7. Выбор вариантов

if, else, switch, break, case, default
>   >=   <=   <  ==   !=   &&   ||   /   :?

     Хотите научиться создавать мощные, "интеллектуальные", универсальные и полезные программы? Тогда вам потребуется язык, обеспечивающий три основные формы управления процессом выполнения программ. Согласно теории вычислительных систем (которая является наукой о вычислительных машинах, а не наукой, создаваемой такими машинами), хороший язык должен обеспечивать реализацию следующих трех форм управления процессом выполнения программ:
     1. Выполнение последовательности операторов.
     2. Выполнение определенной последовательности операторов до тех пор, пока некоторое условие истинно.
     3. Использование проверки истинности условия для выбора между различными возможными способами действия.

     Первая форма хорошо известна; все наши предыдущие программы представляли собой некоторую последовательность операторов. Цикл while служит одним из примеров использования второй формы; другие способы будут рассмотрены в гл. 8. Последняя форма - выбор между различными возможными способами действия - делает программы гораздо более "интеллектуальными" и чрез вычайно увеличивает эффективность работы компьютера. В данной главе мы и займемся этим вопросом.

ОПЕРАТОР if

Далее   Содержание

     Начнем с очень простого примера. Мы уже видели, как нужно написать программу, подсчитывающую число символов в файле. Предположим, вместо символов мы хотим подсчитать строки. Это можно сделать путем счета числа символов "новая строка" в файле. Ниже приводится соответствующая программа:

/* подсчет строк */
#include < stdio.h>
main( )
{
int ch;
int linecount = 0;
while((ch = getchar( )) != EOF)
if(ch =='\n') 
linecount ++;
printf(" Я насчитала %d строк \n", linecount);
}

Сердцевиной" программы является оператор

if(ch == '\n') linecount ++;

     Этот "оператор if" служит указанием компьютеру увеличить значение переменной linecount на 1, если только что прочитанный символ (содержимое переменной ch) представляет собой символ "новая строка". Знак == не является опечаткой; его смысл выражается словами "равняется". Не путайте эту операцию с операцией присваивания (=).

     Что происходит в случае, когда значение переменной ch не является символом "новая строка"? Тогда в цикле while производится чтение следующего символа.

     Оператор if, который мы только что применили в программе, считается одиночным оператором, начинающимся от ключевого слова if и завершающимся символом "точка с запятой". Вот почему мы не использовали фигурные скобки, чтобы отметить начало и конец тела цикла while.

     Совсем несложно усовершенствовать программу так, чтобы она подсчитывала символы и строки одновременно; давайте попробуем это сделать.

/* 1cс - подсчет числа строк и	символов */
#include 
main( )
{
int ch;
int linecount = 0;
int charcount = 0;
while((ch = getchar( )) != EOF)
{
    charcount ++ ;
    if(ch == '\n' ) linecount++ ;
}
printf(" Я насчитала %d	символов и %d строк.\n", charcount, linecount);
}

     Теперь в цикл while входят два оператора; поэтому мы использовали фигурные скобки, чтобы отметить начало и конец тела цикла.

     Мы вызываем скомпилированную программу Icc и используем операцию переключения, чтобы подсчитать число символов и строк в файле с именем chow.

Ice  <chow

Я насчитала 8539 символов и 233 строки

     Следующий шаг в "развитии" этой программы - придание ей способности подсчитывать число слов. Это лишь немного труднее того, что мы делали до сих пор, но сначала нам нужно изучить ряд дополнительных вопросов, связанных с использованием операторов if.

РАСШИРЕНИЕ ОПЕРАТОРА if С ПОМОЩЬЮ else

Далее   Содержание

     Простейшей формой оператора if является та, которой мы только что воспользовались:

if(выражение)
оператор

     Обычно под выражением здесь понимают условное выражение, с его помощью сравниваются значения двух величин (например x > y или c == 6). Если такое выражение истинно (x больше у или c равно 6), то оператор выполняется. В противном случае он пропускается. Вообще говоря, в качестве условия может быть использовано любое выражение, и если его значение равно 0, то оно считается ложным - дальнейшие детали мы обсудим чуть позже. Оператор может быть простым, как в нашем примере¹⁾ , или составным (блоком), начало и конец которого отмечены фигурными скобками:

if (score > big)  printf(" Полная победа!\n"); /* простой оператор */

if (jое > rоn)                                    /* составной оператор */
{ 
  joecash + + ;
  printf(" Ты проиграл, Рон.\n");
}

     Простая форма оператора if позволяет выбрать оператор (возможно, составной) или пропустить его. Язык Си предоставляет также возможность выбрать любой из двух операторов путем использования конструкции if-else.

Выбор: конструкция if-else

Далее   Содержание

     В предыдущей главе мы привели очень простую программу шифровки сообщений, которая заменяла каждый символ следующим по порядку в таблице ASCII. К сожалению, она заменила даже символ "новая строка", что привело к объединению нескольких строк в одну. Можно исключить эту проблему, написав программу, реализующую простой выбор: если символ - "новая строка", то оставить его без изменений, в противном случае преобразовать его. Вот как это можно запрограммировать на языке Си:

/* код1 */
#include 
main( )
{
 char ch;
 while((ch = getchar( )) != EOF) { 
    if(ch =='\n' ) /* оставить символ */
        putchar(ch); /* "новая строка" неизменным */
    else
        putchar(ch + 1); /* заменить остальные символы */  
 }
}

В прошлый раз был использован файл, содержащий следующий текст²⁾ :

Good spelling is an aid to clear writing.

Его использование в качестве теста для нашей новой программы приводит к результату:

Ура! Она работает!

     Между прочим, совсем несложно написать и программу дешифровки. Скопируйте для этого программу код1, но только замените выражение (ch + 1) на (ch - 1).

     Вы обратили внимание на общий вид оператора if-else. Он выглядит следующим образом:

if (выражение)
оператор else
оператор

     Если выражение истинно, то выполняется первый оператор, а если ложно, то выполняется оператор, следующий за ключевым словом else. Операторы могут быть простыми или составными. Правила языка Си не требуют отступа в строке, но это стало обычной практикой. Отступ позволяет с первого взгляда заметить те операторы, выполнение которых зависит от проверяемого условия.

     Простая конструкция if позволяет нам выбирать: выполнить или нет некоторое действие; конструкция же if-else дает возможность выбрать одно из двух действий. Что делать, если нам требуется осуществить выбор из большого числа вариантов?

Множественный выбор: конструкция else-if

Далее   Содержание

     Часто нам приходится осуществлять выбор более, чем из двух вариантов. Чтобы учесть это, мы можем расширить структуру if-else конструкцией else-if. Рассмотрим конкретный пример. Расценки, назначаемые за коммунальные услуги некоторыми компаниями зависят от количества потребляемой энергии. Приведем расценки, установленные за пользование электроэнергией:

Первые 	        240 кВт/ч:    0.05418 долл. за кВт/ч
Следующие	300 кВт/ч:    0.07047 долл. за кВт/ч
Свыше	        540 кВт/ч:    0.09164 долл. за кВт/ч

     Если вас занимает этот вопрос, мы могли бы подготовить программу, вычисляющую стоимость потребляемой энергии. Приведем пример программы, являющейся первым шагом, сделанным в этом направлении:

РИС. 7.1. Операторы if и if else

/* счет за электроэнергию */
/* вычисляет плату за электроэнергию */
#definе RATE1 0.05418 /* тариф за первые 240 кВт/ч */
#define RATE2 0.07047 /* тариф за следующие 300 кВт/ч */
#define RATE3 0.09164 /* тариф за потребление свыше 540 кВт/ч */
#define BASE1 13.00   /* плата за первые 240 кВт/ч */
#define BASE2 34.14   /* плата за первые 540 кВт/ч */
#define BREAK1 240.0  /* величина, определяющая первое условие ветвления */
#define BREAK2 540.0  /* величина, определяющая второе условие ветвления */
main( )
{
float kwh;  /* количество использованных кВт/ч */
float bill; /* плата */
printf(" Укажите, пожалуйста, количество использованных кВт/ч.\n");
scanf(" %f, &kwh);
if (kwh < BREAK1)
    bill = RATEl * kwh;
else if(kwh < BREAK2) /* количество кВт/ч между 240 и 540 */
     bill = BASE1 + RATE2*kwh;
else                  /* количество кВт/ч свыше 540 */
     bill = BASE2 + RATE3*kwh;
printf(" Плата за %.1f  кВт/ч составляет $%1.2f. \n", kwh, bill);
}

     Для обозначения тарифов были использованы символические константы, которые поэтому оказались собранными в одном месте. Если электрическая компания изменит свои расценки (а это может случиться), то такое расположение констант не позволит нам забыть скорректировать какую-нибудь из них. Мы задали в символическом виде и константы, соответствующие граничным значениям потребляемой мощности Они также подвержены изменениям. Управляющая логика программы реализуется путем npoстого выбора одной из трех расчетных формул в зависимости oт значения переменной kwh, что иллюстрируется на рис. 7.2. Мы хотим подчеркнуть, что программа в процессе выполнения может достичь первого употребления else только в том случае, если величина переменной kwh больше или равна 240. Поэтому строка else if(kwh < BREAK2) эквивалентна требованию, чтобы значение kwh было заключено между 240 и 540, это мы и указали в коментарии к программе. Совершенно аналогично последнее употребление else может быть достигнуто, только если значение kwh больше или равно 540. И наконец, отметим, что константы BASE1 и BASE2 представляют собой величину платы за первые 240 или 540 кВт/ч электроэнергии соответственно. Поэтому требуется только прибавить дополнительную плату за количество потребляемой электроэнергии, превышающее эти величины.

РИС. 7.2. Блок схема программы расчета платы за электроэнергию

     Фактически конструкция else-if является видоизмененным способом задания условного оператора, с которым мы познакомились раньше. Ядро нашей программы представляет собой другую форму записи следующей последовательности операторов.

if(kwh < BREAK1) bill = RATEl*kwh;
else if(kwh < BREAK2)
        bill = BASE1 + RATE2*kwh;
else
    bill = BASE2 + RATE3*kwh;

     Отсюда видно, что программа состоит из оператора if-else, для которого часть else представляет собой другой оператор if-else.

     Про второй оператор if-else говорят, что он "вложен" в первым. (Между прочим, вся структура if-else считается одним оператором. Вот почему мы не должны заключать вложенную конструкцию if-else в фигурные скобки).

     Эти две формы записи являются абсолютно эквивалентными. Единственное отличие - дополнительные пробелы и символы "новая строка", но они игнорируются компилятором. Тем не менее первая форма записи предпочтительнее, поскольку она более четко показывает, что мы осуществляем выбор из трех возможностей. Кроме того, она облегчает просмотр программы и понимание семантики каждого варианта. Применяйте форму записи, использующую вложение операторов там, где это необходимо - например когда требуется проверить значения двух разных величин или (в на шем случае) если бы была установлена 10%-ная дополнительная плата за потребление энергии свыше 540 кВт/ч только в летние месяцы.

     В одном операторе можно использовать столько конструкций else if, сколько нужно, что иллюстрируется приведенным ниже фрагментом:

if (score < 1000)
bonus = 0; else if (score < 1500)
bonus = 1; else if (score < 2000)
bonus = 2; else if (score < 2500)
bonus = 4; else bonus = 6;

     (Этот фрагмент мог быть взят из игровой программы, где пере менная bonus представляет собой количество дополнительных "фотонных бомб" или "питательных гранул", получаемых игроком для следующей партии ).

Объединение операторов if и else

Далее   Содержание

     Когда у вас в программе имеется несколько конструкции if и else, каким образом компилятор решает, какому оператору if соответствует какой оператор else? Рассмотрим, например, фрагмент программы:

if(number > 6)
 if(number < 12)
    printf ("Вы закончили!\n");
else
 printf("Простите, вы потеряли ход.\n");

     В каком случае фраза "Простите, вы потеряли ход!" будет напечатана? Когда значение переменной number меньше или равно 6, или когда оно больше 12? Другими словами, чему соответствует else: первому if или второму?

     Ответ выглядит так: else соответствует второму if, т.е. при выполнении программы результаты будут такими:

Число:       Результат:
5            Нет
10           Вы закончили!
15           Простите, вы потеряли ход!

     Существует правило, которое гласит, что else соответствует ближайшему if, кроме тех случаев, когда имеются фигурные скобки. Мы сознательно записали этот фрагмент так, как будто else соответствует первому if, но вспомните, что компилятор не обратит внимания на отступы в строках. Если мы действительно хотим чтобы else соответствовал первому if, необходимо данный фрагмент оформить следующим образом:

if(number > 6)
{
    if(number < 12) printf (" Вы закончили '\n");
}
else
    printf(" Простите, вы потеряли ход!\n");

Число:      Результат:
5           Простите, вы потеряли ход!
10          Вы закончили!
15          Нет

РИС. 7.3. Структура соответствия if и else.

Резюме: использование операторов if для организации выбора из нескольких вариантов

КЛЮЧЕВЫЕ CЛOBA: if, else

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ:

     В каждой из последующих форм оператором может быть либо простои оператор, либо составной. Выражение "истинно" в обобщенном смысле, если его значение - ненулевая величина.

ФОРМА ЗАПИСИ 1:
if(выражение) оператор

Оператор выполняется, если выражение истинно.

ФОРМА ЗАПИСИ 2:
if(выражение)
оператор1 else
оператор2

Если выражение истинно, выполняется оператор1, в противном случае - оператор2.

ФОРМА ЗАПИСИ 3:
if(выражение1) оператор1
else if(выражение2) оператор2
else оператор3

Если выражение1 истинно, выполняется оператор1. Если выражение1 ложно, но выражение2 истинно, выполняется оператор2. В случае когда оба выражения ложны, выполняется оператор3.

ПРИМЕР:³⁾ 

if(legs == 4)
    printf("Это, возможно, лошадь. \n");
else if (legs > 4)
    printf(" Это не лошадь. \n");
else   /* случай, когда legs < 4 */
{ legs++;
  printf(" Теперь животное имеет еще одну ногу.\n");
}

     Операции отношения используются для сравнений. Мы уже использовали ранее некоторые из них, а сейчас приведем полный список операций отношения, применяемых при программировании на языке Си.

Операция:	Смысл:
<	меньше
<=	меньше или равно
= =	равно
>=	больше или равно
>	больше
!=	не равно

     Этот список довольно хорошо соответствует возможным числовым соотношениям. (Вообще говоря, числа, даже комплексные, менее сложны, чем люди⁴⁾ ). Главное предостережение, которое мы хотим сделать, состоит в том, чтобы не использовать знак = вместо = =. В некоторых языках программирования (например. Бейсике) один и тот же знак используется и для операции присваива ния, и для операции отношения "равенство", хотя они совершенно различны. С помощью операции присваивания некоторое значение присваивается переменной слева от знака равенства. В то же время с помощью операции отношения "равенство" проверяется равно ли выражение, стоящее слева от знака, выражению справа от него. Эта операция не изменяет значения переменной в левой части, если она там присутствует.

canoes = 3 присваивает значение 3 переменной canoes
canoes = = 5 проверяет, равняется ли значение переменной canoes 5

     При программировании требуется аккуратность, потому что в ряде случаев компилятор не сможет обнаружить ошибки, связанной с неправильным использованием знаков этих операций, что приведет к результатам, отличным от тех, которые вы должны были получить. Ниже мы кратко остановимся на одном примере.

