1.3.1.3. Управляющие конструкции

Произошедшая в 1970-х годах революция в структурном программировании была вызвана плохой читабельностью разработанных в 1950-60-х годах языков, в кото­рых недоставало управляющих операторов. В частности, распростра­нилось мнение, что беспорядочное использование оператора безусловного пере­хода goto значительно снижает читабельность программы. Программа, которую можно прочесть последовательно от начала до конца, значительно проще для понимания, чем программа, для прослеживания хода выполнения которой читателю требуется переходить от одного опе­ратора к другому, находящемуся в любом месте программы.

Однако в некоторых языках использование goto было необходимо для перехода назад: эти операторы нужны, например, для построения циклов while в языке FORTRAN 77. Использовавшимся в начале 1970-х годов версиям языка BASIC и FORTRAN не хватало управляющих операторов, которые налагали бы строгие ограничения на исполь­зование безусловных переходов, поэтому писать удобочитаемые программы на этих языках было трудно.

Большинство появив­шихся позднее языков программирования имело достаточное количество управляющих операторов, так что потреб­ность в операторе безусловного перехода практически отпала. Была также доказана теорема Э.Дейкстры, согласно которой любой императивный алгоритм может быть реализован с использованием трех основных управляющих конструкций: цепочки, условного оператора и цикла while. Таким образом, управ­ляющие конструкции языка уже не так влияют на его читабельность, как это было раньше.

1.3.1.4. Типы и структуры данных

Существенный вклад в читабельность программ вносят имеющиеся средства определения типов и данных. Если в некотором языке нет булевских данных, то для индикаторов может использоваться числовой тип. Тогда присваивание sum_is_too_big = 1 будет не совсем понятным, в то время как в языке с булевским типом можно записать выражение sum_is_too_big = true, смысл которого существенно яснее.

Аналогично, тип данных, называемый за­писью, обеспечивает более читабельный способ хранения информации о сотрудниках, чем набор сходных массивов, в каждом из которых хранится отдельный элемент данных, как это бывает, если в языке не предусмотрена поддержка записей. В языке FORTRAN 77, на­пример, информация о сотрудниках может храниться в следующих массивах:

CHARACTER (LEN = 30) NAME (100)

INTEGER AGE (100), EMPLOYEE_NUMBER (100)

REAL SALARY (100)

1.3.1.5. Синтаксическая структура

Существенное влияние на читабельность программ оказывает синтаксис элементов языка программирования. Ниже перечислены три элемента синтаксической структуры языка, воздействующие на читабельность программы.

Формы идентификаторов.

Ограничение длины идентификаторов до маленьких размеров уменьшает читабельность. Например, в языке FORTRAN 77 длина идентификатора не мо­жет превышать шести символов, поэтому в нем часто не­возможно использовать осмысленные названия переменных. Еще большей край­ностью отличается созданный Национальным институтом стандартизации США (ANSI – American National Standards Institute) язык BASIC, в кото­ром идентификатор может состоять только из одной буквы или сочетания, со­стоящего из буквы и следующей за ней цифры.

Специальные слова.

Внешний вид программ существенно зависит от набора специальных слов языка (begin, end, for, …). Особенно важен спо­соб образования составных операторов. В некоторых язы­ках для формирования групп используются согласованные пары слов или символов. В языке Pascal для всех управляющих структур, кроме оператора repeat, используется пара специальных слов begin-end, причем даже там, где она может быть пропущена. В языке C для той же цели используются фигурные скобки. В обоих вариантах недостатком можно считать единообразное завершение группы опера­торов. Иногда довольно трудно определить, какая именно группа замыкается очередным оператором end или символом }. В языках FORTRAN 90 и Ada эта проблема не так остра, поскольку для каждого вида группы операторов использу­ется отдельный синтаксис замыкания. В языке Ada, например, для замыкания кон­струкции ветвления используется оператор end if, а для замыкания цикла – оператор end loop. Это пример противоречия между простотой языка Pascal, приводящей к малому количеству зарезервированных слов, и лучшей читабельно­стью языка Ada, обеспеченной многочисленными зарезервированными словами.

Другим важным вопросом является использование специальных слов языка в ка­честве имен переменных в программе. Если такая возможность есть, то программа может оказаться весьма запутанной. Например, в языке FORTRAN 90 такие специ­альные слова, как DO и END, можно использовать в качестве имен переменных, так что их появление в программе может означать не то что кажется на первый взгляд.

Форма и значение.

Облегчить чтение программы могут также операторы, само появление которых отчасти указывает на их цели. В некоторых случа­ях этот принцип нарушается двумя языковыми конструкциями, идентичными или похожими по форме, но различными по смыслу, который может зависеть от кон­текста. В языке C, например, смысл слова static зависит от контекста, в котором оно появляется. Если оно использовано при определении переменной внутри функции, это означает, что данная переменная соз­дается во время компиляции. Если слово static используется при определении переменной вне всех функций, это означает, что она видима только в файле, содержащем данное описание.

Одна из основных претензий к набору команд оболочки операционной системы UNIX связана с тем, что названия этих команд не всегда связаны с их предназначением. Например, название используемой в системе UNIX команды grep может быть расшифровано только при наличии предварительных знаний, а также опыта работы с текстовым редактором ed системы UNIX. Для начи­нающих пользователей системы UNIX появление указанной команды ни о чем не гово­рит.

В текстовом редакторе ed команда /стандартное выражение/ выполняет поиск подстроки, совпадающей с указанным стандартным выражением. Если предварить эту команду атрибутом g, то ее выполнение станет глобальным, определяя весь редактируе­мый файл как область поиска. Употребление атрибута p после указанной команды при­ведет к печати строки, содержащей искомое выражение. Таким образом, команда g/стандартное_выражение/p, которая сокращается до grep (по первым буквам), печатает все строки файла, содержащие под­строку, совпадающую с искомым стандартным выражением.