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块 (编程)

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在電腦編程中，塊（block）或譯為程式區塊、代碼塊，是將原始碼組織在一起的詞法結構。塊構成自一個或多個聲明和陳述式。程式語言允許建立塊，包括嵌入其他塊之內的塊，就叫做塊結構程式語言。塊和子程式是結構化編程的基礎，結構化所強調的控制結構可以用塊來形成的。

在編程中塊的功能，是確使成組的陳述式被當作如同就是一個陳述式，限定在一個塊中聲明的對象如變量、過程和函數的詞法作用域，使得它們不衝突於在其他地方用到的同名者。在塊結構程式語言中，在塊外部的對象名字在塊內部是可見的，除非它們被聲明了相同名字的對象所遮掩。

歷史

塊結構的想法是在1950年代開發最初的Autocode（英語：Autocode）期間發展出來的，並形式化於ALGOL 60報告中。ALGOL 58介入了「複合」（compound）陳述式的概念，它只與控制流程有關[1]。在「ALGOL 60報告」中，介入了塊和作用域的概念[2]。最終在「修訂報告」中，複合陳述式被定義為：包圍在陳述式括號begin和end之間的成序列的陳述式，形成一個複合陳述式。塊被定義為：成序列的聲明，跟隨着成序列的陳述式，並被包圍在begin和end之間，形成一個塊；所有聲明以這種方式出現在一個塊中，並只在這個塊中有效[3]。塊與複合陳述式的主要差異是不能從塊外跳轉到塊內的標籤[4]。

語法

塊在不同語言家族中使用不同的語法：

此外，複合陳述式界定還可以採用：

建立控制結構，除了將所控制的陳述式序列，包圍入複合陳述式或匿名塊之外，還可以採用其他語法機制：

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限制

受ALGOL影響的一些語言支援塊，但有着各自的限制：

  • C家族語言，在塊和複合陳述式之中不僅支援巢狀入複合陳述式，還支援嵌入帶有聲明的匿名塊，但不允許聲明巢狀函數（英語：nested function）[8]。
  • Pascal家族語言，在陳述式部份的複合陳述式之中，不允許存在帶有聲明的匿名塊[6]，只支援複合陳述式，用來在if、while、repeat等控制陳述式內組合陳述式序列。

基本語意

塊的語意是雙重的。首先，它向編程者提供了建立任意大和複雜的結構，並把它當作一個單元的一種途徑。其次，它確使編程者能限制變量的作用域，有時可以限制已經被聲明了的其他對象的作用域。

在早期語言比如FORTRAN和BASIC中，沒有陳述式塊或控制結構。直到1978年標準化FORTRAN 77之前，都沒有「塊狀IF」陳述式，要實現按條件選擇，必須訴諸GOTO陳述式。例如下述FORTRAN代碼片段，從僱員工資中分別扣除超出正稅閾值部分的稅款，和超出附加稅閾值部分的附加稅款： 

C     语言：ANSI标准FORTRAN 66
C     初始化要计算的值
      PAYSTX = .FALSE.
      PAYSST = .FALSE.
      TAX = 0.0
      SUPTAX = 0.0
C     如果雇员挣钱小于等于正税阈值则跃过税款扣除
      IF (WAGES .LE. TAXTHR) GOTO 10
        PAYSTX = .TRUE.
        TAX = (WAGES - TAXTHR) * BASCRT
   10 CONTINUE
C     如果雇员挣钱小于等于附加税阈值则跃过附加税扣除
      IF (WAGES .LE. SUPTHR) GOTO 20
        PAYSST = .TRUE.
        SUPTAX = (WAGES - SUPTHR) * SUPRAT
   20 CONTINUE
      TAXED = WAGES - TAX - SUPTAX

程式的邏輯結構不反映在代碼中，這裏的初始化的值，是後面的有關邏輯判斷為假時所應當設置的值。

塊允許編程者把一組陳述式當作一個單元。例如，在與上述FORTRAN代碼相對應的Pascal代碼片段： 

{ 语言：Jensen与Wirth版标准Pascal }
if Wages > TaxThreshold then
begin
    PaysTax := true;
    Tax := (Wages - TaxThreshold) * TaxRate
end
else begin
    PaysTax := false;
    Tax := 0
end;
if Wages > SupertaxThreshold then
begin
    PaysSupertax := true;
    Supertax := (Wages - SupertaxThreshold) * SupertaxRate
end
else begin
    PaysSupertax := false;
    Supertax := 0
end;
Taxed := Wages - Tax - Supertax;

與上述FORTRAN代碼相比，上例中出現在初始化中的那些預設值，通過複合陳述式即不帶聲明的塊結構，被分別放置作出有關邏輯判斷的地方。使用塊結構，能明晰編程者的意圖，使代碼的結構更加密切反映出編程者的思考；再憑藉某種風格的縮排和駝峰式大小寫增進可讀性，可使代碼更加容易理解和修改。

在早期語言中，在次常式中變量的作用域遍及整個次常式。假想在一個Fortran次常式中，完成了與管理者有關的任務，這裏可能用到叫做IEMPNO的一個整數變量，指示作為管理者的僱員的社會安全號碼（SSN）；後來在這個次常式的維護工作中，又增加與下屬們有關的任務，此時編程者可能不經意間使用同名變量IEMPNO，指示了作為這個管理者的下屬的僱員的SSN，這就會導致一個難於跟蹤的缺陷。

塊結構使得編程者能夠容易地將作用域控制到細微級別。例如完成有關僱員任務的Scheme代碼片段： 

;; 语言：R5RS标准Scheme
(let ((empno (ssn-of employee-name)))
  (when (is-manager? empno) ;; when已列入R7RS-small标准
    (let ((employee-list (underlings-of empno)))
      (display
        ;; format是SRFI-28和SRFI-48规定的字符串格式化过程
        (format "~a has ~a employees working under him:~%"
          employee-name (length employee-list)))
      (for-each
        (lambda (empno)
          (display
            (format "Name: ~a, role: ~a~%"
              (name-of empno) (role-of empno))))
        employee-list))))

這裏在外層通過繫結宏let將管理者的SSN繫結到了局部變量empno，在其形成的塊的作用域中列出管理者的僱員名字和他的下屬數目；隨後通過for-each高階函數，將他所有下屬的SSN逐個繫結到匿名函數lambda的形式參數empno上，執行此匿名函數列出這個下屬的名字和角色；這個形式參數的作用域是此匿名函數的主體，它與其外層的局部變量，識別碼重名但不相互影響。在實踐中，出於清晰性的考慮，編程者更可能選取明顯不同的變量名字，但是即使名字選取存在重複，也難以在不經意間介入一個缺陷。在基於S-表達式的語言中，經常見到大量的巢狀圓括號，故而其代碼必須採用良好的縮排。

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提升

在一些語言中，變量可以聲明為有函數作用域即使它位於函數的內嵌塊之中。例如在JavaScript中，變量應當總是在使用之前被聲明，它曾經允許賦值到未聲明變量，會為此建立為未聲明的全域變量，這在strict模態下是個錯誤。以var聲明的變量有函數作用域，而非以let或const聲明的變量可從屬的塊作用域。以var聲明的變量會被提升（hoist），這意味着可以在這個函數的作用域內任何地方提及這個變量，即使還未觸及到它的聲明，從而可以將var聲明視為被提舉（lift）到它所在函數的頂部或全域作用域。但是如果在其聲明之前訪問了一個變量，這個變量的值總是未指定的。

參見

參照

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