Составной оператор. Условный оператор

При решении большинства задач вычислительные процессы разветвляются. Для определения дальнейшего направления исполнения программы используются выбирающие операторы. К этому классу относится условный оператор и оператор выбора .

Условный оператор, используемый для разветвления алгоритма на два направления, является одним из ключевых средств не только языка Паскаль , но и любого другого языка программирования.

Условный оператор может быть в двух формах: полной и краткой.

Полная форма условного оператора

Полная форма условного оператора в языке Паскаль имеет следующий вид:

• if выражение then
• оператор1
• оператор2

Элемент выражение является логическим выражением. Если выражение имеет значение true (истина), то выполняется оператор1 (ветвь then ), иначе – оператор2 (ветвь else ). Затем, управление передается оператору, следующему после условного.

Рассмотрим фрагмент кода программы, определяющей минимальное значение из двух чисел:

{Фрагмент кода программы}

• if (a > b) then
• minDig:= b
• minDig:= a;
• writeln (minDig);

Если значение переменной a окажется больше значения переменной b , то выполнится оператор присваивания по ветке then (minDig получит значение b ), иначе - по ветке else (minDig получит значение a ), затем будет выведено значение переменной minDig .

В условном операторе после then и после else может располагаться только один оператор. Поэтому, если требуется использовать не один, а несколько операторов, то применяется составной оператор.

Краткая форма условного оператора

Краткая форма условного оператора записывается в следующем виде:

• if выражение then
• оператор

Если выражение принимает значение true (истина), то выполняется оператор , в противном случае происходит переход к следующему оператору программы. Так, в ниже следующем фрагменте кода программы, если число х окажется нечетным, то его значение будет увеличено на 1 (т. е. станет четным), в противном случае происходит переход к выводу значения х на экран.

Простейший оператор который задает последовательное выполнение операторов, входящих в него один за одним.

Применяется тогда, когда синтаксис языка Паскаль допускает использование только одного оператора, в то время как семантика требует задания некоторой последовательности действий.

Пример :

begin {обмен значений переменных X и Y }

Z:=X;

X:=Y;

Y:=Z;

end;

Условный оператор

Условные операторы предназначены для выбора к исполнению одного из двух возможных действий (операторов) в зависимости от некоторого условия (при этом одно из действий может быть пустым, то есть отсутствовать). В качестве условия выбора используется значение логического выражения. Синтаксическая диаграмма для условного оператора представлена ниже.

Данный оператор выполняется следующим образом. Сначала вычисляется выражение, стоящее после служебного слова if . Результат вычисления должен иметь булевский тип. Если значение выражения есть true , то выполняется оператор, указанный после служебного слова then . Если результат вычисления выражения есть false , выполняется оператор, следующий за служебным словом else . Если при этом часть условного оператора, начиная со слова else , отсутствует, то управление немедленно передается оператору, следующему за условным.

Примеры условных операторов:

1) if X < Y then

Max:= Y

else

Max:= X

2) if All_Correct then

Transpose(A,B,N)

3) if Color = Red then

begin

X:= cos(Y);

Y:= alpha+beta;

Color:= Yellow

else begin

X:= Sin(Y);

Color:= Red

end;

При использовании вложенных условных операторов может возникнуть синтаксическая неоднозначность, иллюстрируемая следующей схемой:

if Expr1 then if Expr2 then Stmt1 else Stmt2

В приведенном операторе часть else Stmt 2 может трактоваться как принадлежащая или "внешнему" оператору if Expr 1 . . ., или вложенному оператору if Expr 2 then . . .. Эта двусмысленность разрешается путем следующей интерпретации данной конструкции:

if Expr1 then

begin

if Expr2 then

Stmt1

else

Stmt2

Иными словами, служебное слово else всегда ассоциируется с ближайшим по тексту служебным словом if , которое еще не связано со служебным словом else .

Следует проявлять аккуратность при записи вложенных друг в друга условных операторов.

Оператор варианта

Данный оператор является обобщением условного оператора из предыдущего раздела для случая произвольного числа альтернатив. Конкретно, можно сопоставить различным значениям некоторого выражения соответствующие им операторы. Простейший пример оператора варианта приведен ниже.

сазе Color of

Red: X:= Y+2;

Yellow: X:= Y-2;

Green: X:= Y

В предположении, что Color является переменной перечислимого типа, данный оператор будет выполняться следующим образом.

Сначала вычисляется текущее значение переменной Color . Затем это значение сопоставляется (сравнивается) с константами, записанными перед операторами. При совпадении значения переменной с одной констант будет выполнен оператор, "помеченный" данной константой. На этом выполнение оператора варианта будет завершено. Если значение переменной Color не совпадает ни с одной константой, то данный оператор не выполняет никаких действий. Для того, чтобы задать некоторые действия для случая такого несовпадения, можно использовать альтернативу else , например:

сазе (K+l)*2 of

2: Add(А , В );

4: Multiply (А,В);

0: Substract(А , В )

else

Writeln(" Ошибка !")

