Операторы языка паскаль. Структура ветвления

Оператор условного перехода в Турбо Паскаль имеет вид:

If условие then оператор 1 else оператор 2 ;

условие - это логическое выражение, в зависимости от которого выбирается одна из двух альтернативных ветвей алгоритма. Если значение условия истинно (TRUE), то будет выполняться оператор 1 , записанный после ключевого слова then. В противном случае будет выполнен оператор 2 , следующий за словом else, при этом оператор 1 пропускается. После выполнения указанных операторов программа переходит к выполеннию команды, стоящей непосредственно после оператора if.

Необходимо помнить, что перед ключевым словом else точка с запятой никогда не ставится!

else - часть в операторе if может отсутствовать:

If условие then оператор 1 ;

Тогда в случае невыполнения логического условия управление сразу передается оператору, стоящему в программе после конструкции if.

Базовые операции и математические процедуры и функции

Математические выражения в алгоритмической записи состоят из операций и операндов. Большинство операций является бинарными, т.е. содержат два операнда (унарные операции содержат один операнд, например: -а, взятие адреса @В).

Арифметические операции:

+, -, /, *, div (целочисленное деление), mod (остаток от деления),

Логические: not, and, or, xor,

Операции отношения: >, <, >=, <=, <>, =.

Логические вычисления и операции отношения

Наличие типа Boolean и операций с ним позволяет программировать логические вычисления, в основу которых заложена Булева алгебра. Введены четыре логических операции, результат которых всегда имеет тип Boolean и может иметь только одно из двух значений (Trueº1 (истинно) или Falseº0 (ложно)).

Чтобы не было ошибок, при логических вычислениях лучше расставлять скобки самим. Так, например, запись Not A And B будет воспринята компилятором как (Not A)And B, а, может быть, необходимо было бы так: Not (A And B).

Математические процедуры и функции

Системная библиотека Turbo Pascal’я приведена в таблице:

Математические функции очень чувствительны к диапазону своих аргументов. Кроме того, возвращаемые значения целых типов должны в них умещаться, иначе возможны фатальные последствия

Большинство функций являются стандартными и не нуждаются в комментариях. Отдельно хотелось бы остановиться на специфических.

Функция PI генерирует число «Пи» с точностью, зависящей от наличия сопроцессора и содержит от 10 до 14 значащих цифр после запятой, она может использоваться в вычислениях как константа, но не может быть поставлена в вычислимые константы блока Const.

Набор тригонометрических функций ограничен, но дает возможность расширить математическую библиотеку путем введения своих собственных функций, определяющих стандартные математические

Типы данных

Лабораторная работа №2 (2 часа)

Вариант 5

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?

Структурированными операторами называются такие операторы, которые включают в себя другие операторы и управляют последовательностью их выполнения. К ним относятся:

составной оператор;
условный оператор If ;
условный оператор Case ;
оператор цикла Repeat ;
оператор цикла While ;
оператор цикла For .

Составной оператор

Часто необходимо, чтобы по отношению к какому-то действию несколько операторов воспринимались в программе как один оператор. Такой оператор может быть получен, если необходимую последовательность операторов объединить операторными скобками. Служебные слова Begin и End называются операторными скобками.

Формат оператора:

оператор №1;

оператор №2;

оператор №3;

оператор № n-1;

оператор № n; End;

Слово Begin играет роль открывающей скобки, слово End – роль закрывающей скобки.

Составной оператор воспринимается как единый оператор. Его можно вставлять в любое место программы, где допускается только один оператор.

Операторы, входящие в составной оператор, как и всякие операторы, разделяются точкой с запятой, но перед end этот разделитель можно не ставить. После end точка с запятой необходима как разделитель между составным оператором и следующим оператором.

В последующих разделах смысл и назначение составного оператора будут проиллюстрированы на многочисленных примерах.

Условный оператор IF

Оператор If реализует алгоритмическую конструкцию «Решение» и позволяет изменить порядок выполнения операторов в зависимости от истинности или ложности некоторого условия. Формат оператора может быть записан в двух формах: полной и неполной форме.

Формат оператора в полной форме:

If<условие> Then<оператор 1> Else<оператор 2>

Формат оператора в неполной форме:

If<условие>Then<оператор 1>

If (если), Then (тогда), Else (иначе) – зарезервированные слова.

Блок-схемы оператора if представлены ниже:

Условный оператор работает следующим образом. Сначала вычисляется условное выражение < условие >. Если результат есть True (истина), то выполняется < оператор 1 > (после слова Then), а < оператор 2 > пропускается. Если результат есть False (ложь), то < оператор 1 > пропускается, а выполняется < оператор 2 > (после слова Else). Перед Else никогда не ставится точка с запятой, поскольку это еще не конец оператора If .

