Лекции, страница 5

. .++x; // Ошибка! Операция ++ неприменима//к вещ. переменнойОперации увеличения ++ и уменьшения -- на единицу имеют префиксную и суффикснуюформы. В префиксной форме операция записывается перед переменной, как в приведенныхвыше примерах. В суффиксной форме операция записывается после переменной:++x;x--;// Префиксная форма// Суффиксная формаРазница между префиксной и суффиксной формами проявляется только при вычислениисложных выражений. Если используется префиксная форма операции ++, то сначалапеременная увеличивается, и только после этого ее новое значение используется в выражении.При использовании суффиксной формы значение переменной сначала используется ввыражении и только затем увеличивается. Примеры:int x = 5, y = 5, a, b;a = (++x) + 2; // переменной a присваивается значение 8b = (y++) + 2; // переменной b присваивается значение 7С логической точки зрения, префиксная операция более естественна (при использованиисуффиксной формы надо сперва вычислить сложное выражение и только затем вернуться кувеличению переменной, т.е.

операция ++ выполняется не в момент ее использования, а как быоткладывается на потом).Операции "увеличить на", "домножить на" и т.п.В большинстве алгоритмов при выполнении операции сложения чаще всего переменнаярезультат операции совпадает с первым аргументом:x = x + y;Здесь складываются значения двух переменных x и y, результат помещается в первуюпеременную x. Таким образом, значение переменной x увеличивается на значение y. Подобныефрагменты встречаются в программах гораздо чаще, чем фрагменты видаx = y + z;где аргументы и результат различны.Оператор += читается как "увеличить на".

Строкаx += y;// Увеличить значение x на yэквивалентна в Си строкеx = x + y; // x присвоить значение x + y,но короче и нагляднее.Аналогично, для арифметических операций +, -, *, /, % можно использовать операции+=-=*=/=%=увеличить науменьшить надомножить наподелить наподелить с остатком нак примеру, строка14x *= 2.0;удваивает значение вещественной переменной x.Операторы вида ?= можно использовать даже для операций ?, которые записываются двумясимволами.

Например, операции логического умножения и сложения, они записываются в Сикак && (двойной амперсенд) и || (двойная вертикальная черта). Соответственно, логическиеоператоры "домножить на" и "увеличить на" записываются в виде &&= и ||=, например,bool x, y;x &&= y;x ||= y;// эквивалентно x = x && y;// эквивалентно x = x || y;Логические операцииВ Си используются следующие обозначения для логических операций:|| логическое "или" (логическое сложение)&& логическое "и" (логическое умножение)! логическое "не" (логическое отрицание)Примеры логических выражений:bool a, b, c, d;int x, y;adaac=====b || c;b && c;!b;(x == y);(x > 0 && y != 1);//////////логическое "или"логическое "и"логическое "не"сравнение в правой частиc истинно, когда// оба сравнения истинныСамый высокий приоритет у операции логического отрицания, затем следует логическоеумножение, самый низкий приоритет у логического сложения.Чрезвычайно важной особенностью операций логического сложения и умноженияявляется так называемое "сокращенное вычисление" результата.

А именно, при вычислениирезультата операции логического сложения или умножения всегда сначала вычисляетсязначение первого аргумента. Если оно истинно в случае логического сложения или ложно вслучае логического умножения, то второй аргумент операции не вычисляется вовсе. Результатоперации полагается истинным в случае логического сложения или ложным в случаелогического умножения.Операции сравненияОперация сравнения сравнивает два выражения.

В результате вырабатывается логическоезначение - true или false (истина или ложь) в зависимости от значений выражений. Примеры:int x, y;if (x == y) {do smth}; // true, если x равно y, иначе falseif (x == x) {do smth}; // всегда trueif (2 < 1) {do smth};; // всегда falseОперации сравнения в Си обозначаются следующим образом:== равно,> больше,< меньше,!= не равно,>= больше или равно,<= меньше или равно.Управляющие конструкцииУправляющие конструкции позволяют организовывать циклы и ветвления в программах.В Си всего несколько конструкций.Фигурные скобкиФигурные скобки позволяют объединить несколько элементарных операторов в одинсоставной оператор, или блок.

Во всех синтаксических конструкциях составной операторможно использовать вместо простого. В Си в начало блока можно помещать описаниялокальных переменных. Локальные переменные, описанные внутри блока, создаются при входев блок и уничтожаются при выходе из него.Приведем фрагмент программы, обменивающий значения двух вещественных переменных:double x, y;15. . .{double tmp = x;x = y;y = tmp;}Здесь, чтобы обменять значения двух переменных x и y, мы сначала запоминаем значение x вовспомогательной переменной tmp. Затем в x записывается значение y, а в y - сохраненное в tmpпредыдущее значение x. Поскольку переменная tmp нужна только внутри этого фрагмента, мызаключили его в блок и описали переменную tmp внутри этого блока. По выходу из блокапамять, занятая переменной tmp, будет освобождена.Оператор ifОператор if ("если") позволяет организовать ветвление в программе.

