Какими качествами должен обладать хороший алгоритм?

Прежде всего, от алгоритма требуется, чтобы он правильно решал поставленную задачу.

Но не менее важно, какой ценой это достигается. Речь идет о разумности затрат на его создание.

С этой точки зрения алгоритм должен быть легким для понимания, простым для доказательства правильности и удобным для модификации.

В рамках такой идеологии и сформировался так называемый структурный подход к конструированию и оформлению алгоритмов, позволяющий уменьшить количество ошибок в алгоритмах, упрощающий их контроль и модификацию.

По своей сути структурный подход есть отказ от беспорядочного стиля в алгоритмизации и программировании (в частности, отказ от оператора go to) и определение ограниченного числа стандартных приемов построения легко читаемых алгоритмов и программ с ясно выраженной структурой.

Теоретическим фундаментом этого подхода является теорема о структурировании, из которой следует, что алгоритм решения любой практически вычислимой задачи может быть представлен с использованием трех элементарных базисных управляющих структур:

а) структуры следования или последовательности;

б) структуры ветвления;

в) структуры цикла .

Рис. 2. Базисные управляющие структуры

Базисный набор управляющих структур является функционально полным, то есть с его помощью можно создать любой сколь угодно сложный алгоритм. Однако с целью создания более компактных и наглядных алгоритмов дополнительно используются следующие управляющие структуры:

а) структура сокращенного ветвления;

б) структура выбора; в) структура цикла с предусловием;

г) структура цикла с постусловием (Рис. 3, соответственно а, б, в, г).

Рис. 3. Дополнительные управляющие структуры

Любой алгоритм может быть построен посредством композиции базисных и дополнительных структур:

- путем их последовательного соединения - образования последовательных конструкций;

- путем их вложения друг в друга - образования вложенных конструкций.

В области автоматизированной обработки данных такой подход называют нисходящим проектированием или проектированием «сверху вниз».

Разработка алгоритма по нисходящей схеме начинается с разбиения сложной исходной задачи на отдельные более простые подзадачи, решение которых может быть представлено в общей структуре алгоритма функционально независимыми блоками. Разработку логической структуры каждого такого блока и ее модификацию можно осуществлять независимо от остальных блоков.

При восходящей схеме алгоритм начинают разрабатывать с создания алгоритмов для подпрограмм.

ПРИМЕРЫ Структур алгоритмов