Таблица 7.1.

Операции присваивания и отношения "равенство" в некоторых языках программирования

Язык	Операция присваивания	Операция отношения "равенство"
Бейсик	=	=
Фортран	=	EQ
Си	=	==
Паскаль	=	=
ПЛ/1	=	=
Лого	make	-

     Операции отношения применяются при формировании условных выражений, используемых в операторах if и while. Указанные oпeраторы проверяют, истинно или ложно данное выражение. Ниже приводятся четыре не связанные между собой оператора, содержащие условные выражения; их смысл, мы надеемся, понятен.

if(number < 6)
printf(" Ваше число слишком мало.\n" );



whi1е(сh!= '$')
сount ++;



if(total == 100) printf(" Вы набрали максимум очков!\n");



if (ch > 'м')
printf(" Отправьте этого человека по другому маршруту \n");

РИС. 7.4. Операции = и = =.

     Обратите внимание, что в условных выражениях разрешается использовать также и символы, причем при сравнении их берется машинный код (который, как предполагалось вначале, является ко дом ASCII). Однако использовать операции отношения для сравнения строк не разрешается в гл 13. мы представим средства работы со строками. Операции отношения можно использовать также при работе с числами с плавающей точкой. Однако при сравнениях этих чисел мы рекомендуем вам ограничиться лишь операциями < и >, так как ошибки округления могут привести к тому, что числа окажутся неравными, хотя по логике они должны быть равны. Рассмотрим подобную ситуацию на примере десятичных чисел. Очевидно, произведение 3 и 1/3 равно 1.0, но если мы представим 1/3 в виде 6 разрядной десятичной дроби, то произведение будет равно 0,999999, что не равняется в точности 1.

Что такое истина?

Далее   Содержание

     Каждое условное выражение проверяется "истинно" ли оно или ложно. При этом возникает интересный вопрос: Что такое истина?

     Мы можем ответить на этот вечный вопрос покрайней мере так, как он решен в языке Си. Напомним, во-первых, что выражение в Си всегда имеет значение. Это утверждение остается вepным даже для условных выражений, как показывает пример, приведенный ниже. В нем определяются значения двух условных выражений, одно из которых оказывается истинным, а второе - ложным.

/* истина и ложь */
main( )
{
    int true, false;
    true = (10 > 2); /* отношение истинно */
    false = (10 = =2); /* отношение ложно */
    printf("true = %d; false = %d\n" , true, false);
}

     В данном примере значения двух условных выражений присваиваются двум переменным. Чтобы не запутать читателя, мы присвоили переменной true значение выражения, которое оказывается истинным, а переменной false - значение выражения, которое оказывается ложным. При выполнении программы получим следующий простой результат:

true = 1; false = 0

     Вот как! Оказывается, в языке Си значение "истина" - это 1, a "ложь" - 0. Мы можем это легко проверить, выполнив программу, приведенную ниже.

/* проверка истинности */
main( ) {
if(1)
    printf(" 1 соответствует истине.\n" );
else
    printf(" 1 не соответствует истине. \n");
if(0)
    printf(" 0 не означает ложь. \n");
else
    printf(" 0 означает ложь. \n");
}

     Мы скажем, что 1 должна рассматриваться как истинное утверждение, а 0 - как ложное. Если наше мнение верно, то в первом операторе if должна выполниться первая ветвь (ветвь if, а во втором операторе if - вторая (ветвь else). Попробуйте запустить программу, чтобы узнать, правы ли мы.

Итак чему же все-таки соответствует истина?

Далее   Содержание

     Мы можем использовать 1 и 0 в качестве проверочных значений оператора if. Спрашивается, можем ли мы использовать другие числа. Если да, то что при этом происходит? Давайте проведем эксперимент.

/* if - тест */
main( )
{
if (200)
    printf("200 - это истина. \n");
if(-33)
    printf(" -33 - это истина \n");
}

200 - это истина
-33- это истина

     Очевидно, в языке Си числа 200 и -33 тоже рассматриваются как "истина". И действительно, все ненулевые величины принимаются в качестве "истины" и только 0 - как "ложь". В языке Си понятие истины оказывается чрезвычайно растяжимым.

     Многие программисты обычно пользуются этим определением истинности. Например, строку

if(goats !=0)

if(goats)

поскольку выражение (goats != 0) и выражение (goats) оба примут значение 0, или "ложь", только в том случае, если значение переменной goats равно 0. Мы думаем, что смысл второй формы записи менее очевиден, чем первой. Однако в результате компиляции она оказывается более эффективной, так как при реализации про граммы требует меньшего числа машинных операций.

Осложнения с понятием "истина"

Далее   Содержание

     Растяжимость понятия истина в языке Си может привести и к неприятностям. Рассмотрим следующую программу:

/* занятость */
main( )
{                                                                                  
int age = 20;
while(age++  <= 65)
{ if((age % 20) = =0) /* делится ли возраст на 20 ? */
    printf(" Вам %d. Поздравляем с повышением!\n", age);
  if (age = 65)
    printf(" Вам %d. Преподносим Вам золотые часы \n", age);
} }

     С первого взгляда вам может показаться, что результат работы программы будет выглядеть, например, так:

Вам 40. Поздравляем с повышением
Вам 60. Поздравляем с повышением
Вам 65. Преподносим Вам золотые часы

Вам 65. Преподносим Вам золотые часы
Вам 65. Преподносим Вам золотые часы
Вам 65. Преподносим Вам золотые часы
Вам 65. Преподносим Вам золотые часы
Вам 65. Преподносим Вам золотые часы 

и т. д.- до бесконечности.
В чем дело? Это произошло не только потому, что мы плохо спроектировали программу, но и потому, что мы забыли свои собственные предостережения и использовали выражение:

if (agе = 65)

if (age == 65)

     Последствия ошибки оказались катастрофическими. Когда в процессе выполнения программа достигает указанного оператора, она проверит выражение (аgе = 65). Это выражение, включающее в себя опреацию присваивания, имеет значение, которое совпадает со значением переменной, расположенной слева от знака, т.е. с 65 (в любом случае). Поскольку 65 не равно нулю, выражение считается истинным" и выполняется команда вывода на печать. Затем, когда в программе происходит передача управления на команду проверки условия в цикле while, значение переменной аgе по-прежнему равно 65, что меньше или равно 65. Условие оказывается истинным и величина аgе увеличивается до 66 (ввиду наличия операции увеличения ++ в постфиксной форме), и тело цикла выполняется еще раз. Прекратится ли его выполнение на следующем шаге? Должно было бы, поскольку величина аgе теперь больше, чем 65. Когда программа опять попадает на наш ошибочный оператор if переменная аgе снова получит значение 65. В результате сообщение будет напечатано еще раз, затем тело цикла выполнится еще раз, и т.д. - до бесконечности (Конечно, если вы в конце концов не захотите остановить программу).

     Подводя итоги, можно сказать, что операции отношения используется для образования условных выражений. Условное выражение имеет значение "1", когда оно истинно, и "0", если оно ложно. В операторах (таких как while и if), где обычно используются условные выражения для задания проверяемых условий, могут применяться любые выражения, причем ненулевое значение является истиной", а нуль - "ложью".