Часть Else <оператор 2> условного оператора If может быть опущена. Если < условие > оператора If принимает значение True , то выполняется <оператор 1> , в противном случае этот оператор пропускается. В этом случае формат условного оператора имеет неполную форму:

Сравним две конструкции:

If <условие>Then<оператор 1>;

If <условие>Then<оператор 1>; <оператор 2>;

В первой строке <оператор 1> или выполняется, или не выполняется в зависимости от выполнения <условия> . Во второй строке <оператор 2> выполняется всегда, поскольку после <оператора 1> стоит разделитель «;» и все что стоит поле разделителя считается другим оператором. Поэтому в соответствии с форматом оператора If после зарезервированных слов Then и Else может стоять всего лишь один оператор.

Пример:

If a > 0 Then b:=1;

If a > 0 Then b:=1; a:=b; {оператор a:=b; выполняется всегда}

Если же необходимо выполнить после Then и Else не один, а несколько операторов, то следует поставить операторные скобки, т.е. использовать составной оператор.

В этом случае оператор If будет иметь следующий вид:

If<условие>Then

оператор 11;

оператор 1n;

оператор 21;

оператор 2n;

Пример .

If a>0 Then begin b:=1; a:=b; end;

ЗАДАЧА 1. Вычислить значение функции, заданной неравенствами

y=x+1 при x<0; y=2∙x при x>0. program a5; var x,y:real; begin write(‘Введите значение x: ’); readln(x); if x writeln(‘Значение у равно: ’, y:6:2) end.

Результаты работы программы:

Введите значения x:0.5

Значение у равно: 1.00

ЗАДАЧА 2. Написать программу решения квадратного уравнения. Если дискриминант меньше нуля, то выводить соответствующее сообщение.

Program a6; var a,b,c:real; {коэффициенты уравнения} x1,x2:real; {корни уравнения} d:real; {дискриминант} begin Writeln(‘Решение квадратного уравнения’:50); Write(‘Введите значения коэффициентов a,b,c:’); Readln(a,b,c); {ввод коэффициентов} d:=b*b-4*a*c; if (d<0) then Writeln(‘Уравнение не имеет корней.’) else begin {операторные скобки} x1:=(-b+sqrt(d))/(2*a); x2:=(-b-sqrt(d))/(2*a); WriteLn(‘Корни уравнения: ’, x1:8:2,x2:8:2); end; end.

Результаты работы программы:

Решение квадратного уравнения

Введите значения коэффициентов a,b,c:3 1 6

Уравнение не имеет корней.

В операторе If может быть использован не только составной оператор, но и любой структурированный оператор. В качестве такого оператора может использоваться и рассмотренный нами условный оператор If . В этом случае говорят о вложенных операторах If .

Пример.

if условие then
begin			Операторные скобки
	оператор;	вложенный оператор IF , неполная форма
	if условие then опеатор
	else оператор;
end
else
begin			Операторные скобки
	оператор;	вложенный оператор IF , неполная форма
	if условие
	then оператор;
end;

При работе с вложенными операторами if следует учитывать следующие правила:

перед зарезервированным словом else символ «;» никогда не ставится;
зарезервированное слово else всегда связывается с ближайшим перед ним стоящим зарезервированным словом then .

ЗАДАЧА 3. Усовершенствуем программу решения квадратного уравнения (ЗАДАЧА 2). При значении коэффициента a=0 уравнение вырождается. В программе этот факт не учитывался, что вызовет фатальную ошибку при исполнении программы (деление на нуль). Для того чтобы исключить деление на нуль, выполним проверку значения коэффициента а после его ввода оператором Readln(a,b,c) .

Поскольку переменная a объявлена в программе как переменная вещественного типа, ее численное значение в машине представлено не точно, с некоторой погрешностью. Поэтому запись типа

Возможны несколько вариантов проведения корректного сравнения значений вещественной переменной с нулем:

ЗАДАЧА 4. Усовершенствованная программа решения квадратного уравнения.

Program a7;Var a,b,c:real; {коэффициенты уравнения} x1,x2:real; {корни уравнения} d:real; {дискриминант} begin Writeln(‘Решение квадратного уравнения’:50); Write(‘Введите значения коэффициентов a,b,c: ’); Readln(a,b,c); {ввод коэффициентов} if round(a)<>0 then begin d:=b*b-4*a*c; if d<0 then Writeln(‘Уравнение не имеет корней.’) else begin{операторные скобки} x1:=(-b+sqrt(d))/(2*a); x2:=(-b-sqrt(d))/(2*a); WriteLN(‘Корни уравнения: ’, x1:8:2,x2:8:2); end; end else Writeln(‘Деление на нуль.’); end.

