Полная форма записи условного оператора. Условный оператор. Если то иначе. Программирование на языке Питон для начинающих. На примере языка «Паскаль»

Продолжаем изучать язык программирования Паскаль. Рассмотрим первую алгоритмическую конструкцию, которая изучается при изучении языка — условие (ветвление) . Статья предназначения для начинающих программистов, а также для учителей информатики. Задачи в конце статьи помогут закрепить знания и проверить себя.

Алгоритмическая конструкция УСЛОВИЕ используется в тех случаях, когда перед нами стоит выбор: сделать так или иначе.

Условие бывает:

  1. Неполное
  2. Полное

Неполное условие

Блок-схема неполного условия выглядит следующим образом:

Неполное условие

ЕСЛИ УСЛОВИЕ ИСТИННО, ТО ВЫПОЛНЯЕТСЯ ДЕЙСТВИЕ , ИНАЧЕ НИЧЕГО НЕ ПРОИСХОДИТ

На языке Паскаль данная алгоритмическая конструкция выглядит следующим образом:

IF условие THEN действие;

Если условие, стоящее после IF истинно THEN.

Что такое условие?

Условие — это выражение, которое может быть либо истинным, либо ложным. Условие обязательно содержит логические операторы <, >, =, <=, >=, <> (не равно) .

Например:

if a=7 then writeln("Привет!"); end.

Если введенное значение переменной a равно 7 , то на экране мы увидим слово Привет! Если не равно — то на экран ничего выводится не будет.

Рассмотрим другой пример:

var a:integer; begin readln(a); if a=7 then writeln("Привет!"); writeln("До встречи"); end.

Что мы увидим на экране, введя число 7? Увидим:

Привет!
До встречи

Что мы увидим на экране, введя число 10?

До встречи

Почему так? Почему До встречи выводится на экран в любом случае? Команда

writeln("До встречи");

не относится к конструкции If-Then

var a:integer; begin readln(a); if a=7 then writeln("Привет!"); writeln("До встречи"); // условие подсвечено голубым цветом end.

Как сделать так, чтобы оба действия относились к конструкции If-Then?

Необходимо заключить эти действия в так называемые операторные скобки : begin… end;

var a:integer; begin readln(a);

if a=7 then begin writeln("Привет!");

Writeln("До встречи");
end;

end.
Теперь, если мы введем число 10, то на экране ничего не увидим.

Составное (сложное) условие

Иногда приходится использовать сложное условие. Для его составления используются логические союзы: and или or.

  • Если мы используем and, то составное условие будет истинно, когда все простые условия истинны.
  • Если мы используем or, то составное условие будет истинно, когда хотя бы одно простое условие будет истинно.

Например:

a>7 и a<15 на языке паскаль будет записываться

(a>7) and (a<15)

т.е. оба условия должны выполняться одновременно, чтобы составное условие было истинно

(a=7) or (a>15)

Составное условие будет истинно, если: либо a=7 , либо a>17.

Задача:

Используя конструкцию If-Then, найти максимальное среди трех введенных чисел.

Решение

var a, b, c:integer; begin readln(a); readln(b); readln(c); if (a>b) and (a>c) then writeln("число ", a, " максимальное"); if (b>a) and (b>c) then writeln("число ", b, " максимальное"); if (c>a) and (c>b) then writeln("число ", c, " максимальное"); end.

Полное условие

Блок-схема полного условия выглядит так:

IF условие THEN действие_1 ELSE действие_2;

  • Если условие истинно , то выполняется действие, стоящее после слова Then .
  • Если условие ложно , то выполняется действие, стоящее после слова Else.

Если действий, которые выполняются, если условие истинно или ложно несколько — используются операторные скобки .

if условие then begin действие; действие; ............... end else begin действие; действие; ................ end ;

(перед else точка с запятой не ставится)

Задачи для самостоятельного выполнения:

  1. Сумма покупки составляет а рублей. Если а больше 1000 рублей, то предоставляется скидка 15%. Вывести на экран сумму покупки с учетом скидки либо сообщение о том, что скидка не предоставляется.
  2. Известны площади круга и квадрата. Определить:
    • уместится ли круг в квадрате
    • уместится ли квадрат в круге
  3. Определить, является ли число а делителем числа b
  4. Проверить, принадлежит ли число введенное с клавиатуры, интервалу (-5;3).
  5. Дано двузначное число. Определить:
    • входит ли в него цифра 3
    • входит ли в него цифра а
  6. Определить, является ли треугольник со сторонами a, b, c равнобедренным
  7. Даны три различных числа. Определить, какое из них (первое, второе или третье)
    • самое большое
    • самое маленькое
    • является средним