Оператор, следующий за служебным словом else , будет выполнен в том случае, если значение выражения (К+1) *2 не совпадет ни с одной из констант 2,4,0.

Кроме одиночных констант в альтернативах оператора варианта могут быть заданы списки и/или диапазоны значений, которые в этом случае должны разделяться символом "," (запятая), например:

case Switch of

1. .2: Prod;

3,4,10..20: Proc2;

5, б : РгосЗ

else

Proc4

В последнем примере оператор процедуры Ргос2 будет выполнен в том случае, когда переменная Switch будет иметь одно из следующих значений: 3,4,10,11,12, . . ., 19,20.

При использовании оператора варианта должны выполняться следующие правила:

1. Значение выражения–"переключателя", записанного после служебного слова сазе, должны принадлежать дискретному типу; для целого типа они должны лежать в диапазоне -32768. .32768.

2. Все константы, предшествующие операторам альтернатив, должны иметь тип, совместимый с типом выражения.

3. Все константы в альтернативах должны быть уникальны в пределах оператора варианта (то есть повторения констант в альтернативах не допускаются); диапазоны не должны пересекаться и не должны содержать констант, указанных в данной или других альтернативах.

В заключение приведем синтаксическую диаграмму для оператора варианта.

Оператор варианта

Альтернатива

Обратите внимание, что синтаксис языка предполагает один оператор для каждой альтернативы; при необходимости задания нескольких операторов следует сгруппировать их в составной оператор. В то же время ветвь else допускает последовательность операторов, разделенных символом ";" (точка с запятой).

Оператор цикла с предусловием

Синтаксическая диаграмма для данного оператора выглядит следующим образом:

Этот структурный оператор задает повторяющееся выполнение оператора, содержащегося в нем. Перед каждым очередным выполнением внутреннего оператора производится проверка значения булевского выражения, которое

служит критерием повторения: если это выражение имеет значение true , то выполняется очередная итерация; в противном случае (значение выражения есть false ) выполнение оператора цикла заканчивается. Если выражение с самого начала имеет значение false , то цикл не выполнится ни разу.

Примерами оператора цикла с предусловием могут служить:

В последнем примере задан "бесконечный" цикл, так как выражение после служебного слова while тождественно равно true . Прекращение этого цикла может произойти, например, в результате перехода по метке вовне оператора цикла.

Этот оператор аналогичен предыдущему оператору (циклу с предусловием) и отличается от него, во-первых, тем, что условие проверяется ПОСЛЕ выполнения очередной итерации (таким образом, гарантируется хотя бы однократное выполнение цикла), а, во-вторых, тем, что критерием прекращения цикла является равенство выражения константе true ; если выражение есть false , то цикл повторяется.

Например, цикл вида

repeat

Procl(X,Y+i);

i:= i-1

until i = 0;

будет выполняться ДО ТЕХ ПОР, ПОКА i не станет равно нулю.

Ниже приведена синтаксическая диаграмма для цикла с постусловием.

Оператор цикла с постусловием

Обратите внимание, что синтаксис while -цикла допускает в теле цикла только один оператор, в то время как repeat -цикл может содержать последовательность операторов.

Приведем еще два примера repeat -циклов.

repeat

К := I mod J;

I:= J;

J:= К ;

until J = 0;

repeat

Write ("Введите целое число; ") ;

Readln(i);

Process(i)

until (i < 0) and (i > 9);

Оператор цикла с параметром

Такие операторы обычно используются, когда число повторений цикла может быть определено перед его началом. Кроме того, циклы с параметром позволяют задать автоматическое изменение значения некоторой переменной и использование этого значения в последовательных итерациях. Более конкретно, данный вариант оператора цикла определяет:

а) диапазон изменения значений управляющей переменной и, одновременно, число повторений оператора, содержащегося в теле цикла;

б) направление изменения значения переменной (возрастание или убывание);

в) собственно действия, выполняемые на каждой итерации (оператор тела цикла).

Следующий простой пример иллюстрирует использование цикла с параметром.

for i:=1 to 10 do M[i]:=i*2

В данном примере задано десятикратное повторение оператора присваивания, причем управляющая переменная i последовательно принимает значения 1, 2, . . ., 9,10.

Диапазон значений управляющей переменной может задаваться выражениями, которые вычисляются ОДИН РАЗ перед выполнением цикла:

for j:=X+2 downto X-2 do

begin

M:=Func(A,B);

Proc(M,j)

В этом примере значение переменной j последовательно уменьшается от начального значения Х+2 до конечного значения х-2.

Оператор цикла с параметром

Диапазон

На использование управляющей переменной налагаются следующие ограничения:

1. В качестве управляющей переменной должна использоваться простая переменная, описанная в текущем блоке.

