Turbo Pascal. Структурированные операторы. Условные операторы Безусловный оператор в паскале

Пример 2. Вычисление значения функции согласно условию. Пусть необходимо найти значение функции:

Оператор перехода

В этот раз я продолжу рассмотрение темы “Операторы”.

Операторы (безусловного) перехода предназначены для передачи управления оператору, помеченному меткой (которому предшествует метка).

Авторская версия языка предполагает оформление метки в виде целого десятичного числа в диапазоне 1..9999 . В качестве меток Turbo Pascal допускает использование идентификаторов. При использовании операторов перехода необходимо соблюдать следующие правила:

1) Все метки, находящиеся в блоке, должны быть описаны. При этом каждая метка может быть описана не более одного раза. Т.е. в пределах блока не может быть двух меток с одним и тем же именем.

2) Метка, указанная в операторе перехода, должна указывать на оператор (помечать его), находящийся в том же блоке, что и сам оператор перехода. Т.е. переходы вовне процедур (функций) или внутрь них не допускаются.

3) Попытка перехода (передачи управления) внутрь структурного оператора может вызвать непредсказуемые эффекты, хотя в данном случае компилятор может не выдать сообщения об ошибке.

Применение безусловного перехода в программе считается теоретически избыточным, так как может внести путаницу в цепочку логически размещённых операций программы, что может повлечь большие сложности при отладке и модификации такой программы. Применять операторы перехода рекомендуется, соблюдая следующие правила:

1) если кажется невозможным обойтись без операторов перехода, необходимо стремиться применять их для передачи управления только вниз по тексту программы (вперёд); при возникновении необходимости передачи управления “назад” лучше использовать операторы цикла (см. далее);

2) для наглядности, расстояние между меткой и оператором перехода на неё не должно превышать одной страницы текста (или высоты экрана дисплея), иначе смысл такого безусловного перехода будет трудно уловить.

Метки определяются посредством описаний, которые начинаются со служебного слова label и содержат последовательность имён меток через запятую. Для передачи управления оператору, помеченному меткой, предусмотрен оператор безусловного перехода goto . Метка отделяется от следующего за ней оператора символом ‘:’ (двоеточие). Пример:

var j: integer;

{ объявляем две метки }

label Start, Finish;

Start: writeln(‘Начало программы’);

goto Finish;

Finish: writeln(‘Конец программы’);

Составной оператор

Самым простейшим структурным оператором является составной оператор. Данный оператор задаёт последовательность выполнения содержащихся в нём операторов. Составной оператор оформляется в виде списка операторов, отделённых друг от друга символом ‘;’ (точка с запятой) и заключённых между служебными словами begin и end .

Необходимость в составном операторе может возникать в тех случаях, когда синтаксис языка Pascal допускает использование только одного оператора в том месте программы, где необходим целый ряд действий (операторов, см. примеры далее). Приведу простой пример составного оператора:

Условный оператор

Смысл условного оператора состоит в том, чтобы провести анализ некоторого логического условия, и в соответствии с тем, выполняется это условие или нет, передать управление соответствующему оператору. В качестве условия может быть выражение, возвращающее логическое значение булевского типа. Результатом анализа условия может быть значение true , т.е. условие выполняется и false , т.е. условие не выполняется.

Условный оператор выполняется следующим образом. Предварительно вычисляется выражение, указанное после служебного слова IF . Если условие выполняется, то управление передаётся оператору, указанному после служебного слова then , если нет, то выполняется оператор, указанный после служебного слова else. При этом часть условного оператора, начиная со слова else, может отсутствовать. Вот примеры условных операторов:

If Keypressed then writeln(‘Клавиша нажата’);

If A > B then Min:= B

else Min:= A;

if X1 > X2 then begin

Последний пример - это как раз тот случай, когда необходимо, чтобы по условию выполнялся ряд операторов, но в силу того, что за служебным словом then или else может следовать только один оператор, то есть возможность урегулировать ситуацию, используя составной оператор, содержащий как раз ряд тех необходимых операторов.

При составлении вложенных условных операторов следует учитывать, что ветвь else всегда принадлежит предшествующему ветвлению IF , у которого ещё нет ветви else. Т.е. следующую конструкцию

if Условие1 then if Условие2 then Оператор1 else Оператор2;

для ясности, можно трактовать так

if Условие1 then begin

if Условие2 then Оператор1 else Оператор2;

Необходимо соблюдать аккуратность при использовании вложенных условных операторов, чтобы в запале составления очередного условного оператора программы, не упустить из виду такую, на первый взгляд, мелкую деталь, которая может привести к совершенно иному выполнению условного ветвления.

