можно ли с помощью оператора ветвления организовать выполнение одного и того же участка программы

Операторы ветвления

Операторы ветвления позволяют изменить порядок выполнения операторов в программе. К операторам ветвления относятся условный оператор if и оператор выбора switch.

Условный оператор if

Условный оператор if используется для разветвления процесса обработки данных на два направления. Он может иметь одну из форм: сокращенную или полную.

Форма сокращенного оператора if:

где В – логическое или арифметическое выражение, истинность которого проверяется; S – оператор: простой или составной.

При выполнении сокращенной формы оператора if сначала вычисляется выражение B, затем проводится анализ его результата: если B истинно, то выполняется оператор S; если B ложно, то оператор S пропускается. Таким образом, с помощью сокращенной формы оператора if можно либо выполнить оператор S, либо пропустить его.

Форма полного оператора if:

где B – логическое или арифметическое выражение, истинность которого проверяется; S1, S2— оператор: простой или составной.

При выполнении полной формы оператора if сначала вычисляется выражение B, затем анализируется его результат: если B истинно, то выполняется оператор S1, а оператор S2 пропускается; если B ложно, то выполняется оператор S2, а S1 – пропускается. Таким образом, с помощью полной формы оператора if можно выбрать одно из двух альтернативных действий процесса обработки данных.

Рассмотрим несколько примеров записи условного оператора if:

if (a > 0) x=y; // Сокращенная форма c простым оператором

if (++i) // Сокращенная форма c составным оператором

Замечание. Выражение, записанное в квадратных скобках, является необязательным элементом в операторе switch. Если оно отсутствует, то может отсутствовать и оператор перехода.

Выражение, стоящее за ключевым словом switch, должно иметь арифметический, символьный, строковый тип или тип указатель. Все константные выражения должны иметь разные значения, но их тип должен совпадать с типом выражения, стоящим после switch или приводиться к нему. Ключевое слово case и расположенное после него константное выражение называют также меткой case.

Выполнение оператора начинается с вычисления выражения, расположенного за ключевым словом switch. Полученный результат сравнивается с меткой case. Если результат выражения соответствует метке case, то выполняется оператор, стоящий после этой метки, за которым обязательно должен следовать оператор перехода: break, goto и т.д. При использовании оператора break происходит выход из switch и управление передается оператору, следующему за switch. Если же используется оператор goto, то управление передается оператору, помеченному меткой, стоящей после goto.

Пример. По заданному виду арифметической операции (сложение, вычитание, умножение и деление) и двум операндам, вывести на экран результат применения данной операции к операндам.

case ‘+’: res = a + b; break; //1

case ‘*’: res = a * b; break;

res = (float)a / b; break;

default: ok = false; break;

if (ok) Console.WriteLine(» <0> <1> <2>= <3>«, a, oper, b, res);

Результат выполнения программы: oper x y rez

Задания.

1. Замените в строке 1 оператор break, на оператор goto case ‘-‘ и посмотрите, что произойдет, если в качестве операции ввести +.

2. В условном операторе if уберите ветку else и посмотрите, что произойдет.

Если необходимо, чтобы для разных меток выполнялось одно и тоже действие, то метки перечисляются через двоеточие. Например:

case ‘+’: res = a + b; break;

case ‘*’: res = a * b; break;

res = (float)a / b; break;

default: ok = false; break;

Операторы цикла

Операторы цикла используются для организации многократно повторяющихся вычислений. К операторам цикла относятся: цикл с предусловием while, цикл с постусловием do while, цикл с параметром for и цикл перебора foreach..

Цикл с предусловием while

Оператор цикла while организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз. Формат цикла while:

Перед каждым выполнением тела цикла анализируется значение выражения В: если оно истинно, то выполняется тело цикла, и управление передается на повторную проверку условия В; если значение В ложно – цикл завершается и управление передается на оператор, следующий за оператором S.

Если результат выражения B окажется ложным при первой проверке, то тело цикла не выполнится ни разу. Отметим, что если условие B во время работы цикла не будет изменяться, то возможна ситуация зацикливания, то есть невозможность выхода из цикла. Поэтому внутри тела должны находиться операторы, приводящие к изменению значения выражения B так, чтобы цикл мог корректно завершиться.

В качестве иллюстрации выполнения цикла while рассмотрим программу вывода на экран целых чисел из интервала от 1 до n.

Инициализация используется для объявления и/или присвоения начальных значений величинам, используемым в цикле в качестве параметров (счетчиков). В этой части можно записать несколько опе­раторов, разделенных запятой. Областью действия переменных, объявленных в части инициализации цикла, является цикл и вложенные блоки. Инициализация выполняется один раз в начале исполнения цикла.

