Основы программирования (947332), страница 12

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 12)

3.20. Синтаксичеркаядиаграмма <Операторбезусловной передачиуправления>Целоебез знакаJ ИдентификаторметкиооРис. 3.21. Синтаксическая диаграмма<Объявление меток>69Часть 1. Основы алгоритмизации и процедурное программированиеЧаще всего проблема разработки структурного варианта алгоритма воз­никает при работе с поисковыми циклами.

Как уже упоминалось впараграфе 1.3, в таких циклах просматривают некоторые последовательнос­ти элементов, пока не будет обнаружен элемент с заданными характеристи­ками. Отличительной особенностью поискового цикла является то, что эле­мент с заданными характеристиками в последовательности может отсутство­вать, следовательно, необходимо предусмотреть два варианта выхода из цик­ла: досрочный, когда нужный элемент найден, и обычный - по завершениипросмотра всех вариантов.Пример 3.8. Разработать программу, которая определяет первый отри­цательный элемент последовательности значений функции sin х при задан­ных п, шаге h и диапазоне изменения х [а, Ь].Для получения требуемого результата необходимо последовательно вы­числять значение функции и анализировать его знак. Количество элементовпоследовательности на задан­ном отрезке и с заданным ша­( Начало Jгом можно определить, следо­/ Ввод7вательно, для вычисления зна­/a,b,h /чений функции можно ис­пользовать счетный цикл.

Дляn:=(b-a)/h+lконкретных вариантов исход­х:=аных данных может оказаться,что такого элемента в задан­гК^1:=1,пл\ной последовательности нет.Следовательно, после завер­шения цикла необходимо вы­y:=sin(x)вести соответствующее сооб­щение. Неструктурный вари­дау<0ант алгоритма решения задачипоказан на рис. 3.22.нетБез преобразований этотВывод/x:=x+hвариант алгоритма можно реа­/лизовать только с использова­IZZJbreakнием оператора goto, так какgotoЭлементон позволяет передать управ­не найденление в любое место програм­/ ж1Гмы, а процедура break - толь­ко оператору, следующему по­( Конец )сле цикла (пунктир на рис.3.22). Поэтому реализация сиспользованием break потре­Рис. 3.22. Схема алгоритма поиска первогоотрицательного элемента последовательности бует дополнительной провер­ки (найден ли элемен) на вы(пунктиром выделен поисковый цикл)г7073.

Управляющие операторы языкаВывод/аX, у///"Элемент1// ненайдену'бРис. 3.23. Варианты организации поискового цикла для реализации:д - с использованием процедуры break; б- структурный вариантходе ИЗ цикла, чтобы вывести сообщение о том, что элемент не найден, толь­ко в том случае, если он действительно не найден (рис. 3.23, а)Для построения структурного варианта алгоритма меняем вид цикла:вместо счетного цикла будем использовать цикл-до со сложным условием,объединяющим оба условия выхода. После выхода из цикла неизвестно, покакому из условий цикл завершился, поэтому в данном варианте алгоритматакже приходится проверять, найден нужный элемент или нет (рис.

3.23, б).Рассмотрим соответствующие варианты программ.Вариант с использованием о п е р а т о р а g o t o :Program ex;Var /, n: integer; x,y, a, b, h:real;Label konec;{объявляем метку}BeginWrite (*Введите a,b,h:');Readln(a,b,h);n:=round((b'a)/h-^I.5); {определяем количество элементов}x:=a;for i:=l to n dobeginy:=sin(x);71Часть 1. Основы алгоритмизации и процедурное программированиеify<0 thenbeginWnteLn(y== \y:8:6,' при л:= \x:6:3);goto копес; {управление передаем на конец программы по­сле вывода сообщения о том, что элемент не найден}end;x:=x+h;end;WriteLnCЭлемент не найден,');копес:{место, куда передается управление}EndВариант с использованием п р о ц е д у р ыbreak:Program ex;var in:integer; x,y,a,b,h:real;BeginWrite (*Введите a,b,h:');Readln(a,b,h);n:=round((b-a)/h-^J.5); {определяем количество элементов}x:=a;for i:=l to n dobeginy:=sin(x);ify<0 thenbeginWriteLn(y= ',y:8:6,' при x= \x:6:3);break; {осуществляем досрочный выход из цикла}end;end;{место, куда будет передано управление при выполнении break}ify>-0 then WriteLn('Элемент не найден,');End.Структурный вариант:Program ex;var х,у, а, 6, h:real;BeginWrite СВведите a,b,h: *);Readln(a,b,h);x:=a'h;repeat72J.

Управляющие операторы языкаx:=x+h;y:=-sm(x);until (x+h>b) or (y<0); {комбинированное условие выхода из цикла}ify<0 then WnteLn(y= \ у:8:б, ' при л:=', х:6:3)else WriteLn(*Элемент не найден. *);EndРазрабатывая структурный вариант цикла, мы были вынуждены одно­значно сформулировать условие выхода из цикла и точно определить при­знак, по которому делается вывод о том, найдено ли решение. В то время какреализация «естественного» варианта алгоритма с использованием goto илиbreak требует учета всех возможных последствий неструктурной передачиуправления.