2. Управляющая переменная должна иметь дискретный тип.

3. Начальные и конечные значения диапазона должны иметь тип, совместимый с типом управляющей переменной.

4. В теле цикла запрещается явное изменение значения управляющей переменной (например, оператором присваивания).

5. После завершения оператора значение управляющей переменной становится неопределенным, если только выполнение оператора цикла не было прервано оператором перехода. (Однако практика работы с системой Turbo Pascal показывает, что на самом деле последнее использованное значение управляющей переменной сохраняется и при нормальном выходе из цикла).

Оператор, который содержится в теле оператора for , выполняется один раз для каждого значения в диапазоне между начальным и конечным значением. Управляющая переменная всегда инициализируется начальным значением. В случае использования служебного слова to значение управляющей переменной увеличивается при каждом повторении на единицу. Если начальное значение превышает конечное значение, то содержащийся в теле оператора for оператор не выполнятся. Когда в операторе цикла используется служебное слово downto , значение управляющей переменной уменьшается при каждом повторении на единицу. Если начальное значение в таком операторе меньше, чем конечное значение, то содержащийся в теле оператора цикла оператор не выполнится ни разу.

С учетом всего сказанного можно представить семантику данного оператора цикла следующим образом. Оператор

for V:= Expr1 to Expr2 do Body;

эквивалентен оператору:

begin

Temp1:= Expr1;

Temp2:= Expr2;

if Temp1 <= Temp2 then

begin

V:= Temp1;

Body ;

while V <> Temp2 do

begin

V:= Succ(V);

Body;

end;

end;

end;

Аналогично , оператор цикла for V:= Expr1 downto Exp2 do Body; эквивалентен оператору :

begin

Temp1:= Expr1;

Temp2:= Expr2,

if Temp1 >= Temp2 then

begin

V:= Temp1;

Body ;

while V <> Temp2 d о

begin

V:= Pred(V);

Body;

end;

end;

end ;

где Temp 1 и Temp 2 - вспомогательные переменные, тип которых совпадает с основным типом переменной V и которые не встречаются в другом месте программы.

Приведем примеры оператора цикла с параметром:

1) for I:= 2 to 63 do

if Data[I] > Max then Max:- Data[I]

2) for I:= 1 to 10 do

for J:= 1 to 10 do begin

X:= 0;

for К := 1 to 10 do

X:- X + Mat1*Mat2;

Mat := X;

end;

3) for Day:= Monday to Friday do

Calculate_Profit(Day);

Пустой оператор

Пустой оператор является в некотором смысле парадоксальной конструкцией, так как он, во-первых, не имеет "графического" начертания, а, во-вторых, не производит никаких действий. Необходимость введения такого понятия диктуется в первую очередь синтаксическими причинами. Например, пусть в программе необходимо передать управление на конец составного оператора. Это можно сделать с помощью оператора безусловного перехода по метке. Но по определению метка должна обязательно предшествовать некоторому оператору. Таким образом, строго говоря, невозможно передать управление на конец любой составной конструкции. Однако если считать, что метка в данном случае предшествует пустому оператору, то решение указанной проблемы может выглядеть следующим образом:

begin

…

goto Out;

Out :

Рассмотрим еще один практически полезный случай использования понятия пустого оператора. Синтаксис языка Pascal определяет символ ";" (точка с запятой) как разделитель операторов. Таким образом, последний оператор, например, в составном операторе не должен завершаться этим символом, так как после него не следует оператор, а идет служебное слово end :

begin

S1; S2; ...; SN

Однако если предположить, что между последним оператором SN и служебным словом end расположен пустой оператор, то становится допустимой такая форма записи:

begin

S1; S2; ...; SN;

что в ряде случаев более предпочтительно.

Пустой оператор удобно использовать и в тех случаях, когда по той или иной причине необходимо организовать

некоторый составной оператор, не содержащий в себе ни одного оператора, например:

repeat until KeyPressed;

Здесь тело цикла не содержит ни одного оператора, чего синтаксис языка не позволяет. В этом случае считается, что цикл содержит один пустой оператор. Приведенный пример удобно использовать для организации задержки выполнения программы в ожидании нажатия любой клавиши (функция KeyPressed -стандартная функция языка Turbo Pascal - возвращает значение true при нажатии произвольной клавиши и false в противном случае).

В заключение заметим, что введение понятия пустого оператора делает допустимыми весьма экзотические конструкции вида:

1) begin S1;;;;;S2; end

2) if Cond then begin end

else while true do;

3) if Cond then ;

где S 1, S 2 - операторы, Cond - некоторое выражение булевского типа.

Оператор является неделимым элементом программы, который дает возможность выполнять определенные алгоритмические действия. Отличием оператора, по отношению к другим элементам, является то, что под ним всегда подразумевается какое-то действие. В языке Паскаль операторы состоят из служебных слов. Операторы, используемые в программе, отделяются между собой и от других элементов программы символом (;). Все операторы языка Паскаль можно условно разбить на две группы :

1. простые;
2. структурированные.