Выражение определяет условие выполнения цикла: если его результат истинен, цикл выполняется. Истинность выражения проверяется перед каждым выполнением тела цикла, таким образом, цикл с параметром реализо­ван как цикл с предусловием. В блоке выражение через запятую можно записать несколько логических выражений, тогда запятая равносильна операции логическое И (&&).

Модификация выполняется после каждой итерации цикла и служит обычно для изменения параметров цикла. В части модификация можно записать несколько операторов через запятую.

Оператор (простой или составной) представляет собой тело цикла.

Любая из частей оператора for (инициализация, выражение, модификация, оператор) может отсутствовать, но точку с запя­той, определяющую позицию пропускаемой части, надо оставить.

Источник

Операторы ветвления.

Операторы ветвления предназначены для того, чтобы программа могла запускать тот или иной блок кода, в зависимости от верности true или не верности false условия.

На этом уроке 4 вида операторов ветвления:

Оператор if

Этот оператор реализует выполнение (не выполнение) блока кода, при условии, что некоторое выражение равно true (false). Выражение, в зависимости от значения которого код выполняется (не выполняется) пишется в круглых скобках после ключевого слова if. Блок кода, который выполняется (не выполняется) пишется после условия в фигурных скобках.

Напишем скрипт, который выводит сообщение только тогда, когда переменная a содержит значение true.

Но, если в переменной a будет записано значение false, то сообщение не выведется на консоль.

Оператор ветвления if else

Оператор ветвления if else, предназначен для запуска того или иного блока кода, в зависимости от значения которое вернёт условие: true или false.

Он отличается от оператора if тем, что после блока кода, который выполняется, если условие верное, пишется ключевое слово else с блоком кода в фигурных скобках после него. Этот блок выполняется, если условие в круглых скобках после ключевого слова if неверное.

Приведём пример с оператором ветвления if else:

Если присвоить переменной numTwo, число большее чем 5, например 7, тогда условие вернёт false и появится окошко с сообщением Условие возвратило false.

Вот еще пример, демонстрирующий работу операторов if-else, приветствующий пользователя по-разному, в зависимости от времени суток. Попробуйте написать данный код и посмотреть его работу.

Условная тернарная операция

Существует также и условный оператор, позволяющий присваивать различные значения переменной в зависимости от заданного булевого значения.

если значение booleanValue равно true, то переменной variable присвоится значение value1, иначе значение value2. Этот оператор удобно использовать для сокращение кода вида:

Оператор switch-case

Этот оператор удобно использовать когда у нас много вариантов выбора. Синтаксис его такой:

Если какое-то значение равно значению 1, то выполнится первый блок кода, если значению 2, то второй и так далее. Если какое-то значение не равно ни одному из предложенных вариантов, стоящему после ключевого слова case, то выполнится блок кода, после ключевого слова default. Оператор switch-case часто применяется, чтобы избежать длинных цепочек if-else.

Стоит ещё сказать пару слов о операторе break. Если он опущен в каком-то блоке кода, после case, то выполнения кода продолжится и блок кода, после следующего ключевого слова case так же выполнится и так далее, пока не будет встречено ключевое слово break.

Источник

Конструкция ветвления в C++ и операторы if/else: правильное применение

Любая компьютерная программа подразумевает ветвление. Это ситуация, когда нужно выбрать тот или иной вариант в зависимости от условий. Например, если некий результат вычислений меньше 100 — нужно вывести сообщение «Результат не дотягивает до сотни». Если больше — выводится «Результат превышает сотню и потрясающе выглядит».

Для этого в C++ есть так называемые операторы ветвления — особые команды, которые показывают компилятору, что можно выбирать из тех или иных вариантов. Сегодня мы поговорим о том, какие есть операторы ветвления в C++, как они функционируют, также приведем примеры их использования.

Конструкция ветвления в C++. Операторы условного ветвления if/else

Сфера применения операторов ветвления в C++ и других языках программирования крайне широка. С их помощью реализуется очень много задач, они позволяют изучить логику программирования и понять, как это все работает. Грубо говоря, эти операторы универсальны по своему значению и применяются везде.

Нажали одну кнопку — система выдала определенный результат на основании данных на входе. Нажали другую — система выдала иной результат на основании тех же входных данных. Не нажали, но прошло определенное время по таймеру — будет третий результат.

Само собой, это умозрительный пример ветвления, но, надеюсь, идею вы поняли. Давайте перейдем к практической стороне реализации.

Блок-схема простейшего варианта ветвления выглядит следующим образом:

Скриншот с bookflow.ru

Здесь все просто и понятно: если выражение принимает положительное значение — выполняется одна инструкция. Отрицательное — другая. В качестве наглядного примера возьмем вот такую небольшую программу на С++. В ней надо ввести любое произвольное число, которое может быть меньше 100, или же больше/равно 100.

