Понимание псевдокода: что это такое и как его написать

22 июля 2021 г.

Написание языков программирования и алгоритмов включает в себя техническую логику и сложные структуры. Псевдокод — это один из методов планирования, который программисты используют для организации и описания своей логики кодирования перед написанием каждой строки скрипта. Если вы пишете код, изучение псевдокода может повысить эффективность вашего процесса написания кода и качество вашей работы. В этой статье мы даем базовое введение в псевдокод, объясняем, как его писать, и приводим несколько описательных примеров.

Что такое псевдокод?

Псевдокод — это упрощенное представление алгоритма, использующего английский язык для описания логики кодирования. Это позволяет программистам планировать любой тип языка программирования или структуру алгоритма, используя простые письменные команды и инструкции. Псевдокод в основном использует обычный текст для описания различных действий кодирования и их правильной последовательности в алгоритме, хотя некоторые типы псевдокода также используют математические символы для ссылки на наборы данных. В то время как языки программирования, такие как Java, существуют для обработки компьютерами, псевдокод существует для того, чтобы люди могли его читать и понимать.

Поскольку компьютеры не могут интерпретировать псевдокод, программистам необходимо перевести его на язык программирования, чтобы создать функциональный алгоритм. Программисты могут интерпретировать каждую строку псевдокода в соответствии с техническими характеристиками предпочитаемого ими языка программирования.

Зачем использовать псевдокод?

Поскольку языки программирования включают в себя сложные технические детали, псевдокод — это простой способ понять основы работы программы без необходимости изучения сложных математических обозначений. Программисты часто используют псевдокод в качестве прототипа перед написанием фактического технического кода для программы, что позволяет им неформально определить лучший способ написания своих алгоритмов и спланировать структуру проекта. Использование псевдокода — это эффективный способ управления и документирования операций кодирования.

Каковы основные конструкции псевдокода?

Для правильного представления алгоритма псевдокод включает представления нескольких элементов логики программирования, также известных как конструкции. Эти конструкции представляют собой структуру, которая объясняет различные конструкции псевдокода. Вы всегда пишете конструкции псевдокода в верхнем регистре, чтобы упростить сообщение читателю, что фраза описывает критическое действие для алгоритма. Основные конструкции, которые вы используете в псевдокоде:

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ

Последовательность — это порядок задач в алгоритме. В псевдокоде элементы последовательности располагаются каждый на отдельной строке один за другим. Все задачи линейны в псевдокоде, поэтому каждая задача выполняется по порядку, и ни одна задача не выполняется одновременно. Почти любой глагол может быть задачей в последовательности в зависимости от алгоритма или цели программы, но вот несколько общих команд и задач, которые программисты используют в псевдокоде:

• Распечатать

• Рассчитать

• Читать

• Вход

• Добавлять

• Вычесть

• Отображать

• Показывать

ЕСЛИ-ТО-ИНАЧЕ

В псевдокоде IF-THEN-ELSE — это конструкция, описывающая часть алгоритма с двумя возможными результатами. Это условное утверждение, которое включает в себя объяснение того, что произойдет, если произойдет одно событие, а затем объяснение того, что произойдет, если это событие не произойдет. Команды IF-THEN-ELSE представляют собой тип последовательности, потому что сначала вы рассматриваете условие, а затем выбираете один результат.

Пример:

ЕСЛИ возраст пользователя старше 21 года, ТО

• Показать приветственное сообщение

ЕЩЕ

КЕЙС

CASE — это конструкция для условных операторов с несколькими результатами. Оно происходит от словосочетания «в случае». В то время как вы используете IF-THEN-ELSE для операторов алгоритма с двумя вариантами, CASE предназначен для операторов с двумя или более операторами. Вы используете псевдокод, чтобы объяснить, что происходит, когда случается каждая возможность.

Пример:

CASE количество постов

• До 100 лет: отображать значок новичка.

• 101-1000: Показать промежуточный значок

• Более 1000: Отображение значка эксперта

ДЛЯ

FOR — это команда, которая показывает повторяющееся действие, также известное как цикл. Вы используете конструкцию FOR, когда хотите применить инструкции алгоритма к каждому элементу в наборе данных. Чтобы использовать это действие, вы определяете границы набора данных, который хотите использовать, например, список чисел, а затем описываете действие, которое хотите применить к каждому из этих чисел.

Пример:

НА каждый день месяца

• Подсчитать количество активных ежедневных пользователей

ПОВТОРЯТЬ ДО

Конструкция REPEAT-UNTIL — это тип цикла, который продолжается до тех пор, пока не произойдет определенная ситуация. Он похож на FOR, но вместо того, чтобы применять действия к определенным наборам данных, он зацикливает действие до тех пор, пока алгоритм не достигнет цели. Сначала вы перечисляете последовательность, которую хотите повторить, а затем объясняете, когда вы хотите, чтобы последовательность закончилась.

Пример:

ПОВТОРИТЬ

ДО 1000 ответов

ПОКА

WHILE — еще один элемент цикла, объясняющий ограничения цикла в начале оператора. В то время как REPEAT-UNTIL — это цикл, в котором перечислены условия цикла в нижней части кода, WHILE — это цикл, который описывает условия в начале кода. При использовании команды WHILE цикл происходит только в том случае, если заданное вами условие истинно. Если условие ложно, цикла не происходит.

