บทที่ 12

บทที่ 12 การเขียนโปรแกรม

        สำหรับโปรแกรมเมอร์แล้ว การเขียนโปรแกรมอาจไม่ใช่เรื่องยาก แต่สิ่งที่ยากกว่าคือการที่โปรแกรมเมอร์จะต้องคำนึงถึงหลักการต่างๆ ที่จะทำให้ผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์มีคุณภาพคามหลักของวิศวกรรมซอฟต์แวร์

12.1 มาตรฐานการเขียนโปรแกรม

        ปัจจุบันความซับซ้อนของงานแต่และส่วนประสานของซอฟต์แวร์ โปรแกรมเมอร์ต้องาสร้างซอฟต์แวร์ในลักษณะเป็นชิ้นส่วน แล้วจึงนำแต่ละชิ้นส่วนมาประกอบกันซึ่งต้องอาศัยโปรแกรมเมอร์จำนวนมาก ทั้งเครื่องมือและเทคนิคต่างๆ มากมาย

        เพื่อให้การประกอบซอฟต์แวร์ การจัดทำเอกสาร และการบำรุงรักษาโปรแกรมที่ถูกเขียนขึ้นมาโดยโปรแกรมเมอร์จำนวนมากมายนั้น ง่ายขึ้น จำเป็นต้องกำหนดมาตรฐาน และกระบวนการทำงาน เพื่อควบคุมการดำเนินงานของโปรแกรมเมอร์ ให้สอดคล้อง มีระเบียบ และเป็นไปในทิศทางเดียวกัน เพื่อให้ทราบและเข้าใจในมาตรฐานเดียวกัน ซึ่งมีประโยชน์ดังนี้

        1. ประโยชน์ต่อโปรแกรมเมอร์

                มาตรฐานและกระบวนการ จะช่วยให้โปรแกรมเมอร์จัดลำดับความคิดได้อย่างเป็นระบบขึ้น หลีกเลื่องข้อผิดพลาดในเบื้องต้นได้ เช่น การกำหนดชื่อตัวแปร ชื่อฐานข้อมูล ที่ไม่สอดคล้องกับทีมงานอื่น

        2. ประโยชน์ต่อบุคคลอื่น

                โปรแกรมที่เขียนเสร็จเรียบร้อยแล้ว จะถูกนำไปทดสอบ ประเมิน และประกอบให้บุคคลอื่น ซึ่งอาจเป็นโปรแกรมเมอร์ทีมอื่นที่ทำหน้าที่ทดสอบและประกอบซอฟต์แวร์ ดังนั้น โปรแกรมเมอร์จะต้องจัดโครงสร้าง รูปแบบ และจัดทำเอกสารของโปรแกรมให้โปรแกรมเมอร์คนอื่นเข้าใจได้ง่าย ว่าแต่ละส่วนของโปรแกรมนั้นมีหน้าที่อะไรและทำงานอย่างไร โดยอาจเขียนบันทึกย่อในตัวโปรแกรม เพื่อบอกรายละเอียดอื่นที่เกี่ยวข้อง

12.2 หลักปฏิบัติในการเขียนโปรแกรม

        12.2.1 โครงสร้างควบคุมการทำงานของโปรแกรม ( Control Structure )

                การควบคุมการทำงานของโปรแกรม ล้วนมีความสำคัญต่อการเขียนโปรแกรมทั้งสิ้น เนื่องจากการควบคุมการทำงานเป็นส่วนสะท้อนให้เห็นถึงโครงสร้างควบคุมการทำ งานของโปรแกรม เพื่อความสะดวกในการอ่านโค้ด ให้เข้าใจในการทำงานของโปรแกรม  แบ่งออกเป็น 2 ทางคือ

                1. เขียนโค้ดจากบนลงล่าง การเขียนโค้ดให้อ่านจากบนลงล่าง คือ การเขียนในลักษณะที่เป็นไปตามคำสั่งควบคุมของโปรแกรม คือ จะไม่มีการเขียนแบบกระโดดไปมา

