Информационные технологии. Языки и системы программирования

из пары фигурных скобок с заключенными между ними операторами и синтаксически воспринимается как один оператор.

Составные операторы обладают еще одним интересным свойством. Если вы определяете новую переменную внутри блока, она будет существовать только во время выполнения операторов этого блока. Когда поток выполнения покидает блок, такая переменная уничтожается. Это значит, что переменная известна только внутри блока.

Дополнительные синтаксические трюки: операция запятой.

Блок позволяет помещать два и более оператора там, где синтаксис C++ разрешает лишь один. Операция запятой (,) делает то же самое с выражениями, позволяя вставлять два выражения туда, где синтаксис C++ допускает только одно. Например, предположим, что имеется цикл, в котором на каждом шаге одна переменная увеличивается на единицу, а вторая — на единицу уменьшается. Было бы удобно сделать то и другое в обновляющей части цикла for, но синтаксис цикла разрешает там только одно выражение. Решение состоит в применении операции запятой для комбинации двух выражений в одно:

++j, –i // два выражения воспринимаются как одно; // для удовлетворения требований синтаксиса.

Запятая — это не всегда операция. Например, запятая в следующем объявлении служит для разделения имен в списке объявляемых переменных:

int i, j; // здесь запятая — разделитель, а не операция

Выражения отношений. В C++ доступны шесть операций отношений для сравнения чисел. Каждое сравнивающее выражение возвращает булевское (типа bool) значение true, если сравнение истинно, и false — в противном случае, поэтому данные операции хорошо подходят для применения в проверочных условиях циклов. (Старые реализации оценивали истинные выражения как 1 и ложные — как 0.)

На рисунке 3.3 представлен список операций отношений.

40

Цикл while. Цикл while — это цикл for, у которого удалены инициализирующая и обновляющая части; в нем имеется только проверочное условие и тело.

Сначала программа вычисляет выражение ”проверочное условие” в скобках. Если выражение дает в результате true, программа выполняет оператор (или операторы), содержащийся в теле цикла. Как и в случае с циклом for, тело состоит из единственного оператора либо блока, определенного фигурными скобками. После того как завершено выполнение тела, программа возвращается к проверочному условию и заново вычисляет его. Если условие возвращает ненулевое значение, программа снова выполняет тело. Этот цикл проверки и выполнения продолжается до тех пор, пока проверочное условие не вернет false (рисунок 3.4). Понятно, если вы хотите в конечном итоге прервать цикл, то в теле цикла должно происходить нечто такое, что повлияет на выражение проверочного условия. Например, цикл может увеличивать значение переменной, используемой в проверочном условии, либо читать новое значение, вводимое с клавиатуры. Подобно for, цикл while является циклом с входным условием. То есть если проверочное условие оценивается как false в самом начале, то программа ни разу не выполнит тело цикла.

Рисунок 3.4 — Структура циклов while

42

Цикл do while. К этому моменту познакомились с двумя циклами — for и while. Третьим циклом в C++ является do while (рисунок 3.5). Он отличается от двух других тем, что осуществляет проверку на выходе. Это значит, что такой цикл сначала выполнит свое тело и только потом оценит проверочное условие, чтобы узнать, нужно ли продолжать дальше. Если условие оценивается как false, цикл завершается; в противном случае выполняется новый шаг с последующей проверкой условия. Такой цикл всегда выполняется как минимум один раз, потому что поток управления программы проходит через его тело до того, как достигает проверочного условия. Синтаксис цикла do while показан ниже:

do

тело цикла

while (проверочное_выражение);

Часть “тело цикла” может быть единственным оператором либо блоком операторов, заключенным в фигурные скобки. На рисунке 3.5 показан поток управления в цикле do while.

Рисунок 3.5 — Структура циклов do while

43

Вложенные циклы и двумерные массивы. Ранее уже видели,

что цикл for — это естественный инструмент для обработки массивов. Теперь сделаем еще один шаг и посмотрим, как цикл for, внутри которого находится еще один цикл for (вложенные циклы), может применяться для обработки двумерных массивов (рисунок 3.6).

