4.1 Составной и пустой операторы

При формировании структурных операторов существуют некоторые ограничения на число входящих в него операторов. В частности, в операторе выбора IF (в школьном алгоритмическом языке команда "если"), после служебного слова THEN (аналог - "то") может стоять только один оператор. Поэтому в Паскале возникла необходимость группирования операторов в единое целое - в один составной оператор.

Любая группа операторов, размещенных между словами BEGIN и END (иначе, операторные скобки), рассматривается как один - составной оператор. При выполнении составного оператора все его компоненты (операторы) выполняются в порядке их написания (линейно).

Составные операторы обрабатываются как единое целое, как один оператор, что имеет значение там, где синтаксис языка допускает использование одного оператора. Это имеет место практически во всех структурных операторах. Примеры использования составных операторов будут рассмотрены в соответствующих разделах данного пособия.

Наряду с понятием "составной оператор" в языке существует специфическое понятие - "пустой оператор". Пустой оператор - это оператор, который не предусматривает выполнения никаких действий.

Однако практика показывает, что иногда полезно иметь такое средство, например, при выполнении искусственной задержки выполнения программы:

FOR I:=1 TO 10000 DO;

При выполнении данного цикла машина переменной I последовательно присвоит значения от 1 до 10000. В теле цикла нет операторов, значит, кроме счета ничего не будет выполнено, однако время на это затрачивается, и, следовательно, некоторое время программа "висит" на данном операторе.

Существуют и другие примеры использования пустого оператора, когда по синтаксису оператор формально необходим, но никаких действий внутри него не производится.

40. Условный оператор

Условные операторы позволяют выбирать для выполнения те или иные части программы в зависимости от некоторых условий. Если, например, в программе используются вещественные переменные x и z, и на каком-то этапе решения задачи требуется вычислить z=max(x, y), то желаемый результат получается в результате выполнения либо оператора присваивания z:=x, либо оператора присваивания z:=y. Поскольку значения переменных x и y заранее неизвестны, а определяются в процессе вычислений, то в программе необходимо предусмотреть оба эти оператора присваивания. Однако на самом деле должен выполниться один из них. Поэтому в программе должно содержаться указание о том, в каком случае надо выбирать для исполнения тот или иной оператор присваивания.

Это указание естественно сформулировать с использованием отношения x>y. Если это отношение при текущих значениях x и y справедливо (принимает значение true), то для исполнения должен выбираться оператор z:=x; в противном случае для исполнения должен выбираться оператор z:=y (при x=y безразлично, какой оператор выполнять, так что выполнение оператора z:=y в этом случае даст правильный результат).

Для задания подобного рода разветвляющихся вычислительных процессов в языках программирования существуют условные операторы. Рассмотрим полный условный оператор Паскаля:

if B then S1 else S2

Здесь if (если), then (то) и else (иначе) являются служебными словами, В – логическое выражение, а S1 и S2 – операторы.

Выполнение такого условного оператора в Паскале сводится к выполнению одного из входящих в него операторов S1 или S2: если заданное в операторе условие выполняется (логическое выражение В принимает значение true), то выполняется оператор S1, в противном случае выполняется оператор S2.

41. Оператор выбора

Оператор выбора Паскаля позволяет выбрать одно из нескольких возможных продолжений программы. Параметром, по которому осуществляется выбор, служит ключ выбора – выражение любого порядкового типа.

Структура оператора выбора в Паскале такова:

Case <ключ_выбора> of <список_выбора> [else <оператор_иначе>] end

Здесь case, of, else, end – зарезервированные слова (случай, из, иначе, конец);

• <ключ_выбора> - выражение порядкового типа;

• <список_выбора> - одна или более конструкций вида:

  • <константа_выбора>: <оператор>;

• <константа_выбора> - константа того же типа, что и выражение

  • <ключ_выбора>;

<операторы> - произвольные операторы Паскаля.

Оператор выбора Паскаля работает следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения <ключ_выбора>, а затем в последовательности <список_выбора> отыскивается константа, равная вычисленному значению. Выполняется оператор, который следует за найденной константой, после чего оператор выбора завершает работу. Если в списке выбора не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается операторам, стоящим за словом else. Часть else <оператор_иначе> можно опустить, тогда при отсутствии в списке выбора нужной константы не будет выполнено никаких действий, и оператор выбора просто завершит свою работу.

Например, составим программу, которая по номеру дня недели выводит на экран его название:

Пример программы с использованием Case of

Program dni_nedeli; Var n: byte; Begin     Readln(n);     Case n of        1: writeln(‘понедельник ’);        2: writeln(‘вторник ’);        3: writeln(‘среда ’);        4: writeln(‘четверг ’);        5: writeln(‘пятница ’);        6: writeln(‘суббота ’);        7: writeln(‘воскресенье’);        else writeln(‘дня недели с номером’, n,’нет’);     end; end.

Следует помнить, что все константы из списка выбора должны быть различны.

Любому из операторов списка выбора может предшествовать не одна, а несколько констант выбора, разделенных запятыми. Например, следующая программа при вводе одного из символов ‘ y’ или ‘ Y’ выведет на экран «Да», а при вводе ‘ n’ или ‘ N’ – слово «Нет».

Пример программы с использованием Case of с несколькими переменными

Var ch: char; Begin     Readln(ch);     Case ch of        N, n: writeln(‘Да ’);        Y, y: writeln(‘Нет ’);     End; End.