Оператор варианта

Довольно часто возникает ситуация, когда цепочка условных операторов разрастается до огромных масштабов, например, следующий пример иллюстрирует скромное по своим размерам ветвление, но уже содержащее в себе сложность восприятия смысла, заложенного в нём:

type TWay = (Up, Right, Down, Left);

var Way: TWay;

MapX, MapY: word;

if Way = Up then MapY:= MapY - 1

else if Way = Right then MapX:= MapX + 1

else if Way = Down then MapY:= MapY + 1

else MapX:= MapX - 1;

Последняя ветвь else не имеет оператора If , так как в случае невыполнения всех трёх условий логично было бы, чтобы в действие вступал оператор, соответствующий четвёртому и последнему варианту возможных значений типа TWay .

В данном случае нам ещё повезло, что тип TWay имеет только четыре варианта принимаемых значений. Составление таких ветвлений превратилось бы в рутину, если бы вариантов было десять и более? А ведь в представленном ветвлении просматривается простая закономерность. Так можно ли его как-то упростить и сделать более эффективным и читабельным? Можно, и для этого в языке предусмотрен оператор варианта, конструкция которого может содержать произвольное число альтернатив для определённого выражения. Тогда последний пример можно переписать на новый лад:

case Way of

Up: MapY:= MapY - 1;

Right: MapX:= MapX + 1;

Down: MapY:= MapY + 1;

Left: MapX:= MapX - 1;

Ну вот, совсем другое дело. Теперь рассмотрим порядок выполнения данного оператора. Предварительно вычисляется значение выражения, следующего за служебным словом case , но так как в данном случае стоит имя переменной Way , то производится чтение значения этой переменной. Полученное значение сравнивается поочерёдно с каждой альтернативой (константной, непосредственным значением), указанной после служебного слова of . В случае равенства значения выражения очередной константе, выполняется оператор-альтернатива, следующий за этой константой, отделённый от неё двоеточием. После завершения выполнения альтернативного оператора действие переходит к оператору, следующему за оператором варианта. При несовпадении значения Way ни с одной константой, данный оператор варианта не производит никаких действий.

А как же быть, если необходимо предусмотреть некоторую ветвь операторов, которая выполнялась бы в случае несовпадения значения выражения ни с одной константой? Для этого можно использовать альтернативу else, например:

case Way of

Up: MapY:= MapY - 1;

Right: MapX:= MapX + 1;

Down: MapY:= MapY + 1;

else MapX:= MapX - 1;

Следовательно, конструкция, построенная с помощью оператора case полностью эквивалентна конструкции, построенной ранее с помощью оператора IF . К тому же она нагляднее и нет риска запутаться во многочисленных else .

Я ещё раз хочу обратить ваше внимание на то, что константами в операторе варианта могут быть как непосредственные целые числа, так и имена нетипизированных констант, описанных ранее. Использование типизированных констант в альтернативах оператора варианта не допускается. При чём в каждом варианте можно указать целый список констант через запятую или диапазон значений, например:

case Way of

Up, Down: writeln(‘Двигаемся по вертикали’);

Right, Left: writeln(‘Двигаемся по горизонтали’);

case X of

10,20,30: writeln(‘десятки’);

1..9: writeln(‘единицы’);

В последней конструкции оператор writeln(‘единицы’) выполнится, если переменная X будет иметь одно из значений 1,2,3,..,8,9 .

Как вы могли заметить, строки с константами я выровнял по двоеточиям, так как мне кажется, что такой вид нагляднее, хотя это дело вкуса, а как известно, на вкус и цвет товарища нет;O)

Применять оператор варианта следует в соответствии со следующими правилами:

1) Допустимые значение выражения - “переключателя”, записанного после служебного слова case , должны удовлетворять дискретному типу: для целого типа они должны лежать в диапазоне -32768..32767 .

2) Все указанные константы альтернатив должны иметь тип, совместимый с типом выражения.

3) Константы в альтернативах не должны повторяться в пределах оператора варианта, а диапазоны не должны пересекаться и не должны содержать констант, указанных в данной или других альтернативах.