Пример:

ПОКА количество активных пользователей в день меньше 100

• Отправляйте еженедельные напоминания по электронной почте

Другие конструкции

Хотя эти шесть конструкций являются наиболее популярными элементами псевдокода, существует множество других ключевых слов, которые вы можете использовать в своей работе. Поскольку псевдокод является неформальным и предназначен для интерпретации человеком, вы сами решаете, какие слова использовать для представления вашего алгоритма. Если вы используете уникальные или настраиваемые ключевые слова для представления конкретных действий, отличных от шести основных конструкций, рассмотрите возможность создания глоссария для объяснения каждой из них.

Преимущества псевдокода

Есть несколько преимуществ использования псевдокода в проекте программирования:

• Мозговой штурм: процесс написания псевдокода может помочь вам продумать логику алгоритма и решить проблемы, прежде чем тратить время и ресурсы на написание технического кода.

• Сотрудничество: псевдокод использует простой язык, что делает его полезным инструментом для объяснения сложных технических деталей заинтересованным сторонам и другим сотрудникам, которые могут не понимать языки программирования.

• Эффективная инструкция: как только вы закончите свой псевдокод, вы можете использовать его в качестве четкой схемы для перевода каждой строки на язык программирования.

• Документация. Сохранение документов псевдокода может помочь вам записать цели проекта, рекомендации и идеальные результаты для проекта, что поможет вам вносить исправления и обновления в код в будущем.

Недостатки псевдокода

Работа с псевдокодом связана с некоторыми проблемами, которые необходимо учитывать, если вы хотите использовать его в проекте. Он не стандартизирован, поэтому у каждого человека могут быть свои предпочтения или стиль, который он использует для своего псевдокода. Написание псевдокода также требует времени и планирования, что означает задержку процесса фактического написания кода. Заблаговременное планирование и использование эффективных и согласованных методов работы с псевдокодом — важная стратегия для преодоления этих проблем и использования всех преимуществ псевдокода.

Каковы правила написания псевдокода?

Есть несколько рекомендаций по написанию псевдокода, которые вы можете использовать для улучшения его функциональности и удобочитаемости. Вы можете разработать свой собственный стиль написания псевдокода, следуя при этом основным рекомендациям, чтобы другим было легко интерпретировать ваши инструкции по коду или совместно работать над алгоритмами. Вот основные правила псевдокода:

• Используйте ключевое слово конструкции с заглавной буквы.

• Используйте только одну конструкцию в строке, если только это не парная конструкция, такая как IF-THEN.

• При использовании нескольких конструкций используйте отступы для организации кода.

• Используйте простой язык, описывающий проблему, которую вы хотите решить.

• При объединении нескольких элементов псевдокода используйте фразу END плюс ключевое слово конструкции, чтобы показать, что элемент псевдокода завершен. Например, ENDFOR или ENDWHILE.

Как писать псевдокод

Точный процесс, который вы используете для написания псевдокода, зависит от цели вашего алгоритма, но включает в себя одни и те же основные шаги. Вот краткий обзор того, как написать полезный псевдокод, который поможет успешно программировать:

1. Создайте блок-схему

Начните с разработки блок-схемы основных функций, которые вы хотите дополнить своим алгоритмом или программой. Блок-схема может быть очень простой, включающей всего несколько функций со стрелками, указывающими направление идей. Начав с блок-схемы, вы создаете визуальное представление своего кода. Ссылайтесь на блок-схему, чтобы понять, какие конструкции использовать для выполнения каждого действия.

2. Запишите действие

Начните с записи одного действия для завершения вашего кода. Например, отображение текста на веб-сайте, вычисление уравнения или печать документа — все это действия, которые вы можете инициировать с помощью кода. Всегда начинайте с первого действия в последовательности, чтобы псевдокод оставался организованным.

3. Установите ограничения

Используйте конструкции, чтобы установить ограничения для первого действия в блок-схеме. Решите, какой тип последовательности, цикла или условий вам нужен, чтобы ваш код работал. Например, если вы хотите, чтобы ваш алгоритм печатал определенные документы, используйте конструкцию FOR, чтобы объяснить, какие страницы печатать.

4. Комбинируйте конструкции

Изменяйте и комбинируйте конструкции для создания пользовательского псевдокода, описывающего сложные операции. Не забывайте использовать отступы или другую форму интервала для организации групп конструкций, особенно при вложении одной конструкции в другую.

Например, вы можете начать с конструкции IF-THEN-ELSE, которая указывает алгоритму печатать тесты для учащихся четвертого класса на синей бумаге, а тесты для учащихся пятого класса — на зеленой бумаге. Затем вы можете добавить конструкцию REPEAT-UNTIL, которая указывает программе продолжать печать до тех пор, пока не будет выполнено 100 тестов.

Пример псевдокода

Вот один пример псевдокода для алгоритма, который генерирует чеки, чтобы проиллюстрировать, как он работает:

ПОКА общее количество сотрудников превышает 50

Показать имя сотрудника
Отображение отработанных часов
Показать оплачиваемый отпуск

IF наемный работник

• Отображение годовой зарплаты, разделенной на периоды оплаты в году

ЕЩЕ

КОНЕЦ

ДЛЯ почасовых сотрудников

• Умножьте почасовую ставку на количество отработанных часов

КОНЕЦ

ДЛЯ всех сотрудников

КОНЕЦ

ЕСЛИ сотрудники запросили бумажный чек, ТО

• Распечатать зарплату

  • Фамилия сотрудника CASE

    • Начинается с AH: распечатать зарплату в понедельник

    • Начинается с IP: Распечатать зарплату в среду

    • Начинается с QZ: Распечатать зарплату в пятницу

  • КОНЕЦ

ЕЩЕ

КОНЕЦ

ПОВТОРИТЬ

ПОКА все сотрудники не подтвердят получение зарплаты