(список задач будет пополняться)

Условные операторы позволяют выбирать для выполнения те или иные части программы в зависимости от некоторых условий. Если, например, в программе используются вещественные переменные x и z, и на каком-то этапе решения задачи требуется вычислить z=max(x, y), то желаемый результат получается в результате выполнения либо оператора присваивания z:=x, либо оператора присваивания z:=y. Поскольку значения переменных x и y заранее неизвестны, а определяются в процессе вычислений, то в программе необходимо предусмотреть оба эти оператора присваивания. Однако на самом деле должен выполниться один из них. Поэтому в программе должно содержаться указание о том, в каком случае надо выбирать для исполнения тот или иной оператор присваивания.

Это указание естественно сформулировать с использованием отношения x>y. Если это отношение при текущих значениях x и y справедливо (принимает значение true), то для исполнения должен выбираться оператор z:=x; в противном случае для исполнения должен выбираться оператор z:=y (при x=y безразлично, какой оператор выполнять, так что выполнение оператора z:=y в этом случае даст правильный результат).

Для задания подобного рода разветвляющихся вычислительных процессов в языках программирования существуют условные операторы . Рассмотрим полный условный оператор Паскаля:

if B then S1 else S2

Здесь if (если), then (то) и else (иначе) являются служебными словами, В логическое выражение, а S1 и S2 – операторы.

Выполнение такого условного оператора в Паскале сводится к выполнению одного из входящих в него операторов S1 или S2: если заданное в операторе условие выполняется (логическое выражение В принимает значение true), то выполняется оператор S1, в противном случае выполняется оператор S2.

Алгоритм решения упомянутой выше задачи вычисления z= max(x, y) можно задать в виде условного оператора Паскаля

if x>y then z:= x else z:= y

При формулировании алгоритмов весьма типичной является такая ситуация, когда на определенном этапе вычислительного процесса какие-либо действия надо выполнить только при выполнении некоторого условия, а если это условие не выполняется, то на данном этапе вообще не нужно выполнять никаких действий. Простейшим примером такой ситуации является замена текущего значения переменной х на абсолютную величину этого значения: если x<0, то необходимо выполнить оператор присваивания x:= - x; если же x>=0, то текущее значение х должно остаться без изменений, т.е. на данном этапе вообще не надо выполнять каких-либо действий.

В подобных ситуациях удобна сокращенная форма записи условного оператора в Паскале:

if B then S

Правило выполнения сокращенного условного оператора Паскаля достаточно очевидно: если значение логического выражения В есть true, то выполняется оператор S; в противном случае никаких иных действий не производится.

В языке программирования Паскаль в условном операторе между then и else , а также после else по синтаксису может стоять только один оператор. Если же при выполнении (или невыполнении) заданного условия надо выполнить некоторую последовательность действий, то их надо объединить в единый, составной оператор, т.е. заключить эту последовательность действий в операторные скобки begin... end (это важно!) . Если, например, при x< y надо поменять местами значения этих переменных, то условный оператор будет записан следующим образом в Паскале:

if xthen begin r:=x; x:=y; y:=r end

Наличие сокращенной формы условного оператора Паскаля требует большой осторожности при использовании. Например, условный оператор

if B1 then if B2 then S1 else S2

допускает, вообще говоря, две разные трактовки:

  • как полный условный оператор Паскаля вида

if B1 then begin
if B2 then S1 end
else S2

  • как сокращенный условный оператор Паскаля вида

if B1 then begin
if B2 then S1 else S2 end

По правилам Паскаля имеет место вторая трактовка, т.е. считается, что каждое слово else соответствует первому предшествующему ему слову then . Для избежания возможных ошибок и недоразумений можно порекомендовать во всех подобных случаях четко выделять желаемую форму условного оператора Паскаля путем взятия в операторные скобки.

Оператор выбора Паскаля

Оператор выбора Паскаля позволяет выбрать одно из нескольких возможных продолжений программы. Параметром, по которому осуществляется выбор, служит ключ выбора – выражение любого порядкового типа.

