Programación Estructurada

La programación estructurada es un paradigma de programación orientado a mejorar la claridad, calidad y tiempo de desarrollo de un programa de computadora recurriendo únicamente a subrutinas y a tres estructuras de control básicas: secuencia, selección (if y switch) e iteración (bucles for y while); asimismo, se considera innecesario y contraproducente el uso de la transferencia incondicional (GOTO); esta instrucción suele acabar generando el llamado código espagueti, mucho más difícil de seguir y de mantener, además de originar numerosos errores de programación.

Surgió en la década de 1960, particularmente del trabajo de Böhm y Jacopini​ y un famoso escrito de 1968: «La sentencia goto, considerada perjudicial», de Edsger Dijkstra.​ Sus postulados se verían reforzados, a nivel teórico, por el teorema del programa estructurado y, a nivel práctico, por la aparición de lenguajes como ALGOL, dotado de estructuras de control consistentes y bien formadas.

Orígenes de la programación estructurada

A finales de los años 1970 surgió una nueva forma de programar que no solamente permitía desarrollar programas fiables y eficientes, sino que además estos estaban escritos de manera que se facilitaba su comprensión en fases de mejora posteriores.

El teorema del programa estructurado, propuesto por Böhm-Jacopini, demuestra que todo programa puede escribirse utilizando únicamente las tres instrucciones de control siguientes:

1. Secuencia.
2. Instrucción condicional.
3. Iteración (bucle de instrucciones) con condición inicial.

Solamente con estas tres estructuras se pueden escribir todos los programas y aplicaciones posibles. Si bien los lenguajes de programación tienen un mayor repertorio de estructuras de control, estas pueden ser construidas mediante las tres básicas citadas.

Fundamentación teórica

El teorema del programa estructurado proporciona la base teórica de la programación estructurada. Señala que la combinación de las tres estructuras básicas, secuencia, selección e iteración, son suficientes para expresar cualquier función computable. Esta observación no se originó con el movimiento de la programación estructurada. Estas estructuras son suficientes para describir el ciclo de instrucción de una unidad central de procesamiento, así como el funcionamiento de una máquina de Turing. Por lo tanto, un procesador siempre está ejecutando un «programa estructurado» en este sentido, incluso si las instrucciones que lee de la memoria no son parte de un programa estructurado. Sin embargo, los autores usualmente acreditan el resultado a un documento escrito en 1966 por Böhm y Jacopini, posiblemente porque Dijkstra había citado este escrito.4​ El teorema del programa estructurado no responde a cómo escribir y analizar un programa estructurado de manera útil. Estos temas fueron abordados durante la década de 1960 y principio de los años 1970, con importantes contribuciones de Dijkstra, Robert W. Floyd, Tony Hoarey y David Gries.

Ventajas de la programación estructurada

Entre las ventajas de la programación estructurada sobre el modelo anterior (hoy llamado despectivamente código espagueti), cabe citar las siguientes:

• Los programas son más fáciles de entender, pueden ser leídos de forma secuencial y no hay necesidad de tener que rastrear saltos de líneas (GOTO) dentro de los bloques de código para intentar entender la lógica interna.
• La estructura de los programas es clara, puesto que las instrucciones están más ligadas o relacionadas entre sí.
• Se optimiza el esfuerzo en las fases de pruebas y depuración. El seguimiento de los fallos o errores del programa (debugging), y con él su detección y corrección, se facilita enormemente.
• Se reducen los costos de mantenimiento. Análogamente a la depuración, durante la fase de mantenimiento, modificar o extender los programas resulta más fácil.
• Los programas son más sencillos y más rápidos de confeccionar.
• Se incrementa el rendimiento de los programadores.

Estructuras de control

Siguiendo el teorema del programa estructurado, todos los programas se ven como compuestos de estructuras de control:

1. Sequence: declaraciones ordenadas o subrutinas ejecutadas en secuencia.
2. Selection: una o varias instrucciones se ejecutan dependiendo del estado del programa. Esto generalmente se expresa con la palabra clave como if..then..else..endif. La declaración condicional debe tener al menos una condición verdadera y cada condición debe tener un punto de salida como máximo.
3. Iteration: una instrucción o bloque se ejecuta hasta que el programa alcanza un cierto estado, o se han aplicado operaciones a cada elemento de una colección. Esto generalmente se expresa con palabras clave como while, repeat, for o do..until. A menudo, se recomienda que cada bucle solo tenga un punto de entrada (y en la programación estructural original, también solo un punto de salida, y algunos lenguajes lo imponen).
4. Recursion; una declaración se ejecuta llamándose repetidamente a sí misma hasta que se cumplen las condiciones de terminación. Si bien en la práctica son similares a los bucles iterativos, los bucles recursivos pueden ser más eficientes desde el punto de vista computacional y se implementan de manera diferente como una pila en cascada.