Приоритеты операций отношения

Далее   Содержание

     Приоритет операций отношения считается меньшим, чем у операций + и -, и больше, чем у операции присваивания. Например, значение выражения:

х > y + 2

х > (у + 2)

ch = getchar( ) != EOF 

ch = (getchar( ) != EOF)

поскольку наличие у оператора !=, более высокого приоритета говорит о том, что она выполняется перед присваиванием. Поэтому значение переменной ch может стать либо 1, либо 0 ввиду того, что (getchar( ) != EOF) - условное выражение, значение которого присваивается переменной ch. Поскольку в примерах программ рассмотренных до сих пор, предполагалось, что переменная ch получает свое значение от функции getchar( ), мы использовали скобки, чтобы организовать выполнение операций в нужном порядке.

(ch = getchar( )) != EOF

Сами операции отношения можно разбить на две группы в соответствии с назначенными приоритетами:
     группа операций более высокого приоритета: <   <=   =>   >
     группа операций более низкого приоритета: = =   !=

     Подобно большинству остальных операций операции отношения выполняются слева направо. Поэтому под записью:

ех != wye == zee

(ex != wye) == zee

     Следовательно, в соответствии с правилами языка Си сначала проверяется, равны ли значения переменных ех и wye. Результирующая величина, равная 1 или 0 (истина или ложь), затем сравнивается со значением zee. Мы не видим реальной необходимости использовать подобного сорта конструкцию, но считаем своим долгом указать на возможные следствия принятого порядка выполнения операций.

     Читателю, озабоченному сохранением своего высокого приоритета, хотим напомнить, что полный список всех операций вместе с их приоритетами приведен в приложении В в конце книги.


Резюме: операции отношения и выражения

     1. Операции отношения

С помощью каждой из приведенных ниже операции величина слева от знака сравнивается с величиной справа от него:
     2. Больше
     3. Больше или равно
     4. Равно
     5. Меньше или равно
     6. Меньше
     7. Не равно


УСЛОВHЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ

     Понятие условное выражение состоит из знака операции отношения и операндов, расположенных слева и справа от него. Если отношение истинно, значение условного выражения равно 1, если отношение ложно, значение условного выражения равно 0.

Примеры:

     Отношение 5 > 2:   истинно и имеет значение 1.
     Отношение (2 + а) = = а:   ложно и имеет значение 0.

ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Далее   Содержание

     Иногда бывает полезным объединить два или более условных выражения. Например, предположим, нам требуется программа, которая подсчитывает только "непустые" символы, т. е. мы хотим знать число символов, не являющихся пробелами, символами "новая строка" и табуляции. Для этого мы можем использовать "логические" операции. Ниже приводится короткая программа люстрирующая этот способ подсчета:

/* число символов */
/* подсчитывает непустые символы */
main( )
{
int ch;
int charcount = 0;
while ((ch = getchar( )) != EOF)
if(ch !='  ' && ch \='\n' && ch != '\t') charcount++;
    printf(" Всего %d непустых символов. \n", charcount);
}

     Так же как это обычно происходило в наших предыдущих программах, данная программа начинает свое выполнение с чтением символа и проверки, является ли он признаком конца файла. Дальше появляется нечто новое - оператор, использующий логическую операцию "и", обозначаемую &&. Смысл действий, осуществляемых оператором if в данном случае, можно пояснить следующим образом:

     Если прочитанный символ не пробел, И не символ "новая строка", И не символ табуляции, то происходит увеличение значения переменной charcount на единицу.

     Все выражение будет истинным, если указанные три условия истинны. Логические операции имеют меньший приоритет, чем операции отношения, поэтому не было необходимости использовать дополнительные скобки для выделения подвыражений.

     В языке Си имеются три логические операции:

Операция	Смысл
&&	И
||	ИЛИ
!	НЕ

Предположим, что expl и ехр2 - два простых условных выражения типа cat > rat или debt = = 1000. Тогда:

     1. expl && ехр2: истинно в том и только в том случае, когда оба выражения expl и ехр2 истинны.
     2. expl || ехр2: истинно в том случае, если какое-нибудь из выражений expl или ехр2 истинно или оба истинны.
     3. !expl: истинно, если выражение expl ложно, и наоборот.

     Ниже приведено несколько конкретных примеров:

     5 > 2 && 4 > 7: ложно, поскольку истинно только одно подвыражение.
     5 > 2 || 4 > 7: истинно, поскольку по крайней мере одно из подвыражений истинно.
     !(4 > 7): истинно, потому что 4 не больше 7.

Последнее выражение к тому же эквивалентно следующему:

4 < = 7.

     Если вы совсем не знакомы с логическими операциями или испытываете трудности при работе с ними, помните, что практика && время = = совершенство.

Приоритеты

Далее   Содержание

     Операция ! имеет очень высокий приоритет, он выше, чем у умножения, такой же, как у операций увеличения, и только круглые скобки имеют более высокий приоритет. Приоритет операции && больше чем операции ||, а обе они имеют более низкий приоритет, чем операции отношения, но более высокий, чем операция присваивания. Поэтому выражение:

а > b  &&  b > c  || b > d

((a > b) && (b > с)) || (b > d) 

     Обычно в языке Си не определяется, какие части сложного выражения будут вычисляться вначале. Например, в операторе:

apples = (5 + 3)*(9 + 6);

выражение 5 + 3 может быть вычислено до вычисления выражения 9 + 6, или наоборот (Приоритеты, присвоенные операциям гарантатируют, что оба выражения будут вычислены перед выполнением операции умножения.) Эта неопределенность была оставлена в языке, чтобы создатели компилятора имели возможность в конкретной системе осуществлять наиболее эффективный выбор. Исключением из этого правила (или его нарушением) является выполнение логических операций. Язык Си гарантирует, что логические выражения вычисляются слева направо. Более того, гарантируется также, что, как только обнаруживается элемент, значение которого устанавливает ложность всего выражения как целого, вычисление данного выражения прекращается. Это дает возможность использовать конструкции типа:

while((c = getchar( )) != EOF &&  с != '\n')

     В результате вычисления первого подвыражения переменная с получает свое значение, которое затем можно использовать во втором подвыражении. Если бы такой порядок вычислений не гарантировался, при выполнении программы компьютер, возможно, проверял бы истинность второго выражения перед нахождением значения переменной с.

Приведем еще один пример:

if (number !=0  && 12/number ==2) printf(" Число равно 5 или 6.\n" );

     Если значение переменной number равно 0, то все выражение ложно, и поэтому дальнейшее вычисление данного условного выражения прекращается. Это избавляет компьютер от последствий деления на нуль. Многие языки не обеспечивают выполнения подобного требования, и, выяснив, что number равно 0, компьютер переходит к проверке следующего условия.


Резюме: логические операции и выражения

1. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ

Операндами логических операций обычно являются условные выражения. У операции != имеется только один операнд. Остальные имеют по два - один слева от знака и другой справа от него.

&&  И
||  ИЛИ
!   НЕ

выражение1 && выражение2:     истинно тогда и только тогда, когда оба выражения истинны
выражение1 || выражение2:     истинно, если какое-нибудь одно или оба выражения истинны
!выражение:     истинно, если выражение ложно, и на оборот


ПОРЯДОК ВЫЧИСЛЕНИИ

     Логические выражения вычисляются слева направо; вычисления прекращаются, как только устанавливается истинность или ложность всего выражения.


ПРИМЕРЫ

     Выражение: 6 > 2 && 3 = = 3:     истинно
     Выражение: !(6 > 2 && 3 = = 3):     ложно
     Выражение: х != 0 && 20/х < 5:     второе выражение вычисляется только при условии, что х не равен нулю.

     Применим наши знания для написания двух программ. Наш первый пример довольно удобен для этого.

