25) Структура программы. Операторы. Простые операторы, структурированные операторы. Структура программы
Каждая программа на языке программирования высокого уровня должна быть оформлена в соответствии с правилами этого языка.
Алгоритмический язык
В алгоритмическом языке структура программы имеет следующий вид:
алг <имя программы> (<список переменных>)
<список аргументов>
<список результатов>
Нач
<операторы>
кон
<имя программы> — идентификатор, однозначно определяющий программу;
<список переменных> — список величин, которые обрабатываются программой;
<список аргументов> — список величин, которые передаются в программу для обработки;
<список результатов> — список величин, которые вычисляются программой;
<операторы> — конечная последовательность операторов, реализующих исходный алгоритм и составляющих тело программы.
Бейсик
<метка> оператор
…
<метка> оператор
<метка> END
<метка> — уникальный числовой идентификатор каждой строки, позволяющий операторам перехода изменять ход выполнения операторов.
Паскаль
Program <имя программы>;
<описания>
begin
<операторы>
end
<описания> — раздел, в котором описываются модули, используемые программой, константы, переменные, которые используются в программе, описываются пользовательские типы данных, используемые подпрограммы.
Операторы – допустимое в языке программирования высокого уровня предложение, задающее целостное законченное действие ЭВМ или представляющее набор описаний. Операторы языка программирования Паскаль выполняют некоторые действие над данными. Они подразделяются на две группы: простые и структурированные. Простые операторы не содержат в себе других операторов; структурированные операторы включают в себя другие операторы – как простые, так и структурированные.
К простым операторам относятся оператор присваивания, оператор перехода (GOTO) и пустой оператор, а к структурированным – составной оператор (BEGIN…END), условные операторы (IF и CASE) и операторы цикла (WHILE, REPEAT и FOR).
Оператор присваивания
Знак присваивания (=) делит оператор присваивания на две части. В правой части представлено выражение, состоящее из идентификаторов констант, переменных, функций и знаков операций, которые необходимо вычислить. После вычисления полученное значение присваивается переменной, указанной в левой части оператора. При этом тип переменной должен быть совместимым с типом вычисленного выражения. Примеры операторов присваивания:
a := b + c;
a := ‘b’;
x := true
Пустой оператор
Пустой оператор – оператор, не задающий никаких действий и не представляющий описания данных.
Оператор перехода
Оператор перехода имеет простой синтаксис: в точке программы, из которой требуется организовать переход, после слова goto через пробел записывается имя метки, например goto 1 или goto error. При программировании на Паскале необходимость в применении оператора перехода возникает в очень ограниченном количестве ситуаций, в большинстве же случаев используются операторы циклов вместе с процедурами передачи управления.
Использование оператора безусловного перехода оправданно, как правило, в двух случаях:
- принудительный выход вниз по тексту программы из нескольких вложенных циклов или операторов выбора;
- переход из нескольких мест программы в одно (например, если перед выходом из программы необходимо всегда выполнять какие-либо действия).
Во всех остальных случаях следует привести алгоритм к структурному виду, т.е. преобразовать его так, чтобы он мог быть записан с помощью базовых конструкций.
Структурированные операторы
Составной оператор
Составной оператор – последовательность некоторых операторов, которые выполняются в том порядке, в каком они содержатся в тексте программы. При этом зарезервированные слова являются так называемыми операторными скобками, в которые заключены операторы, входящие в составной оператор
Составной оператор имеет вид:
begin S1; S2; ….Sn end.
Здесь S1; S2; ….Sn - операторы, образующие составной оператор; зарезервированные слова BEGIN и END – операторные скобки. Составной оператор может включать другие составные операторы.
Условные операторы
Условный оператор if
Условный оператор if используется для разветвления процесса вычислений на два направления. Формат оператора:
if выражение then оператор_1 [else оператор_2;]
Сначала вычисляется выражение, которое должно иметь логический тип. Если оно имеет значение true, выполняется первый оператор, иначе — второй. После этого управление передается на оператор, следующий за условным.
Операторы, входящие в состав условного, могут быть простыми или составными. Составной оператор (блок) обрамляется ключевыми словами BEGIN и END. Блок применяют в том случае, когда по какой-либо ветви требуется выполнить несколько операторов – иначе компилятор не сможет понять, где заканчивается ветвь и начинается следующая часть программы.
Примеры условных операторов:
if a < 0 then b := 1;
if (a < b) and (a > d) then inc(b)
else begin
b := b * a; a := o
end.
В первом примере отсутствует ветвь else. Такая конструкция называется «пропуск оператора», поскольку присваивание значения переменной b либо выполняется, либо пропускается в зависимости от выполнения условия а < 0, после чего управление всегда передается следующему оператору.
Если требуется проверить несколько условий, их объединяют знаками логических операций. Так, выражение во втором примере будет истинно в том случае, если выполнится одновременно условие а < b и условие а > d. Если опустить скобки, в которые взята операция ИЛИ, будет выполнено сначала логическое И, а потом — ИЛИ, поскольку его приоритет ниже. Скобки, в которые заключены операции отношения, обязательны, потому что приоритет у логических операций выше, чем у операций отношения. Поскольку по ветви else требуется выполнить два оператора, они заключены в блок.
Оператор case
Оператор варианта (выбора) предназначен для разветвления процесса вычислений на несколько направлений. Формат оператора:
Выполнение оператора выбора начинается с вычисления выражения. Затем управление передается оператору, помеченному константами, значение одной из которых совпало с результатом вычисления выражения. После этого выполняется выход из оператора. Если совпадения не произошло, выполняются операторы, расположенные после слова else, а при его отсутствии управление передается оператору, следующему за case.