Структура оператора выбора в Паскале такова:

Case <ключ_выбора> of
<список_выбора>
end

Здесь case, of, else, end – зарезервированные слова (случай, из, иначе, конец);

  • <ключ_выбора> - выражение порядкового типа;
  • <список_выбора> - одна или более конструкций вида:
    • <константа_выбора>: <оператор>;
  • <константа_выбора> - константа того же типа, что и выражение
    • <ключ_выбора>;

<операторы> - произвольные операторы Паскаля.

Оператор выбора Паскаля работает следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения <ключ_выбора>, а затем в последовательности <список_выбора> отыскивается константа, равная вычисленному значению. Выполняется оператор, который следует за найденной константой, после чего оператор выбора завершает работу. Если в списке выбора не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается операторам, стоящим за словом else. Часть else <оператор_иначе> можно опустить, тогда при отсутствии в списке выбора нужной константы не будет выполнено никаких действий, и оператор выбора просто завершит свою работу.

Например, составим программу, которая по номеру дня недели выводит на экран его название:

Пример программы с использованием Case of

Program dni_nedeli;
Var n: byte;
Begin
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 writeln("дня недели с номером", n,"нет");
  end;
end.

Следует помнить, что все константы из списка выбора должны быть различны.

Любому из операторов списка выбора может предшествовать не одна, а несколько констант выбора, разделенных запятыми. Например, следующая программа при вводе одного из символов " y" или " Y" выведет на экран «Да», а при вводе " n" или " N" – слово «Нет».

Пример программы с использованием Case of с несколькими переменными

Var ch: char;
Begin
Readln(ch);
Case ch of
N, n: writeln("Да ");
Y, y: writeln("Нет ");
End;
End.

Очевидно, что рассмотренные выше программы можно записать с помощью вложенных или последовательно расположенных условных операторов, но в подобных задачах использование оператора выбора является более простым. Основное отличие условного оператора от оператора выбора состоит в том, что в условном операторе условия проверяются одно за другим, а в операторе выбора значение ключа выбора непосредственно определяет одну из возможностей.

Для написания программы не достаточно знать только язык программирования. Необходимо понимать и полную конструкцию всего написанного для того, чтобы все в итоге работало верно. Сегодня будет рассмотрено понятие оператора условного и его действия в программировании. Кроме этого, будет полезна информация и о ветвлении кодов, для которых работает оператор.

Определение.

Итак, оператор условный представляет собой основу конструкции всего языка программирования. Именно он дает возможность выполняться определенным указанным командам. Правда для этого необходимы условия истинности или прямая команда от пользователя.

Область применения.

Данное определение применяется при существовании определенных условий для выполнения команд или команды. Бывают случаи применения с ветвлением. Такое направление делится на три основные конструкции, которые применимы в программировании.

Условный переход.

Оператор условного перехода действует по принципу выбора направления в зависимости от истинности условия. Так, если в программе прописано несколько вариантов решения, именно оператор будет делать выбор, по какому направлению пойти далее. Возврата назад не предусмотрено. Истинность логического выражения проверяется наличием в коде условий, указанных после слова if. Именно она чаще всего используется в различных языках, обозначая правильность выбора. Если первое указанное условие не будет подходить для совершения задачи, код будет проверять все последующие указания последовательно, каскадом. Данный процесс довольно не прост, поэтому стоит разобрать его более подробно.

Формы условных операторов.

Существует всего три формы такого плана. Разберем работу каждой, итак, самый элементарный это оператор с одной ветвью. Он представляет собой команду if, после которой указываются условия для выполнения, затем then, после которого прописываются команды, которые нужно выполнить, и в завершение end, указывающий на конец кода. Чтобы команда прошла весь путь от начала и до конца, сначала машина проверяет соответствие условий, прописанных в начале кода и если они подходят, то начинается выполнение второй части с выполнением команд до того момента, как машина подойдет к концу, обозначенному end. Бывают ассемблеры, в которых вообще не указывается конечное слово, в них следует осторожно прописывать все команды, избегая лишнего. Также такая форма написания может быть и единственной доступной.

Более сложный вариант, это оператор с двумя ветвями программирования. Такой код выглядит следующим образом: слово if, затем условия выполнения, после этого слово then и команда для выполнения, теперь пишется else и другая команда, если первая не подойдет, а после всего этого end. Это решение применяется для выполнения программы в любом случае. То есть, если первое условие не подойдет и первая команда не будет выполнена, то программа автоматически исполнит вторую. Такой ход более эффективен, по сравнению с первым.

