Вопрос 11 Линейная программа на Паскале.

Для записи простейшей линейной программы требуются три оператора: присваивания, ввода и вывода.

Оператор присваивания

Формат оператора: переменная := выражение; где переменная - любая переменная Паскаля (объявленная заранее в разделе описания переменных), выражение - соответствующее по типу выражение Паскаля (например, целой переменной не может быть присвоено вещественное или символьное значение).

Выполнение оператора: При выполнении этого оператора сначала вычисляется значение выражения, а затем это значение присваивается переменной.

Примеры: f:=0; a:=f+1; a:=a*2; alfa:=a;

Оператор ввода данных

read -"читать".

Формат оператора: read (список); где список - перечень переменных, разделенных запятыми (объявленных заранее в разделе описания переменных), для которых требуется ввести значения с клавиатуры.

Выполнение оператора: На этом операторе программа приостанавливается и ждет, когда пользователь введет с клавиатуры значения переменных, указанных в списке. Значения должны соответствовать по типу переменным;  разделять их при вводе нужно пробелом. Значений должно быть введено ровно столько, сколько переменных в списке. Если ввести меньше, то программа будет ожидать ввода значений для остальных переменных; если ввести больше, то лишние значения проигнорируются. После того, как будут введены значения и нажата enter, Паскаль последовательно присвоит каждой переменной ее значение, и программа продолжит выполняться дальше.

Примеры: read (a); read (a, alfa, x1);

Оператор вывода данных на экран

write -"писать".

Формат оператора: write (список); где список - перечень констант, выражений или переменных, разделенных запятыми.

Выполнение оператора: - если элементом списка является текстовая константа ('заключенная в апострофы'), то она выводится на экран без апострофов; - если элементом списка является имя переменной, то на экран выводится ее значение; - если элементом списка является выражение, то выводится значение.

Примеры: write ('a=', a); write ('Площадь равна', b*c);

* При выполнении операторов ввода и вывода не происходит автоматического перехода на следующую строку экрана. Чтобы обеспечить такой переход, нужно употреблять операторы readln и writeln ( line-"строка")

* Оператор writeln без списка вставляет пустую строку.

* Перед оператором read желательно использовать оператор  write с сообщением, что и в какой последовательности вводить.

Вопрос 12 Операторы условного перехода (If, Case)

Операторы условного перехода позволяют выбрать для исполнения один из нескольких операторов-компонентов в зависимости от условия.

1. Оператор If

Его синтаксис:

If A then ST1 else ST2;

где: 1) A - булевское выражение (возвращающее TRUE или FALSE); 2) ST1, ST2 - операторы (возможно пустые или составные).

Если значение выражения A равно TRUE, то выполняется оператор ST1; если значение выражения A - FALSE, то выполняется оператор ST2. Затем (в обоих случаях) управление передается следующему оператору программы. Допускается краткая форма условного оператора:

If A then ST; где: 1) A - булевское выражение; 2) ST - оператор (возможно составной).

Если значение A равно TRUE, то выполняется оператор ST. Если значение A - FALSE, то управление передается оператору, следующему за оператором IF.

Обычно при написании программы не рекомендуется использовать многократно вложенные друг в друга условные операторы - программа становится громоздкой и трудно понимаемой. Считается, что число уровней вложения не должно превышать двух-трех. Но как быть, если необходимо проверять достаточно много условий и в зависимости от них выполнять те или иные действия? Для этих целей в языке Pascal существует специальный оператор выбора Case.

2. Оператор выбора Case

Его синтаксис: Case N of M1,...,Mn: ST1; K1,...,Kp: ST2; ... D1,...,DS: STi end;

где: 1) Case ("случай") - служебное слово; 2) N - переменная, называемая селектором или переключателем; 3) Mi,Ki,... - метки (i=1,2,...), которые отличаются по смыслу от меток, описываемых в разделе Label; 4) ST1, ST2, STi - операторы.

Отметим, что переключатель и метки должны быть одного и того же скалярного типа (но не тип Real).

Оператор Case передает управление тому оператору STi, с одной из меток которого совпало значение селектора N, а затем - на следующий за end оператор. Если значение селектора N не совпало ни с одной из меток, то исполняется оператор, следующий за зарезервированным словом end.

goto (от англ. go to — «перейти к») — оператор безусловного перехода (перехода к определённой точке программы, обозначенной номером строки либо меткой) в некоторых языках программирования. В некоторых языках оператор безусловного перехода может иметь другое имя (например, jump в языках ассемблера).

Как правило, оператор goto состоит из двух частей: собственно оператора и метки, указывающей целевую точку перехода в программе: goto метка. Метка, в зависимости от правил языка, может быть либо числом (как, например, в классическом Бейсике), либо идентификатором используемого языка программирования. Для меток-идентификаторов метка, как правило, ставится перед оператором, на который должен осуществляться переход, и отделяется от него двоеточием (метка:).

Действие оператора перехода состоит в том, что после его исполнения следующими будут исполняться операторы программы, идущие в тексте непосредственно после метки (до следующего оператора перехода, ветвления или цикла).

ВОПРОС 13 Цикл со счётчиком — цикл, в котором некоторая переменная изменяет своё значение от заданного начального значения до конечного значения с некоторым шагом, и для каждого значения этой переменной тело цикла выполняется один раз. В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором for, в котором указывается счётчик (так называемая «переменная цикла»), требуемое количество проходов (или граничное значение счётчика) и, возможно, шаг, с которым изменяется счётчик. Например, в языке Оберон-2 такой цикл имеет вид:

FOR v := b TO e BY s DO

... тело цикла

END

(здесь v — счётчик, b — начальное значение счётчика, e — граничное значение счётчика, s — шаг).

