Лабораторная работа № 1 условные операторы. Операторы цикла.

1. Цель работы

Приобретение практических навыков использования условных операторов и операторов цикла.

2. Общие положения Оператор if

Обратимся теперь опять к оператору if, который фигурировал при рассмотрении первых примеров. Оператор if имеет следующий основной формат:

if (значение) оператор1;

else оператор2;

где "значение" является любым выражением, которое приводится или может быть приведено к целочисленному значению. Если "значение" отлично от нуля ("истина"), то выполняется "оператор1", в противном случае выполняется "оператор2".

Дадим пояснение относительно двух важных моментов по использованию оператора if-else. Во-первых, часть "else оператор2" является необязательной частью оператора if; другими словами, правомерно употребление следующей формы оператора if:

if (значение) оператор1;

В этой конструкции "оператор1" выполняется тогда и только тогда, когда "значение" отлично от нуля. Если "значение" равно нулю, "оператор1" пропускается и программа продолжает выполняться дальше. Во-вторых, что делать, если вы хотите выполнить более одного оператора в зависимости от того ложно или истинно выражение, указанное в операторе if? Ответ: используйте составной оператор. Составной оператор состоит из:

- левой или открывающей фигурной скобки ({)

- последовательности операторов, разделенных точкой с запятой (;)

- правой или закрывающей фигурной скобки (})

В приведенном ниже примере в предложении if используется один оператор if (b == 0.0) printf("Отношение не определено \n"); а в предложении else - составной оператор

else { ratio = a/b; printf( "Значение отношения равно %f \n", ratio); }

Вы можете так же заметить, что тело вашей программы (функции main()) является подобием составного оператора.

Циклические конструкции в программах

Наряду с операторами (или группами операторов), которые могут выполняться в зависимости от каких-либо условий, существуют еще и операторы, которые могут выполняться несколько раз в одной и той же последовательности. Такой вид конструкции в программе известен как цикл. Есть три основных типа циклов (хотя два из них можно рассматривать как разновидность одного). Это цикл while ("пока"), цикл for ("для") и цикл do...while ("делать ... пока"). Рассмотрим их по порядку.

Цикл while

Цикл while является наиболее общим и может использоваться вместо двух других типов циклических конструкций. В принципе можно сказать, что по-настоящему для программирования необходим только цикл while, а другие типы циклических конструкций служат лишь для удобства написания программ. Пример:

#inсlude <stdio.h>

main()

{

int len;

len=0;

puts("Наберите предложение, затем нажмите <Ввод>");

while ( getchar() != '\n') len++;

printf("\nВаше предложение имеет длину %d символов\n",len);

}

Эта программа позволяет ввести предложение с клавиатуры и подсчитать при этом, сколько раз вы нажали на клавиши клавиатуры до тех пор, пока не нажали на клавишу <Ввод> (соответствует специальному символу конца строки - '\n'). Затем программа сообщит вам, сколько символов (символ '\n' не подсчитывается) вы ввели.

Оператор while имеет следующий формат:

while (выражение)

оператор

где "выражение" принимает нулевое или отличное от нуля значение, а "оператор" может представлять собой как один оператор, так и составной оператор.

В процессе выполнения цикла while вычисляется значение "выражения". Если оно истинно, то "оператор", следующий за ключевым словом while, выполняется и "выражение" вычисляется снова. Если "выражение" ложно, то цикл while завершается и программа продолжает выполняться дальше.

Обратите внимание на другой пример цикла while.

#include <stdio.h>

main()

{

char *msg = "Здравствуй, мир";

int index = 1;

while (index <= 10 )

{

printf("Время # %2d: %s\n", index, msg);

index ++;

}

}

После выполнения этой программы на экране будут отображены строки со следующей информацией:

Время # 1 : Здравствуй, мир

Время # 2 : Здравствуй, мир

Время # 3 : Здравствуй, мир

........................

Время # 9 : Здравствуй, мир

Время # 10 : Здравствуй, мир

Очевидно, что оператор printf() был выполнен ровно десять раз. При этом значение параметра цикла index изменилось от 1 до 10. Немного подумав, вы сможете переписать этот цикл несколько компактнее:

index = 0 ;

while (index ++ < 10 )

printf("Время #%2d: %s\n", index, msg);

Цикл for

Цикл for является одним из основных видов циклов, которые имеются во всех универсальных языках программирования, включая Си. Однако, версия цикла for, используемая в Си, как вы увидите, обладает большей мощностью и гибкостью.

