2.6 · 模組化

目標： 解釋把程序拆成子程式為何必要。

模組化是什麼

模組化指把程序設計為一組獨立、可複用的子程式（函式 / 過程），每個負責一個明確任務。

好處

好處	為何重要
易讀	函式小；讀者一次專注一件事
易測	每個函式可單獨單元測試
易調試	calc_grade 的 bug 在 calc_grade 裏修，不外溢
可複用	同一函式被多個程序使用
並行	不同開發者處理不同函式
可維護	改一個函式不破壞其他

實例 · 前後對比

之前（一體式）

print("Welcome")
name = input("Name? ")
score = int(input("Score? "))
if score >= 80:
    grade = "A"
elif score >= 70:
    grade = "B"
elif score >= 60:
    grade = "C"
else:
    grade = "F"
print(f"{name} scored {score}, grade {grade}")

之後（模組化）

def greet():
    print("Welcome")

def read_student():
    name = input("Name? ")
    score = int(input("Score? "))
    return name, score

def calc_grade(score):
    if score >= 80: return "A"
    if score >= 70: return "B"
    if score >= 60: return "C"
    return "F"

def report(name, score, grade):
    print(f"{name} scored {score}, grade {grade}")

# main
greet()
name, score = read_student()
report(name, score, calc_grade(score))

行為相同但更易擴展（如換不同評分規則只換 calc_grade）。

好函式設計規則

• 一職 —— 用動詞命名（calculate_grade）。
• 輸入作參數、輸出作返回值。 避隱藏副作用。
• 短 —— 理想 30 行以內。
• 儘可能純 —— 同輸入 → 同輸出，無意外。
• 有文件 —— 一行 docstring 説意圖。

學生常見錯誤

• 函式幹太多（讀輸入、計算、保存、列印、發郵件…）。
• 大量用全局變數而非參數 —— 函式耦合。
• 在多個文件複製相同代碼而不是提取函式。
• 「上帝物件」 —— 一個萬事知道的巨型類。

考試式題目

題（4 分）： 描述模組化設計的兩個優勢，以及不模組化寫一個長程序的一個風險。

參考答案：

優勢：

1. 可維護 —— bug 與改動侷限於單個函式，降低破壞無關程式碼的機會。
2. 可複用 —— 設計良好的函式可跨不同程序複用，不必複製粘貼。

無模組化的風險：

• 單一一體程序難讀、難測，任何小改可能在無關部分引入隱藏 bug，因為邏輯與狀態糾纏。

關鍵要點

• 把大程序拆成小函式。
• 每個函式做一件事好。
• 模組化在測試、團隊、維護上回報豐厚。

第 2 章總結

自測：能在不參考的情況下讀 15 行偽程式碼並寫出追蹤表嗎？能就去第 3 章。

➡️ 下一章：3 · 程序開發 (Python)