Результаты работы программы:

Решение квадратного уравнения Введите значения коэффициентов a,b,c:0 1 6 Деление на нуль.

Условный оператор выбора Case

Оператор выбора является обобщением оператора If и используется в тех случаях, когда необходимо выполнить только один оператор из совокупности операторов в зависимости от значения ключа выбора.

В качестве ключа выбора используется выражение, которое располагается между зарезервированными словами Case и of. Выражение может быть целого, логического и символьного типов. Выражение не может иметь тип Real, String.

Формат оператора:

Case of "<ключ выбора>" константа1:оператор 1; константа2:оператор 2; константа3:оператор 3; ... константаN-1:оператор N-1; константаN:оператор Nn; Else оператор End;

Здесь Сase (в случае), of (из), Else (иначе), End (конец) являются зарезервированными словами.

Ключ выбора – это выражение любого типа кроме Real и String .

Константа1 – константа того же типа, что и выражение.

Оператор1 – произвольный оператор.

Оператор выбора действует следующим образом. Вначале вычисляется выражение <ключ выбора> , а затем в последовательности операторов отыскивается такой, которому предшествует константа, равная вычисленному значению <ключ выбора> . Найденный оператор выполняется, после чего оператор выбора завершает свою работу (управление передается на end). Если в списке констант не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается оператору, стоящему за словом Else .

Часть Else <оператора> можно опустить, тогда при отсутствии в списке констант нужной константы ничего не происходит, и оператор выбора просто завершает свою работу.

ЗАДАЧА 5. Написать программу простого калькулятора .

Program a8; var x,y:real; z:real; {результат} op:char; {ключ выбора} begin Write(‘Введите операнды x,y: ’); Readln(x,y); Write(‘Введите операцию(+,-,*,/): ’); Readln(op); case op of ‘+’:z:=x+y; ‘-‘:z:=x-y; ‘*‘:z:=x*y; ‘/‘:if y0 then z:=x/y Elsewriteln(‘Деление на нуль’); Else writeln(‘Действие не предусмотрено!’); end; {op} {так можно пометить, «чей» end} writeln(‘Результат равен=’,z:8:2); end.

Результаты работы программы:

Введите операнды x,y:4 2

Введите операцию (+,-,*,/):*

Результат равен= 8.00

В программе ключом выбора является переменная символьного типа. В зависимости от введенного значения символов (+, -, *, /) выполняется одно из арифметических действий: сложение, вычитание, умножение или деление. Если в качестве делителя будет введен нуль, то деление невозможно и выдается сообщение «Деление на нуль». Если будет введен какой-либо другой символ, то результатом будет сообщение «Действие не предусмотрено!». Если введены допустимые операции, то выдается результат.

ЗАДАЧА 6. Написать программу, которая запрашивает у пользователя номер дня недели, затем выводит название дня недели или сообщение об ошибке, если введены неверные данные.

Program a9; Var n: integer; {номер дня недели} Begin write(‘Введите номер дня недели:’); readln(n); case n of 1: writeln(‘Понедельник’); 2: writeln(‘Вторник’); 3: writeln(‘Среда’); 4: writeln(‘Четверг’); 5: writeln(‘Пятница’); 6: writeln(‘Суббота’); 7: writeln(‘Воскресенье’); else write(‘вы ошиблись!’) end; {n} end.

Результаты работы программы:

Введите номер дня недели:1

Понедельник

Ни одна константа не должна совпадать с другой. Если для нескольких констант необходимо выполнить один и тот же оператор, то их можно перечислить через запятую, например

case n of 1,3,5,7,9: writeln(‘Это нечетные цифры’); 2,4,6,8,10: writeln(‘Это четные цифры’); end;

Оператор перехода позволяет перейти от текущего места выполнения программы в другое место, которое не является следующим по порядку. Данный оператор нарушает нормальный ход выполнения программы.

Переход осуществляется при помощи так называемых меток.
Метка - это идентификатор или целое число без знака в диапазоне от 0 до 9999, которое находится перед каким-либо оператором программы и отделен от него двоеточием. Все используемые в программе метки должны быть предварительно объявлены в разделе объявления меток, начинающимся СЛОВОМ label.

Можно теоретически показать, что рассмотренных операторов вполне достаточно для написания программ любой сложности. В этом отношении наличие в языке операторов перехода кажется излишним. Более того, современная технология структурного программирования основана на принципе “программировать без GOTO”: считается, что злоупотребление операторами перехода затрудняет понимание программы, делает ее запутанной и сложной в отладке. Тем не менее в некоторых случаях использование операторов перехода может упростить программу.