ПРОГPAMMA ПОДСЧЕТА СЛОВ

Далее   Содержание

     Теперь у нас есть возможности для написания программы подсчета числа слов в тексте. (Она может также подсчитывать символы строки.) Решающим моментом является разработка способа, с помощью которого программа будет распознавать слова. Мы будем придерживаться сравнительно простого подхода и определим слово как последовательность символов, которая не содержит "пуcтых символов". Поэтому "glymxck" и "r2d2" - это слова. Пeременная word будет использоваться для хранения указания о том, является ли введенный символ частью данного слова или началом следующего. Появление "пустого символа" (которым может быть пробел, табуляция или "новая строка") служит признаком конца слова. Тогда следующий "непустой" символ будет означать начало нового слова, и мы сможем увеличить значение счетчика слов на 1.
Вот эта программа:

#include 
#define YES 1
#define NO 0
main( )
{  
 int ch;   /* введенный символ */
 long nc = 0L;   /* число символов */
 int n1 = 0;   /* число строк */
 int nw = 0;   /* число слов */
 int word = NO;   /* = = YES, если содержимое	ch - часть слова */
 while((ch = getchar( )) != EOF)
{ nc++ ;   / * подсчет символов * /
  if (ch = = '\n' ) nl++;   /* подсчет строк */
  if (ch != '  ' && ch != '\n'  &&  ch !='\t'  && word ==NO)
    {
        word = YES;   /* начало нового слова	*/
        nw++;   /* подсчет слов */
    }
 if ((ch = = '  ' ||  ch = = '\n'  ||  ch = = '\t' ) && word == YES)
    word = NO; /* достигнут конец слова */
}
 printf(" символов  = %1d, слов = %d, строк = %d\n", nc, nw, nl);
}

     Поскольку существуют три различных "пустых символа", мы должны использовать логические операции для проверки всех трех возможностей. Рассмотрим, например, следующую строку:

if(ch != ' ' && ch != '\n'  && ch != '\t ' && word == NO).

     В ней говорится: "если содержимое ch - не пробел, и не новая строка, и не табуляция, и не первый символ слова". (Первые три условия эквивалентны проверке, не является ли содержимое ch пустым символом). Выполнение всех четырех условий служит признаком начала нового слова, и значение переменной nw увеличивается. Если мы в середине слова, то первые три условия оказываются вы полненными, но значением переменной word окажется признак YES, и значение переменной nw не увеличивается. Когда в процессе ввода встретится очередной "пустой" символ, переменной word будет вновь присвоен признак NO.

     Просмотрите программу и проверьте, правильно ли она интерпретирует случаи, когда между словами находится несколько "пустых" символов подряд.

     Если вы захотите применить эту программу для работы с файлами, используйте операции переключения.

ПРОГРАММА, "РИСУЮЩАЯ" СИМВОЛАМИ

Далее   Содержание

     Давайте теперь займемся чем нибудь менее утилитарным и более декоративным. Нашей целью является создание программы, с помощью которой вы сможете рисовать на экране геометрические фигуры, заполненные символами. Каждая выводимая строка представляет собой сплошной рад одинаковых символов.

     Нам предоставляется возмжность выбора символа, длины строки, а текже начальной позиции, с которой она выводиться на печать. Программа читает указываемые параметры до тех пор, пока не встретит признак EOF. Текст программы представлен на рис. 7.5.

     Положим, мы вызываем программу sketcher. Чтобы ее выполнить, мы набираем на клавиатуре ее имя, затем вводим символ и два числа. На экране появляется отклик, после чего мы вводим его набор параметров, отклик появляется вновь, и так до тех пор пока мы не введем признак EOF.

В среде ОС UNIX диалог будет выглядеть следующим образом:

%   sketcher
B 10 20
      BBBBBBBBBBB
Y 12 18
         YYYYYYY
[CTRL/-d]
%

/* художник-график */
/* РИСУЕТ  сплошные фигуры */
#include 
#define MAXLENGTH  80
main( )
{
int ch; /*печатаемый символ*/
int start, stop;  /* начальная и конечные позици */
int count;   /* счетчик позиций */
whilе((сh = getchar( )) != EOF)   /* ввод символа */
{
  if(ch != '\n' )  /*пропуск символа "новая строка"*/ 
  { scanf(" %d  %d", &start, &stop);  /* ввод граничных значний*/
     if (start > stop ||  start < 1 ||	stop > MAXLENGTH)
        printf(" Введены неправильные граничные значе ния \n");
     else
        { count = 0;
          while(++count < start)
            putchar(' '); /* печать пробелов вплоть до начальной позиции */
          while(count++  <= stop)
            putchar(ch);   /*печать символа до конечной позиции */
          putchar(' \n'); /* закончить печать строки и начать новую */
        }   /* конец части else */
  }   /* конец проверки содержимого ch */
}   /* конец цикла while */
}   /* конец программы */

     Программа вывела на экран символ В в позициях с 10 по 20, а символ Y - с 12 по 18. К сожалению, при диалоговой работе с программой на экране наши команды перемежаются выводимым строками. Гораздо более удобным способом использования программы является создание файла, содержащего подходящий набор данных, а затем применение операции переключения для ввода (из него) параметров в программу. Предположим, например, что в файле с именем fig содержатся следующие данные:

- 30 50
| 30 50
| 30 50
| 30 50
| 30 50
| 30 50
= 20 60
: 31 49
: 31 49
: 29 49
: 27 49
: 25 49
: 30 49
: 30 49
/ 30 49
: 35 48
: 35 48

Послe ввода команды sketcher < fig результат работы программы будет выглядеть так, как показано на рис. 7.6.

Внимание: на устройствах печати и экранах дисплеев отношение высоты символа к его ширине может быть различным, в результате символы фигуры при печати выглядят более сжатыми по вертикали, чем изображенные на экране).

Анализ программы

Далее   Содержание

     Это короткая программа, но она оказалась сложнее тех примеров, которые мы обсуждали до сих пор. Рассмотрим некоторые ее элементы.

Длина строки

Далее   Содержание

Мы ввели в программу ограничение на длину печатаемой строки (она может быть больше 80 позиций), поскольку 80 символов - это стандартный формат (по ширине) экрана дисплеев различных типов, а также число символов при нормальной ширине листа бумаги на устройстве печати. Вы можете, однако, переопределить величину константы MAXLENGTH, если при работе с программой захотите воспользоваться устройством, имеющим другую ширину строки.

Структура программы

Далее   Содержание

В нашей программе имеются три цикла while, один оператор if и один оператор if-else. Посмотрим, что каждый из них делает:

while((ch = getchar()) != EOF)

Задачей первого цикла while является ввод нескольких наборов данных. (Каждый набор данных состоит из символа и двух целых чисел, указывающих границы его вывода). Производя вначале чтение символа, мы смогли объединить в одном выражении его ввод и проверку того, не является ли он признаком EOF. Если прочитан символ EOF, то программа останавливается, не делая попытки ввести величины, соответствующие переменным start и stop. В противном случае при помощи функци scanf( ) указанным переменным присваиваются введенные значения, затем программа переходит к их обработке. Этим завершается выполнение тела цикла, после чего вводится новый символ, и весь процесс повторяется снова.

Обратите внимание, что для чтения данных мы использовали два оператора, а не один. Почему нельзя было воспользоваться одним оператором?

scanf(" %с %D %D", &ch, &start, &stop)

Предположим, мы это сделали. Рассмотрим, что происходит, когда программа заканчивает чтение последнего набора данных из файла. Перед началом выполнения очередного тела цикла единственным оставшимся непрочитанным элементом файла будет признак EOF. Функция scanf( ) читает указанный символ и присваивает его переменной ch; зaтем oна пытается ввести значение для переменной start, но в файле не осталось данных, которые не были бы уже прочитаны! Компьютер выскажет свое недовольство, и ваша программа прекратит работу. Отделяя чтение символа от ввода остальных данных, мы позволяем компьютеру обнаружить появление признака EOF перед очередной попыткой прочесть оставшиеся данные.

if (ch != '\n')

Цель введения в программу первого оператора if состоит в том, чтобы упростить чтение данных. Мы объясним, как он работает в следующем разделе.

if(start > stop || start < 1 ||  stop > MAXLENGTH)
    printf(" Введены неправильные граничные значения \n");
else

Цель применения оператора if-else состоит в том, чтобы избежать использования в программе таких значении переменных start и stop, которые могут привести к нежелательным последствиям. Этот вопрос мы также обсудим ниже. Обратите, однако, внимание на то, как мы использовали логические операции и операции отношения, чтобы обнаружить появление любого из трех "опасных" значений.