Рисунок 3.6 — Массив массивов

Инициализация двумерного массива. При создании двумер-

ного массива имеется возможность инициализировать каждый его элемент. Прием основан на способе инициализации одномерного массива. Это делается указанием разделенного запятыми списка элементов, заключенного в фигурные скобки:

// Инициализация одномерного массива int btus [5] = (23, 26, 24, 31,

28};

В двумерном массиве каждый элемент сам по себе является массивом, поэтому инициализировать каждый элемент можно так, как показано в предыдущем примере. То есть инициализация состоит из разделенной запятыми последовательности одномерных инициализаций, каждая из которых заключена в фигурные скобки:

int maxtemps[4][5] = // двумерный массив

{

44

{96, 100, 87, 101, 105} // значение для maxtemps [0] {96, 98, 91, 107, 104} // значение для maxtemps [1] {97, 101, 93, 108, 107} // значение для maxtemps [2] {98, 103, 95, 109, 108} // значение для maxtemps [3] };

Массив maxtemps содержит четыре строки по пять чисел в каж-

дой.

Выражение {96, 100, 87, 101, 105} инициализирует первую строку, представляемую как maxtemps [0]. Стиль размещения каждой строки данных в отдельной строке кода улучшает читабельность.

Операторы ветвления и логические операции

Оператор if. Когда программа C++ должна принять решение о том, какое из альтернативных действий следует выполнить, такой выбор обычно реализуется оператором if. Этот оператор имеет две формы: просто if и if else. Сначала исследуем простой if. Оператор if разрешает программе выполнять оператор или блок операторов при условии истинности проверочного условия и пропускает этот оператор или блок, если проверочное условие оценивается как ложное. Таким образом, оператор if позволяет программе принимать решение относительно того, нужно ли выполнять некоторую часть кода.

Синтаксис оператора if подобен while:

if (проверочное_выражение) оператор

Истинность выражения «проверочное_выражение» заставляет программу выполнить оператор, который может быть единственным оператором или блоком операторов. Ложность выражения «проверочное_выражение» заставляет программу пропустить оператор (рисунок 3.7). Как и с проверочными условиями циклов, тип проверочного условия if приводится к bool, поэтому ноль трактуется как false, а все, что отличается от нуля — как true. Вся конструкция if рассматривается как одиночный оператор.

45

Это выглядит как совершенно новая управляющая структура — if else if else. Но на самом деле это один оператор if else, вложенный в другой. Пересмотренный формат выглядит намного яснее и позволяет даже при поверхностном взгляде оценить все альтернативы. Вся эта конструкция по-прежнему трактуется как единственный оператор.

Логические выражения. Часто приходится проверять более одного условия. Например, чтобы символ относился к прописным буквам, его значение должно быть больше или равно а и меньше или равно z. Либо же если попросить пользователя ответить у или п, то наряду с прописными должны приниматься и заглавные буквы (Y или N). Чтобы обеспечить такие возможности, C++ предлагает три логические операции, с помощью которых можно комбинировать или модифицировать существующие выражения:

–логическое «ИЛИ» (которое записывается как « »);

–логическое «И» (записывается как «&&»);

–логическое «НЕ» (записывается как «!»).

Логическая операция «ИЛИ». В английском языке слово «or»

(или) означает, что одно из двух условий либо оба сразу удовлетворяют некоторому требованию. Эквивалент логической операции «ИЛИ» в C++ записывается как «||». Эта операция комбинирует два выражения в одно. Если одно или оба исходных выражения возвращают true или не ноль, то результирующее выражение имеет значение true (истина). В противном случае выражение имеет значение false. Ниже показаны некоторые примеры:

–5 5||5 9 // истинно, потому что первое выражение истинно;

–5 3||5 10 // истинно, потому что первое выражение истинно;

–5 8 ||5 10 // истинно, потому что второе выражение истинно;

–5 8||5 2 // истинно, потому что оба выражения истинны;

–5 8||5 2 // ложно, потому что оба выражения ложны.

Поскольку «||» имеет более низкий приоритет, чем операции сравнения, нет необходимости использовать в этих выражениях скобки. На рисунке 3.9 показано, как работает операция «||».

48