泡面编程 /第2章

流程图

本节我们了解编程过程中一个重要的工具——流程图。

现在，你的朋友应该正在泡方便面了。那我们也可以梳理下咱们的泡面算法了：

• 第①步：将方便面从袋子中取出，放到干净的600ml容量的空碗中。
• 第②步：取出调料包，拆开，将调料倒入上述碗中。
• 第③步：检查是否还有调料包。如果有，重复第②步；如果没有，进入下一步。
• 第④步：向碗中注入500ml温度为100℃的水，并立刻用直径大于碗的碟子盖住碗。
• 第⑤步：如果喜欢硬一点的面，则等3分钟；如果喜欢软硬适中的面，则等4分钟；如果喜欢软一点的面，则等5分钟。
• 第⑥步：时间一到就打开盖住碗的碟子，就可以吃面了。

可以看出，整个算法的主体结构就是从第①步到第⑥步顺序执行，没什么难度。

但是也有两处存在一些特殊的操作。

最明显的是第⑤步，这里会根据朋友的选择，产生多种情况。

还有第③步，这里如果有多个调料包，则要回到第②步。而如果方便面中的调料包很多的话，则会一直在②③步之间循环。直到所有的调料包都被拆完。

以上，其实体现了三种结构：

• 顺序结构：按照步骤顺序依次执行。
• 选择结构：进行某些条件进行判断，并根据判断结果执行不同的步骤。
• 循环结构：不断地重复一些步骤，直到最后满足一定条件后，才停止重复。

以上这些结构也可以用图形表示出来，那样会更加直观一些。

顺序结构最为简单，就是按照步骤顺序依次执行，如图 1所示。

选择结构也不难，就是进行某些条件进行判断，并根据判断结果执行不同的步骤。如图 2所示，在图中的特点就是存在执行步骤的分叉。

循环结构稍微复杂一点，它同样存在一个判断模块，如果判断满足循环条件则继续循环，如果不满足循环条件，则跳出循环执行后面的步骤，如图 3所示。要注意的是，每一次循环结束后，都会再判断一下是继续循环还是退出。

既然我们可以用图的形式将以上三种结构画出来，那肯定也可以将整个泡面算法画出来。这个过程并不复杂，就是上面三种结构的混合使用，结果如图 4。

这就是流程图，它和我们文字版本的泡面算法是等价的。但显然流程图的表现力更强，能够将算法的结构更为清晰地展现出来。

刚才我们只介绍了算法和流程图中的三种结构，即顺序结构、选择结构、循环结构，然后就只用这三种结构便画出了我们的泡面算法。可我们的泡面算法毕竟是很简单的，会不会有一些复杂的算法只靠这三种结构是无法实现的？

可以确切地告诉你，这三种结构就完全足够了。无论多复杂的程序都可以只用这三种结构组合而成。科学家们早已经证明了这一点¹。

因此，流程图并不复杂，核心就是上面介绍的三种结构。下表展示了常用的几个符号，我们在前面都已经用过了：

当我们在设计算法时，可以画出算法的流程图，它真的很有用。有经验的程序员就经常画流程图来帮助自己理清算法思路，或者用来向其他程序员传达自己的算法思路。如果你参与到程序员们的日常讨论中，说不定会遇到他们对着一张流程图激烈地讨论。

而只要能画出算法的流程图，就真的离写出电脑运行的程序很近了！

事实上，只要将流程图中的内容用程序语法写出来，就得到了程序。

可什么是程序的语法呢？

我们下节就回答这个问题。