ตัวอย่างที่ 12.2

                2. แบ่งส่วนการทำงานออกเป็นโมดูล แต่ละโมดูลรับผิดชอบการประมวลผลข้อมูลตามหน้าที่ที่แตกต่างกันออกไปโมดูลละ 1 หน้าที่

        12.2.2 อัลกอลิธึม (Algorithm)

                อัลกอลิธึม เป็นลำดับขั้นตอนการทำงานหรือการแก้ปัญหางานใดๆ จะแสดงให้เห็นกรแก้ไขปัญหาแต่ละงานอย่างเป็นลำดับขั้นตอน หน้าที่ของโปรแกรมเมอร์ในขั้นตอนนี้คือ นำอัลกอลิธึมที่ได้จากการออกแบบมาเขียนเป็นโค้ดโปรแกรม ภายใต้โปรแกรมมิ่ง แพลตฟอร์ม และฮาร์ดแวร์ที่กำหนด  หลักที่ต้องคำนึงเมื่อแปลงอัลกอลิธึมคือ ต้องเขียนโค้ดให้มีประสิทธิภาพ และ ประสิทธิผล ซึ่งหมายถึง คุณภาพของโค้ด

        12.2.3 โครงสร้างข้อมูล (Data Structure)

                โครงสร้างข้อมูลในที่นี้หมายถึง ลักษณะของข้อมูลที่จะถูกประมวลผลในโปรแกรม เนื่องจากพบว่าบ่อยครั้งที่พบว่าข้อมูลที่รับเข้ามาเป็นตัวกำหนดโครงสร้าง การทำงานของโปรแกรม ดังนั้น จึงมีข้อแนะนำในกรเขียนโปรแกรมตามโครงสร้างข้อมูล

                1. เขียนโปรแกรมให้เรียบง่ายที่สุด กล่าวคือ ไม่ว่าในขั้นตอนออกแบบจะกำหนดข้อมูลมาในลักษณะใด ให้นำมาปรับใหม่เพื่อที่ให้สมารถเขียนโปรแกรมได้ง่ายขึ้น

                ตารางหน้า 215

                จากข้อมูลดังกล่าว หากต้องเขียนโปรแกรมเพื่อคำนวณหาภาษีเงินได้บุคคลธรรมดา โดยให้รับข้อมูลเงินได้สุทธิต่อปีเข้ามาเปรียบเทียบ สมมติ เงินได้สิทธิ 650,000 บาท/ปี สำหรับ 100,000 บาทแรกจะได้รับการยกเว้น (เหลือ 550,000) ให้คิดที่เงินได้ขั้นถัดมาคือขั้นที่ 2 (100,001 ? 500,000)  ซึ่งก็คือ 400,000 ต้องเสียภาษีร้อยละ 10 คือ 40,000 บาท รวมกับภาษีอีกร้อยละ 20 สำหรับส่วนที่เหลือ 150,000 บาท ซึ่งคิดเป็นภาษได้ 30,000 บาท รวมภาษีทั้งสิ้น 40,000 + 30,000  = 70,000 บาท เมื่อเข้าใจการคำนวณแล้ว เพื่อให้การเขียนโปรแกรมง่ายขึ้น สามารถจัดโครงสร้างข้อมูลในตารางใหม่ได้ดังนี้

ตารางหน้า 215

        จากตารางข้างต้น ข้อมูลที่เพิ่มเข้ามา ได้แก่ เงินได้สูงสุดในแต่ละขั้น ภาษีในแต่ละขั้น และเงินภาษีสะสมจะทำให้การเขียนเงื่อนไขในโปรแกรมง่ายขึ้น โดยสามารถนำค่าดังกล่าวมาใช้คำนวณได้เลย ดังตัวอย่างที่นำค่าภาษาในแต่ละขั้นมาใช้ อย่างไรก็ตาม ผู้อ่านสามารถเขียนเงื่อนไขได้อีกหลายรูปแบบ โดยอาจนำค่าเงินได้สูงสุดในแต่ละขั้น มาใช้ร่วมกันกับเงินภาษีสะสมก็ได้