Простые операторы - это операторы, не содержащие в себе других операторов. К ним относятся:

• оператор присвоения (:=);
• оператор процедуры;
• оператор безусловного перехода (GOTO).

Структурированные операторы - это операторы, которые содержат в себе другие операторы. К ним относятся:

• составной оператор;
• операторы условий (IF, CASE);
• операторы цикла (FOR, WHILE, REPEAT);
• оператор присоединения (WITH).

Простые операторы

Оператор процедуры

Оператор процедуры служит для вызова процедуры.

Формат: [имя_процедуры] (список параметров вызова);

Оператор процедуры состоит из идентификатора процедуры, непосредственно за которым в скобках расположен список параметров вызова. В Паскале имеются процедуры без параметров. В этом случае, при вызове, список параметров отсутствует. Выполнение оператора процедуры приводит к активизации действий описанных в ее теле. В языке Паскаль имеется два вида процедур:

• Стандартные, которые описаны в самом языке и являются принадлежностью языка;
• Процедуры пользователя, которые создает пользователь.

Для вызова стандартных процедур необходимо подключение в разделе USES имени модуля (библиотеки), где описана данная процедура. Ряд процедур, находящихся в модуле SYSTEM всегда подключается к программе автоматически и их подключение в разделе USES не нужно. Стандартные процедуры языка Паскаль - READ, WRITE, REWRITE, CLOSE, RESET.

READ ([файловая_переменная], [список_ввода])

READ (x,y)

Процедуры пользователя (нестандартные) должны быть созданы перед их использованием в программе и находятся либо в разделе описания самой программы, либо в отдельные программные единицы модуля. Если процедура находится в модуле, то имя этого модуля необходимо упомянуть в приложении USES.

Оператор безусловного перехода GOTO

Формат: GOTO [метка];

GOTO - зарезервированное слово в языке Паскаль. [метка] - это произвольный идентификатор, который позволяет пометить некий оператор программы и в дальнейшем сослаться на него. В языке Паскаль допускается в качестве меток использовать целое число без знаков. Метка располагается перед помеченным оператором и отделяется от него (:). Один оператор можно помечать несколькими метками. Они так же отделяются друг от друга (:). Перед тем как использовать метку в разделе оператора ее необходимо описать в разделе LABEL (раздел описания).

Действие GOTO передает управление соответствующему помеченному оператору. При использовании меток нужно руководствоваться следующими правилами:

• метка должна быть описана в разделе описаний и все метки должны быть использованы;
• если в качестве меток используются целые числа, их не объявляют.

Противоречит принципам технологии структурного программирования. Современные языки программирования не имеют в своем составе такого оператора, и в его использовании нет необходимости. Кроме того в современных компьютерах используется так называемый конвейерный способ. Если в программе встречается оператор безусловного перехода, то такой оператор ломает весь конвейер, заставляя создавать его заново, что существенно замедляет вычислительный процесс.

Структурированные операторы

Операторы условия IF

Условный оператор используется в программе для реализации алгоритмической структуры - ветвления. В данной структуре вычислительный процесс может продолжаться по одному из возможных направлений. Выбор направления обычно осуществляется проверкой какого-либо условия. Существует два вида структуры ветвления: структура вилка и обход.

В языке Паскаль условный оператор IF это средство организации ветвящегося вычислительного процесса.

Формат: IF [логическое_выражение] Then [оператор_1]; Else [оператор_2];

IF, Then, Else - служебные слова. [оператор_1], [оператор_2] - обыкновенные операции языка Паскаль. Часть Else является необязательной (может отсутствовать).

Оператор IF работает следующим образом: вначале проверяется результат логического выражения. Если результат Истина(TRUE), то выполняется [оператор_1], следующий за служебным словом Then, а [оператор_2] пропускается. Если результат Ложь(FALSE), то [оператор_1] пропускается, а [оператор_2] исполняется.

Если часть Else отсутствует, то оператор IF имеет не полную форму:

IF [логическое_выражение] Then [оператор];

В этом случае, если результат Истина(TRUE), то выполняется [оператор], если Ложь(FALSE), то управление передается оператору, следующему за оператором IF.

имеются 2 числа A и B. Найти максимальное число.

Составной оператор

Составной оператор - это последовательность произвольных операций в программе, заключенная в так называемые операторные скобки (Begin-End).

Формат: Begin [операторы]; End;

Составные операторы позволяют представлять группу операторов, как один оператор.

Оператор выбора CASE

Предназначен для реализации множественных ветвлений, поскольку оператор IF может реализовать всего два направления вычислительного процесса, использовать его для реализации множественных ветвлений не всегда удобно. Множественное ветвление реализуется оператором CASE.