Основная часть программы представляет собой составной оператор, который следует за ключевым словом else.

count = 0;

while(++count < start)  putchar(' ');

Затем в цикле while начинается вывод на печать пробелов вплоть до позиции, определяемой значением переменной start. Ecли значение start, скажем, равно 10, то печатается девять пробелов. Поэтому вывод символов на печать начнется с 10-й позиции. Обратите внимание, как использование префиксной формы операции увеличения вместе с операцией < позволяет добиться указанного эффекта. Если бы вместо этого мы использовали выражение count++ < start, то сравнение проводилось бы перед увеличением значения count, и в результате мог быть напечатан один дополнительный пробел.

while(count++ <= stop) putchar(ch);

Второй цикл while в вышеупомянутом блоке осуществляет задачу вывода на печать символа, начиная с позиции, задаваемой переменной start, и кончая позицией, задаваемой переменной stop. На этот раз мы воспользовались постфиксной формой операции увеличения и операцией <=. Такая комбинация обеспечивает желаемый результат при выводе на печать символа - верхняя граничная позиция входит в поле печати. Для проверки этого факта вы можете воспользоваться логикой или методом проб и ошибок.

putchar(' \n');

Оператор putchar('\n') используется для завершения печати данной строки и перехода на новую.

Форма данных

Далее   Содержание

При написании программы необходимо понимать, как она будет взаимодействовать с входными данными. Сейчас мы обратимся к этому вопросу.

     Вводимые данные должны быть представлены в форме, совместимой с требованиями, которые налагаются функциями ввода, используемыми в программе. Поэтому вся тяжесть приведения данных к правильной форме ложится на пользователя. В более сложных программах основной объем работы по такому преобразованию переносится на саму программу. Наилучшей формой представления вводимых данных является следующая:

Н 10 40
I 9 41

где за символом следуют номера начальной и конечной позиции. Но наша программа допускает также и такую форму данных:

Н
10
40
I
9
41

H10 40I 9 41

Н 10 40 I 9 41

     Почему наличие одних пробелов является необязательным, а других - обязательным? Почему символ "новая строка" может быть помещен между последним целым числом из одного набора данных и первым символом из следующего набора, а пробел нет?

     Эти вопросы поднимают проблемы, касающиеся не только данной программы. Рассмотрим работу функций getchar() и putchar( ) и найдем ответы на них.

     Функция getchar( ) читает первый встретившийся символ независимо от того, является ли он алфавитным символом, пробелом, символом "новая строка" или еще чем-нибудь. Функция scanf() делает то же самое, если чтение производится в формате %с (символ). Но, когда scanf( ) осуществляет ввод данных в формате %d (целые), пробелы и символы "новая строка" пропускаются. Поэтому символы "новая строка" или любые пробелы между символом, считываемым функцией getchar( ), и следующим целым числом, считываемым функцией scanf( ), игнорируются. Функция scanf( ) читает цифры до тех пор, пока не встретит нецифровой символ - пробел, символ "новая строка" или букву.

     Следовательно, между первым и вторым целыми числами необходимо помещать пробел или символ "новая строка", чтобы функция scanf( ) могла распознать где кончается одно и начинается другое. Этим объясняется, почему между символом и следующим целым числом может стоять пробел или символ "новая строка", и почему между двумя целыми числами обязательно должен быть разделитель такого вида. Но почему между целым числом, стоящим в конце набора данных, и следующим символом не может быть пробел? Потому что в следующий раз на очередном шаге выполнения цикла while функция getchar( ) осуществляет ввод символа из той позиции, где "остановилась" функция scanf( ). Поэтому она прочтет любой следующий символ, стоящий после целого числа, - пробел, символ "новая строка" и т. п. Если бы мы следовали требованиям функции getchar( ), структуру данных необходимо было бы организовать так:

w10 50a20 60у10 30

где между последним целым числом, стоящим в конце группы, и следующим символом разделитель отсутствует. Но такая структура выглядит неуклюже, поскольку число 50 при этом выглядит так, как будто оно помещено в одну группу с а, а не с w. Поэтому введен оператор

if(ch != '\n')

чтобы иметь возможность обнаружить, когда значение ch равно символу "новая строка". Вместо этого можно использовать данные, вводимые в виде

w 10 50 а20 60 у10 30

где между числом 50 и а помещен символ "новая строка". Программа читает этот символ, игнорирует его и затем переходит к чтению следующего символа.

Контроль ошибок

Далее   Содержание

Существует широко распространенная проблема, связанная с вводом в машину данных, которые должны использоваться определенным образом. Один из методов ее решения состоит в "контроле ошибок". Это означает, что, перед тем как приступить к обработке данных, программа должна проверить их правильность. В нашей программе мы сделали первую попытку осуществить такой контроль ошибок с помощью операторов:

if(start > stop || start < 1 || stop > MAXLENGTH)
     printf(" Введены неправильные граничные значения. \n");

Они входят в структуру if-else, которая определяет, что основная часть программы будет выполняться только в том случае, если ни один из трех if-тестов не окажется истинным.

     С какой целью мы принимаем все эти меры предосторожности? Во-первых, совершенно неправильно размещать начальную позицию после конечной, поскольку обычно на терминал данные выводятся слева направо, а не наоборот. Поэтому с помощью выражения start > stop проверяется наличие такой потенциальной ошибки. Во-вторых, при выводе на экран первый столбец имеет номер 1; мы не можем выводить данные левее левого края. Выражение start < 1 служит средством обнаружения такой ошибки. И наконец с помощью выражения stop > MAXLENGTH проверяется, не пытаемся ли мы вывести на печать данные правее правого края.

     Существуют ли еще какие-нибудь ошибочные значения, которые мы можем присвоить переменным start и stop? Можно было бы, конечно, попробовать присвоить переменной start значение больше чем MAXLENGTH. Может ли этот вариант успешно пройти тест? Нет, хотя наличие подобной ошибки мы и не проверяем непосредственно.

     Предположим, что величина start больше константы MAXLENGTH. Тогда либо значение stop тоже превышает величину MAXLENGTH, что обязательно приведет к обнаружению ошибки, либо stop окажется меньшей или равной MAXLENGTH. Тогда ее значение должно быть меньше величины start, что приведет к обнаружению этой ошибки первым тестом. Другая вероятно ошибка может состоять в том, что значение stop окажется левее 1. Мы оставляем читателям в качeстве самостоятельного упражнения проверку того, что данная ошибка также не останется не замеченной.

     В нашей программе контроль ошибок выглядит весьма простым. Если вы проектируете программу для серьезных целей, вы должны обратить на этот больше внимания, чем мы. Например, выводимые сообщения об ошибках могли бы указывать какие величины неверны и почему; кроме того, вы могли бы прибавить в сообщения что-то от себя и придать им большую эмоциональную окраску.

Приведем несколько примеров:

Указаное вами значение stop - 897654  превышает ширину экрана.
Вот это да! У вас START больше, чем STOP.
Попробуйте, пожалуйста, еще раз.

ВЕЛИЧИНА START ДОЛЖНА БЫТЬ БОЛЬШЕ 0, ИНДЮК.