И ещё одно. Конструкция case предусматривает один оператор для каждой альтернативы. Если возникает необходимость выполнения нескольких операторов, следует сгруппировать их в составной оператор begin..end . Есть возможность указать пустой оператор для альтернативы, поставив символ ";" (точка с запятой) сразу после двоеточия, который ничего не будет выполнять. А синтаксис ветви else предусматривает указание последовательности операторов, разделённых символом ‘;’ (точка с запятой).

Большинство программистов считают использование в программе оператора безусловного перехода, знаком дурного тона и редко используют его. Но, не смотря на это, знать его надо, так как может оказаться, что Вы не сможете придумать альтернативного решения проблемы. Имя данного оператора Goto , смысловое значение в программе «перейти к …», а его общий вид такой:

Goto m;

m – метка, заранее заданная в разделе описания меток. Следующая программа показывает как работает оператор безусловного перехода.

В этой программе нет никаких условий, но именно о них будет идти далее речь.

Условный оператор:

В Паскале проверить какую-то часть программы для определения дальнейшего пути, по которому ей следует идти, есть оператор If . В зависимости от выполнения логического условия он указывает, какой блок выполниться следующим. Существует две формы записи: полная и краткая. Вторая отличается от первой тем что в ней имеется ветвь Else (иначе).

Общий вид краткой формы:

If <условие A> Then <оператор 1>;

Общий вид полной формы:

If <условие A> Then <оператор 1>

Else <оператор 2>;

В краткой форме выполняется оператор 1 тогда, когда условие A истинно, иначе управление переходит к следующему оператору. В полной форме если условие A истинно, то выполняется оператор 1, иначе выполняется оператор 2. Следует запомнить, что перед else точка с запятой не ставится.

Пример программы с условным оператором, записанным в краткой форме:

Пример программы с условным оператором, записанным в полной форме:

В Паскале можно вкладывать один условный оператор в другой, причем делать это можно множество раз. При этом следует отметить, что каждому Then соответствует ближайшее Else .

Оператор выбора:

Когда количество альтернатив больше двух применяется оператор выбора Case . Его вид:

Case <селектор> Of

<значение селектора>: <оператор 1>;

<значение селектора>: <оператор 2>;

<значение селектора>: <оператор N>;

Else <оператор>

Если селектором оператора If было логическое выражение, то в Case им выступает переменная, которая может быть целого, перечислимого, интервального или символьного типа. В случае совпадения селектора со значения выполняется соответствующий оператор. Задать значение селектору можно тремя способами:

1) перечислением: 1, 10, 100, 1000

2) диапазоном: ‘d’..’k’

3) перечислением и диапазоном: 1..10, 20, 30, 50, 70..100

Выполнятся в операторе выбора, может только одна ветка (идущая раньше), даже когда селектор совпадает с несколькими значениями. Также, в отличие от If в Case можно ставить точку с запятой перед Else .

Рассмотрим программу, в которой условия проверяет оператор выбора.

Программа проверяет селектор на соответствие его с имеющимися значениями. Если совпадений не находится, то выполняется блок Else .

Условные операторы предназначены для выбора к исполнению одного из возможных действий (операторов) в зависимости от некоторого условия (при этом одно из действий может отсутствовать). В качестве условий выбора используется значение логического выражения. В Турбо Паскале имеются два ус­ловных оператора: if и case.

Оператор условия if

Оператор условия if может принимать одну из следующих форм:

if <условие> then <оператор1>

else <оператор2>;

if <условие> then <оператор>;

Оператор условия if выполняется следующим образом. Сначала вычисляется выражение, записанное в условии. В результате его вычисления получается значе­ние булевского типа. В первом случае, если значение выражения есть True (истина), выполняется <оператор1>, указанный после слова then. Если результат вычисления выражения в условии есть False (ложь), то выполняется <оператор2>. Во втором случае - если результат выражения Тгuе, выполняется <оператор>, если False - выполняется оператор, следующий сразу за оператором if. По правилам каждая из ветвей может содержать либо один выполняемый оператор, либо несколько, объединенных в составной оператор. Точка с запятой перед E lse не ставится.

Оператор выбора case

Если один оператор if может обеспечить выбор из двух альтернатив, то оператор выбораcase позволяет сделать выбор из произволь­ного числа имеющихся вариантов.

case <выражение-селектор> of

<список1>: <оператор1>;

<список2>: <оператор2>;

<списокN>: <операторN>;

Оператор caseработает следующим образом. Сначала вычисляется значение выражения-селектора, затем обеспечивается реализация того оператора, константа выбора которого равна текущему значению селектора. Если ни одна из констант не равна текущему значению селектора, выполняется оператор, стоящий за словомelse. Если словоelseотсутствует, активизируется оператор, находящийся за словомend, т.е. первый оператор за границейcase.