Формат: CASE [ключ_выбора] OF

[константа_выбора_1]:[оператор_1];

[константа_выбора_2]:[оператор_2];

[константа_выбора_N]:[оператор_N];

ELSE [оператор];

CASE, OF, ELSE, END - служебные слова. [ключ_выбора] - это параметр одного из порядковых типов. [константы_выбора] - константы того же типа, что и ключ выбора, реализующие выбор. [оператор_1(N)] - обыкновенный оператор. ELSE может отсутствовать.

Оператор выбора работает следующим образом: до работы оператора определяется значение параметра ключ выбора. Этот параметр может быть либо выражен как переменная в программе, либо другим путем. Затем параметр ключ выбора последовательно сравниваем с константой выбора. При совпадении значения ключа выбора с одной из констант выбора, выполняется оператор, следующий за этой константой, а все прочие операторы игнорируются. В случае не совпадения ключа выбора ни с одним из констант, выполняется оператор, следующий за Else. Часто Else является не обязательной и в случае несовпадения ключа выбора ни с одной из констант выбора и при отсутствии Else, управление передается оператору, следующему за оператором CASE.

В операторе CASE нет явной проверки условия, характерного для оператора IF. В тоже время в неявном виде операция сравнения выполняется. CASE вносит диссонанс в программу на языке Паскаль, поскольку данные оператор завершается служебным словом End, которому нет парного Begin.

Составить алгоритм и программу задачи, моделирующей работу светофора. При вводе символа первой буквы цветов светофора, программа должна выводить сообщение о соответствующем цвете и действиях.

Программа работает следующим образом: с клавиатуры процедурой Read вводится символ буквы цвета светофора. Если введена буква ‘з’ соответствующая зеленому цвету, то в операторе CASE введено значение в списке выбора найдет константу выбора ‘з’ и будет выведено сообщение “Зеленый цвет, движение разрешено”. При вводе символа букв ‘к’ и ‘ж’ буду выведены аналогичные сообщения. При вводе любого другого символа будет выведено сообщение “Светофор не работает”, поскольку в этом случае работает часть Else, оператора CASE.

Операторы цикла

Циклической алгоритмической структурой считается такая структура, в которой некоторые действия выполняются несколько раз. В программировании имеются два вида циклических структур: цикл с параметром и итерационный цикл.

В цикле с параметром всегда имеются так называемые параметры цикла: X, X n , X k , ∆X. Иногда цикл с параметром называют регулярным циклом. Характерной чертой является то, что число циклов и повторений можно определить до выполнения цикла.

В итерационном цикле невозможно определить число циклов до его выполнения. Он выполняется до тех пор, пока выполняется условие продолжение цикла.

В языке Паскаль имеются три оператора, реализующих циклические вычислительные структуры:

• счетный оператор FOR. Он предназначен для реализации цикла с параметром и не может быть использован для реализации итерационного цикла;
• оператор цикла с предусловием WHILE;
• оператор цикла с постусловием REPEAT.

Последние два ориентированы на реализацию итерационного цикла, однако их можно использовать и для реализации цикла с параметром.

Оператор FOR

Формат: FOR [параметр_цикла] := [н_з_п_ц] To [к_з_п_ц] Do [оператор];

FOR, To, Do - служебные слова. [параметр_цикла] - параметр цикла. [н_з_п_ц] - начальное значение параметра цикла. [к_з_п_ц] - конечное значение параметра цикла. [оператор] - произвольный оператор.

Параметр цикла должен быть переменой порядкового типа. Начальное и конечное значения параметра цикла должны быть того же типа, что и параметр цикла.

Работу оператора рассмотрим на его алгоритме:

На первом шаге значение параметра цикла принимает [н_з_п_ц], затем осуществляется проверка параметр цикла меньше или равен [к_з_п_ц]. Это условие является условием продолжения цикла. Если выполнено, то цикл продолжает свою работу и выполняется [оператор], после чего параметр цикла увеличивается (уменьшается) на единицу. Затем с новым значением параметр цикла, проверяется условие продолжения цикла. Если оно выполняется, то действия повторяются. Если условие не выполняется, то цикл прекращает свою работу.

Оператор For существенно отличается от аналогичных операторов в других языках программирования. Отличия следующие:

• телом оператора For. Оператор может не выполниться ни разу, поскольку проверка условия продолжения цикла выполняется до тела цикла;
• шаг изменения параметра цикла постоянный и равен 1;
• тело цикла в операторе For представлено одним оператором. В том случае, если действие тела цикла требует более одного простого оператора, то эти операторы необходимо превратить в один составной оператор посредством операторных скобок (BEGIN-END);
• Параметр цикла может быть только переменой порядкового типа.

Пример использования оператора FOR: составить таблицу перевода рублей в доллары.

Оператор WHILE (оператор цикла с предусловием)

Формат: WHILE [условие] Do [оператор];

WHILE, Do - служебные слова. [условие] - выражение логического типа. [оператор] - обыкновенный оператор.

