ПОЛНАЯ И НЕПОЛНАЯ РАЗВИЛКА. ОПЕРАТОР ВЫБОРА

На практике решение большинства задач не удается описать с помощью программ линейной структуры. При этом после проверки некоторого условия выполняется та или иная последовательность операторов, однако происходит нарушение естественного порядка выполнения операторов. Для этих целей используют управляющие операторы. Условный оператор используется для реализации разветвлений в программе, которые происходят при выполнении некоторого условия и имеет следующую структуру

               IF <логическое выражение> THEN серия1 ELSE серия2;

Если логическое выражение, выступающее в качестве условия, принимает значение False, то выполняются операторы, расположенные после else (серия2), если True,— операторы, следующие за then. При записи логического выражения следует избегать знака = (равно) для действительных переменных, так как они представляются неточно, а поэтому может не произойти совпадений значений выражений, стоящих слева и справа от знака равно. Для устранения указанного недостатка следует требовать выполнения условия с заданной точностью, т.е. вместо отношения X = Y рекомендуется, например,

                            Abs(X - Y) < 1E-8.

Поскольку развилка может быть неполной, то возможна и неполная форма записи условного оператора:

               IF <логическое выражение> THEN серия;

Условный оператор реализует разветвление вычислительного процесса по двум направлениям, одно из которых осуществляется при выполнении условия, другое— в противном случае. Для реализации разветвлений более чем по двум направлениям необходимо использовать несколько условных операторов. Рассмотрим примеры.

Задача 1. Даны действительные числа x, y. Если x и y отрицательны, то каждое значение заменить модулем; если отрицательно только одно из них, то оба значения увеличить на 0,5; если оба значения неотрицательны и ни одно из них не принадлежит отрезку [0,5; 2,0], то оба значения уменьшить в 10 раз; в остальных случаях x и y оставить без изменения.

Разработаем алгоритм решения задачи, после чего напишем программу.

Алгоритм запишем словесно:

1) ввести значения x, y;

2) если x<0 и y<0, найти их модули и перейти к п. 5, иначе перейти к следующему пункту;

3) если x<0 или y<0, увеличить каждую величину на 0,5 и перейти к п. 5,

   иначе перейти к следующему пункту;

4) если ни x, ни y не принадлежат отрезку [0,5; 2,0], уменьшить их в 10 раз;

5) вывести значения x и y;

6) конец.

Program Usl;

 Var X, Y : Real;

 Begin

   Write('Введите два действительных числа '); ReadLn(X, Y);

   If (X < 0) AND (Y < 0) THEN

   Begin

     X = ABS(X);

     Y = ABS(Y)

   End

                     ELSE

                      IF (X < 0) OR (Y < 0) THEN

                       Begin

                        X = X + 0.5;

                        Y = Y + 0.5

                       End

                                   ELSE

                                    IF NOT (((X >= 0.5) AND (X <= 2))

                                           OR ((Y >= 0.5) AND (Y <= 2)))

                                         THEN

                                          Begin

                                                 X = X / 10;

                                                 Y = Y / 10

                                          End;

 WriteLn('Результат:'); WriteLn('X= ', X:10:6); WriteLn('Y= ', Y:10:6)

END.

Задача 2. Дано действительное число a. Вычислить f(a), если

 

Program Usl1;

 Var A, F : Real;

 Begin

  WriteLn('Введите действительное число: ');  ReadLn(A);

   IF A <= 0 THEN

      F = 0

             ELSE

              IF A <= 1 THEN

                 F = Sqr(A) - A

                        ELSE

                 F = Sqr(A) - SIN(Pi * Sqr(A));

 WriteLn('Значение функции F(x) при x = ',  A:10:6,  ' равно ', F:10:6);

END.

Кроме условного оператора в качестве управляющей структуры довольно часто используется оператор выбора CASE. Эта структура позволяет переходить на одну из ветвей в зависимости от значения заданного выражения (селектора выбора). Ее особенность состоит в том, что выбор решения здесь осуществляется не в зависимости от истинности или ложности условия, а является вычислимым. Оператор выбора позволяет заменить несколько операторов развилки (в силу этого его ещё называют оператором множественного ветвления).

