6.3. Оператор варианта (case)

Оператор варианта необходим в тех случаях, когда в зависимости от значений какой-либо переменной надо выполнить те или иные {96} операторы (простые или составные). Если вариантов всего два, то можно обойтись и оператором IF. Но если их, например, десять? В этом случае оптимален оператор варианта CASE. Структура оператора CASE имеет вид

CASE УправляющаяПеременнаяИлиВыражение OF

НаборЗначений1 : Оператор1;

НаборЗначений2 : Оператор2;

НаборЗначенийЗ : ОператорЗ;

...

НаборЗначенийN : ОператорN

ELSE

АльтернативныйВсемНаборамОператор

END;

Между служебными словами CASE и OF должна стоять переменная или выражение (оно вычислится при исполнении оператора CASE). Тип переменной (или значения выражения) может быть только перечислимым (включая типы Char и Boolean), диапазоном или целочисленным одного из типов Byte, ShortInt, Integer или Word. Все прочие типы не будут пропущены компилятором Турбо Паскаля. Набор значений — это конкретные значения управляющей переменной или выражения, при которых необходимо выполнить соответствующий оператор, игнорируя остальные варианты. Если в наборе несколько значений, то они разделяются между собой запятыми. Можно указывать диапазоны значений. Между набором значений и соответствующим ему оператором обязательно должно ставиться двоеточие «:».

Оператор в конкретном варианте может быть как простым, так и составным. Конец варианта обязательно обозначается точкой с запятой. Турбо Паскаль допускает необязательную часть ELSE. Если значение переменной (выражения) не совпало ни с одним из значений в вариантах, то будет выполнен оператор, стоящий в части ELSE.

Завершает оператор CASE слово END. По-прежнему перед ELSE и END необязательна точка с запятой. Рассмотрим пример оператора варианта (в нем Err — переменная типа Word):

CASE Err OF

0 : WriteLn( 'Нормальное завершение программы' );

2, 4, 6 : begin

WriteLn('Ошибка при работе с файлом');

WriteLn('Повторите действия снова.')

end; {97}

7..99 : WriteLn( 'Ошибка с кодом ', Err )

ELSE

WriteLn( 'Код ошибки=",Err,' См. описание')

END;

Здесь в зависимости от значения переменной Err выводится на экран операторами WriteLn текст соответствующего сообщения. Наличие варианта ELSE (Err не равна 0, 2, 4, 6 и не входит в диапазон 7..99) гарантирует выдачу сообщения в любом случае.

Значения в каждом наборе должны быть уникальными, т.е. они могут появиться только в одном варианте. Пересечение наборов значений для разных вариантов является ошибкой, и она будет замечена компилятором.

Оператор варианта CASE очень удобен и, как правило, более эффективен, чем несколько операторов IF того же назначения. Эффективность его в смысле скорости будет максимальной, если размещать наиболее вероятные значения (или их наборы) первыми в порядке следования.

6.4. Оператор цикла с предусловием (while)

В практике программирования циклы — повторяющиеся выполнения одних и тех же простых или составных операторов — играют очень важную роль. Существует три стандартных способа организации циклических вычислений.

Рассмотрим оператор цикла с предусловием, записываемый как

WHILE Условие DO Оператор;

Конструкция WHILE...DO переводится как «пока...делать». Оператор (простой или составной), стоящий после служебного слова DO и называемый телом цикла, будет выполняться циклически, пока выполняется логическое условие, т.е. пока значение «Условия» равно True. Само условие цикла может быть логической константой, переменной или выражением с логическим результатом.

Условие выполнения тела цикла WHILE проверяется до начала выполнения каждой итерации. Поэтому, если условие сразу не выполняется, то тело цикла игнорируется и будет выполняться оператор, стоящий сразу за телом цикла.

При написании циклов с предусловием следует помнить о двух вещах. Во-первых, чтобы цикл имел шанс когда-нибудь завершиться, содержимое его тела должно обязательно влиять на условие цикла. Во-вторых, условие должно состоять из корректных {98} выражений и значений, определенных еще до первого выполнения тела цикла. Поясним сказанное примером, вычисляющим значение факториала 10! (рис. 6.1).

VAR Factorial, N : Integer; BEGIN Factorial := 1; { стартовое значение факториала = 0! } N:=1; {стартовое значение для условия цикла} WHILE N<=10 DO begin { начало тела цикла WHILE } Factorial:=Factorial*N; { вычисление факториала N! } N := N + 1 { N должно меняться в цикле } end; { конец тела цикла WHILE } WriteLn( Factorial ); { вывод результата расчета } END.

Рис. 6.1

Обратите внимание на присваивание N:=1 перед циклом. Без него значение N может быть любым, и условие может быть некорректным, не говоря уже о самом значении факториала. Значение N меняется внутри цикла. При этом гораздо безопаснее так писать тело цикла, чтобы оператор, влияющий на условие, был последним в теле. Это гарантирует от нежелательных переборов. Если, скажем, на рис. 6.1 поставить строку N:=N+1; перед вычислением значения Factorial, то результатом программы будет значение 11!. Исправить оплошность можно, заменив стартовое значение N на 0, а условие — на N<10. Но от этого программа вряд ли станет нагляднее. Поскольку циклу WHILE «все равно», что происходит в его теле, тело может содержать другие, вложенные, циклы.

6.5. Оператор цикла с постусловием (REPEAT...UNTIL)

Рассмотренный выше оператор цикла с предусловием решает, выполнять свое тело или нет, до первой итерации. Если это не соответствует логике алгоритма, то можно использовать цикл с постусловием, т.е. решающий, делать или нет очередную итерацию, лишь после завершения предыдущей. Это имеет принципиальное значение лишь на первом шаге, а далее циклы ведут себя идентично. Цикл с постусловием всегда будет выполнен хотя бы один раз. {99}

Оформляется такой цикл с помощью служебных слов REPEAT и UNTIL (повторять до):

REPEAT

Оператор1;

Оператор2;

...

ОператорN

UNTIL Условие;

Первое из них объявляет цикл и открывает его тело, а второе — закрывает тело и содержит условие окончания цикла. Тело цикла может быть пустым или содержать один и более операторов. В последнем случае слова BEGIN и END не нужны: их роль играют слова REPEAT и UNTIL.

Условие — это логическое значение, переменная или выражение с логическим результатом. Но работает оно здесь совсем не так, как в цикле WHILE. Если в цикле WHILE подразумевается алгоритм «пока условие истинно, выполнять операторы тела цикла», то цикл REPEAT...UNTIL соответствует алгоритму «выполнять тело цикла, пока не станет истинным условие».

Иными словами, в цикле с REPEAT...UNTIL условием продолжения итераций будет невыполнение условия (его значение False). Хорошей иллюстрацией к вышесказанному может быть конструкция «вечного цикла»:

REPEAT UNTIL False;

Этот цикл пустой и никогда не прекращающийся. Он хорош только в случае, когда нужно заблокировать программу, и, возможно, весь компьютер. (Но если отбросить шутки, то можно и его пристроить в дело. Обычно так организуются программы с повторяющимися действиями: вначале программы ставится REPEAT, а в конце — UNTIL False. А прервать цикл можно специальными операторами: Exit, Halt. Это имеет смысл, если условий завершения программы много или они очень сложны.)

Если условие конца цикла более гибкое, чем константа False, то в теле цикла должны содержаться операторы, влияющие на само условие. О предварительной корректности условия, как в случае цикла WHILE, заботиться уже необязательно.