手続き型プログラミング (Procedural Programming)

1. 手続き型プログラミングの基本概念と歴史 MOC

手続き型プログラミングの定義と目標
手続き型プログラミングの歴史的背景
他のプログラミングパラダイムとの比較
- オブジェクト指向プログラミング (OOP) と手続き型プログラミングの違い (データと手続きの分離 vs. カプセル化)
- 関数型プログラミング (FP) と手続き型プログラミングの違い (副作用、状態変更の扱い)
- 手続き型プログラミングの現代における位置づけと影響 (多くの言語の基礎)

2. 手続き (Procedure) ・関数 (Function) ・サブルーチン (Subroutine) MOC

定義と目的
手続きの呼び出しと復帰 (Procedure Call and Return)
引数 (Argument) と仮引数 (Parameter)
- 仮引数の宣言と実引数の受け渡し
- 引数渡し方式 (Parameter Passing Mechanisms)
  - 値渡し (Pass-by-Value)
    - 値渡しの仕組みと副作用のなさ
  - 参照渡し (Pass-by-Reference)
    - 参照渡しの仕組み (エイリアス) と副作用の可能性
    - ポインタ渡し (Pass-by-Pointer) との関係 (C言語など)
  - (オプション) 結果返し (Pass-by-Result)
  - (オプション) 値結果返し (Pass-by-Value-Result ・ Copy-Restore)
  - (オプション) 名前渡し (Pass-by-Name) (ALGOLなど、遅延評価に類似)
- 可変長引数リスト (Variable Number of Arguments) (C言語の va_list など)
戻り値 (Return Value)
- 手続きからの結果の返し方
- [[void ・ procedure (戻り値なし) と function (戻り値あり)]]
- 複数の戻り値の扱い方 (構造体、ポインタ、タプルなど)
変数のスコープと生存期間 (Scope and Lifetime of Variables)
副作用 (Side Effects) のある手続き
- 手続きが状態を変更する場合 (グローバル変数、参照渡しされた引数、I・O操作)
- 副作用の管理と注意点
再帰手続き (Recursive Procedures)
- 再帰の定義と動作原理
- ベースケースと再帰ステップ
- 再帰とスタックオーバーフロー
- 末尾再帰 (Tail Recursion) とその最適化の可能性 (手続き型言語では限定的)

3. モジュール性 (Modularity) とプログラム構造 MOC

モジュール化の概念
- プログラムを独立したモジュールに分割する意義
- モジュールの独立性と凝集度 (Cohesion)、結合度 (Coupling)
ソースファイルの分割とリンク
名前空間 (Namespace) とスコープ解決 (限定的、C言語では主にファイルスコープ)
- [[static キーワードによる内部リンケージ (C言語)]]
情報隠蔽 (Information Hiding) の実現 (手続き型における限定的な方法)
- モジュール内部の詳細を隠蔽し、インターフェースのみを公開する考え方
- [[C言語における static 関数や static グローバル変数]]
- 抽象データ型 (ADT - Abstract Data Type) の手続き型での実現の試み (構造体とそれを操作する関数のセット)

4. 制御構造 (Control Structures) MOC

構造化プログラミング (Structured Programming) の原則
順次実行
- プログラムの命令が記述された順に実行される基本原則
選択 / 条件分岐構造
- [[if 文]]
  - [[if-then 構造]]
  - [[if-then-else 構造]]
  - [[else if ・ elif による多分岐]]
  - [[ネストされた if 文]]
- [[switch ・ case 文・ select 文]]
  - 多分岐処理の効率的な記述
  - [[case ラベルと default ・ otherwise 句]]
  - [[break 文の役割 (C言語など)]] (フォールスルー)
反復 / ループ構造
- [[カウンタ制御ループ (for ループ)]]
  - 初期化、条件式、更新式の構成要素
  - [[for ループの様々な形式 (Pascal, C, Pythonなど)]]
- [[条件制御ループ (前判定 - while ループ)]]
  - ループ実行前に条件を評価
- [[条件制御ループ (後判定 - do-while ・ repeat-until ループ)]]
  - ループ実行後に条件を評価 (最低1回は実行)
- ループ制御文
  - [[break 文 (ループからの脱出)]]
  - [[continue 文 (ループの次の反復へ)]]
- 無限ループ (Infinite Loop) とその対処
- ネストされたループ
[[goto 文]]
- [[goto 文の機能 (無条件ジャンプ)]]
- [[goto 文の弊害と構造化プログラミングにおける忌避]]
  - 可読性の低下 (スパゲッティコード)
  - 保守性の困難化
- [[限定的な goto 文の許容例 (エラー処理、多重ループ脱出 - 議論あり)]]
(オプション) 例外処理 (Exception Handling) の手続き型言語における実現 (C言語では setjmp/longjmp など、限定的)