ตัวอย่างที่ 12.3

        2. ใช้โครงสร้างข้อมูลเป็นตัวกำหนดโครงสร้างโปรแกรม จากหลักปฏิบัติในข้อ 1 เป็นการกำหนดโครงสร้างข้อมูลใหม่เพื่อให้การเขียนโปรแกรมเรียบง่ายขึ้น ซึ่งจะเห็นว่าโครงสร้างข้อมูลนั้นมีอิทธิพลต่อการกำหนดโครงสร้างโปรแกรม นอกจากนี้โครงสร้างข้อมูลยังเป็นตัวกำหนดภาษาโปรแกรมมิ่งที่จะใช้งาน

        12.2.4 หลักปฏิบัติอื่นๆ

                นอกจากหลักปฏิบัติที่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทั้ง 3 ส่วนของโปรแกรมตามที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว ยังมีหลักปฏิบัติอื่นๆ ที่จะช่วยให้การเขียนโปรแกรมมีคุณภาพขึ้น ดังนี้

                1. แยกฟังก์ชันหรือโมดูลและแสดงผลข้อมูลออกมาต่างหากจากโค้ดส่วนอื่นของโปรแกรม ทั้งนี้เพื่อง่ายต่อการแก้ไขปรับปรุง และลดความซ้ำซ้อนในกรเขียนโค้ด

                2. ใช้วิธีการเขียนรหัสเทียมเพื่อทดลองออกแบบอัลกอลิธึมของโปรแกรมก่อนลงมือ เขียนจริง เพื่อลดความผิดพลาดในการเขียนโค้ด      

                3. โดยทั่วไป เมื่อเริ่มต้นเขียนโค้ดโปรแกรม  โปรแกรมเมอร์บางส่วนจะใช้วิธีเขียนโค้ดเพื่อให้ใช้งานได้คร่าวๆ แล้วจึงมาเก็บรายละเอียดเพิ่มเติมหลังจากทดสอบผลลัพธ์แล้วว่าถูกต้อง หากพบข้อผิดพลาดก็จะแก้ไขก่อน จะช่วยให้แก้ไขข้อผิดพลาดได้ตรงจุดมากขึ้น

                4. สำเร็จประเด็นเรื่องการนำโปรแกรมกลับมาใช้ซ้ำ หรือ Reuse นั้น หากกล่าวในแง่ของผู้ที่เกี่ยวข้อง จะมี 2 ฝ่ายคือ ผู้ผลิตคอมโพเน้นท์ให้สามารถใช้ซ้ำได้ และลูกค้าผู้นำคอมโพเน้นท์มาใช้ซ้ำ

                Consumer Reuse  กรณีลูกค้าที่กำลังพิจารณาเลือกคอมโพเน้นท์มาใช้ซ้ำ มีหลักการพิจารณาดังนี้

                1. คอมโพเน้นท์ที่กำลังพิจารณามีฟังก์ชันหรือข้อมูลตามที่เราต้องการหรือไม่

                2. หากต้องการดัดแปลงคอมโพเน้นท์ การดัดแปลงนั้นจะคุ้มค่าหรือไม่เมื่อเทียบกับการสร้างขึ้นมาใหม่

                3. คอมโพเน้นท์ดังกล่าวมีเอกสารประกอบมาให้อย่างครบถ้วนสมบูรณ์หรือไม่ หากมีจะช่วยให้โปรแกรมเมอร์ทำความเข้าใจในโค้ดของคอมโพเน้นท์ได้ง่ายขึ้น

                4. คอมโพเน้นท์มีข้อมูลชุดทดสอบที่สมบูรณ์มาให้ด้วยหรือไม่ หากมีจะทำให้มั่นใจว่าคอมโพเน้นท์มีข้อผิดพลาดน้อย

