких повторяющихся семантических структур — присвоение значения описательному имени. Например, будем использовать для значений такие имена: Температура, СуммарноеКоличествоОсадков, БалансБанка и Положение. Для установления связи между именем и значением будем использовать форму

имя <— выражение

где «имя» — это описательное имя, а «выражение» описывает значение, которое присваивается этому имени. Такое утверждение читается как «присвоить имени значение выражения». Например, утверждение

RemainingFunds <— CheckingBalance + SavingsBalance

присваивает результат сложения значений CheckingBalance и SavingsBalance имени RemainingFunds.

Другая повторяющаяся семантическая структура — выбор одного из действий в зависимости от истинности или ложности какого-либо условия. Примеры:

Если вырос валовый внутренний продукт, тогда покупать акции, в противном случае -продавать акции.

Покупать акции, если вырос валовый внутренний продукт, и продавать акции в противном случае.

Покупать или продавать акции в зависимости от того, вырос или упал валовый внутренний продукт, соответственно.

Каждое из этих утверждений соответствует структуре

if (условие) then (действие) else (действие).

где мы использовали зарезервированные слова if, then и else1 для записи подструктур главной структуры и использовали скобки, чтобы установить границы этих подструктур. Включая эту синтаксическую структуру в наш псевдокод, мы получаем унифицированный способ записи этой распространенной семантической структуры.

В то же время утверждение

В зависимости от того, является ли год високосным, разделить сумму на 366 или 365 соответственно.

может иметь более наглядный вид:

if [год является високосным)

then (ежедневная сумма <- сумма, разделенная на 366) else (ежедневная сумма <— сумма, разделенная на 365)

Мы также включаем в псевдокод более короткую синтаксическую структуру

if (условие) then (действие) )

которую можно применять в случаях, когда нет действия, выполняемого в противном случае. Используя это представление, утверждение «В случае уменьшения объема продаж снизить цену на 5 %» можно записать как

if (уменьшился объем продаж) then (снизить цену на 5 %)

Следующая распространенная семантическая структура — исполнение некоторых действий до тех пор, пока некоторое условие истинно. Например: «До тех пор, пока есть билеты, продавать билеты». Для таких случаев мы включаем в псевдокод структуру

while (условие) do (действие)

Такое утверждение обозначает проверку условия и, если условие истинно, выполнение действия, а затем проверку условия снова. Если условие ложно, то осуществляется переход к следующей структуре. Следовательно, данное выражение можно записать как

while (есть билеты) do (продавать билет).

Расположение записи программы влияет на ее разборчивость. Например, утверждение

if (предмет облагается налогом) then (if (цена > предельная цена) then (выплатить х) else (выплатить у) ) else (выплатить z)

легче понять, чем запись

if (предмет облагается налогом^пеп (if (цена > предельная цена) then (выплатить х) else (выплатить у)) else (выплатить z)

Таким образом, мы также принимаем определенную форму записи нашего псевдокода. (Обратите внимание на то, что согласно этот форме записи закрывающая скобка должна располагаться под соответствующей открывающей скобкой, это облегчает определение границ высказывания или фразы.)

Мы хотим использовать наш псевдокод для описания действий, которые можно применять в качестве абстрактных инструментов в других прикладных задачах. Вычислительная техника включает множество различных терминов для таких элементов программы, как, например, подпрограмма, процедура, модуль, функция. Каждый из этих терминов имеет свои оттенки значения. В нашем псевдокоде мы будем использовать термин procedure (процедура) для объявления названия, под которым будет известен отдельный законченный (то есть выполняющий определенные действия) блок псевдокода. Вернее, мы будем начинать каждый новый блок псевдокода с инструкции

procedure имя

где «имя» — это имя процедуры. Вслед за этой инструкцией записываются выражения, которые определяют действия этой части программы. Например, представление в форме псевдокода процедуры с именем Приветствие, которая три раза выводит на экран сообщение «Привет».

procedure Приветствие

Счетчик «— 3:

While (Счетчик > 0) do

(вывести на печать сообщение "Привет"

и Счетчик <— Счетчик - 1)

Когда необходимо выполнить действия какой-либо процедуры, она просто вызывается по имени. Например, если у нас есть две процедуры с именами Про-цессЗаимствования и ОтклонитьПросьбу, то мы можем потребовать их выполнения в структуре if-then-else следующим образом:

if (...) then (выполнить процедуру ПроцессЗаимствования) else (выполнить процедуру ОтклонитьПросьбу).

Процедура ПроцессЗаимствования будет выполнена в том случае, если проверяемое условие истинно, а процедура ОтклонитьПросьбу будет выполнена, если условие ложно.

Процедура должна быть общей насколько это возможно. Например, процедура для сортировки списка имен должна сортировать любой список, а не какой-то один. То есть она должна быть написана так, чтобы параметры сортируемого списка задавались не в самой процедуре. Вместо этого в представлении процедуры списк должен быть представлен формальным параметром.

В нашем псевдокоде мы будем записывать формальные параметры в скобках сразу после имени процедуры. Например, процедура с именем Сортировка, которая сортирует любой список имен, будет начинаться с выражения

procedure Сортировка (Список)

Если дальше в представлении упоминается сортируемый список, то для него используется имя Список. А когда мы вызываем процедуру Сортировка, мы задаем, какой именно список нужно отсортировать. Следовательно, в зависимости от наших потребностей мы напишем «применить процедуру Сортировка к списку сотрудников организации» или «применить процедуру Сортировка к списку гостей».

Не забывайте, что главной задачей создания псевдокода является нахождение средства для представления алгоритма в нестрогом и удобочитаемом виде. Необходима система представления, которая поможет записывать идеи, не связывая нас жесткими формальными правилами. Таким образом, мы можем свободно расширять или изменять наш псевдокод, когда это необходимо. В частности, если . выражение в скобках содержит выражение, также включающее скобки, то зрительно очень трудно объединить открывающиеся и закрывающиеся скобки. В таких случаях полезно сопровождать закрывающиеся скобки комментариями, объясняющими, какое выражение или фраза заканчивается. Например, можно закончить оператор цикла while словами end while:

while (...) do (.

) end while

или

while (...) do (if (...)

then ( .

) end if ) end while

Суть заключается в том, что мы пытаемся выразить алгоритм в удобочитаемой форме, и поэтому, чтобы достичь этой цели, мы должны предоставлять визуальную помощь (расположение теста, комментарии и т. д.). Кроме того, если мы встречаем повторяющуюся семантическую структуру, которой нет в нашем псевдокоде, мы можем включить в него синтаксическую структуру для выражения нового понятия.