Кроме того, при структурном варианте получена самая простаяпрограмма, что в соответствии с рекомендациями структурного программи­рования существенно сокращаетколичество возможных ошибок.Рассмотрим еще один пример,при разработке программы которо­го теоретически можно использо­вать оператор continue.Пример 3.9. Разработать про­грамму, которая должна вводить исуммировать 10 целых чисел, непревышающих 50. При вводе отри­цательного числа она должна выда­вать предупреждение, игнориро­вать число и ожидать ввода пра­вильного значения.В данном случае в программенельзя использовать счетный цикл,так как количество его повторенийзаранее неизвестно, поэтому ис­пользуем итерационный цикл,конкретно цикл-пока.

Алгоритм ре­шения задачи представлен нарис. 3.24. Этот алгоритм можетбыть реализован с использованиемоператора goto, процедуры continueили оператора ветвления if. По­следний вариант является структур- Рис. 3.24. Схема алгоритма определенияным.суммы 10 чисел, не превышающих 5073Часть I, Основы алгоритмизации и процедурное программированиеРассмотрим эти варианты.Вариант с использованием о п е р а т о р аgoto:Program ex;Var i,s,a:integer;Label cycl;Begini:=J;s:=0;while i<=10 dobeginRead(a);ifa>50 thenbeginWriteLn('Число не должно превышать 50 *);goto cycl; {передача управления на конец цикла}end;s:=s-^a; {операторы, которые необходимо обойти}cycl: end;WriteLn(s);EndВариант с использованием п р о ц е д у р ыcontinue:Program ex;Uses crt;Var i,s,a:integer;Begini:^l;S:=0;while i<=10 dobeginRead(a);ifa>50 thenbeginWriteLn('Число не долэюно превышать 50*);continue; {передаем управление на следующую итерацию}end;s:^s^a;i:=i-^l;end;WriteLn(s);End743, Управляющие операторы языкаСтруктурныйвариант:Program ex;Uses crt;Var hs,a: integer;Begini:-l;S:^0;while i<=10 dobeginRead(a);ifa>50 thenWriteLn('Число не должно превышать 50*)elsebegins:=s-\ra;i:=^i+I;endend;WriteLn(s);EndСтруктурная реализация алгоритма в данном случае является самой про­стой.

Использование вариантов.с оператором goto и процедурой continue нецелесообразно. Примен(ение continue в аналогичных ситуациях может бытьоправдано только при большом количестве пропускаемых операторов.Еще один тип алгоритмов, для реализации которых неопытные програм­мисты обычно используют оператор goto, можно продемонстрировать наследующем примере.Пример ЗЛО. Разработать программу, которая многократно вычисляетзначение функции по вводимому пользователем значению аргумента.

Послевыдачи результата программа должна спрашивать, нужно ли продолжить ра­боту. Если необходимость продолжения работы существует, пользовательвводит «у», иначе - «п». Соответственно в первом случае работа с програм­мой продолжается, а во втором - программа завершает работу.В основе программы лежит циклический процесс.

По типу это цикл-до(рис. 3.25), однако его достаточно часто пытаются реализовать с использова­нием goto. Чтобы не делать таких ошибок, необходимо запомнить следую­щее: если в схеме алгоритма присутствует возврат управления на уже выпол­ненный фрагмент, то необходимо выделить цикл и соответственно опреде­лить условие выхода из цикла.75Часть L Основы алгоритмизации и процедурное программирование(Ниже представлена реализация алгоритма с ис­пользованием цикла-до.Начало j/г /Выводsin(x)////иродолжитьУ/у^"/Ввод/7/__t—/Program ex;Var x:real;ch:char;BeginrepeatWrite('Введите x: ');ReadLn(x); {ни в коем случае не Read, так какдалее идет ввод символа (см. параграф 2.6)}WriteLn(*Результат \ sin(x):8:4);WriteLn(*Пpoдoлэ^cumь? (у/п)*);ReadLn(ch);until ch= *п VEnd.Окончательно можно сделать следующие выводы.1.

Оператор безусловной передачи управленияgoto в программах на Borland Pascal желательно вооб­ще не использовать. Если у вас получился неструктур­Рис. 3.25. Схеманыйалгоритм, при реализации требующий goto, по­алгоритмапробуйтепреобразовать его в структурный. Такое ог­вычисленияраничениесвязано с тем, что использование goto, какзначения функцииправило, приводит к появлению в программе большо­го количества ошибок [3, 4, 9].2. Процедуры неструктурной передачи управления break и continue мо­гут быть полезны, однако при их использовании необходимо четко представ­лять себе, куда будет передано управление. Цикл, в котором использованыэти процедуры - это место повышенной вероятности наличия ошибок. Ондолжен специально тестироваться.Процедуры Halt и Exit обычно используют для аварийного завершениясоответственно программы или подпрограммы, поэтому их присутствие впрограмме практически не влияет на ее структурность.Задания для самопроверкиЗадание 1.

Разработайте профамму, которая определяет сумму первых трехотрицательных чисел последовательности значений, рассчитанных по формуле у^ == X - sin X при заданных диапазоне [а,Ь] изменения х и шаге h.Задание 2, Разработайте программу, которая строит таблицу значений функцииу = (in х) / tg X при заданных диапазоне [а, Ь] изменения х и шаге h. Если значениефункции в очередной точке не существует, то в соответствующей строке таблицывыведите сообщение «значение не существует».764. СТРУКТУРНЫЕ ТИПЫ ДАННЫХДостаточно часто возникает необходимость программирования обработки одно­типных данных: таблиц, текстов, множеств и т.д.

Характеристики

Список файлов книги