Выражение после ключевого слова case должно быть порядкового типа, константы — того же типа, что и выражение. Чаще всего после case используется имя переменной (частный случай выражения). Перед каждой ветвью оператора можно записать одну или несколько констант через запятую или операцию диапазона, обозначаемую двумя идущими подряд точками. Например:
Операторы цикла
Операторы цикла используются для вычислений, повторяющихся многократно. В Паскале имеется три вида циклов: цикл с предусловием while, цикл с постусловием repeat и цикл с параметром for. Каждый из них состоит из определенной последовательности операторов.
Блок – относительно независимый фрагмент программы, ограниченный особыми символами (операторными скобками). Блок, ради выполнения которого и организуется цикл, называется телом цикла. Остальные операторы служат для управления процессом повторения вычислений: это начальные установки, проверка условия продолжения цикла и модификация параметра цикла. Один проход цикла называется итерацией.
Начальные установки служат для того, чтобы до входа в цикл задать значения переменных, которые в нем используются.
Проверка условия продолжения цикла выполняется на каждой итерации либо до тела цикла (тогда говорят о цикле с предусловием), либо после тела цикла (цикл с постусловием). Разница между ними состоит в том, что тело цикла с постусловием всегда выполняется хотя бы один раз, после чего проверяется, надо ли его выполнять еще раз. Проверка необходимости выполнения цикла с предусловием делается до тела цикла, поэтому возможно, что он не выполнится ни разу.
Параметром цикла называется переменная, которая используется при проверке условия цикла и принудительно изменяется на каждой итерации, причем, как правило, на одну и ту же величину. Если параметр цикла целочисленный, он называется счетчиком цикла. Количество повторений такого цикла можно определить заранее. Параметр есть не у всякого цикла. В так называемом итеративном цикле условие продолжения содержит переменные, значения которых изменяются в цикле по рекуррентным формулам.
Цикл завершается, если условие его продолжения не выполняется. Возможно принудительное завершение как текущей итерации, так и цикла в целом. Для этого служат операторы break, continue и goto. Передавать управление извне внутрь цикла не рекомендуется, потому что при этом могут не выполниться начальные установки.
Цикл с предусловием while
Формат оператора:
while выражение do оператор
Выражение должно быть логического типа. Например, это может быть операция отношения или просто логическая переменная. Если результат вычисления выражения равен true, выполняется расположенный после служебного слова do простой или составной оператор. Эти действия повторяются до того момента, пока результатом выражения не станет значение false. После окончания цикла управление передается на следующий за ним оператор.
Цикл с постусловием repeat
Тело цикла с постусловием заключено между служебными словами repeat и until, поэтому заключать его в блок не требуется. Например:
В отличие от цикла while этот цикл будет выполняться, пока логическое выражение после слова until ложно. Как только результат выражения станет истинным, произойдет выход из цикла. Вычисление выражения выполняется в конце каждой итерации цикла.
Этот вид цикла применяется в тех случаях, когда тело цикла необходимо обязательно выполнить хотя бы один раз: например, если в цикле вводятся данные и выполняется их проверка. Если же такой необходимости нет, предпочтительнее пользоваться циклом с предусловием.
Цикл с параметром for
Этот оператор применяется, если требуется выполнить тело цикла заранее заданное количество раз. Параметр порядкового типа на каждом проходе цикла автоматически либо увеличивается, либо уменьшается на единицу. Примеры:
Выражения должны быть того же типа, что и переменная цикла, оператор — простым или составным.
Пример программы вывода на экран в столбик числа от 1 до 10:
Выражения, определяющие начальное и конечное значения счетчика, вычисляются один раз до входа в цикл. Цикл for реализован в Паскале как цикл с предусловием, т.е. его можно представить в виде эквивалентного оператора while. Это означает, что если условие продолжения цикла не выполняется при первом же значении счетчика, тело цикла не будет пройдено ни разу.
26) Назначение и основные функции табличных процессоров
Класс программ, используемых для представления таблиц в электронной форме, и обработке входящих в них данных называется табличными процессорами, или электронными таблицами,
Особенность табличных процессоров заключается в том, что с их помощью можно не только вводить данные в ячейки таблиц, редактировать и форматировать их, но и применять формулы для описания связи между значениями, хранящимися в различных ячейках. Расчет по заданным формулам выполняется автоматически. Изменение содержимого какой-либо одной ячейки приводит к пересчету значений всех ячеек, которые с ней связаны формульными отношениями, и, тем самым, при обновлении каких-либо частных данных, обновление всей таблицы происходит автоматически.
Применение электронных таблиц упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без проведения расчетов вручную или специального программирования. Электронные таблицы нашли широчайшее применение в экономических и бухгалтерских расчетах. Их можно эффективно использовать, например, для:
• автоматической обработки зависящих друг от друга данных;
• автоматизации итоговых вычислений;
• создания сводных таблиц;
• ведения простых баз данных;
• обработки записей баз данных;
• совместной работы с экономическими или бухгалтерскими документами;
• подготовки табличных документов;
• построения диаграмм и графиков по имеющимся данным.
Одним из наиболее распространенных средств работы с документами, имеющими табличную структуру, является программа Microsoft Excel. Она предназначена для работы с таблицами данных, преимущественно числовых. При формировании таблицы выполняют ввод, редактирование и форматирование текстовых и числовых данных, а также формул. Наличие средств автоматизации облегчает эти операции. Созданная таблица может быть выведена на печать. В этой главе мы рассмотрим основные понятия и приемы работы с последней версией программы — Microsoft Excel 2000, входящей наряду с другими программами в пакет Microsoft Office 2000.