プログラムを書く時の基本的な考え方（８）：構造化プログラミング（その２）

前の記事からの続きです。

③プログラムは３つの制御構造で書ける

　第二の要素はプログラムは次の３つの構造で作ることができる、ということです。

1. 　連接（逐次）
2. 　選択（条件判断、条件分岐）
3. 　反復（ループ、繰り返し）

　いろいろな学習書・教科書に書いてあるので、ここでは省略しますが、数学的に証明されているらしい。実際、わたしもそうやってプログラム書いてました。

　プログラムを書き始めた頃は、処理の制御（処理を別のところに飛ばす）の必要があると、GOTO文というのを使っていたのです。わたしが最初に覚えたプログラミング言語がBASIC（Beginners' All-purpose Symbolic Instruction Code）だったので、すぐに覚えたのがGOTO文です。

④GOTO文は便利だが、使わない

　何かの条件でプログラムの制御をすぐ次の文（次に書いてある処理）でなくて、他のところに持って行きたい時がある。そういう時に、

　　IF  条件なんたらかんたら・・・ GOTO  何行目

みたいに書くのです。BASICはそれぞれの文（Statementという単位）ごとに処理が実行されるので、文ごとに行番号（ナンバー）が書いてある。というか、自分で書くのですが。上の文も実は正確には、

  10   IF  条件なんたらかんたら・・・GOTO  何行目

みたいに文の先頭に行番号（ここでは10としました）が付いている。全ての行に番号（常識的に考えれば分かりますが、昇順に並んでます）がついているので、GOTO でその行番号を示せば、そこに制御（次の処理）が移ります。GOTOの飛ばし先は前でも後ろでも大丈夫。

　10行目から100行目に飛ぶ

もありだし、

　100行目から50行目に飛ぶ（戻る）

もできます。これが100行目から5行目に飛ぶ・・・だったりすると、順番に処理していった結果、再度10行目を処理するということもありえます。

・・・というようなことを、BASICを含め、原初のプログラミング言語たちでは、みんなやっていた。原初のプログラミング言語とは、とりあえず、アセンブラ、FORTRAN、COBOL、BASICだと思ってください。昔、よく使われていたプログラミング言語です。実は他にもありますが、主たるものはこれら４つです。

　それで、このGOTO文（GOTO制御）は「害悪」だと言われた・・・（苦笑）

　確かにね、害悪にもなりますね。制御が複雑に絡みあうことを許しちゃうから。絡み合った状態を「スパゲッティ（スパゲッティ状態）」と言ってますね。色々な教科書に出てくるから、皆さん、ご存知ですね。スパゲッティはいかんと。美味しいのになぁスパゲッティ。

⑤アセンブラではGOTOするしかない

　それでも、アセンブラだと制御方式は基本的にそれしかないから（・・・マクロアセンブラとかは多少なんとかできるかと思いますが、まあここでは無視してください。）アセンブラ使いのプログラマはGOTOがどうしていかんのだと言いたくなりますよね、おそらく（苦笑）。

　繰り返しますが、確かによろしくはない。分かりにくくなりがちだからね。分かるように書けばいいのだ・・・という昔堅気のプログラマもいたりするのですが、わたしも崇め奉っている、かの有名な（皆さん、知らんかもしれんけど）カーニハン大先生とか、プローガー大先生とか、リッチー大先生とかが、GOTOは使うな・・・と言うもんだから、GOTO文を使うことを止めたのです。だって、この人たち、わたしの時代のプログラマからすれば神だもの、神のおっしゃることは聞かないといけない。

　だんだん、話が雑談めいて来ましたので、改めて姿勢を正して話しますと、そういう訳でGOTO文を使わないプログラムが分かりやすくて良いと。GOTO使わないならどうすれば良いのか・・・という答えが前述した３つの制御構造です。それでプログラムは全部書けちゃうのだよと、大先生たちがおっしゃるので、世界中のプログラムからGOTO文が消えました。実はあるケースでは、あえてGOTO文を使っても良いよ・・・ともおっしゃっているので、そこだけ使うことはしたという事実はあります。ここでは詳細は省きますが。

　GOTO文を使わないで３つの制御構造でプログラムを書く。そうすれば自ずとプログラムは分かりやすくなり、メンテナンスもしやすくなり、構造化しやすくなるのだ。これはその通りで、GOTO文でどこか遠くに制御が飛んでしまうようなプログラムは「部品化」できません。

　プログラムを書くときに前に似たようなの書いたよな、と思い出すことがあります。それでそのプログラムを引っ張り出してエディタでじっと見る。ああ、ここが使える・・・と思ってそこをコピペするのです。
　でもね、GOTO文で制御があっちこっちいってると、これは尋常じゃない。大丈夫かな、ここ切り取ってコピペして・・・という疑問というか不安がいっぱいです。だからGOTO文を使わなくなりました。GOTO文があるとプログラムを「部品」として扱うのが難しくなるのです。

　以上、構造化プログラミングはこの２つの要素からなるプログラミング理論です。

　構造化プログラミングの目指すところは、「生産性の向上」です。「プログラミングの効率化」と言ってもいい。そのために構造化プログラミングするのです。ここが大事。あとでまた言います。