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，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一個方面的所有必要內容。^[1]

模組化概念

程式設計最重要的概念之一是模組化 - 將程式碼行分組以建立一個可互換的模組，可以根據需要新增或刪除到我們的程式中。最初的術語是子程式。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的程式分解成更小、更易於管理的部分。由於函式是整個程式中的一小部分，我們可以專注於我們希望每個部分（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來說是唯一的。其他程式可能使用類似的函式，甚至可能使用相同名稱的函式，但函式的內容幾乎總是非常不同的。
特定任務 - 旨在與多個程式一起使用的函式。這些函式執行特定任務，因此可以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。由於它們已經被編碼和測試過，我們可以放心地使用它們來更有效地編寫大型程式。

主程式必須建立在該程式中使用的函式的存在。根據程式語言的不同，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。用原型宣告函式是某些程式語言特有的，包括 C 和 C++。

程式控制函式通常不彼此通訊，但使用一個公共區域進行變數儲存。特定任務函式的構建方式允許資料在呼叫程式部分（通常是另一個函式）和被呼叫的函式之間進行通訊。這種通訊資料的能力使我們能夠構建一個特定任務函式，該函式可以在許多程式中使用。函式進出資料通訊的規則因程式語言而異，但概念相同。傳遞（或通訊）的資料項稱為引數。因此，用語：引數傳遞。四種資料通訊選項包括

沒有輸入通訊，沒有輸出通訊
沒有輸入通訊，有一些輸出通訊
一些輸入通訊，有一些輸出通訊
一些輸入通訊，沒有輸出通訊

程式控制函式

在許多程式語言中，主程式部分是一個特殊的函式，其識別符號名稱為 main。函式控制程式對於一個程式來說是唯一的。“Main”是程式中程式碼執行開始的地方，呼叫函式的地方，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地方。這些設定包括專案，例如原型宣告、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，它不像程式中的其他函式那樣進行原型化或通常呼叫。

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。特定任務函式旨在在許多程式中使用。

靜態型別語言（如 C++、C# 和 Java）中函式的通用佈局

<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）中函式的通用佈局

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，函式有一組花括號 {} 用於標識一組語句或程式碼行。其他語言使用縮排或某種型別的開始和結束語句來標識程式碼塊。函式中通常有幾行程式碼。

程式語言要麼在 main 函式之前定義特定任務函式，要麼在 main 函式之後定義特定任務函式，具體取決於給定語言的編碼約定。

當呼叫函式時，使用其識別符號名稱和一組括號。將要傳遞的任何資料項都放在括號內。在我們的程式編譯並執行後，main 函式中的程式碼行被執行，並且當它到達特定任務函式的呼叫時，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。完成程式碼行後，它將返回到呼叫它的程式中的位置（在我們的示例中是函式 main），並繼續執行該函式中的程式碼。