                Producer Reuse

                กรณีที่เป็นผู้ผลิตคอมโพเน้น มีหลักการผลิตที่ต้องคำนึงถึง ดังนี้

                1. สร้างคอมโพเน้นท์ให้เป็นกลางมากที่สุด โดยกำหนดชื่อตัวแปรหรือเงื่อนไขให้สอดคล้องกับระบบงานที่คอมโพเน้นต้องรับ ผิดชอบ

                2. กำหนด Interface ของคอมโพเน้นท์ให้ชัดเจนและสมบูรณ์ที่สุด (Well-defined Interface)

                3. ควรระบุข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นและวิธีแก้ไขไว้ด้วย

                4. ชื่อตัวแปรควรสื่อความหมายชัดเจน และสามารถจำแนกความแตกต่างได้ง่าย

                5. ควรจัดทำเอกสารแสดงโครงสร้างของข้อมูลและอัลกอริธึม

                6. จัดเก็บส่วนติดต่อระหว่างคอมโพเน้นท์กับส่วนตอบสนองต่อความผิดพลาดไว้ต่างหาก เพื่อให้แก้ไขง่ายขึ้น

12.3 การจัดทำเอกสารโปรแกรม

        การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม เป็นส่วนที่จะช่วยให้บุคคลอื่นสามารถเข้าใจหน้าที่ วัตถุประสงค์ และการทำงานของโปรแกรมได้ง่ายขึ้น เนื่องจากความจำเป็นในการทดสอบ ประเมิน และประกอบรวมโปรแกรมเข้ากับซอฟต์แวร์ โปรแกรมเมอร์จึงต้องจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรมให้มีรายละเอียดที่ชัดเจนและ สมบูรณ์ โดยแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

        12.3.1 การจัดทำเอกสารภายใน (Internal Documentation)

                คือเอกสารที่แสดงรายละเอียดโค้ดทั้งหมดของซอฟต์แวร์ ซึ่งนอกจากส่วนที่เป็นโค้ดแล้ว ยังรวมถึงหมายเหตุโปรแกรมด้วย ในที่นี้จะกล่าวถึงหลักในการเขียนหมายเหตุโปรแกรมและส่วนอื่นๆ ที่จำเป็นดังนี้

                        1. Header Comment Block คือการเขียนหมายเหตุไว้ที่ส่วนหัวของโปรแกรมหรือคอมโพเน้นท์ลงบนเอกสารประกอบโปรแกรม เป็นส่วนแสดงที่มา หน้าที่ และการใช้งานโปรแกรม

                        2. หมายเหตุส่วนอื่นๆของโปรแกรม คือ การเขียนหมายเหตุกำกับในแต่ละส่วนการทำงานของโปรแกรม โดยต้องเขียนรายละเอียดเพิ่มเติมที่จะช่วยให้บุคคลอื่นสามารถเข้าใจง่ายขึ้น

                        3. ตั้งชื่อตัวแปรให้สื่อความหมายที่ชัดเจน ชื่อ Label และชื่อตัวแปรควรกำหนดให้สื่อความหมายได้อย่างชัดเจนสามารถจำแนกความแตกต่างๆได้ และไม่ควรตั้งชื่อซ้ำ

                        4. จัดรูปแบบโค้ดและหมายเหตุให้ง่ายขึ้น การจัดรูปแบบหรือตกแต่งข้อความโค้ดจะช่วยให้อ่านหมายเหตุได้ง่ายขึ้น ไม่ปะปนกับประโยคคำสั่งของโค้ด

                        5. จัดทำเอกสารประกอบการใช้งานข้อมูล นอกจากรายละเอียดต่างๆแล้ว ส่วนการกำหนดชนิดข้อมูลให้กับตัวแปรหรือการจัดโครงสร้างข้อมูล และเรียกใช้ข้อมูล ก็เป็นอีกส่วนหนึ่งที่ต้องให้ความสำคัญ ดังนั้น โปรแกรมเมอร์จึงควรเพิ่มเติมรายละเอียดดังกล่าวในเอกสารด้วย

