1.7. Переменные и константы
При выполнении программы многие величины не изменяются. В качестве примера представим себе программу созданную для вычисления параметров окружности: длины, площади, площади секторов и т.п. В такой программе после ввода значения радиуса вычисляется некоторые параметры окружности, содержащие величину π, а результат выводится на печать. Для того, чтобы каждый раз в операторах не писать число 3.1415926, можно в самом начале программы присвоить этой величине имя PI и в дальнейшем им пользоваться. Однако не исключено, что спустя некоторое время программист забудет об этом и присвоет этому идентификатору новое значение. В результате появятся ошибки. Для того, чтобы исключить такую ситуацию в языкеC++ имеется зарезервированное словоconst, которое запрещает изменение значений переменных. То есть переменную модифицирует в константу, поэтому это слово называется модификатором.
К константе предъявляются минимальные требования. Константа должна быть инициализирована при описании, потому что в дальнейшем ей ничего нельзя присваивать. Часто программа состоит из нескольких подпрограмм, записанных в отдельных файлах. Так вот, константы становятся недоступными для других программ.
У читателя может возникнуть вопрос: а чем лучше константа директивы #define, которая вместо величины PIподставляет в соответствующих местах ее значение? Ответ простой модификаторconstобладает тем преимуществом, что обеспечивает контроль типов, что также бережет программиста от ошибок. Вот простой пример.
#include <iostream>
using namespace std;
const double PI=3.1416;
main()
{
cout<<"PI="<<pi<<endl;
}
Если в тело такой программы вставить оператор, который производит какие то действия с константой, например, осуществляет присваивание нового значения PI=3.1415926, то компилятор укажет на невозможность выполнения данного оператора. Дело обстоит хуже если ввести операторcin>>PI;.В этом случае выводится сообщение о том, что оператор >> неприменим для переменной типаdouble. То есть ошибка программирования идентифицируется неверно. Для компиляторов С++ это весьма характерно. Очень часто они не могут точно описать найденную ошибку. Кстати говоря, даже в простых программах часто возникают ошибки, которые порой не очевидны. В самом деле, попробуйте убрать словоdoubleиз объявления константы. Программа будет работать, но константа будет восприниматься как целое, равное 3.
Вообще говоря,модификаторconstне является таким уж всесильным. В программе константе нельзя присвоить новое значение, но можно ее переопределить и присвоить новую величину. Например, константуPIможно описать как обычную переменную. Вот пример сказанному.
#include <iostream>
using namespace std;
const double PI=3.1415926;
main()
{
cout<<"PI="<<PI<<endl;
double PI;
cin>>PI;
cout<<"PI="<<PI<<endl;
}
Вот пример переопределеня
Почему так происходит мы поймем когда будем говорить о локальных и глобальных переменных.
1.8 Логические операторы
Вычислительные машины сначала создавались для автоматизации вычислитеьных работ. Однако сразу стало ясно, что вычисления связаны с выполнением некоторых логических операций. То есть, при разных условиях вычисления должны происходить разными путями. Примером может являться программа вычисления корней квадратного уравнения. Корни, как известно, определяются по разным формулам в зависимости от знака дискриминанта. Для описания логики выполнения операций пригодилась хорошо разработанная к тому времени алгебра Буля. Возможно, что вы никогда не слышали о такой алгебе, хотя несомненно много раз ею пользовались. Вспомните школу, когда решив задачу у вас возникал вопрос правильно или неверно выполнено решение. И если результат совпадал с ответом приведенным в задачнике, то вы делали вывод, или говоря иначе высказывались, что решение задачи выполнено верно. Алгебра логики это наука которая формально описывает подобного рода высказывания. В такой алгебре есть только два числа trueиfalse означающие соответственно правда (верно) и ложь (неверно). Подобно алгебрамческим выражениям логические выражения строятся с помощью логических операторов. Их довольно много, и мы ограничимся только основными из них. Причем сначала постараемся разобраться в логике работы этих операторов, а уже потом напишем фрагменты кода.
Операторы сравнения.
При необходимости числа и переменные могут быть сравнены. Например, если рассматриваются две целые переменные n=3 иm=5, то результатn<mбудетtrue, а результатом выраженияn>mбудетfalse. Операторы сравнения приведены в таблице.
-
Математический символ
Название
Обозначение
Пример
Значение результата
=
Равно
==
n==m
false
≠
Не равно
!=
n!=m
true
<
Меньше
<
n<m
true
≤
Меньше или равно
<=
n<=m
true
>
Больше
>
n>m
false
≥
Больше или равно
>=
n>=m
false
Обратите внимание, что многие операторы записываются с использованием двух символов. При этом программа понимает их как один символ, подобно esc-инструкциям. Конечно, это объясняется отсутствием специально выделенных клавиш на клавиатуре.
Логическое И обозначается&&, т.е. двумя символами который называется амперсанд. Этот оператор аналогичен логической функции И. Чтобы пояснить как работает этот оператор рассмотрим таблицу значений двух величинxиyтипаbool
-
x
y
x&&y
true
true
true
true
false
false
false
true
false
false
false
false
то есть результат равен trueкогда обе переменных равныtrue, в противном случае результат всегда равенfalse. Например, если использовать две переменныеn=3 иm=5, то в результате их сравнения получим следующие результаты:
(n!=m)&&(n<=m)=true
(n!=m)&&(n>m)=false
(n!=m)&&(n<m)=true
Обратите внимание, на то, что сравниваемые выражения заключены в скобки. Это обстоятельство говорит о том, что в логических выражениях также можно применять круглые скобки. Но здесь это применено не столько для иллюстрации возможностей этих выражений сколько для удобочитаемости. На самом деле оператор && имеет более низкий приоритет, чем операторы сравнения, поэтому при отсутствии скобок результат не изменится. Правда в некоторых случаях язык С++ требует, чтобы все логическое выражение было заключено в круглые скобки, но об этом мы расскажем позднее. Сейчас перейдем к рассмотрению другого оператора.
Логическое ИЛИ. Обозначается двумя вертикальными линиями ||
Вновь продемонстрируем его на таблице
-
x
y
X||y
true
true
true
true
false
true
false
true
true
false
false
false
результат всегда будет trueесли хотя бы одна из переменных имеет значениеtrue. Рассмотрим примет с теми же числамиn=3 иm=5.
(n!=m)||(n<=m)=true
(n!=m)||(n>m)=true
(n!=m)||(n<m)=true
Логическое НЕ.Обозначается восклицательным знаком!
Этот оператор уже нам неоднократно встречался в примерах. При работе с числами его часто можно избежать путем применения знаков неравенств, но при использовании символьных или булевских переменных он бывает необходим. Например, пусть заданы две символьные переменные С1=”a” и С2=”b”. ВыражениеС1!=С2имеет результат true.
С++ сохранил многие свойства языка С. В последнем булевских переменных trueиfalseнет. Вместоfalseиспользуется0, аtrueэто все чтоне ноль, то есть любые значения, напримерchar. Поэтому будьте осторожны, не смотря на то, что ноль intи нольdoubleэто разные значения, в логических выражениях они могут означать одно и тоже, т.е.false. При этом все правила написания логических выражений сохраняются. Различие в реализации булевских переменных часто приводит к дополнительным ошибкам.
Вероятно, вам уже надоели общие рассуждения о логических операторах. Давайте перейдем к рассмотрению более сложных операторов, которые используются при создании кода программ.