Лекция на тему: "Язык программирования Паскаль"

Язык программирования Pascal » Тема 2 » Лекция 5 Операторы ветвления В теории программирования доказано, что программу для решения задачи любой сложности можно составить только из трех структур, называемых следованием, ветвлением и циклом. Следованием называется конструкция, представляющая собой последовательное выполнение двух или более операторов (простых или составных). Ветвление задает выполнение либо одного, либо другого оператора в зависимости от выполнения какого-либо условия. Цикл задает многократное выполнение оператора (рис.1). Рис. 1. Следование, ветвление и цикл называют базовыми конструкциями структурного программирования. Их особенностью является то, что любая из них имеет только один вход и один выход, поэтому они могут вкладываться друг в друга. Например, цикл может содержать следование из двух ветвлений, каждое из которых включает вложенные циклы. Целью использования базовых конструкций является получение программы простой структуры. Такую программу легко читать, отлаживать и при необходимости вносить в нее изменения. Язык Паскаль способствует созданию хорошо структурированных программ, поскольку базовые конструкции реализуются в нем непосредственно с помощью соответствующих операторов. Условный оператор if Условный оператор if используется для разветвления процесса вычислений на два направления. Структурная схема оператора приведена на рис. 2 Формат оператора: if выражение then оператор_1 [else оператор_2;]     Сначала вычисляется выражение, которое должно иметь логический тип. Если оно имеет значение true, выполняется первый оператор, иначе - второй. После этого управление передается на оператор, следующий за условным. Рис. 2. Одна из ветвей может отсутствовать (см. рис. 2). Операторы, входящие в состав условного, могут быть простыми или составными. Составной оператор (блок) обрамляется ключевыми словами begin и end. Блок применяют в том случае, когда по какой-либо ветви требуется выполнить несколько операторов. Пример #1. if a < 0 then b := 1;                              {1}   if (a < b) and ((a > d) or (a = 0)) then inc(b) else begin      b := b * a; a := 0      end;                                             {2}   if a < b then      if a < c then m := a else m := c else      if b < c then m := b else m := c;             {3}       Если требуется проверить несколько условий, их объединяют знаками логических операций. Так, выражение в примере 2 будет истинно в том случае, если выполнится одновременно условие a < b и хотя бы одно из условий a > d и a = 0. Частая ошибка при программировании условных операторов - неверная запись проверки на принадлежность диапазону. Например, условие 0 < x < 1 нельзя записать непосредственно. Правильный способ: if(0 < x) and (x < 1) then..., поскольку фактически требуется задать проверку выполнения одновременно двух условий: x > 0 и x < 1. Вторая ошибка - отсутствие блока после else, если на самом деле по этой ветви требуется выполнить более одного действия. Эта ошибка не может быть обнаружена компилятором, поскольку является не синтаксической, а семантической, то есть смысловой. Пример #2. Программа, которая по введенному значению аргумента вычисляет значение функции, заданной в виде графика (рис. 3). Рис. 3. Сначала составим описание алгоритма в неформальной словесной форме. 1.      Ввести значение аргумента х. 2.      Определить, какому интервалу из области определения функции оно принадлежит и вычислить значение функции y по соответствующей формуле. 3.      Вывести значения х и y. Второй пункт алгоритма следует детализировать. Сначала запишем определение функции в виде формул: Рис. 4. Теперь в соответствии с формулами опишем последовательность действий словами: ·         если x < -2, то присвоить переменной y значение 0; ·         если -2 <= x < -1, то присвоить переменной y значение -x - 2; ·         если -1 <= x < 1, то присвоить переменной y значение x; и так далее. program calc_function_1; var   x, y : real; begin   writeln(' Введите значение аргумента'); readln(x);   if x < -2 then y := 0;   if (x >= -2) and (x < -1) then y := -x - 2;   if (x >= -1) and (x <  1) then y := x;   if (x >=  1) and (x <  2) then y := -x + 2;   if x >=  2 then y := 0;   writeln('Для x = ', x:6:2, ' значение функции y = ', y:6:2); end.          Тестовые примеры для этой программы должны включать по крайней мере по одному значению аргумента из каждого интервала, а для проверки граничных условий - еще и все точки перегиба. Оператор варианта case Оператор варианта (выбора) предназначен для разветвления процесса вычислений на несколько направлений. Стрктурная схема оператора приведена на рис. 5. Формат оператора: case выражение of    константы_1 : оператор_1;    константы_2 : оператор_2;    *    константы_n : оператор_n;    [ else : оператор ] end;     Рис. 5. Выполнение оператора начинается с вычисления выражения. Затем управление передается на оператор, помеченный константами, значение одной из которых совпало с результатом вычисления выражения. После этого выполняется выход из оператора. Если совпадения не произошло, выполняются операторы, расположенные после слова else, а при его отсутствии управление передается оператору, следующему за case. Выражение после ключевого слова case должно быть порядкового типа, константы - того же типа, что и выражение. Чаще всего после case используется имя переменной. Перед каждой ветвью оператора можно записать одну или несколько констант через запятую или операцию диапазона, обозначаемую двумя идущими подряд точками, например: case a of      4    : writeln('4');      5, 6 : writeln('5 или 6');      7..12: writeln('от 7 до 12'); end;     ВНИМАНИЕ Если по какой-либо ветви требуется записать не один, а несколько операторов, они заключаются в блок с помощью ключевых слов begin и end. Пример #3. Программа, определяющая, какая из курсорных клавиш была нажата. Для объяснения этой программы надо забежать немного вперед и рассказать о том, что в состав оболочек Паскаля входят так называемые модули - библиотеки полезных при программировании ресурсов. В модуле Crt есть функция readkey, позволяющая получить код нажатой клавиши. Функция readkey работает так: если нажата алфавитно-цифровая клавиша, функция возвращает соответствующий символ. Если нажата клавиша курсора, возвращается символ с кодом 0, а при повторном вызове можно получить так называемый расширенный код клавиши. Для простоты можно считать, что расширенный код - это номер клавиши на клавиатуре. Функция ord позволяет получить числовой код символа. program cursor_keys; uses Crt; var key : char; begin    writeln('Нажмите одну из курсорных клавиш ');    key := readkey;    if ord(key) <> 0 then writeln('обычная клавиша')    else begin         key := readkey;         case ord(key) of              77: writeln('стрелка вправо');              75: writeln('стрелка влево');              72: writeln('стрелка вверх');              80: writeln('стрелка вниз');        else writeln('не стрелка');         end;    end; end.