Неоднозначен вопрос о значении переменной по завершении цикла, в котором эта переменная использовалась как счётчик. Например, если в программе на языке Паскаль встретится конструкция вида:

i := 100;

for i := 0 to 9 do

begin

... тело цикла

end;

k := i;

возникает вопрос: какое значение будет в итоге присвоено переменной k: 9, 10, 100, может быть, какое-то другое? А если цикл завершится досрочно? Ответы зависят от того, увеличивается ли значение счётчика после последней итерации и не изменяет ли транслятор это значение дополнительно. Ещё один вопрос: что будет, если внутри цикла счётчику будет явно присвоено новое значение? Различные языки программирования решают данные вопросы по-разному. В некоторых поведение счётчика чётко регламентировано. В других, например, в том же Паскале, стандарт языка не определяет ни конечного значения счётчика, ни последствий его явного изменения в цикле, но не рекомендует изменять счётчик явно и использовать его по завершении цикла без повторной инициализации. Программа на Паскале, игнорирующая эту рекомендацию, может давать разные результаты при выполнении на разных системах и использовании разных трансляторов.

Радикально решён вопрос в языке Ада: счётчик считается описанным в заголовке цикла, и вне его просто не существует. Даже если имя счётчика в программе уже используется, внутри цикла в качестве счётчика используется отдельная переменная. Счётчику запрещено явно присваивать какие бы то ни было значения, он может меняться только внутренним механизмом оператора цикла. В результате конструкция

i := 100;

for i in (0..9) loop

... тело цикла

end loop;

k := i;

внешне аналогичная вышеприведённому циклу на Паскале, трактуется однозначно: переменной k будет присвоено значение 100, поскольку переменная i, используемая вне данного цикла, не имеет никакого отношения к счётчику i, который создаётся и изменяется внутри цикла. Подобное обособление счётчика удобно и безопасно: не требуется отдельное описание для него и минимальна вероятность случайных ошибок, связанных со случайным разрушением внешних по отношению к циклу переменных. Если программисту требуется включить в готовый код цикл со счётчиком, то он может не проверять, существует ли переменная с именем, которое он выбрал в качестве счётчика, не добавлять описание нового счётчика в заголовок соответствующей процедуры, не пытаться использовать один из имеющихся, но в данный момент «свободных» счётчиков. Он просто пишет цикл с переменной-счётчиком, имя которой ему удобно, и может быть уверен, что никакой коллизии имён не произойдёт.

Цикл со счётчиком всегда можно записать как условный цикл, перед началом которого счётчику присваивается начальное значение, а условием выхода является достижение счётчиком конечного значения; к телу цикла при этом добавляется оператор изменения счётчика на заданный шаг. Однако специальные операторы цикла со счётчиком могут эффективнее транслироваться, так как формализованный вид такого цикла позволяет использовать специальные процессорные команды организации циклов.

В некоторых языках, например, Си и других, произошедших от него, цикл for, несмотря на синтаксическую форму цикла со счётчиком, в действительности является циклом с предусловием. То есть в Си конструкция цикла:

for (i = 0; i < 10; ++i)

{

... тело цикла

}

фактически представляет собой другую форму записи конструкции[1]:

i = 0;

while (i < 10)

{

... тело цикла

++i;

}

То есть в конструкции for сначала пишется произвольное предложение инициализации цикла, затем — условие продолжения и, наконец, выполняемая после каждого тела цикла некоторая операция (это не обязательно должно быть изменение счётчика; это может быть правка указателя или какая-нибудь совершенно посторонняя операция). Для языков такого вида вышеописанная проблема решается очень просто: переменная-счётчик ведёт себя совершенно предсказуемо и по завершении цикла сохраняет своё последнее значение.

Формат оператора цикла for:

for ( выражение1; выражение2; выражение3 ) оператор;

Выполнение оператора цикла for начинается с вычисления "выражения1". Это своего рода инициализация цикла, которая выполняется только один раз и предшествует последующим действиям.

После этого вычисляется "выражение2". Если оно истинно, то выполняется "оператор". Далее вычисляется "выражение3". Первая итерация цикла закончена. Вторая итерация начинается опять с вычисления "выражения2". Если оно истинно, то выполняется "оператор". Далее опять вычисляется "выражение3" и так продолжается до тех пор, пока "выражение2" будет истинным. Если же уже на первой итерации "выражение2" будет ложным, то цикл не исполнится ни разу.

Если вникнуть в логику работы оператора цикла for, то можно заметить, что она полностью соответствует следующему фрагменту кода с использование оператора цикла while:

выражение1; while ( выражение2 ) { оператор; выражение3; }

В прошлом выпуске мы рассмотрели пример использования оператора цикла while:

int i = 0; while ( i < 9 ) { Print( i ); i++; } Print ("Done");

Этот пример можно переписать с использованием оператора цикла for:

int i; for (i = 0; i < 9; i++) Print( i ); Print ("Done");

Не будет ошибкой, если любое из трех или все три выражения в операторе цикла for будут отсутствовать, однако разделяющие их точки с запятыми (;) опускать нельзя. Если отсутствует "выражение2", то принимается, что оно всегда равно true.

"Выражение1" и "выражение3" могут состоять из нескольких выражений, объединенных запятой. В этом случае вычисляется каждое из выражение, причем порядок вычисления будет слева направо:

for (i = 0, j = 0; i < 9; i++) Print ( "i = ", i, " j= ", j );