Здесь, как видим, реализован простейший вариант — проверка идет по принципу больше/меньше. Помимо этого, никаких проверок. Ниже мы рассмотрим вариант, когда программа будет различать более точные вводные данные — меньше, больше или равно.

Само собой, эта простейшая программа не включает проверку корректности символов — туда можно ввести любые данные — цифры, буквы, символы из ASCII и так далее. Однако корректные результаты получить можно будет только на цифрах.

Использование нескольких операций в ветвлениях if/else

Бывает так, что нужно выбрать не из двух, а из большего числа вариантов — трех и так далее. Давайте посмотрим, как это можно сделать:

Мы добавили новое условие, которое позволяет уточнить результат — число строго больше 100 или строго равно ему. Как видите, ничего сложного. Это также называется связыванием стейтментов.

Вложенные ветвления if/else

Еще один способ сломать себе мозг осуществить выбор в программе — вложенные ветвления. Суть понятна из названия — внутри одной пары if/else есть другая или другие пары. Выглядит это логически примерно так:

Скриншот с bookflow.ru

Строго говоря, это ничем не отличается от обычного ветвления, разве что только для выполнения внешнего условия сначала должно выполниться внутреннее (вложенное).

И вот здесь надо быть внимательным, поскольку количество if и else должно быть одинаковым — как и фигурных скобок. Иначе говоря, оператор else всегда относится только к последнему незакрытому оператору if в том же блоке.

Для улучшения читабельности кода желательно использовать те самые фигурные скобки, чтобы не запутаться. Они не окажут влияния на работу программы или компилятора, однако помогут визуально улучшить код сам по себе.

Неявное указание блоков if/else

Таким образом, блок кода…

…превращается в такую конструкцию:

С точки зрения компилятора ничего не поменялось — логика та же самая, только изменилось написание. Это можно сравнить с синонимами в естественном языке — допустимо, но не обязательно, и не влияет на восприятие в целом.

Нулевые стейтменты

Пример неправильного кода:

Здесь мы закрыли оператор if с помощью точки с запятой, то есть фактически дополнили его нулевым стейтментом. В этом случае программа будет выполняться неверно, поскольку проверка, равна ли переменная a нулю, уже не проводится. Тут переменная получит значение 1 в любом случае.

А вот правильный код:

Вывод

В статье мы рассмотрели самые простые варианты ветвления и только для одного языка, хотя алгоритм работает аналогично и в других — разница только в синтаксисе. Конечно, есть и другие операторы ветвления даже в самом C++ — тот же весьма мощный по своим возможностям оператор switch или «переключатель». Его работу можно увидеть в так называемых «радиокнопках» в интерфейсе многих программ. Его специфика: он удобен при обработке множества опций выбора, там можно выбрать только один вариант.

К слову, то же самое, что было в статье, но более подробно, есть в этом тематическом видео:

Источник

Оператор ветвления

Содержание

Общее описание

Виды условных инструкций

Существует две основные формы условной инструкции, встречающиеся в реальных языках программирования: условный оператор (оператор if) и оператор многозначного выбора (переключатель, case, switch).

Условный оператор

Встречаются следующие формы условного оператора:

Условный оператор с одной ветвью

Реализация в Pascal

Реализация в C++

C и C++ (а вслед за ними и Java, C#, PHP и множество других языков) имеют условный оператор, структурно аналогичный Паскалю. Отличие состоит в том, что условие должно быть записано в круглых скобках, а вместо ключевых слов begin и end используются фигурные скобки <> :

Nemerle

Переключатель

Конструкция переключателя имеет несколько (две или более) ветвей. Переключатель выполняет одну заданную ветвь в зависимости от значения вычисляемого ключевого выражения. Принципиальным отличием этой инструкции от условного оператора является то, что выражение, определяющее выбор исполняемой ветви, возвращает не логическое, а целое значение, либо значение, тип которого может быт приведён к целому. В некоторых языках допускается использовать в переключателе выражения некоторых типов, не приводимых к целому (например, текстовые строки).

Прототипом современной синтаксической конструкции была используемая в старых языках программирования команда перехода по вычисляемой метке. В этой команде указывалось выражение-селектор, возвращающее целое значение, и набор меток. При выполнении команды вычислялось выражение, а его значение использовалось как номер метки (в списке команды), на которую производился переход. Такие конструкции были, например, в языках программирования Фортран и Бейсик. Привлекательной стороной конструкции является её достаточно высокая эффективность: для определения нужной ветви (метки перехода) не требуется последовательно сравнивать результат выражения-селектора со многими занчениями, достаточно записать в память массив команд безусловного перехода с нужными адресами, чтобы при выполнении команды вычислять нужный элемент непосредственно из значения выражения. При этом скорость выполнения команды не зависит от количества меток. В современных языках реализация оператора-переключателя также часто выполняется в виде таблицы перехода, состоящей из команд безусловного перехода на соответствующие фрагменты кода. Вычисляемое выражение преобразовывается в значение сдвига по таблице перехода, определяющее выполняемую команду. В языках, где выражение-селектор может иметь нецелое значение, напрямую вычислить нужную ветвь конструкции переключателя можно далеко не всегда, поэтому в них используются другие методы оптимизации исполнения.