;

Оператор While работает следующим образом: вначале работы проверяется результат логического условия. Если результат истина, то выполняется оператор, после которого осуществляется возврат на проверку условия с новым значением параметров в логическом выражении условия. Если результат ложь, то осуществляется завершение цикла.

При работе с While надо обратить внимание на его свойства:

• условия, использованные в While, являются условием продолжения цикла;
• в теле цикла всегда происходит изменение значения параметра входящего в выражение условия;
• цикл While может, не выполнится ни разу, поскольку проверка условия в продолжение цикла выполняется до тела цикла.

Оператор REPEAT (оператор цикла с постусловием)

Формат: REPEAT [тело_цикла]; UNTIL [условие];

Оператор REPEAT работает следующим образом: сначала выполняются операторы тела цикла, после чего результат проверяется логического условия. Если результат ложь, то осуществляется возврат к выполнению операторов очередного тела цикла. Если результат истина, то оператор завершает работу.

Оператор Repeat имеет следующие особенности:

• в Repeat проверяется условие завершения цикла и если условие выполняется, то цикл прекращает работу;
• тело цикла всегда выполняется хотя бы один раз;
• параметр для проверки условия изменяется в теле цикла;
• операторы тела цикла не надо заключать в операторские скобки (BEGIN-END), при этом роль операторных скобок выполняют Repeat и Until.

Вычислить y=sin(x), где xn=10, xk=100, шаг равен 10.

x = 2 print(x == 2) #True print(x == 3) #False print(x

Допустим мы хотим по данному числу x определить его абсолютную величину (модуль). Программа должна напечатать значение переменной x, если x>0 или же величину -x в противном случае. Линейная структура программы нарушается: в зависимости от справедливости условия x>0 должна быть выведена одна или другая величина. Соответствующий фрагмент программы на Питоне имеет вид (Попробуйте сами. Нажмите кнопку RUN ) Можно изменить значение переменной х и увидеть что вывод программы всегда будет положительным числом:

x = -7 if x > 0: print(x) else: print(-x)

В этой программе используется условная инструкция if (если ). После слова if указывается проверяемое условие (x > 0 ), завершающееся двоеточием. После этого идет блок (последовательность) инструкций, который будет выполнен, если условие истинно (верно), в нашем примере это вывод на экран величины x. Затем идет слово else (иначе), также завершающееся двоеточием, и блок инструкций, который будет выполнен, если проверяемое условие неверно (ложно), в данном случае будет выведено значение -x.

Этот фрагмент кода на Python интуитивно понятен каждому, кто помнит, что if по-английски значит "если", а else - "иначе". Оператор ветвления имеет в данном случае две части, операторы каждой из которых записываются с отступом вправо относительно оператора ветвления. Более общий случай - оператор выбора - можно записать с помощью следующего синтаксиса :

If Условие:
Блок инструкций 1
else:
Блок инструкций 2

Блок инструкций 1 будет выполнен, если Условие истинно . Если Условие ложно , будет выполнен Блок инструкций 2.

В условной инструкции может отсутствовать слово else и последующий блок. Такая инструкция называется неполным ветвлением. Например, если дано число x и мы хотим заменить его на абсолютную величину x, то это можно сделать следующим образом:

1 2 3

if x < 0 : x = -x print (x)

В этом примере переменной x будет присвоено значение -x, но только в том случае, когда x<0. А вот инструкция print(x) будет выполнена всегда, независимо от проверяемого условия.

Напомню еще раз (так как это очень важно для языка Python) для выделения блока инструкций, относящихся к инструкции if или else в языке Питон используются отступы. Все инструкции, которые относятся к одному блоку, должны иметь равную величину отступа, то есть одинаковое число пробелов в начале строки. Рекомендуется использовать отступ в 4 пробела и не рекомедуется использовать в качестве отступа символ табуляции.

Это одно из существенных отличий синтаксиса Питона от синтаксиса большинства языков, в которых блоки выделяются специальными словами, например, нц... кц в Кумире, begin... end в Паскале или {фигурными} скобками в Си.

Логические операторы

Иногда нужно проверить одновременно не одно, а несколько условий. Например, проверить, является ли данное число четным можно при помощи условия (n % 2 == 0) (остаток от деления n на 2 равен 0), а если необходимо проверить, что два данных целых числа n и m являются четными, необходимо проверить справедливость обоих условий: n % 2 == 0 и m % 2 == 0, для чего их необходимо объединить при помощи оператора and (логическое И): n % 2 == 0 and m % 2 == 0.

В Питоне существуют стандартные логические операторы: логическое И, логическое ИЛИ, логическое отрицание (НЕ).

Логическое И является бинарным оператором (то есть оператором с двумя операндами: левым и правым) и имеет вид and . Оператор and возвращает True тогда и только тогда, когда оба его операнда имеют значение True.