Основная идея, заложенная в его функционирование, заключается в том, что операторы, находящиеся внутри цикла, выполняются фиксированное число раз, в то время как переменная цикла (известная еще как индексная переменная) пробегает определенный ряд значений. Например, модифицируем программу, о которой говорилось выше, в следующую:

#include <stdio.h>

main()

{

char *msg = "Здравствуй, мир";

int index;

for (indx = 0; index < 10; index++ )

printf("Время #%2d: %s\n", index, msg);

}

Выполните эту программу, и вы убедитесь, что она делает те же действия, что и программа с циклом while, которую мы уже разобрали, и является точным эквивалентом первого ее варианта. Теперь приведем основной формат цикла for:

for (выр1; выр2; выр3) оператор

Так же, как и в цикле while, "оператор" в теле цикла for обычно является одним из операторов программы, но может использоваться и составной оператор, заключенный в фигурные скобки ({...}).

Заметим, что параметры цикла for, заключенные в скобки, должны разделяться точкой с запятой (позиционный параметр), которая делит в свою очередь пространство внутри скобок на три сектора. Каждый параметр, занимающий определенную позицию, означает следующее:

- выр1 - обычно задает начальное значение индексной переменной;

- выр2 - условие продолжения цикла;

- выр3 - обычно задает некоторую модификацию (приращение) индексной переменной за каждое выполнение цикла.

Основной вариант цикла for эквивалентен следующей конструкции, выраженной с помощью цикла while:

выр1;

while (выр2)

{ оператор; выр3;

}

Вы можете опускать одно, несколько или даже все выражения в операторе for, однако о необходимости наличия точек с запятой вы должны помнить всегда. Если вы опустите "выр2", то это будет равносильно тому, что значение выражения "выр2" всегда будет иметь значение 1 (истина) и цикл никогда не завершится (такие циклы известны еще как бесконечные).

Во многих случаях вам поможет использование оператора запятая (,), который позволяет вводить составные выражения в оператор цикла for. Вот, например, еще одна правильная модификация с использованием составного выражения в операторе for:

#include <stdio.h>

main()

{

char *msg = "Здравствуй, мир";

int up, down ;

for (up = 1, down = 9; up <= 10; up++, down--)

printf("%s: %2d растет, %2d уменьшается \n", msg, up, down);

}

Заметьте, что и первое и последнее выражение в этом цикле for состоит из двух выражений, инициализирующих и модифицирующих переменные up и down. Вы можете сделать эти выражения сколь угодно сложными. (Возможно вы слышали о хакерах Си ( hacker - программист, способный писать программы без предварительной разработки спецификаций и оперативно вносить исправления в работающие программы, не имеющие документации), которые запихивают большинство своих программ в три выражения оператора for, оставляя в теле цикла лишь несколько операторов).

Цикл do...while

Последним видом цикла является цикл do...while.

#include <stdio.h>

#include <conio.h>

main()

{

float a, b, ratio;

do {

printf("\n Введите два числа: ");

scanf("%f %f", &a, &b);

if (b == 0.0) printf("\n Деление на ноль!");

else

{

ratio = a/b;

printf("\n Результат деления двух чисел: %f", ratio);

}

printf("\n Нажми 'q' для выхода или любую клавишу для

продолжения");

} while ( getch() != 'q');

}

Эта программа вычисляет результат деления одного числа на другое. Затем просит вас нажать любую клавишу. Если вы нажмете клавишу 'q', то выражение в операторе цикла while в конце программы примет значение "ложь" и цикл (а значит и программа) завершится. Если вы введете какой-либо другой символ, отличный от 'q', то выражение будет иметь значение "истина" и цикл повторится.

Формат цикла do...while можно представить в виде:

do оператор while (выр);

Основное отличие между циклом while и циклом do...while в том, что операторы внутри do...while всегда выполняются хотя бы один раз (т.к. проверка условия выполнения цикла осуществляется после выполнения последовательности операторов, составляющих тело цикла). Это похоже на цикл repeat...until в Паскале с одним, однако, различием: цикл repeat выполняется до тех пор, пока его условие не станет истинным; а цикл do...while выполняется пока истина.

Принудительный выход из конструкций for, while, do while можно выполнить оператором break. После чего осуществляется переход к следующему оператору программы.

Оператор continue вызывает пропуск оставшейся части итерации во всех указанных циклах и осуществляет переход к началу следующей итерации не завершая цикла.