1.25.2. Использование инструкции switch

Как правило, тело инструкции switch – составная инструкция, внутренние инструкции которой помечены метками case и default. После перехода на выбранную инструкцию остальные метки не влияют на выполнение тела переключателя. Для прекращения выполнения тела переключателя следует использовать инструкции перехода (обычно инструкцию break). Посмотрим, к чему может привести их отсутствие. Обратимся к программному коду, приведенному ниже, предполагая, что используемая в нем переменная n имеет тип int.

/* Использование инструкции switch, в теле которой отсутствуют инструкции перехода */

switch(n)

{

case 1 : printf(“.”); case 2 : printf(“..”); case 3 : printf(“...”); case 4 : printf(“....”);

}

Если перед выполнением приведенного выше фрагмента программы значение переменной n было равно 3, то при выполнении инструкции switch будет выведено семь точек, т.к. будут выполнены два последних вызова функции printf().

Чтобы в приведенном фрагменте программы выполнялся только тот вызов функции printf(), которому передано управление, необходимо все помеченные инструкции разделить инструкциями break. В результате получим следующий программный код:

/* Инструкция switch, в теле которой используются инструкции break */ switch(n) { case 1 : printf(“.”); break; case 2 : printf(“..”); break; case 3 : printf(“...”); break; case 4 : printf(“....”); break; }

Теперь для любого значения величины n из отрезка [1, 4] будет выполняться только один вызов функции printf().

Заметим, что в ветви, соответствующей значению n == 4, использование инструкции break необязательно, но считается элементом хорошего стиля программирования.

1.26. Функциональные компоненты цикла

Алгоритм называется циклическим в том случае, когда некоторые его части могут выполняться неоднократно. В общем случае в циклическом алгоритме могут присутствовать следующие функциональные компоненты:

● Инициализация (подготовка к первому выполнению цикла, возобновление цикла).

● Проверка условия нахождения в цикле.

● Рабочая часть цикла.

● Подготовка к очередному выполнению рабочей части цикла (продвижение цикла).

Основу цикла составляют действия, многократное выполнение которых должно привести к решению поставленной задачи. Функциональный компонент цикла, реализующий такие действия, будем называть рабочей частью цикла. Например, рабочая часть цикла может содержать инструкции, обеспечивающие обработку текущей порции данных. Рабочая часть цикла является его первым функциональным компонентом.

Проверка условия нахождения в цикле предназначена для определения момента, когда работа цикла должна быть закончена. Это второй функциональный компонент, который должен присутствовать в любом цикле.

Назначением инициализации является создание корректных начальных условий для работы цикла. Например, здесь может выполняться инициализация счетчика – переменной целого типа, которая используется для управления работой цикла. Это третий обязательный функциональный компонент цикла.

Наконец, последний из функциональных компонентов цикла предназначен для продвижения цикла. Здесь, например, могут располагаться инструкции, обеспечивающие получение новой порции обрабатываемых данных. Кроме того, здесь может изменяться значение счетчика, управляющего работой цикла.

Все компоненты, кроме инициализации могут выполняться неоднократно, образуя так называемый контур цикла. Однократный “проход” цикла будем называть шагом. В качестве синонимов используются следующий понятия: итерация и виток цикла.

Разработку цикла следует начинать с его рабочей части. Необходимо выяснить, что же должен делать цикл? Ответ на этот вопрос должен носить общий характер. Он должен быть пригоден для произвольного шага цикла.

Остальные компоненты цикла выполняют служебные функции. К их разработке следует переходить только после того, как станет ясным, какие действия необходимо выполнять в рабочей части цикла.

В конкретной реализации цикла взаимное расположение частей цикла, составляющих его контур, может быть различным. Для иллюстрации назначения отдельных функциональных частей цикла рассмотрим один из вариантов организации циклического алгоритма, который приведен на рисунке, представленном ниже. Особенностью этого варианта организации цикла является то обстоятельство, что выполнение первого шага цикла начинается с проверки нахождения в цикле. Такие циклы называются циклами с предусловием.

Рассмотрим пример организации циклического алгоритма. Пусть необходимо вычислить сумму квадратов первых “n” натуральных чисел. Введем следующие обозначения: i – очередное натуральное число, s – искомая сумма. Для нахождения суммы s необходимо выполнить “n” сложений. Действительно, s = 1² + 2² + .. + i² +.. + n² . Указанные действия можно осуществить за “n” шагов цикла, используя принцип накопления суммы. Для этого под s следует понимать текущее значение суммы, которое только после завершения работы цикла оказывается равным искомому значению суммы квадратов. Используя такой подход, в рабочей части цикла (символ 3) следует поместить инструкцию – присваивание языка Си следующего вида:

s += i * i; /* s = s + i * i ; */

Для правильной работы цикла переменные i и s необходимо инициализировать следующим образом (символ 1):

i = 1; s = 0;

В символе 4 для правильного продвижения цикла следует поместить инструкцию инкремента переменной i:

i++;

Для обеспечения n кратного выполнения цикла в символе 2 следует проверять отношение: i <= n .