Очевидно, что рассмотренные выше программы можно записать с помощью вложенных или последовательно расположенных условных операторов, но в подобных задачах использование оператора выбора является более простым. Основное отличие условного оператора от оператора выбора состоит в том, что в условном операторе условия проверяются одно за другим, а в операторе выбора значение ключа выбора непосредственно определяет одну из возможностей.

42. Оператор безусловного перехода

Помимо операторов условного перехода существует также оператор безусловного перехода goto. Формат:

goto метка

Оператор goto переходит при выполнении программы к определенному оператору программы, перед которым находится метка. Метка должна быть описана в разделе описания меток той программы (процедуры или функции), в которой она используется. Нельзя перейти из одной процедуры или функции в другую.

Необходимо, чтобы в программе существовал оператор, отмеченный указанной меткой. Она записывается перед оператором и отделяется от него двоеточием.

Пример

label 1;

begin

...

goto 1;

...

1: WriteLn('Переход к метке 1');

end.

Учтите! Само понятие структурного программирования и общепринятый стиль программирования на структурных языках НЕ ПРИВЕТСТВУЕТ применение меток и операторов перехода в программах. Это затрудняет понимание программы как автором, так и потребителями, кроме того, применение меток отрицательно сказывается на эффективности генерируемого кода.

43. Форматированный вывод

Форматированный вывод значений вещественного типа

Значение вещественного типа в Pascal может быть представлено в двух формах: с плавающей точкой или с фиксированной точкой.

При использовании обычной конструкции вывода значения Write (a); на экран монитора будет выведено значение с плавающей точкой, запись вида:

 

0.0000000000Е+00

Здесь: 0.0000000000 - число;

E+00 - степень 10, на которую будет умножено предыдущее число

где: E - число 10;

+00 - степень.

 

Таким образом, подобную запись можно рассматривать как 0.000000000 * 10⁰

 

Пример

 

a := 52.6;

Write (a);

 

На экране будет отражена запись 5.2600000000Е+01, т.е. 5.2600000000 * 10¹

 

Для вывода значения вещественного типа с фиксированной точкой принято использовать следующую конструкцию

 

Write (a : n : n1);

Где: a - идентификатор переменной, значение которой будет выведено;

       n - количество разрядов в строке отведенных для вывода значения переменной;

        n1 - количество разрядов после десятичной точки.

 

Пример

 

a := 52.6;

Write (a : 10 : 3);

 

44. Цикл с постусловием

Иногда при решении задач возникает необходимость выполнить тело цикла хотя бы один раз, а потом, проверив условие, определить, повторять ли тело цикла еще раз. Эту задачу выполнит другой вид цикла – цикл Repeat.

repeat {повторяй}   {операторы операторы} until <условие>; {до тех пор, пока условие не будет истинным}

Есть небольшое отличие в организации цикла repeat по сравнению с while: для выполнения в цикле repeat нескольких операторов не следует помещать эти операторы в операторные скобки begin ... end. Зарезервированные слова repeat и until действуют как операторные скобки.

Конструкция repeat ... until работает аналогично циклу while. Различие заключается в том, что цикл while проверяет условие до выполнения действий, в то время как repeat проверяет условие после выполнения действий. Это гарантирует хотя бы одно выполнение действий до завершения цикла.

Например,

a) repeat       read (Number);       Sum := Sum+Number;     until Number=-1

b) repeat       i := i+1;       writeln (Sqr(i));     until i>=10

При построении циклов нужно быть очень аккуратным: следить за отсутствием ошибок как в фазе входа в цикл, так и в фазе завершения цикла.

45. Цикл с предусловием

Циклы с предусловием используются тогда, когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла.

При выполнении оператора while определенная группа операторов выполняется до тех пор, пока определенное в операторе while булево условие истинно. Если условие сразу ложно, то оператор не выполнится ни разу.

Общая форма записи следующая

while <булево выражение> do   begin     группа операторов   end;

На русском языке это звучит примерно так:

пока выполняется это условие, делай   от начала     группа операторов   до конца;

Вполне понятно, что операторные скобки ставят, чтобы отделить от остальной программы ту группу операторов, которую нужно повторить в цикле. Если в цикле нужно выполнить только один оператор, то операторные скобки не ставят.

При использовании цикла с предусловием надо помнить следующее:

1. значение условия выполнения цикла должно быть определено до начала цикла;

2. если значение условия истинно, то выполняется тело цикла, после чего повторяется проверка условия. Если условие ложно, то происходит выход из цикла;

3. хотя бы один из операторов, входящих в тело цикла, должен влиять на значение условия выполнения цикла, иначе цикл будет повторяться бесконечное число раз.

Вернемся к нашей задаче вычисления суммы чисел. При вычислении суммы используем следующий прием: вначале, когда еще не задано ни одно слагаемое, сумму полагают равной нулю (S:=0), а затем, получая очередное слагаемое, прибавляют его к сумме (S:=S+x) (см. программу ниже).

46. Цикл с параметром

В цикле со счетчиком тело цикла повторяется заранее определенное число раз. Циклы со счетчиком используются довольно часто, и поэтому в языке Паскаль для этих целей имеется специальная конструкция.

Можно, конечно, циклы со счетчиком моделировать при помощи операторов while и Repeat, но структура цикла со счетчиком проще.