Третий вариант развития, это указание нескольких условий. Он представляет собой написание if с определением условий, затем then и необходимую команду, после этого else if другое условие, в случае когда первое не подойдет и then команда для выполнения при втором условии, else if и указывается еще одно условие с выполнением команды после слова then, можно писать и еще, а когда все необходимые условия заканчиваются, пользователь указывает просто else с условием, когда ни один из перечисленных вариантов не подойдет и выполнение команды, после чего закрывается словом end.

В общем, оператор имеет множество конструкций, и все они выполняются строго последовательно. Всегда начиная с первой команды.

На примере языка «Паскаль».

Чтобы разобрать условный оператор наиболее понятно, следует сделать это с помощью самого популярного языка программирования. В нем он может быть простым и сложным. Простой обозначается символами типа =, <, > и так далее, а сложный представляет собой написание if а>=у then ор:=Sqr(а-у) else write, где вводятся недопустимые показатели.

Понятие переключателя.

Переключатель это определенная команда, которая выполняется при условии заданных параметров. Он работает при наличии как минимум двух ветвей, но задает выполнение только одной. Условиями в прописанных параметрах он и переключает выполнение определенной ветви самостоятельно. Некоторые языки, пользуясь такими параметрами, могут проводить аналогию с текстами. Отличается такая команда от вышеописанных тем, что возвращается тип или целое значение, а не логическое.

Развитие оператора.

Изначально условный оператор представлял собой команду, которая и определяла дальнейший переход на нужную метку. Команда была выражением, которое определялось как селектор и осуществляла возврат целого значения и условия перехода. При ее выполнении, происходило вычисление номера метки из всего списка и машина обращалась именно на вычисление указанного направления. Такую конструкцию можно встретить и до сих пор, например, в «Бэйсике» и «Фортране». Несмотря на то, что многие уже используют другую конструкцию для вычислений, эта все еще эффективна.

Современная модель написания условного оператора сложнее предыдущей и, соответственно, немного длительнее во времени вычисления. Она представляет собой последовательное указание массива команд с необходимыми адресами. Безусловный переход от одного к другому обеспечивает независимость времени вычисления от количества указанных меток.

Переключатель в современных языках также может представлять собой таблицу перехода. Состоит таблица из команд, перемещающих внимание машины на указанные фрагменты. Определяется команда написанием case или swithc, а в некоторых случаях и обоих слов сразу.

Логика вычислений условных выражений.

Влияние на исполнение логического выражения оказывает логика, принятая в каждом из случаев. Можно выделить два направления – полное и неполное. Первое проводит расчет всех заданных параметров и после этого И. Второе считает все параметры отдельно и при указании «истина» задействует следующую команду. Работает при ИЛИ.

С помощью этого оператора переменные в Турбо Паскале могут получать свои значения программным путем (то есть не с клавиатуры). Формат:

<идентификатор (имя) переменной>:= <выражение>

Система сначала вычисляет значение выражения, затем присваивает его переменной.

    Составной оператор.

Составной оператор – это последовательность любых операторов Турбо Паскаля, заключенная в операторные скобки begin и end. Например:

begin a:=5; write (‘a=’,a); end;

Среди операторов составного оператора могут быть другие составные операторы, то есть допускается любая глубина их вложения. Например:

    Операторы условного перехода.

Они существуют для организации ветвлений в зависимости от истинности или ложности некоторого условия. Таких операторов два: полный условный оператор и неполный условный оператор.

    Полный условный оператор

Реализует алгоритмическую конструкцию «полная развилка»:

Его формат:

if <логическое выражение> then <оператор 1> else <оператор 2>

If, then, else – служебные слова «если», «тогда», «иначе». Перед словом else точка с запятой не ставится. Оператор 1 и оператор 2 могут быть как простыми операторами, так и составными. Составной оператор следует заключать в операторные скобки begin и end.

Действия условного оператора: если логическое выражение имеет значение true, то выполняется оператор 1, если логическое выражение имеет значение false, то выполняется оператор 2.

    Неполный условный оператор

Реализует алгоритмическую конструкцию «неполная развилка»

Его формат:

if <логическое выражение> then <оператор >

If, then – служебные слова «если», «тогда». Оператор может быть как простыми оператором, так и составным.

Действия условного оператора: если логическое выражение имеет значение true, то выполняется оператор, если логическое выражение имеет значение false, то условный оператор пропускается и выполняется оператор, следующий за ним.