Произносимые личностные моменты относятся и к вам.

ОПЕРАЦИЯ УСЛОВИЯ: ?:

Далее   Содержание

     В языке Си имеется короткий способ записи одного из видов оператора if-else. Он называется "условным выражением" и использует операцию условия - ?:. Эта операция состоит из двух частей и содержит три операнда. Ниже приводится пример оператора с помощью которого находится абсолютное значение числа:

x = (y < 0 )? -y : y;

Все, что находится между знаком = и символом "точка с занятой" представляет собой условное выражение. Смысл этого оператора заключается в следующем: если у меньше 0, то х = - у; в противном случае х = у. В терминах оператора if-else данный оператор мог выглядеть так:

if(у < 0)         x = (y < 0 )? -y : y;
    х = -у;
else
    х = у;

В общем виде условное выражение можно записать следующим образом:
выражение1 ? выражение2 : выражение3

Если выражение1 истинно (больше нуля), то значением всего условного выражения является величина выражения2;
если выражение1 ложно (равно 0), то значение всего условного выражения - величина выражения3.

     Условное выражение удобно использовать в тех случаях, когда имеется некоторая переменная, которой можно присвоить одно из двух возможных значений. Типичным примером является присваивание переменной значения большей из двух величин:

mах = (а > b)? а : b;

     Вообще говоря, использование условных выражений не являетcя обязательным, поскольку тех же результатов можно достичь при помощи операторов if-else. Однако условные выражения более компактны, и их применение обычно приводит к получению более компактного машинного кода.


Резюме: операция условия

I. Операция условия: ?:
     В этой операции имеются три операнда, каждый из которых является выражением, причем вся запись выглядит следующим образом:

выражение1 ? выражение2 : выражение3.

Значение всего выражения равно величине выражения2, если выражение1 истинно, и величине выражения3 в противном случае.

II. ПРИМЕРЫ:
     Выражение: (5 > 3) ? 1 : 2 имеет значение 1
     Выражение: (3 > 5) ? 1 : 2 имеет значение 2
     Выражение: (а > b) ? a : b имеет значение большей из величин а и b.

МНОЖЕСТВЕННЫЙ ВЫБОР: ОПЕРАТОРЫ switch И break

Далее   Содержание

     Операция условия и конструкция if-else облегчают написание программ, в которых осуществляется выбор между двумя вариантами. Однако иногда в программе необходимо произвести выбор одного из нескольких вариантов. Мы можем сделать это используя конструкцию if-else if - ... - else, но во многих случаях оказывается более удобным использовать оператор switch. Ниже приводится пример, иллюстрирующий его работу. Программа читает с терминала букву, затем выводит на печать название животного начинеющееся с этой буквы.

/*животные*/
main( ) 
{ 
char ch;
printf("Введите букву алфавита, а я укажу");
printf("название животного, \n начинающееся с нее.\n");
printf("Введите, пожалуйста,  букву;  для завершения работы введите #. \n");
while((ch = getchar())!= '#')
{
  if(ch != '\n')  /* пропуск символа "новая строка" */
{
    if(ch >= 'a' && ch <= 'я')  /*разрешены только строчные буквы */
    switch (ch)
    { case 'a' : printf(" аргали, дикий горный азиатский баран\n");
                 break;
      case 'б' : printf(" бабирусса,  дикая малайская свинья \n");
                 break;
      case 'в' : printf(" выхухоль, водоплавающий крот \n");
                 break;
      case 'г' : printf(" гиббон, длиннорукая обезьяна \n");
                 break;
      case 'д' : printf(" даман древесный \n");
                 break;
        default: printf(" Это трудная задача!\n");
                 break;
    } else
        printf(" Я распознаю только строчные буквы. \n");
  printf(" Введите, пожалуйста, следующую букву или #.\n");
} /* конец if, пропускающего символ "новая строка" */
} /* конец цикла while */
}

     Нам стало скучно продолжать, и мы остановились на букве д. Давайте теперь рассмотрим один пример выполнения программы перед тем, как обсудить использованные в ней новые средства языка.

Введите букву алфавита, а я укажу название животного, начинающееся с нее.

Введите, пожалуйста, букву; для завершения работы введите #. 
а [возврат]
аргали, дикий горный азиатский баран Введите, пожалуйста, следующую букву или #. г [возврат]
гиббон, длиннорукая обезьяна Введите, пожалуйста, следующую букву или #. р [возврат]
Это трудная задача!
Введите, пожалуйста, следующую букву или #. Т [возврат]
Я распознаю только строчные буквы. Введите, пожалуйста, следующую букву или #. # [возврат]

     Этот пример служит иллюстрацией работы оператора swith. Вначале вычисляется выражение в скобках, расположенное за ключевым словом switch. В данном случае значением этого выражения будет символ, присвоенный переменной ch, который мы ввели перед этим. Затем программа просматривает список "меток" (в этом примере case 'a':, case'б': и т. д.) до тех пор, пока не находит "метку", которая соответствует данному значению. Далее программа переходит к выполнению оператора, расположенного в этой строке. Что произойдет в случае, когда такой подходящей строки не найдется? Если существует строка с "меткой" case default:, то будет выполняться оператор, помеченный этой меткой. В противном случае произойдет переход к оператору, расположенному за оператором switch.

     Что можно сказать по поводу оператора break? Его выполнение приводит к тому, что в программе происходит выход из оператора switch и осуществляется переход к следующему за ним оператору (см. рис. 7.8). При отсутствии оператора break будут выполнены все операторы, начиная с помеченного данной меткой и завершая оператором switch. Если удалить все операторы break из нашей программы, то, указав, например, букву г, получим следующий диалог:

Введите букву алфавита, а я укажу название животного,  начинающееся с нее.
Введите, пожалуйста, букву; для завершения работы введите #.
г [возврат]
гиббон, длиннорукая обезьяна
даман древесный
это трудная задача
Введите, пожалуйста, следующую букву или #.
# [возврат]

     Мы видим, что выполнились все операторы, начиная от метки case 'г' и кончая оператором switch. Если вы знакомы с языком Паскаль, то можете заметить, что оператор switch в Си похож на оператор case в Паскале. Важнейшее отличие состоит в том, что если вы хотите, чтобы в каждом конкретном случае выполнялся только помеченный оператор, то в операторе switch необходимо использовать операторы break.

     Метки, имеющиеся в операторе switch, должны быть константами или константными выражениями (выражения, операнды которого константы) целого типа (включая тип char). Запрещается использовать в качестве метки переменную. Значением выражения в скобках должна быть величина целого типа (опять же, включая тип char). Ниже приводится общая структура оператора switch:

switch(целоe выражение)
{ case константа1 : операторы; (необязательные)
  case константа2 : операторы; (необязательные)
  case default (необязательные) : операторы; (необязательные)
}


switch (number)
{
  case 1: оператор 1;
          break;
  case 2: оператор 2;
          break;
  сазе 3: оператор 3;
          break;
  default:оператор 4;
}
оператор5;


switch (number) {
 case 1:  оператор 1;
 case 2:  оператор 2;
 case 3:  оператор 3;
defauit:  оператор 4;
}
оператор 5;

РИС. 7.8. Ход выполнения программы, использующей оператор switch при наличии или в отсутствии операторов break

Когда мы хотим получить одинаковый результат при переходе к разным меткам, мы можем использовать метки без операторов. Например, фрагмент программы

case 'E':
case 'e':
         printf(" ехидна, муравьед колючий \n" );
         break; 

свидетельствует о том, что указание букв Е или е приводит к печати названия "ехидна". Если будет введена буква Е, то произойдет переход к соответствующей метке, но, поскольку там операторы отсутствуют, будут вы полняться операторы, расположенные ниже, пока не встретится оператор break.

