编程基础/模块化编程

概述

模块化编程是一种软件设计技术，它强调将程序的功能分离成独立的、可互换的模块，以便每个模块包含执行所需功能的一个方面所需的一切。^[1]

模块化的概念

编程最重要的概念之一是模块化 - 将代码行分组在一起，以创建可互换的片段，这些片段可以根据需要添加到我们的程序中或从程序中删除。最初的描述是子程序。其他名称包括：宏、子例程、过程、模块和函数。函数很重要，因为它们允许我们将大型复杂程序分解成更小、更易于管理的片段。由于函数是整个程序的较小片段，因此我们可以集中精力于我们希望每个片段（函数）执行的操作，并执行测试和编辑代码。这样，函数有助于组织代码。通常，函数分为两类

程序控制 - 用于简单地细分和控制程序的函数。这些函数对于正在编写的程序是唯一的。其他程序可能使用类似的函数，甚至可能使用具有相同名称的函数，但函数的内容几乎总是非常不同的。
特定任务 - 设计用于多个程序的函数。这些函数执行特定任务，因此可在许多不同的程序中使用，因为其他程序也需要执行特定任务。特定任务函数有时被称为构建块。由于它们已经过编码和测试，因此我们可以自信地使用它们来更有效地编写大型程序。

主程序必须建立程序中使用的函数的存在。根据编程语言，有一种正式的方法来

定义一个函数（它的定义或它将执行的代码）
调用一个函数
声明一个函数（原型是对编译器的声明）

注意：定义和调用函数是跨编程语言的常见活动。使用原型声明函数特定于某些编程语言，包括 C 和 C++。

程序控制函数通常不互相通信，但使用一个公共区域来存储变量。特定任务函数的构建方式允许在调用程序片段（通常是另一个函数）和被调用的函数之间进行数据通信。这种通信数据的能力使我们能够构建一个特定任务函数，该函数可能在许多程序中使用。数据进出函数的通信规则因编程语言而异，但概念是相同的。传递（或通信）的数据项称为参数。因此，措辞为：参数传递。四种数据通信选项包括

没有通信进，没有通信出
没有通信进，有一些通信出
有一些通信进，有一些通信出
有一些通信进，没有通信出

程序控制函数

在许多编程语言中，主程序片段是一个特殊的函数，其标识符名称为 main。函数控制程序对于一个程序是唯一的。 "Main" 是程序中代码执行开始的地方，函数被调用的地方，以及程序执行结束的地方。它通常是程序中定义的第一个函数，并且是定义许多程序重要设置的区域。这些设置包括原型声明、列出全局常量和变量，以及许多其他技术项目。定义函数 main 的代码已提供；但是，它没有像程序中的其他函数那样被原型化或通常被调用。

特定任务函数

我们经常需要执行一项特定任务，该任务可能在许多程序中使用。特定任务函数旨在用于许多程序。

静态类型语言（如 C++、C# 和 Java）中函数的一般布局

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

动态类型语言（如 JavaScript 和 Python）中函数的一般布局

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>

在某些编程语言中，函数有一组大括号 {} 用于识别语句或代码行的组或块。其他语言使用缩进或某种类型的开始和结束语句来识别代码块。函数中通常有几行代码。

编程语言将根据给定语言的编码约定，在 main 函数之前或之后定义特定任务函数。

当您调用一个函数时，您使用它的标识符名称和一组圆括号。您将要传递的任何数据项都放置在圆括号内。在我们的程序编译并运行后，main 函数中的代码行将被执行，当它到达调用特定任务函数时，程序的控制权将移至该函数并开始执行该函数中的代码行。完成后代码行，它将返回到调用它的程序位置（在我们示例中是 main 函数），并继续执行该函数中的代码。