В конструкции CASE вычисляется выражение K и выбирается ветвь, значение метки которой совпадает со значением K. После выполнения выбранной ветви происходит выход из конструкции CASE. Если в последовательности нет метки со значением, равным K, то управление передается внешнему оператору, следующему за конструкцией CASE (в случае отсутствия альтернативы ELSE; если она есть, то выполняется следующий за ней оператор, а уже затем управление передается внешнему оператору).

Запись оператора выбора

CASE K OF

   A1 : серия 1;

   A2 : серия 2;

     ...

   AN : серия N

  ELSE  серия N + 1

  END;

Любая из указанных серий операторов может состоять как из единственного оператора, так и нескольких (в этом случае, как обычно, операторы, относящиеся к одной метке, должны быть заключены в операторные скобки begin..end).

Выражение K здесь может быть любого порядкового типа (напомним, что к таким типам относятся все целые типы, Boolean, Char, перечисляемый тип, диапазонный тип, базирующийся на любом из указанных выше типов).

Задача 1. В старояпонском календаре был принят двенадцатилетний цикл. Годы внутри цикла носили названия животных: крысы, коровы, тигра, зайца, дракона, змеи, лошади, овцы, обезьяны, петуха, собаки и свиньи. Написать программу, которая позволяет ввести номер года и печатает его название по старояпонскому календарю. Справка: 1996г.— год крысы— начало очередного цикла.

Поскольку цикл является двенадцатилетним, поставим название года в соответствие остатку от деления номера этого года на 12.

Program Goroskop;

Var Year : Integer;

Begin

 Write('Введите год '); ReadLn(Year);

   CASE Year MOD 12 OF

    0 : WriteLn('Год Обезьяны');

    1 : WriteLn('Год Петуха');

    2 : WriteLn('Год Собаки');

    3 : WriteLn('Год Свиньи');

    4 : WriteLn('Год Крысы');

    5 : WriteLn('Год Коровы');

    6 : WriteLn('Год Тигра');

    7 : WriteLn('Год Зайца');

    8 : WriteLn('Год Дракона');

    9 : WriteLn('Год Змеи');

   10 : WriteLn('Год Лошади');

   11 : WriteLn('Год Овцы')

  END;

END.

Задача 2. Найти наибольшее из двух действительных чисел, используя оператор выбора.

Program Maximum;

Var Max, X, Y : Real;

Begin

  Write('Введите два неравных числа:');

  ReadLn(X, Y);

  Case X > Y Of

  TRUE  : Max := X;

  FALSE : Max := Y

  End;

  WriteLn('Максимальное из двух есть ', Max : 12 : 6)

End.

Задача 3. Преобразовать символ, если он является строчной русской буквой, в заглавную букву.

Так как в альтернативной системе кодировки ASCII строчные русские буквы идут не подряд, а с некоторым разрывом, то в данном случае, в зависимости от того, в какую часть таблицы попадает введенная буква, используется та или иная формула. Если введённый символ не является строчной русской буквой, он выводится без изменения.

Program UpCase;

Var C : Char;

Begin

   Write('Введите символ:');

   ReadLn(C);

   Case C Of

   'а'..'п' : C := Chr(Ord(C) - 32);

   'р'..'я' : C := Chr(Ord(C) - 80)

   End;

   WriteLn(C);

End.

Как видно из примера, в качестве метки может выступать не только отдельное значение, но и диапазон значений. Кроме того, в качестве метки может выступать перечень значений выражения (значения перечисляются через запятую).

Контрольные вопросы и задания

Когда возникает необходимость в организации развилки?

Какая развилка называется полной? неполной?

Выражение какого типа может выступать в качестве условия при организации развилки? Какие значения принимают такие выражения?

Могут ли в полной развилке не выполниться операторы ни по одной из ветвей? выполниться по обеим ветвям?

Записать примеры 1-3 по теме "Оператор выбора" с помощью условного оператора. Сколько развилок понадобилось в каждом из случаев?

В каком случае целесообразно использовать оператор выбора?

Какого типа может быть выражение, являющееся селектором выбора? Приведите примеры.

Используя оператор выбора решить задачу: "Определить знак заданного целого числа".

Приведите пример оператора выбора, где выражение-селектор выбора имеет перечислимый тип.