Оператор перехода имеет вид:

Здесь goto — зарезервированное слово (перейти [на метку]); — метка.

Label 1; // Объявляем метку с именем 1 var
a: Integer; begin
a: = 10;
Goto 1; // Переход на метку 1
а:= sqrt(a); // Этот оператор не будет выполняться никогда! 1: а:= а + а; // Оператор, помеченный меткой 1 end;

Операторы условного перехода

Оператор условия предназначен для выполнения или невыполнения каких-либо действий, зависящих от результата условия типа Boolean. Этот оператор применяют для разветвления выполнения программы,
т. е. если данное условие истинно (и только в этом случае!), то выполняется некоторая последовательность операторов, в противном случае выполняются другие операторы. Вид оператора условия таков:

if условие then оператор1 else оператор2;

Оператор условия может быть записан и в упрощенной форме:

if условие then оператор;

Приведем примеры использования операторов условия:

if а > 0 then b: = sqrt (a) else b: = a * 2; // Оператор условия
if a = 10 then b: = b + 1; // Упрощенная форма

Для того чтобы организовать ветвление на несколько направлений (более двух), можно использовать несколько операторов условия, вложенных друг в друга. Вложение операторов условия происходит по тем же правилам, что и вложение составных операторов.

В отличие от других языков программирования в Object Pascal приоритет операций отношения меньше, чем у логических» операции, по этому отдельные составные части сложного логического выражения заключаются в скобки. Например, такая запись предыдущего оператора будет неверной:
if a>b and b 0 then …// Ошибка так как фактически (с учетом приоритета операции) компилятор будет транслировать такую строку:
if a> (b and b)0 then…

Составной оператор представляет собой несколько операторов, объединяемых в один для выполнения действий в другом операторе(условном, цикла, выбора и пр.)

if x>0 then y:=x+2 else y:=x-2

13.Условный оператор.

б) Ветвящаяся структура

Оператор условного перехода

Оператор условного перехода в Турбо Паскаль имеет вид:

if условие then оператор 1 else оператор 2 ;

Необходимо помнить, что перед ключевым словом else точка с запятой никогда не ставится!

else - часть в операторе if может отсутствовать:

if условие then оператор 1 ;

Следует помнить, что синтаксис языка допускает запись только одного оператора после ключевых слов then и else, поэтому группу инструкций обязательно надо объединять в составной оператор (окаймлять операторными скобками begin ... end). В противном случае возникает чаще всего логическая ошибка программы, когда компилятор языка ошибок не выдает, но программа тем не менее работает неправильно.

Примеры .

if x > 0 then modul:= x else modul:= -x;

if k > 0 then WriteLn("k - число положительное");

if min > max then begin

14.Оператор перехода. Метки и операторы перехода

Можно теоретически показать, что рассмотренных операторов вполне достаточно для написания программ любой сложности. В этом отношении наличие в языке операторов перехода кажется излишним. Более того, современная технология структурного программирования основана на принципе «программировать без GOTO»: считается, что злоупотребление операторами перехода затрудняет понимание программы, делает ее запутанной и сложной в отладке.

Тем не менее, в некоторых случаях использование операторов перехода может упростить программу.

Оператор перехода имеет вид:

GOTO <метка>.

Здесь GOTO - зарезервированное слово (перейти [на метку]); <метка> - метка.

Метка в Турбо Паскале - это произвольный идентификатор, позволяющий именовать некоторый оператор программы и таким образом ссылаться на него. В целях совместимости со стандартным языком Паскаль в языке Турбо Паскаль допускается в качестве меток использование также целых чисел без знака.

Метка располагается непосредственно перед помечаемым оператором и отделяется от него двоеточием. Оператор можно помечать несколькими метками, которые в этом случае отделяются друг от друга двоеточием. Перед тем как появиться в программе, метка должна быть описана. Описание меток состоит из зарезервированного слова LABEL (метка), за которым следует список меток:

Пример

1: WriteLn("Переход к метке 1");

Действие оператора GOTO состоит в передаче управления соответствующему меченному оператору.При использовании меток необходимо руководствоваться следующими правилами:метка, на которую ссылается оператор GOTO, должна быть описана в разделе описаний и она обязательно должна встретиться где-нибудь в теле программы;метки, описанные в процедуре (функции), локализуются в ней, поэтому передача управления извне процедуры (функции) на метку внутри нее невозможна.Пустой оператор не содержит никаких действий, просто в программу добавляется лишняя точка с запятой. В основном пустой оператор используется для передачи управления в конец составного оператора.