程式設計基礎/模組化程式設計

概述

模組化程式設計是一種軟體設計技術，它強調將程式的功能分離成獨立的、可互換的模組，以便每個模組包含執行所需功能的一個方面所需的一切。^[1]

模組化的概念

程式設計最重要的概念之一是模組化 - 將程式碼行分組在一起，以建立可互換的片段，這些片段可以根據需要新增到我們的程式中或從程式中刪除。最初的描述是子程式。其他名稱包括：宏、子例程、過程、模組和函式。函式很重要，因為它們允許我們將大型複雜程式分解成更小、更易於管理的片段。由於函式是整個程式的較小片段，因此我們可以集中精力於我們希望每個片段（函式）執行的操作，並執行測試和編輯程式碼。這樣，函式有助於組織程式碼。通常，函式分為兩類

程式控制 - 用於簡單地細分和控制程式的函式。這些函式對於正在編寫的程式是唯一的。其他程式可能使用類似的函式，甚至可能使用具有相同名稱的函式，但函式的內容幾乎總是非常不同的。
特定任務 - 設計用於多個程式的函式。這些函式執行特定任務，因此可在許多不同的程式中使用，因為其他程式也需要執行特定任務。特定任務函式有時被稱為構建塊。由於它們已經過編碼和測試，因此我們可以自信地使用它們來更有效地編寫大型程式。

主程式必須建立程式中使用的函式的存在。根據程式語言，有一種正式的方法來

定義一個函式（它的定義或它將執行的程式碼）
呼叫一個函式
宣告一個函式（原型是對編譯器的宣告）

注意：定義和呼叫函式是跨程式語言的常見活動。使用原型宣告函式特定於某些程式語言，包括 C 和 C++。

程式控制函式通常不互相通訊，但使用一個公共區域來儲存變數。特定任務函式的構建方式允許在呼叫程式片段（通常是另一個函式）和被呼叫的函式之間進行資料通訊。這種通訊資料的能力使我們能夠構建一個特定任務函式，該函式可能在許多程式中使用。資料進出函式的通訊規則因程式語言而異，但概念是相同的。傳遞（或通訊）的資料項稱為引數。因此，措辭為：引數傳遞。四種資料通訊選項包括

沒有通訊進，沒有通訊出
沒有通訊進，有一些通訊出
有一些通訊進，有一些通訊出
有一些通訊進，沒有通訊出

程式控制函式

在許多程式語言中，主程式片段是一個特殊的函式，其識別符號名稱為 main。函式控制程式對於一個程式是唯一的。 "Main" 是程式中程式碼執行開始的地方，函式被呼叫的地方，以及程式執行結束的地方。它通常是程式中定義的第一個函式，並且是定義許多程式重要設定的區域。這些設定包括原型宣告、列出全域性常量和變數，以及許多其他技術專案。定義函式 main 的程式碼已提供；但是，它沒有像程式中的其他函式那樣被原型化或通常被呼叫。

特定任務函式

我們經常需要執行一項特定任務，該任務可能在許多程式中使用。特定任務函式旨在用於許多程式。

靜態型別語言（如 C++、C# 和 Java）中函式的一般佈局

<return value data type> function identifier name(<data type> <identifier name for input value>) {
    //lines of code;
    return <value>;
}

動態型別語言（如 JavaScript 和 Python）中函式的一般佈局

function identifier name(<identifier name for input value>) {
    //lines of code;
    return <value>;
}

def function identifier name(<identifier name for input value>):
    //lines of code
    return <value>

在某些程式語言中，函式有一組大括號 {} 用於識別語句或程式碼行的組或塊。其他語言使用縮排或某種型別的開始和結束語句來識別程式碼塊。函式中通常有幾行程式碼。

程式語言將根據給定語言的編碼約定，在 main 函式之前或之後定義特定任務函式。

當您呼叫一個函式時，您使用它的識別符號名稱和一組圓括號。您將要傳遞的任何資料項都放置在圓括號內。在我們的程式編譯並執行後，main 函式中的程式碼行將被執行，當它到達呼叫特定任務函式時，程式的控制權將移至該函式並開始執行該函式中的程式碼行。完成後程式碼行，它將返回到呼叫它的程式位置（在我們示例中是 main 函式），並繼續執行該函式中的程式碼。