Выражение-селектор - это простая переменная целого, символьного, перечисляемого или логического типов, в зависимости от значения которой принимается решение;

Список констант выбора состоит из произвольного количества значений, или диапазонов, отделенных друг от друга запятыми. Тип констант должен совпадать cтипом селектора;

В указанном формате предполагается использование одного оператора для каждой альтернативы, но при необходимости можно можно задать несколько операторов, группировав их в составной оператор.

Ветвь Else не обязательна, и в отличие от оператора if, перед ней можно ставить точку с запятой.

Операторы повтора

Если в программе возникает необходимость неоднократно выполнить некоторые операторы, то используются операторы повтора (цикла). В языке Паскаль раз­личают три вида операторов цикла: while, repeat, for.

Оператор while

Оператор while (пока) называют оператором цикла с Предусловием за то, что проверка условия выполнения тела цикла производится в самом начале оператора.

while <условие продолжения повторений> do

<тело цикла>;

Условие – логическое выражение. Тело цикла – простой или составной оператор. Составной оператор используется в тех случаях, когда тело цикла состоит из 2-х и более операторов.

Перед каждым выполнением тела цикла вычисляется значение выражения условия. Если результат равен True, тело цикла выполняется и снова вычисляется выражение условия. Если результат равен False, происходит выход из цикла и пере­ход к первому оператору, стоящему сразу за телом цикла.

Оператор повтора repeat

Оператор repeatреализует цикл спостусловием . Цикл с постусловием всегда будет выполнен хотя бы один раз.

<оператор1>;

<оператор2>;

<оператор N >;

until <условие окончания цикла>;

Операторы, заключенные между словами repeat и until, являются телом цикла. Вначале выполняется тело цикла, затем проверяется условие выхода из цикла. Если результат логического выражения равен False, то тело цикла активизируется еще раз; если результат True, происходит выход из цикла.

Оператор повтора for

Это оператор с известным числом повторений. Часто этот оператор повтора называют оператором цикла с параметром, так как число повторений задается переменной, называемой параметром цикла , илиуправляющей переменной .

Оператор повтора for может быть представлен в двух форматах:

for <параметр цикла> := to do <тело цикла>;

for <параметр цикла> := downto do <тело цикла>;

где <параметр цикла> - это переменная целого, символьного, логического или перечисляемого типов;

SI и S2 - выражения, определяющие соответственно начальное и конечное значения параметра цикла;

for ... do - заголовок цикла;

Тело цикла может быть простым илисоставным оператором. Оператор for обеспечивает выполнение тела цикла до тех пор, пока не будут перебраны все зна­чения параметра цикла от начального до конечного.

Действие команды. Параметру цикла присваивается значение выражения S1. Если оно меньше или равно, чем значение выраженияS2, то выполняется тело цикла. После этого значение параметра автоматически увеличивается на единицу и оно снова сравнивается со значением выраженияS2 и т.д. Когда значение параметра станет больше, чем значение выраженияS2, то выполняется следующий после цикла оператор.

Шаг изменения параметра цикла для оператора for…to…doравен +1, а для оператораfor…downto…doравен -1.

Вопросы для самопроверки:

Формат оператора присваивания. Допустимо ли использование величин разных типов в арифметическом выражении?

В чем заключается отличие оператора ввода Read от оператора Readln?

Укажите форматы вывода данных.

Какие виды ветвлений реализованы в Turbo Pascal?

Для чего используются ветвления? Приведите примеры.

Две формы записи условного оператора If.

Формат записи вложенного оператора If.

Формат записи оператора выбора Case?

В каких случаях используется составной оператор Begin…end?

Как в блок-схемах изображаются разветвленные алгоритмы?

Что такое цикл?

Какие виды циклов реализованы в Turbo Pascal?

Что такое тело цикла?

В каком случае тело цикла заключается в операторные скобки begin…end?

В чем отличия операторов повтора while и repeat?

В каких случаях предпочтительнее использовать для организации циклов оператор повтора for? Что записывается в заголовке этого оператора?

Каким образом в операторе цикла for описывается направление изменения значения параметра цикла?