     Наша программа имеет две небольшие особенности, о которых мы хотели бы упомянуть.
     Первая поскольку мы собираемся использовать программу в диалоговом режиме, мы решили воспользоваться символом # вместо EOF в качестве признака прекращения ее работы. В работе компьютера могли бы возникнуть сложности, если бы он предложил нам ввести признак EOF или даже какой-нибудь управляющий символ, между тем как символ # вполне подходит для этой цели. Поскольку теперь отсутствует необходимость чтения символа EOF, мы не должны описывать в программе переменную ch типа int.

     Вторая мы использовали оператор if, который позволяет игнорировать символы "новая строка" при вводе символов в программу. Это тоже некоторая плата за возможность диалоговой работы. Без этого оператора if каждый раз при нажатии клавиши [возврат] программе пришлось бы рассматривать данный признак как прочитанный символ.

     Когда требуется использовать оператор switch, а когда конструкцию else-if? Часто у нас нет возможности выбора. Вы не можете применить оператор switch, когда выбор вариантов основывается на вычислении значения переменной или выражения типа int. Удобного способа воспользоваться оператором switch в случае когда возможные значения переменной попадают в некоторый диапаон, также не существует. Проще написать, например, так:

if(integer < 1000 && integer > 2)

     В то время как замена этой строки оператором switch приведет к необходимости ввести в программу метки для всех целых чисел от 2 до 999. Тем не менее, если у вас есть возможность применить оператор switch, ваша программа будет выполняться более эффективно.


Резюме: множественный выбор вариантов с помощью оператора switch

     Управление в программе передается оператору, у которого в качестве метки используется значение некоторого выражения. Затем в процессе прохождения программы будут выполняться оставшиеся операторы, пока не произойдет новый переход.

     Как выражения, так и метки должны иметь значения целого типа (включая тип char), метки должны быть константами или константными выражениями. Если не которому значению выражения не соответствует никакая метка, управление передается оператору с меткой default (если такой имеется). Впротивном случае управление передается оператору, следующему за оператором switch.

III. Форма:

switch (выражение)
{ case метка1: оператор1
  case метка2: оператор2
      default: оператор3
}

     В операторе может присутствовать более чем 2 помеченных оператора, а наличие метки default является необязательным.

IV. Пример

switch (letter)
{ case 'a':  
  case 'e': printf(" %c - это гласная \n ", letter);
  case 'c':
  case 'n': printf(" Символ %с в наборе букв \ саnе\ n ", letter);
   default: printf(" Добрый день. \n" );
}

     Если переменная letter имеет значение 'a' или 'e', будут выведены на печать все три сообщения, если же 'c' или 'n', то последние два. В случае остальных значений будет напечатано только последнее сообщение.

     Изложенный здесь материал позволит вам писать гораздо более мощные и обладающие большими возможностями программы, чем раньше. В справедливости этого утверждения вы сможете убедиться, если сравните некоторые из примеров, приведенных в данной главе, с программами, рассмотренными в предыдущих главах. Но вы изучили еще далеко не все. Вот почему вам придется одолеть еще немало страниц этой книги.

ЧТО ВЫ ДОЛЖНЫ БЫЛИ УЗНАТЬ В ЭТОЙ ГЛАВЕ

Далее   Содержание

Как осуществить выбор из двух возможностей выполнить оператор или пропустить его: с помощью оператора if.
Как осуществить выбор одного из двух вариантов: с помощью оператора if-else.
Как осуществить выбор одного из нескольких вариантов: с помощью операторов else-if, switch
Операции отношения:   >   >=   = =   <=   <   !=
Логические операции:   &&   ||   !
Операция условия:   : ?

ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Содержание

Вопросы

1. Определите, какие выражения истинны, а какие ложны.
     а. 100 > 3
     б. 'а' > 'с'
     в. 100 > 3 && 'а' > 'с'
     г. 100 > 3 || 'a' > 'с'
     д. !(100 > 3)

2. Запишите выражения, соответствующие следующим условиям
     а. Значение number равно или больше 1, но меньше 9
     б. Значение ch не равно q или k
     в. Значение number лежит между 1 и 9, но не равно 5
     г. Значение number не лежит между 1 и 9

3. В программе, приведенной ниже, наряду с неоправданно сложными условными выражениями имеются и прямые ошибки. Уточните эту программу и исправьте в ней ошибки.

main( )            /* 1 */ 
{	/* 2 */ 
int  weight, height; /* вес в фунтах, рост в дюймах */
				/* 4 */
scanf('' %d, weight, height);	/* 5 */
if(weight < 100)	/* 6 */
   if (height >= 72)	/* 7 */
printf(" Для такого веса у вас слишком большой рост \n");
else if (height < 72 && > 64)	/* 9 */
printf(" У вас большой рост для вашего веса. \n" );
else if (weight > 300 && !(weight  < = 300))	/* 11*/
if( !(height >= 48)	/* 12 */
printf(" Для такого веса у вас слишком маленький рост.\n" );
else	/* 14 */
printf(" У вас идеальный вес. \n");	/* 15*/
	/* 16 */
}

1. Выражения истинны в вопросах а и г

2.     a. number > = 1 && number < 9
     б. ch != 'q' && ch != k
Замечание: выражение ch != q || ch!= k всегда будет иметь значение "истина", потому что если переменная сh равна q, то она не может равняться k, и второе условие оказывается выполненным врезультате все выражения "ИЛИ" будет истинным.
     в. number > 1 && number < 9 && number != 5
     г. !(number > 1 && number < 9) или number < = 1 || number > = 9
Замечание: сказать, что число НЕ лежит между 1 и 9 это то же самое, что сказать: число равно или меньше 1 ИЛИ равно или больше 9. Вторая форма несколько неуклюже звучит на словах, но проще записывается в виде выражения.

3.     Строка 5: должна выглядеть так scanf(" %d %d", &weight, &height). He забывайте указывать символы в качестве префиксов имен переменных в функции scanf( ). Кроме того, данной строке должна предшествовать строка, предлагающая ввести данные.
     Строка 9: подразумеваемое выражение должно выглядеть так: (height < 72 && height > 64). Однако первая часть этого выражения необязательна, поскольку величина height, если поток управления достигнет записи else-if, будет обязательно меньше 72. Поэтому более простое условие (height > 64) в данном случае служит той же цели.
     Строка 11: избыточное условие; второе подвыражение (отрицание условия "величина weight меньше или равна 300") означает то же, что и первое. В действительности данное условие записывается так: (weight > 300). Но неприятности на этом не кончаются. Строка 11 относится к ошибочному оператору if. Очевидно, что эта часть else ассоциируется с оператором if, расположенным в строке 6, но, согласно правилу, связывающему ее с ближайшим отрицанием условия, содержащегося в if, она будет ассоциироваться с оператором if на строке 9. Поэтому условие, помещенное на строке 11, будет проверяться в том случае, когда величина weight меньше 100, а величина height меньше или равна 64. Это делает невозможным превышение переменной weight значения 300 при выполнении данного оператора.
     Строки 7-9 должны быть заключены в фигурные скобки. Тогда строка 11 станет альтернативой оператору, расположенному на строке 6, а не на строке 9.
     Строка 12: данное выражение необходимо упростить так: (height < 48)
     Строка 14: это ключевое слово else относится к последнему оператору if, раcположенному на строке 12. Операторы, помещенные на строках 12 и 13, необходимо заключить в фигурные скобки, тогда else будет относиться к оператору if на строке 11. Обратите внимание, что последнее сообщение будет напечатано для тех, чей вес заключен между 100 и 300 фунтами.

[Содержание] [Вверх]
Язык Си	Выбор вариантов