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，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一个方面的所有必要内容。^[1]

模块化概念

编程最重要的概念之一是模块化 - 将代码行分组以创建一个可互换的模块，可以根据需要添加或删除到我们的程序中。最初的术语是子程序。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的程序分解成更小、更易于管理的部分。由于函数是整个程序中的一小部分，我们可以专注于我们希望每个部分（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来说是唯一的。其他程序可能使用类似的函数，甚至可能使用相同名称的函数，但函数的内容几乎总是非常不同的。
特定任务 - 旨在与多个程序一起使用的函数。这些函数执行特定任务，因此可以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。由于它们已经被编码和测试过，我们可以放心地使用它们来更有效地编写大型程序。

主程序必须建立在该程序中使用的函数的存在。根据编程语言的不同，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。用原型声明函数是某些编程语言特有的，包括 C 和 C++。

程序控制函数通常不彼此通信，但使用一个公共区域进行变量存储。特定任务函数的构建方式允许数据在调用程序部分（通常是另一个函数）和被调用的函数之间进行通信。这种通信数据的能力使我们能够构建一个特定任务函数，该函数可以在许多程序中使用。函数进出数据通信的规则因编程语言而异，但概念相同。传递（或通信）的数据项称为参数。因此，用语：参数传递。四种数据通信选项包括

没有输入通信，没有输出通信
没有输入通信，有一些输出通信
一些输入通信，有一些输出通信
一些输入通信，没有输出通信

程序控制函数

在许多编程语言中，主程序部分是一个特殊的函数，其标识符名称为 main。函数控制程序对于一个程序来说是唯一的。“Main”是程序中代码执行开始的地方，调用函数的地方，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地方。这些设置包括项目，例如原型声明、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，它不像程序中的其他函数那样进行原型化或通常调用。

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。特定任务函数旨在在许多程序中使用。

静态类型语言（如 C++、C# 和 Java）中函数的通用布局

<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）中函数的通用布局

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，函数有一组花括号 {} 用于标识一组语句或代码行。其他语言使用缩进或某种类型的开始和结束语句来标识代码块。函数中通常有几行代码。

编程语言要么在 main 函数之前定义特定任务函数，要么在 main 函数之后定义特定任务函数，具体取决于给定语言的编码约定。

当调用函数时，使用其标识符名称和一组括号。将要传递的任何数据项都放在括号内。在我们的程序编译并运行后，main 函数中的代码行被执行，并且当它到达特定任务函数的调用时，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。完成代码行后，它将返回到调用它的程序中的位置（在我们的示例中是函数 main），并继续执行该函数中的代码。