Логическое ИЛИ является бинарным оператором и возвращает True тогда и только тогда, когда хотя бы один операнд равен True. Оператор “логическое ИЛИ” имеет вид or .

Логическое НЕ (отрицание) является унарным (то есть с одним операндом) оператором и имеет вид not , за которым следует единственный операнд. Логическое НЕ возвращает True, если операнд равен False и наоборот.

Пример. Проверим, что хотя бы одно из чисел a или b оканчивается на 0:

if a % 10 == 0 or b % 10 == 0:

Проверим, что число a — положительное, а b — неотрицательное:

if a > 0 and not (b < 0):

Или можно вместо not (b < 0) записать (b >= 0).

Инструкция множественного ветвления

Иногда нужно выбирать не из двух альтернативных путей выполнения, а из нескольких, например, в зависимости от того, является ли некоторая величина положительной, отрицательной или равной нулю следует выполнить одно из трех действий. В этом случае можно использовать инструкцию множественного ветвления. Пример использования инструкции множественного ветвления:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

x=2 if x==1 : print "один" elif x==2 : print "два" elif x==3 : print "три" else : print "другое число"

В множественном ветвлении должна быть одна инструкция if с последующим блоком, одна или несколько инструкций elif с последующими блоками и, возможно, инструкция else с последующим блоком. Все условия проверяются одно за другим и будет выполнен блок инструкций, который следует за условием, значение которого будет истинно. Если истинными окажутся несколько условий, то выполнится только тот блок инструкций, который следует после первого из этих условий (а остальные условия даже не будут проверяться). Если же все условия будут ложны, то выполнится else -блок, если он есть.

Вложенные условные инструкции

Внутри блока условной инструкции могут находится любые другие инструкции, в том числе и условная инструкция. Такие инструкции называются вложенными. Синтаксис вложенной условной инструкции такой:

If условие1: ... if условие2: ... else: ... ... else: ...

Вместо многоточий можно писать произвольные инструкции. Обратите внимание на размеры отступов перед инструкциями. Блок вложенной условной инструкции отделяется большим отступом. Уровень вложенности условных инструкций может быть произвольным, то есть внутри одной условной инструкции может быть вторая, а внутри нее — еще одна и т.д.

Пример. У нас есть две ненулевые переменные x и y , мы хотим определить, в какой четверти координатной плоскости находится точка с координатами (x,y)

x=4 y=-6 if x>0: print ("x>0") if y>0: print ("y>0") print ("I (first)") else: print ("y 0: print ("y>0") print ("II (second)") else: print ("y

Упражнение

Измените значение переменных так, чтобы все условия были Истинными, а программа в результате вывела на эеран цифры от 1 до 6. Попробуйте сами. Нажмите кнопку SOLUTION чтобы увидеть готовый код (Но лучше сначала попробовать самостоятельно). НУЖНА подсказака - пишите в комментарии! ))

number = 10 second_number = 10 first_array = second_array = if number > 15: print("1") if first_array: print("2") if len(second_array) == 2: print("3") if len(first_array) + len(second_array) == 5: print("4") if first_array and first_array == 1: print("5") if not second_number: print("6") number = 16 second_number = 0 first_array = second_array = if number > 15: print("1") if first_array: print("2") if len(second_array) == 2: print("3") if len(first_array) + len(second_array) == 5: print("4") if first_array and first_array == 1: print("5") if not second_number: print("6") test_object("number") test_object("second_number") test_object("first_array") test_object("second_array") success_msg("Super!")

Статья написана на основе материалов:

• http://informatics.mccme.ru/
• https://server.179.ru
• https://www.learnpython.org
• http://www.intuit.ru/

В программировании важно не только знание языков, но и понимание того, что за что отвечает. Это необходимо для возможности успешной и в рамках статьи вы узнаете, что такое оператор условий, зачем он необходим, какие есть особенности. Также будет в общих чертах рассмотрено переключение и ветвление кода, для которого он и применяется.

Что такое оператор условный?

Так (или, иначе, условной инструкцией ветвления) называют конструкцию языка программирования. Она обеспечивает выполнение какой-то команды или их набора. Но это возможно только тогда, когда соблюдается условие истинности определённого логического выражения или поступило указание от пользователя (оператора техники) на воплощение.