Он имеет двеформы: оператор "если" и оператор "если...иначе". Оператор "если" имеет видif (условие)действие;оператор "если...иначе" имеет видif (условие)действие1;elseдействие2;В качестве условия можно использовать любое выражение логического или целого типа.Напомним, что при использовании целочисленного выражения значению "истина"соответствует любое ненулевое значение. При выполнении оператора "если" сначалавычисляется условное выражение после if. Если оно истинно, то выполняется действие, еслиложно, то ничего не происходит.

Например, в следующем фрагменте в переменную mзаписывается максимальное из значений переменных x и y:double x, y, m;. . .m = x;if (y > x)m = y;При выполнении оператора "если...иначе" в случае, когда условие истинно, выполняетсядействие, записанное после if; в противном случае выполняется действие после else.

Например,предыдущий фрагмент переписывается следующим образом:double x, y, m;. . .if (x > y)m = x;elsem = y;Когда надо выполнить несколько действий в зависимости от истинности условия, следуетиспользовать фигурные скобки, объединяя несколько операторов в блок, например,double x, y, d;.

. .if (d > 1.0) {x /= d;y /= d;}Здесь переменные x и y делятся на d только в том случае, когда значение d больше единицы.Фигурные скобки можно использовать даже, когда после if или else стоит только одиноператор. Они улучшают структуру текста программы и облегчают ее возможнуюмодификацию. Пример:double x, y;. . .if (x != 0.0) {y = 1.0;}16Если нужно будет добавить еще одно действие, выполняемое при условии "x отлично от нуля",то мы просто добавим строку внутри фигурных скобок.Выбор из нескольких возможностей: if...else if...Несколько условных операторов типа "если...иначе" можно записывать последовательно (т.е.действие после else может снова представлять собой условный оператор). В результатереализуется выбор из нескольких возможностей.

Конструкция выбора используется впрограммировании очень часто. Пример: дана вещественная переменная x, требуется записать ввещественную переменную y значение функции sign(x):sign(x) = -1, при x < 0sign(x) = 1, при x > 0sign(x) = 0, при x = 0Это делается с использованием конструкции выбора:double x, s;. . .if (x < 0.0) {s = (-1.0);}else if (x > 0.0) {s = 1.0;}else {s = 0.0;}При выполнении этого фрагмента сперва проверяется условие x < 0.0. Если оно истинно, товыполняется оператор s = (-1.0); иначе проверяется второе условие x > 0.0. В случае егоистинности выполняется оператор s = 1.0, иначе выполняется оператор s = 0.0.

Фигурныескобки здесь добавлены для улучшения структурности текста программы.В любом случае, в результате выполнения конструкции выбора исполняется лишь один изоператоров (возможно, составных). Условия проверяются последовательно сверху вниз. Кактолько находится истинное условие, то производится соответствующее действие и выборзаканчивается.Цикл whileКонструкция цикла "пока" соответствует циклу while в Си:while (условие)действие;Цикл while называют циклом с предусловием, поскольку условие проверяется передвыполнением тела цикла.Цикл while выполняется следующим образом: сначала проверяется условие. Если оно истинно,то выполняется действие.

Затем снова проверяется условие; если оно истинно, то сноваповторяется действие, и так до бесконечности. Цикл завершается, когда условие становитсяложным. Пример:int n, p;. . .p = 1;while (2*p <= n)p *= 2;В результате выполнения этого фрагмента в переменной p будет вычислена максимальнаястепень двойки, не превосходящая целого положительного числа n.Если условие ложно с самого начала, то действие не выполняется ни разу. Это очень облегчаетпрограммирование и делает программу более надежной, поскольку исключительные ситуацииавтоматически правильно обрабатываются. Так, приведенный выше фрагмент работаеткорректно при n = 1 (цикл не выполняется ни разу).17При ошибке программирования цикл может никогда не кончиться. Чтобы избежатьэтого, следует составлять программу таким образом, чтобы некоторая ограниченная величина,от которой прямо или косвенно зависит условие в заголовке цикла, монотонно убывала иливозрастала после каждого выполнения тела цикла.

Это обеспечивает завершение цикла. Вприведенном выше фрагменте такой величиной является значение p, которое возрастает вдвоепосле каждого выполнения тела цикла.Рассмотрим построение цикла "пока" на примере программы вычисления квадратногокорня методом деления отрезка пополам.Пример: вычисление квадратного корня методом деления отрезка пополамПусть надо найти квадратный корень из неотрицательного вещественного числа a сзаданной точностью ε.