        12.3.2 การจัดทำเอกสารภายนอก (External Documentation)

                คือเอกสารที่แสดงรายละเอียดส่วนอื่นๆ นอกเหนือจากโค้ดของโปรแกรมเป็นเอกสารที่โปรแกรมเมอร์สามารถอธิบายรายละเอียด อื่นๆ เพิ่มเติมจากส่วนหมายเหตุโปรแกรมได้ นอกจากในส่วนHeader comment Block ของเอกสารภายในนั้น

                นอกจากนี้ ในเอกสารภายนอกควรแนบแผนภาพหรือแบบจำลองที่จะแสดงให้เห็นโครงสร้างของ โปรแกรมหรือคอมโพเน้นท์ การรับ-ส่งข้อมูลระหว่างคอมโพเน้นท์ ความสัมพันธ์ของคอมโพเน้นท์ทั้งหมด ตลอดจนการสืบทอดคลาสของระบบด้วย สรุปส่วนประกอบของเอกสารภายนอก มีดังนี้

                1. อธิบายปัญหา ส่วนแรกของเอกสารควรอธิบายปัญหา ซึ่งเป็นที่มาที่ต้องทำให้เขียนโปรแกรม หรือคอมโพเน้นท์เพื่อแก้ไขปัญหานั้น โดยกรอธิบายปัญหาคร่าวๆ

                2. อธิบายอัลกอริธึม เป็นการอธิบายอัลกอริธึมที่ใช้แก้ปัญหางานที่คอมโพเน้นท์รับผิดชอบ รวมถึงสูตรคำนวณที่ใช้ เงื่อนไขและขอบเขตในการแก้ปัญหา ตลอดจนแหล่งที่มาของข้อมูล

                3. อธิบายข้อมูล เป็นการอธิบายให้เห็นทิศทางการรับ ? ส่งข้อมูลระหว่างคอมโพเน้นท์หรือระหว่างกระบวนการ ดังนั้นเอกสารในการควบคุมควรแนบภาพกระแสข้อมูล DFD และพจนานุกรมข้อมูล ไว้ด้วย สำหรับระบบที่ใช้แนวทางเชิงวัตถุ ให้แนบแผนภาพ Class Diagram ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างคลาสด้วย

12.4 กระบวนการเขียนโปรแกรม

        โปรแกรมที่มีคุณภาพ ไม่ได้มาจากการออกแบบที่มีคุณภาพเพียงปัจจัยเดียว หากแต่ยังมีปัจจัยอื่นเข้ามาเกี่ยวข้องด้วย นั่นคือ ทักษะ ประสบการณ์ และความเฉลียวฉลาด ที่เกิดจากการมีจินตนาการและกระบวนการแก้ปัญหาที่ดีของโปรแกรมเมอร์ โดยแบ่งเป็น 4 ขั้นตอนดังนี้

        1. ทำความเข้าใจปัญหา เป็นการแบ่งปัญหาออกเป็นส่วนย่อย แล้ววิเคราะห์ในแต่ละส่วนเพื่อให้เกิดความเข้าใจในสิ่งที่เกิดขึ้น

        2. วางแผนแก้ปัญหา เป็นการออกแบบวิธีแก้ไขปัญหาที่ผ่านการวิเคราะห์มาแล้ว โดยอธิบายพิจารณาส่วนที่เกี่ยวข้อง กับปัญหา

        3. ดำเนินการตามแผน เมื่อวางแผนแก้ปัญหาเรียบร้อยแล้ว ขั้นต่อมาคือ การดำเนินงานตามแผนที่กำหนดไว้

        4. ทบทวน เป็นการย้อนกลับไปพิจารณาถึงสิ่งที่ดำเนินการแก้ไขปัญหาในแต่ละส่วน ในขณะเดียวกันจะต้องประเมินวิธีแก้ไขปัญหานั้นด้วยว่าเหมาะสม หรือถูกต้องที่สุดหรือไม่

บรรหาญ  ทองถนอม  510702473989