Условные операторы (полный и неполный) могут иметь вложенную конструкцию, то есть после слов THEN или ELSE опять используется условный оператор. Служебное слово ELSE всегда относится к ближайшему слева слову THEN.

В состав условного оператора может входить один простой оператор. Если по смыслу задачи требуется вставить несколько операторов, то они объединяются в составной.

Замечание: после слова THEN не может сразу записываться новый условный оператор, а после ELSE – может. Например:

В тех случаях, когда требуется проверить несколько условий, применяются сложные условные операторы. В них используются логические операции and, not, or. Например:

if ((x>3) and (y>3) and (z>3)) then ...

    Операторы организации цикла.

Цикл – это многократно повторяемый участок программы. Для организации цикла в Паскале используются три оператора: оператор с предусловием, оператор с постусловием и оператор с параметром.

    Оператор цикла с предусловием

Этот оператор реализует блок-схему цикла с предусловием:

Его формат:

While <логическое выражение> Do <тело цикла>

While («пока»), Do («делать») - служебные слова.

Действия оператора: пока логическое выражение имеет значение true, выполняется тело цикла; как только логическое выражение принимает значение false, действие оператора заканчивается и выполняется оператор, следующий за ним. Значение логического выражения проверяется перед телом цикла. Если логическое выражение ложно с самого начала, то тело цикла сразу опускается.

Если тело цикла содержит последовательность операторов, то говорят, что оно образует составной оператор, в начале и в конце которого надо писать операторные скобки Begin и End.

Если же тело цикла - один оператор (не составной), то операторных скобок не требуется. Тогда транслятор считает, что тело цикла заканчивается на ближайшем знаке «;». В Паскале нет специальных слов для обозначения начала цикла и конца цикла. На все случаи есть универсальные слова Begin и End.

    Оператор цикла с постусловием

Этот оператор реализует блок-схему цикла с постусловием:

Его формат:

Repeat <тело цикла> Until <логическое выражение>

Repeat («повторять»), Until («до тех пор») - служебные слова.

Тело цикла может быть как одиночным, так и составным оператором, однако употребления Begin и End не требуется, поскольку сами слова Repeat и Until выполняют роль операторных скобок.

Действия оператора: выполняется тело цикла, затем проверяется значение логического выражения. Если логическое выражение имеет значение false, то опять выполняется тело цикла. Так продолжается до тех пор, пока логическое выражение не примет значение true. То есть тело цикла повторяет свое выполнение, если условие ложно. Повторение кончается, когда условие станет истинным. Действие оператора заканчивается и выполняется оператор, следующий за ним. Значение логического выражения проверяется после тела цикла.

Замечания:

    Перед каждым выполнением тела цикла логическое выражение должно иметь конкретное значение.

    Тело цикла должно иметь хотя бы один оператор, влияющий на значение логического выражения, иначе цикл будет выполняться бесконечно.

    В конце концов логическое выражение должно принять значение, заканчивающее цикл.

    Оператор цикла с параметром

Этот оператор реализует блок-схему цикла со счетчиком. Его формат:

for <параметр цикла>:= <арифметическое выражение 1> to <арифметическое выражение 2> do <тело цикла>

for < параметр цикла >:= < арифметическое выражение 1> downto < арифметическое выражение 2> do <тело цикла>

Параметр цикла – это переменная любого типа, кроме real.

Арифметические выражения 1 и 2 должны иметь тот же тип, что и параметр цикла. Тело цикла – любой оператор Паскаля (простой, сложный, составной).

Действия оператора: параметру цикла присваивается значение арифметического выражения 1. Если оно меньше (для for - to - do ) или больше (для for - downto - do ) значения арифметического выражения 2, то выполняется тело цикла. Затем параметр цикла увеличивается (уменьшается) на величину, указанную в теле цикла. Потом он снова сравнивается с арифметическим выражением 2. И так до тех пор, пока параметр цикла не станет больше (меньше) значения арифметического выражения 2. Далее оператор цикла заканчивает работу и выполняется следующий за ним оператор.

Если параметр цикла имеет тип integer, то при слове to шаг изменения параметра равен единице (при downto шаг равен -1).

Этот оператор имеет ограниченное применение, то есть его можно использовать только в тех случаях, когда известно число повторений тела цикла

Понравилось? Лайкни нас на Facebook