Общее описание применения

Оператор условный применяют тогда, когда выполнение или игнорирования определённого набора команд (реже команды) зависит от того, существуют ли для этого определяющие факторы. Также может применяться он с прицелом на ветвление. Оно является одной из трех базовых конструкций, которые применяются в

Оператор условного перехода

Прежде давайте немного отвлечёмся и вспомним довольно популярную картину Васнецов Виктора Михайловича «Витязь на распутье», написанную в 1878. Она изображает богатыря, который остановился на распутье и решает, куда ему ехать. Подобным образом действует и оператор условный. Так, если витязь примет предложение отправиться в одну сторону, но он пойдёт по одной ветви. И выбор может осуществляться только один. Если говорить про оператор условный, то срабатывает он только тогда, когда его логическое выражение имеет значение «истина». Большинство языков программирования для его обозначения использует ключевое слово if. Возможно построение каскадом, когда проверяется сначала одно условие, потом другое, затем третье, четвертное и так далее. Давайте рассмотрим этот вопрос более подробно. Какие существуют формы условных операторов? Всего их три:

1. Условный оператор, в котором есть только одна ветвь. Выглядит он (усреднено) таким образом: if необходимые условия then выполняемые команды end. Компьютерная машина вычисляет, соответствует ли логическое значение показателю истины. Если условие совпадает с данными других частей программы, то начинает исполняться код, пока не будет ключевое слово end. В ассемблерах подобная форма работы является единственной доступной для программиста. Также может быть и такое, что в конце не будет какого-то ключевого слова, и тогда необходимо быть острожным, чтобы не приписать чего-то лишнего.
2. Условный оператор, в котором присутствует две ветви. Выглядит он следующим образом: if заданное условие then команда1 else команда2 end. Используется данная программная конструкция в тех случаях, когда необходимо, чтобы одна из команд точно была выполнена. Поэтому если условие истинно, то выполняется первая часть кода, если нет - вторая. В некоторых случаях именно такое решение необходимо.
3. Условный оператор с некоторым количеством условий. Он выглядит следующим образом:
   if первое условие then что делать
   else if если первое условие не подошло, проверяем следующее then что делать
   else if проверяем все условия одно за одним then что делать
   else если ни один вариант из вышеприведённых не подходит, значит выполняется эта команда end

Как видите, условный оператор использует различные конструкции. Их выполнение происходит последовательно. То есть, невозможна ситуация (на нормальной технике), при которой выполнение кода начнётся с конца - всегда с начала.

Пример с "Паскалем"

Чтобы понять, как это работает, предлагаем рассмотреть пример на одном из самых популярных языков программирования. Условный оператор в "Паскале" может быть простым и сложным. Первый тип - это символы вроде =, <, > и других подобных. Сложный условный оператор в паскале может принимать такой вид:

if а>=у
then
ор:=Sqr(а-у)
else
write (Введены недопустимые значения);

Что такое переключатель?

Чем является переключатель? Особенность его конструкции в том, что в нём есть как минимум две ветви. Но он может выполнять только одну, заданную ранее параметрами, которые вычисляются ключевыми выражениями. Говоря про отличие от ранее рассмотренных инструкций, следует обратить ваше внимание на то, что возвращению подлежит не логическое значение, а целое, а также типы, которые могут быть приведены к нему. Также в некоторых языках программирования можно проводить сравнение с текстовыми строками.

История развития

Первоначально использовалась команда, указывающая на переход по вычисляемой метке. В ней указывалось выражение, выступающее одновременно в роли селектора, что возвращало целое значение, а также набор указаний перехода. Когда выполнялась команда, то вычислялось определённое значение, которое использовалось в качестве номера метки во всём списке команд, на которую и происходило перемещение внимания машины.

Подобные конструкции можно увидеть в таких языках программирования, как "Бейсик" и "Фортран". Нельзя сказать, что они значительно устарели, ведь до сих пор они могут похвастаться достаточно высокой эффективностью, если говорить вообще про программирование. Условный оператор, который используется в современных языках, является более сложной конструкцией, что сказывается на быстродействии. Возвращаясь к истокам этого элемента, хочется добавить, что для определения необходимой ветки не нужно последовательно обрабатывать и сравнивать результат выражения с другими значениями. Просто происходит запись в памяти массива команд безусловного перехода, в котором и содержаться нужные адреса. Когда выполняется необходимое указание, то нужная информация попросту вычисляется. И скорость работы программы становится независимой от количества меток.

В современных языках программирования, которые нашли широкое применение на данный момент, оператор-переключатель тоже может быть выполнен как таблица перехода, состоящая из команд, которые осуществляют перемещение внимание на необходимые фрагменты кода без различных условий. Как же они обозначаются? В высокоуровневых языках программирования в большинстве случаев используют имена case, swithc или их оба одновременно.

Особенности вычисления логических выражений

Значительное влияние на то, как программа с условным оператором будет исполняться, оказывает принятая в каждом конкретном случае логика вычислений условных выражений. Выделяют две основные стратегии.

1. Полное вычисление. Проводится расчет всех параметров с предоставленными значениями, а потом И.
2. Неполное вычисление. Отдельно считается каждый параметр. Если выражение имеет значение «истина», то обсчитывают следующий параметр. Действует в случае ИЛИ.

Заключение

Условные операторы являются очень удобной конструкцией в программировании. С их помощью можно с легкостью осуществить сложные конструкции без необходимости мудрствовать.