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别再死记硬背了！用这3个真实代码片段，5分钟搞懂PAD图和N-S图的区别与画法

news 2026/6/1 8:32:11

别再死记硬背了！用这3个真实代码片段，5分钟搞懂PAD图和N-S图的区别与画法

当你在学习软件工程或准备软考时，是否曾被PAD图和N-S图搞得晕头转向？这两种结构化程序设计图看似简单，但很多初学者往往陷入死记硬背画法的误区，却无法真正理解它们的应用场景和本质区别。本文将带你通过三个真实代码案例，从编程逻辑出发，直观感受PAD图和N-S图在表示程序结构时的差异，让你在5分钟内掌握这两种重要工具。

1. 基础概念速览：PAD图与N-S图的核心特征

在深入代码案例前，我们先快速了解这两种图的本质特征：

PAD图(Problem Analysis Diagram)

最左端有一条贯穿始终的"竖线主线"，表示程序执行的主流程
采用二维树形结构展开，分支向右延伸
特别适合表示嵌套层次深的复杂逻辑
日本学者二村良彦等人在1973年提出

N-S图(Nassi-Shneiderman图)

全部由矩形框组成，因此也被称为"盒图"
1972年由美国学者Nassi和Shneiderman提出
通过框的嵌套表示程序结构
流程控制结构(如循环、条件)有固定图形表示法

两者对比表：

特征	PAD图	N-S图
基本元素	竖线+向右展开的树形结构	嵌套的矩形框
提出时间	1973年	1972年
适合场景	复杂嵌套逻辑	结构清晰的简单逻辑
可读性	层次清晰但横向占用空间大	紧凑但嵌套深时难以阅读

提示：在实际工程中，PAD图更常用于详细设计阶段，而N-S图更适合教学和简单算法描述。

2. 案例一：用户登录验证 - 理解基础条件判断

让我们从一个简单的用户登录验证开始，这是最基础的条件判断结构：

def login(username, password): if username == "admin" and password == "123456": print("登录成功") return True else: print("用户名或密码错误") return False

2.1 对应的PAD图画法

从最左侧画一条垂直的主线
在判断条件处向右延伸一个判断框
- 左侧标注条件：username=="admin" and password=="123456"
从判断框分出两条路径：
- 条件为真：向右画处理框，写入"打印'登录成功'"
- 条件为假：向右画处理框，写入"打印'用户名或密码错误'"
两条路径最终都回汇到主竖线

PAD图特点展现：

条件判断像树枝一样向右分叉
无论多复杂的判断，主线始终保持清晰
处理框与条件框有明显的视觉区分

2.2 对应的N-S图画法

画一个大的矩形框包含整个流程
在框内顶部写入"登录验证"

向下画一个条件判断的特定结构：

┌───────────────────────┐ │ username=="admin" and │ │ password=="123456" │ ├───────────┬───────────┤ │ 打印"登录 │ 打印"用户 │ │ 成功" │ 名或密码错 │ │ return True│ 误" │ │ │ return False│ └───────────┴───────────┘

N-S图特点展现：

全部由矩形框和特定结构组成
条件判断有标准的分割形式
真/假分支在同一个大框内对称排列

3. 案例二：循环计算阶乘 - 掌握循环结构表示

第二个案例我们看一个计算阶乘的循环程序，这是理解循环结构表示的关键：

def factorial(n): result = 1 i = 1 while i <= n: result *= i i += 1 return result

3.1 PAD图的循环表示

左侧画主竖线
初始化部分(result=1, i=1)画在主线上方
循环条件(i<=n)向右延伸一个菱形判断框
循环体向右延伸：
- result *= i
- i += 1
循环体末端用向下的箭头指回循环条件
循环退出后主线继续向下，画返回语句

PAD图循环特点：

循环条件与循环体形成明显的"L"型结构
循环回溯箭头直观显示循环流程
可以清晰看到循环变量的变化路径

3.2 N-S图的循环表示

最外层大矩形框
顶部写入"阶乘计算"
初始化语句顺序排列

使用特定while循环结构：

┌──────────────┐ │ i=1 │ │ result=1 │ ├──────────────┤ │ while i<=n │ ├──────────────┤ │ result *= i │ │ i += 1 │ └──────────────┘ │ return result│ └──────────────┘

N-S图循环特点：

while循环有标准的结构表示法
循环体被严格限定在特定矩形区域内
初始化、循环、返回自然从上到下排列

注意：在N-S图中，until循环(后测试循环)有不同于while循环的特定表示形式，这是容易混淆的点。

4. 案例三：多层嵌套条件 - 体验复杂逻辑的表达差异

第三个案例我们看一个多层嵌套的条件判断，这是最能体现两种图差异的场景：

def evaluate(score, is_final): if is_final: if score >= 90: grade = "A" elif score >= 80: grade = "B" else: grade = "C" else: if score >= 80: grade = "通过" else: grade = "不通过" return grade

4.1 PAD图的嵌套处理

主竖线左侧
第一层判断(is_final)向右延伸
- 真分支：
  - 第二层判断(score>=90)再向右延伸
    - 真分支：处理"A"
    - 假分支：判断(score>=80)
      - 真分支：处理"B"
      - 假分支：处理"C"
- 假分支：
  - 第二层判断(score>=80)向右延伸
    - 真分支：处理"通过"
    - 假分支：处理"不通过"
所有分支最终汇合到主竖线

PAD图嵌套优势：

每一层嵌套都向右展开，层次分明
即使多层嵌套，主线仍然清晰可辨
可以直观看到各条件之间的包含关系

4.2 N-S图的嵌套处理

最外层大矩形

第一层if结构：

┌───────────────────────┐ │ if is_final │ ├───────────┬───────────┤ │ if score>=90 │ ├─────┬─────┤ │ │ A │ if score>=80 │ │ ├─────┬─────┐ │ │ │ B │ C │ │ │ └─────┴─────┘ │ │ │ │ else │ ├───────────┬───────────┤ │ if score>=80 │ ├─────┬─────┤ │ │ 通过│ 不通过 │ └─────┴─────────────────┘

N-S图嵌套挑战：