Например, в языке Си синтаксис команды следующий:

Синтаксис команды-переключателя Си унаследован множеством языков, но семантика его не всегда аналогична Си. Например, в Java конструкция имеет точно такой же вид, но любая ветвь, кроме default, обязана заканчиваться на break — отсутствие этого ключевого слова является синтаксической ошибкой. В C# допускается использовать выражение-селектор строкового типа и соответствующие метки.

Особенности вычисления логических выражений

На логику исполнения программы с условными операторами может существенно влиять принятая в языке логика вычисления условных выражений. Если утверждение представляет собой сложное логическое утверждение, к примеру «f(x) > 0 и g(y) > 0», существует две стратегии

Второй вариант является наиболее распространённым для промышленных языков (в частности, для Алгола, Фортрана, С++, С, Java, JavaScript, ECMAScript, JScript, C#). В этих языках действует жёсткое правило: «Логическое выражение всегда вычисляется слева направо и его вычисление останавливается сразу же, как только результат всего выражения становится определённым». Это означает, что если выражение состоит из нескольких подусловий, объединённых оператором «И» (AND), то вычисление выражения прекратится, как только одно из подусловий окажется ложным (так как «ложь AND любое значение» в результате всегда даёт «ложь»), и, наоборот, если несколько подусловий объединены оператором «ИЛИ» (OR), вычисление прекратится после первого же истинного подусловия, поскольку в этом случае всё выражение истинно, независимо от дальнейших вычислений. А вот выражение, содержащее оператор «Исключающее ИЛИ» (XOR) неполному вычислению не поддаётся, поскольку в нём одно из значений не может определить результат вычисления всего выражения.

Выбор именно такой логики исполнения связан с тем, что она позволяет упростить логические выражения, в которых используются зависимые элементы. Классическим примером подобной ситуации является поиск в массиве:

Алгоритм, реализуемый программой, совершенно очевиден, но в реализации есть одна тонкость (см. строку, помеченную восклицательными знаками): условие цикла состоит из двух частей, связанных оператором AND. Первое подусловие проверяет, не вышел ли индекс i за пределы массива, второе — не равен ли текущий элемент массива искомому значению. Если массив не содержит искомого значения, то после проверки последнего элемента значение переменной i увеличится на единицу. Если после этого будут вычисляться ОБА подусловия, то второе приведёт к ошибке — ведь i уже вышло за границы массива. Чтобы избежать этого эффекта, пришлось бы записать gоиск примерно в следующем виде:

Как видим, пришлось искусственно задать порядок вычисления условий выхода и ввести дополнительную переменную. Именно для того, чтобы избежать подобных трюков и введено неполное вычисление логических выражений.

Источник

Конструкция ветвления в C++ — урок 3

Встречаются ситуации, когда программе нужно выбрать, какую операцию ей выполнить, в зависимости от определенного условия.

К примеру, мы вводим с клавиатуры целое число. Если это число больше десяти, то программа должна выполнить одно действие, иначе — другое. Реализуем этот алгоритм на C++ с помощью конструкции ветвления.

Если вы запустите эту программу, то при вводе числа, меньшего десяти, будет выводиться соответствующее сообщение.

Если введенное число окажется большим, либо равным десяти — отобразится другое сообщение.

Оператор if

Внутри фигурных скобок указывается тело условия. Если условие выполнится, то начнется выполнение всех команд, которые находятся между фигурными скобками.

Пример конструкции ветвления

Здесь говорится: «Если переменная num меньше 10 — вывести соответствующее сообщение. Иначе, вывести другое сообщение».

Усовершенствуем программу так, чтобы она выводила сообщение, о том, что переменная num равна десяти:

Здесь мы проверяем три условия:

Такой метод записи выглядит более компактно. Если при выполнении условия нам требуется выполнить более одной команды, то фигурные скобки необходимы. Например:

Данная программа проверяет значение переменной num. Если она меньше 10, то присваивает переменной k значение единицы. Если переменная num равна десяти, то присваивает переменной k значение двойки. В противном случае — значение тройки. После выполнения ветвления, значение переменной k выводится на экран.

Хорошенько потренируйтесь, попробуйте придумать свой пример с ветвлением. Когда поймете, что поняли эту тему, можете смело приступать к следующему уроку.

Источник