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:

if (B) S;

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:

if (B) S1; else S2;

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) {x=y; y=2*z;} // Сокращенная форма c составным оператором

if (a > 0 || b<0) x=y; else x=z; // Полная форма с простым оператором

if (i+j-1) { x= 0; y= 1;} else {x=1; y:=0;} // Полная форма с составными операторами

Рассмотрим пример использования условного оператора.

static void Main()

{

Console.Write("x= ");

float x = float.Parse(Console.ReadLine());

Console.Write("y=");

float y = float.Parse(Console.ReadLine());

if (x < y ) Console.WriteLine("min= "+x);

else Console.WriteLine("min= "+y);

}

Результат работы программы: x y min

0 0 0

1 -1 -1

-2 2 -2

Задание. Измените программу так, чтобы вычислялось наибольшее значение из х и у.

Операторы S1 и S2 могут также являться операторами if. Такие операторы называют вложенными. При этом ключевое слово else связывается с ближайшим предыдущим словом if, которое еще не связано ни с одним else. Рассмотрим пример программы, использующей вложенные условные операторы.

Пример: Дана мишень.

Подсчитать количество очков после выстрела по данной мишени.

static void Main()

{

int Ball=0;

Console.Write("x= ");

float x = float.Parse(Console.ReadLine());

Console.Write("y= ");

float y = float.Parse(Console.ReadLine());

if (x * x + y * y <=1) Ball = 10; //окружность с радиусом 1

else if (x * x + y * y <= 4) Ball = 5; //окружность с радиусом 2

Console.WriteLine("Ball= "+ Ball);

}

Результат работы программы: x y Ball

0 0 10

1 -1 5

-2 2 0

Задание.Измените программу так, чтобы подсчитывалось количество очков для мишени вида

Оператор выбора switch

Оператор выбора switch предназначен для разветвления процесса вычислений по нескольким направлениям. Формат оператора:

switch ( <выражение> )

{

case <константное_выражение_1>:

[<оператор 1>]; <оператор перехода>;

case <константное_выражение_2>:

[<оператор 2>]; <оператор перехода>;

...

case <константное_выражение_n>:

[<оператор n>]; <оператор перехода>;

[default: <оператор>; ]

}

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.

static void Main()

{

Console.Write("OPER= ");

char oper=char.Parse(Console.ReadLine());

bool ok=true;

Console.Write("A= ");

int a=int.Parse(Console.ReadLine());

Console.Write("B= ");

int b=int.Parse(Console.ReadLine());

float res=0;

switch (oper)

{

case '+': res = a + b; break; //1

case '-': res = a - b; break;

case '*': res = a * b; break;

case ':': if (b != 0)

{

res = (float)a / b; break;

}

else goto default;

default: ok = false; break;

}

if (ok) Console.WriteLine("{0} {1} {2} = {3}", a, oper, b, res);

else Console.WriteLine("error");

}

Результат выполнения программы: oper x y rez

+ 4 5 9

: 4 0 error

% 4 3 error

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:

switch (oper)

{

case '+': res = a + b; break;

case '-': res = a - b; break;

case '*': res = a * b; break;

case '/': case ':': if (b != 0) // перечисление меток

{

res = (float)a / b; break;

}

else goto default;

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:

while (B) S;

где B – выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S – тело цикла - оператор (простой или составной).

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.

static void Main()

{

Console.Write("N= ");

int n=int.Parse(Console.ReadLine());

int i = 1;

while (i <= n) //пока i меньше или равно n

Console.Write(" "+ i++ ); //выводим i на экран, затем увеличиваем его на 1

}

Результаты работы программы: n ответ

10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Задание. Измените программу так, чтобы:

1. числа выводились в обратном порядке;

2. выводились только нечетные числа.

Цикл с постусловием do while

Оператор цикла do while также организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз. Однако в отличие от цикла while условие завершения цикла проверяется после выполнения тела цикла. Формат цикла do while:

do S while (B);

где В – выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S – тело цикла - оператор (простой или блок).

Сначала выполняется оператор S, а затем анализируется значение выражения В: если оно истинно, то управление передается оператору S, если ложно - цикл завершается, и управление передается на оператор, следующий за условием B. Так как условие В проверяется после выполнения тела цикла, то в любом случае тело цикла выполнится хотя бы один раз.

В операторе do while, так же как и в операторе while, возможна ситуация зацикливания в случае, если условие В всегда будет оставаться истинным.

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

static void Main()

{

Console.Write("N= ");

int n=int.Parse(Console.ReadLine());

int i = 1;

do

Console.Write(" " + i++); //выводим i на экран, затем увеличиваем его на 1

while (i <= n); //пока i меньше или равно n

}

Задание. Измените программу так, чтобы:

1. числа выводились в обратном порядке;

2. выводились только четные числа.

Цикл с параметром for

Цикл с параметром имеет следующую структуру:

for ( <инициализация>; <выражение>; <модификация>) <оператор>;

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.

static void Main()

{

Console.Write("N= ");

int n=int.Parse(Console.ReadLine());

for (int i=1; i<=n;) //блок модификации пустой

Console.Write(" " + i++);

}

Задание. Измените программу так, чтобы:

1. числа выводились в обратном порядке;

2. выводились квадраты чисел.

Замечание. Цикл перебора foreach будет рассмотрен позже.

Вложенные циклы

Циклы могут быть простые или вложенные (кратные, циклы в цикле). Вложенными могут быть циклы любых типов: while, do while, for. Каждый внутренний цикл должен быть полностью вложен во все внешние циклы. «Пересечения» циклов не допускаются.

Рассмотрим пример использования вложенных циклов, который позволит вывести на экран числа следующим образом:

static void Main()

{

for (int i = 1; i <= 4; ++i, Console.WriteLine()) //1

for (int j=1; j<=5; ++j)

Console.Write(" " + 2);

}

Замечание. В строке 1 в блоке модификации содержится два оператора ++i и Console.WriteLine(). В данном случае после каждого увеличения параметра i на 1 курсор будет переводиться на новую строку.

Задание. Измените программу так, чтобы таблица содержала n и m столбцов (значения n и m вводятся с клавиатуры).