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控制结构

规定程序语句和程序单元的执行流程的控制机制

分为：
语句级控制结构
单元级控制结构

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第一节 语句级控制结构

• 语句级控制结构
  规定语句执行流程的控制

• 三种 语句级控制结构
  顺序
  选择（分支）
  重复（循环）

1. 顺序

• 语言可用的、最简单的控制结构
  A;
  B；

• 复合语句
  若干个语句可以组合在一起。逻辑上作为一条语句对待
  如{…}

2. 选择

选择控制结构允许在某些可选择的语句中选择其中一条来执行

单选： if then
二选一： if then else
多选一：嵌套 if then else

3. 重复

• 两种情况
  计数器制导
  条件制导

• 计数器制导
  当预先知道重复次数时，在循环计数器值的有限集合上重复
  （for循环）

• 条件制导
  不知道次数，只知道条件
  (while, do-while)

4. 语句级控制结构讨论

• 顺序、选择、重复是一定意义的抽象
  顺序、选择、重复可以帮助程序员组织语句的控制流程
  顺序、选择、重复是基本的语句级控制结构

  理论证明，使用顺序、选择和重复就可对计算机所有可能的算法进行编码

• 抽象控制结构，控制既简单又有效
  抽象控制结构是对程序计数器（PC)的值进行修改的抽象
  顺序：PC（自动）+1 的抽象
  选择和重复：显式修改PC值的抽象
  通过无条件转移和条件转移指令实现

• 显式控制结构：通过无条件转移和条件转移指令修改PC的低级控制机制
  抽象控制结构比显式控制结构更好
  程序员通过使用顺序、选择和重复就能表达控制语句执行的意图

• 采用抽象控制结构有利于程序设计
  高级语言控制结构最终要由条件转移和无条件转移的低级代码实现
  由编译器生成有效的低级代码（程序员不可见）

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第二节 单元级控制结构

• 规定程序单元之间控制流程的机制
  最简单的机制是ALGOL60的分程序
  在程序执行的过程中，遇到一个分程序，就建立
  在程序顺序执行的过程中，遇到一个分程序，就建立一个新的引用环境，并执行这个分程序。
  更强的机制允许程序员通过显式调用单元（例如函数和过程），把控制从一个单元转移到另一个单元

• 四种单元级控制结构
  显式调用
  异常处理
  协同程序
  并发单元

1. 显式调用

• 每个子程序（函数、过程）都有一个名字，通过名字进行程序单元的调用。
  调用语句将控制转向被调用单元
  被调用单元执行完后，又将控制返回主调用单元，并继续执行紧跟在调用语句后面的语句（返回地址）

• 例如：C语言的函数

• 当控制从调用单元转向被调用单元时，还可进行参数传递
  参数传递可实现单元之间的通信
  单元之间的通信也可以通过全局变量或非局部变量来进行（副作用）

• 参数传递
  每次调用允许传递不同的数据（实际参数），为单元间的通信提供了灵活性
  也提高了程序的可读性和可修改性

2. 异常处理

• 异常：导致程序正常执行中止的事件
  要靠发信号来引发
  用异常条件来表示

• 异常处理机制不包括在程序的主流程中，以保证程序的逻辑按基本算法进行

• 异常处理基本有两种
  基本的是处理完异常返回原程序，另一种是由异常处理决定去向

• 异常处理是C++的一个主要特征
  它提出了出错处理更加完美的方法
  设置陷阱 抛出异常 捕获异常
  try throw catch

3. 协同程序

多个程序单元交错的执行——协同程序

协同程序是通过协版作来完成，在任一指定时刻只有一个协同程序在运行，并且这个正在运行的协同程序只在必要时才会被挂起。
伪并行

4. 并发单元

多个进程的执行概念上是可重叠的，即正在执行的进程尚未中止，另一个进程可能开始执行，多个程序单元“并行”活动。例如“生产者-消费者”问题
正确访问缓冲区：同步与互斥问题