Операторы языка C++
Решение задач на ЭВМ – это процесс обработки данных, ведущий от исходных данных к конечному результату.
Разработка алгоритма для решения задач на ЭВМ включает в себя выделение этапов процесса обработки данных и представление их в определенной форме и последовательности, например, в виде схемы алгоритма.
В схеме алгоритма этапы обработки представляются в виде структур алгоритма – графических элементов, соединенных линиями передачи управления.
Каждому действию соответствует некоторая геометрическая фигура.
Разработка алгоритма – один из самых трудных этапов решения задачи.
Сравнительно простой является алгоритмизация линейных процессов вычислений. В алгоритмах линейной структуры этапы обработки данных (и соответственно графические элементы в схеме алгоритма) располагаются строго последовательно.
Разработанный алгоритм реализуется в виде программы для ЭВМ на одном из языков программирования.
Операторы — это конструкции языка, определяющие действия и логику выполнения действий в программе.
Каждый исполняемый оператор определяет действия программы на очередном шаге ее исполнения. У оператора нет значения.
По характеру действий различают два типа операторов: операторы преобразования данных и операторы организации обработки данных.
Первая группа – это последовательно выполняемые операторы. Рассмотрим их.
Последовательно выполняемые операторы - это:
операторы присваивания,
операторы ввода и вывода данных,
операторы вызова функций,
операторы-выражения.
Все они являются типичными операторами преобразования данных.
И именно эти операторы используются при программировании линейных процессов вычислений.
Каждый оператор языка С++ заканчивается разделителем ';'. Любое выражение, после которого стоит ';', воспринимается компилятором как оператор (не считая выражений, входящих в заголовок оператора for).
Оператор присваивания
является также оператором выражения, так как оператор формируется из выражения присваивания, в конце которого поставлена "точкой с запятой".
Оператор простого присваивания:
lvalue = выражение;
Оператор составного присваивания:
lvalue оп= выражение ;
Примеры:
x*= i; i=x-4*i;
Оператор – выражение – вызов функции, не возвращающей никакого значения.
Форма оператора:
имя функции (список фактических параметров);
Операторы – выражение – инкремент или декремент l-значения
Формы операторов, c учетом префиксных и постфиксных форм операций инкремента и декремента:
++(lvalue); (lvalue)++;
- -(lvalue); (lvalue)- -;
Пример:
i++;//- возрастание значения переменной i на единицу.
Операторы ввода - вывода данных также являются операторами – выражениями.
Операторы используют непосредственно входные и выходные потоки из библиотеки потоковых классов, описания которых находятся в заголовочном файле iostream.h.
Препроцессорная директива: #include<iostream>
подключает к программе библиотеку ввода/вывода, построенную на основе механизма классов. Ввод/вывод верхнего уровня в С++ построен на основе потоков, с которыми программа при исполнении обменивается данными.
Поток – следует понимать, как последовательность обмениваемых байтов между оперативной памятью и внешними устройствами (файл на диске, принтер, клавиатура, дисплей, стример и т.п.), или между различными участками оперативной памяти.
cin – имя стандартного входного потока по умолчанию связанного с клавиатурой;
cout– имя стандартного выходного потока по умолчанию связанный с экраном дисплея;
>> - операция извлечение данных из потока или операция ввода;
<< - операция вставки данных в поток или операция вывода;
Операции возвращают ссылки на соответствующие потоки, то есть фактически сами потоки.
Операции извлечения данных из потока и вставки данных в поток являются основой для операторов ввода-вывода данных.
Форма оператора ввода (ввод данных с внешнего устройства в оп):
cin>>lvalue;
lvalue –это именованный участок оперативной памяти, значение которого можно изменять, частный случай – имя переменной.
В последнем случае формат оператора ввода таков:
cin>> имя переменной;
Из потока cin извлекается значение и помещается в оперативную память, выделенную под переменную.
Внутри ЭВМ данные хранятся в виде двоичных кодов, которые регламентированы для каждого типа данных.
При вводе выполняется преобразование символов визуального представления данных из потока в двоичные коды внутреннего представления данных, при этом происходит автоматическое распознавание типов, а, следовательно, и формата хранения вводимых данных.
Форма оператора вывода (вывод данных из оп на внешнее устройство):
cout<< выражение;
Из оперативной памяти извлекается значение выражения и помещается в выходной поток cout.
При этом происходит преобразование двоичных кодов типизированного значения выражения в последовательность символов, изображающих значение на внешнем устройстве.
Интерпретация выводимого значения производится автоматически.
К этой группе операторов отнесем пустой оператор, составной и блок.
Пустой оператор - представляется символом "точкой с запятой", перед которым нет никакого выражения.
Пустой оператор не предусматривает никаких действий. Используется там, где синтаксис языка требует присутствия оператора, а по смыслу программы никакие действия не должны выполняться.
Пример – циклический оператор, все циклические действия которого определены в заголовке, тело цикла – пустой оператор.
… for ( n = 0 , m =1 ; n < 7 ; n++, m * =n );
Составной оператор — это последовательность операторов, заключенная в фигурные скобки.
Блок - определения, описания и последовательность операторов, заключенные в фигурные скобки.
Синтаксически и блок, и составной оператор являются единичными операторами.
Внутри них после каждого оператора ставятся "точки с запятой", но после их закрывающей фигурной скобки символ ';' не ставится.
Описания и определения объектов программы, после которых стоит ';' также считаются операторами.
Перед любым оператором может стоять метка (включая и пустой оператор, описания и определения).
Метки – это идентификаторы, локализованные в теле функции.
Иногда удобно поставить метку перед пустым оператором в конце функции.
Примеры:
t: x= 4+x *3;
m: int r = 5, q = 2;
k: ;
Операторы управления работой программы
К операторам управления работой программы относятся операторы выбора, циклы, операторы передачи управления.
Операторы выбора - реализуют в программе алгоритмические схемы ветвления.
И в первую очередь к ним относится условный оператор.
Условный оператор
Реализует алгоритмическую схему развилка, имеет следующую форму:
If (выражение) оператор 1 else оператор 2;
в качестве выражения может быть любое скалярное выражение, которое автоматически приводится к логическому типу.
Каждый из операторов (1 или 2)– это по синтаксису один оператор простой или составной.
Если выражение истинно (то есть его значение не равно нулю), то выполняется оператор 1 (прямая ветвь алгоритма), в противном случае выражение – ложно и выполняется оператор 2 (альтернативная ветвь).
Операторами 1,2 не могут быть описаниями и определениями, но могут быть блоками с описаниями и определениями.
Перед else ставится ';', если оператор 1 – простой оператор.
Пример условного оператора, в котором в прямой и альтернативной ветвях находятся составной оператор и блок:
if(x>0){x = -x; q (x);} else {int i=3; q( i*x);};
Условный оператор может иметь сокращенную форму: