Эдсгер Вайб Дейкстра - Программирование, как вид человеческой деятельности

управления», т. е. подмена счетчика инструкций, — это операция, обычно подразумеваемая как часть более содержательного действия. Я упомяну переход на следующий оператор, вызов процедуры и возврат из нее, условные конструкции и оператор for. Это еще вопрос, не собьет ли программиста с толку наличие отдельного средства управления передачей управления. Я поставил несколько программных экспериментов и сравнил текст на ALGOL с текстом, полученным мной на модифицированной версии ALGOL 60, в котором оператор goto был упразднен, а оператор for — будучи слишком помпезным и сложным — заменен более простой конструкцией повтора. Последние версии было потруднее создавать: мы так хорошо знакомы с командой перехода, что требовались некоторые усилия, чтобы забыть его! Во всех попытках, впрочем, программы без goto оказались короче и понятнее. Начальный шаг в повышении ясности достаточно понятен. Хорошо известно, что не существует алгоритма для определения, завершится данная программа или нет. Другими словами: каждый программист, который хочет создать безукоризненную программу, должен хотя бы убедиться сам, проверив, действительно ли завершается его программа. В программе, где goto применен в неограниченных количествах, этот анализ может оказаться очень трудным, учитывая большое разнообразие путей, по которым программа может зациклиться. После упразднения goto остаются только два способа, которыми программа может зациклиться: либо бесконечная рекурсия — т. е. через механизм процедур — либо конструкция цикла. Это весьма упрощает проверку.

Понятие цикла, столь фундаментальное в программировании, имеет еще один аспект. Нет ничего необычного в том, что среди последовательности повторяющихся операторов появляется одно или более подвыражений, которые не изменяют значение в ходе цикла. Если такая последовательность должна повторяться много раз, было бы досадной потерей машинного времени перевычислять одни и те же значения снова и снова. Один из способов избежать этого — переложить на оптимизирующий транслятор выявление подобных константных подвыражений, чтобы он мог вынести вычисление их значений за пределы цикла. При отсутствии оптимизирующего транслятора очевидное решение — предложить программисту расписать их явно путем введения стольких дополнительных переменных, сколько константных подвыражений имеется в цикле, и присвоения им значений перед входом в цикл. Я должен подчеркнуть, что оба способа написания программ в равной степени сбивают с толку. В первом случае транслятор сталкивается с ненужной головоломкой по выявлению константности, во втором — мы вводим переменную, единственное назначение которой — обозначать константное значение. Последнее рассмотрение указывает выход из этого затруднения: помимо переменных, в распоряжении программиста должны быть «локальные константы», т. е. идентифицируемые величины с ограниченным временем жизни, в течение которого они сохраняют постоянное значение, заданное в момент появления величины. Эти величины не новы: формальные параметры процедур уже демонстрируют это свойство. Вышеупомянутое — это призыв осознать, что концепция «локальной константы» имеет право на существование. Если меня правильно информировали, это уже было заложено в CPL, язык программирования, разработанный совместными усилиями в математической лаборатории Кембриджского университета в Англии.

Двойная выгода от ясности

Я подробно рассуждал о том, что убедительность результата сильно зависит от ясности программы, от степени, в которой она отражает структуру выполняемого процесса. Для тех, кто в первую очередь озабочен эффективностью, измеряемой сомнительной мерой в виде занимаемой памяти и машинного времени, я хотел бы указать, что увеличение эффективности всегда ведет к использованию структуры. Для них я хотел бы особо подчеркнуть, что все упомянутые структурные свойства могут быть использованы для повышения эффективности реализации. Следовало бы снова пересмотреть их вкратце. Аспекты, связанные со временем жизни, разрешаемые при помощи локальных величин процедуры, позволяют нам разместить их в стеке, тем самым используя доступную память весьма эффективно; анонимность промежуточных результатов позволяет нам динамически минимизировать обращения к памяти при помощи автоматически управляемого набора аккумуляторов; постоянство текста программы во время --">