5.2 Операторы повторений

В языке Турбо Паскаль имеются три различных оператора, с помощью которых можно запрограммировать повторяющиеся фрагменты программ.

Счетный оператор цикла FOR имеет такую структуру:

FOR <пар_цик> := <нач_знач> ТО <кон_знач> DO <оператор>.

Здесь FOR, TO, DO - зарезервированные слова (для, до, выполнить);

<пар_цик> - параметр цикла - переменная типа INTEGER (точнее, любого порядкового типа);

<нач_знач> - начальное значение - выражение того же типа;

<кон_знач> - конечное значение - выражение того же типа;

<оператор> - произвольный оператор Турбо Паскаля.

При выполнении оператора FOR вначале вычисляется выражение <нач_знач> и осуществляется присваивание <пар_цик> : = <нач_знач>. После этого циклически повторяется:

• проверка условия <пар_цик> <= <кон_знач>; если условие не выполнено, оператор FOR завершает свою работу;

• выполнение оператора <оператор>;

• наращивание переменной <пар_цик> на единицу.

В качестве иллюстрации применения оператора FOR рассмотрим программу, осуществляющую ввод с клавиатуры произвольного целого числа N и вычисление суммы всех целых чисел от 1 до N (пример 5.2).

Пример 5.2

Program Summ_of_Integer;

{Программа вводит целое положительное число N и подсчитывает сумму всех целых чисел от 1 до N}

var

i, n, s : Integer;

begin

Write('N = ');

ReadLn(n); . {Вводим N}

s := 0; {Начальное значение суммы}

for i : = 1 to n do {Цикл подсчета суммы}

s : = s + i;

writeln('Сумма = ',s) {Выводим результат}

end.

Отметим два обстоятельства. Во-первых, условие, управляющее работой оператора FOR, проверяется перед выполнением оператора <оператор>: если условие не выполняется в самом начале работы оператора FOR, исполняемый оператор не будет выполнен ни разу. Другое обстоятельство - шаг наращивания параметра цикла строго постоянен и равен (+1). Существует другая форма оператора:

FOR<пар_цик>: = <нач_знач> DOWNTO <кон_знач> DO <оператор>

Замена зарезервированного слова ТО на DOWNTO означает, что шаг наращивания параметра цикла равен (-1), а управляющее условие приобретает вид <пар_цик> = <кон_знач>.

Пример 5.2 можно модифицировать так, чтобы сделать его пригодным для подсчета любых сумм - положительных и отрицательных:

...

s := 0;

if n >= 0 then

for i := 1 to n do

s := s + i else

for i := -1 downto n do s : = s + i ;

...

Два других оператора повторений лишь проверяют условие выполнения или повторения цикла, но не связаны с изменением счетчика цикла.

5.3 Операторы цикла.

Оператор цикла WHILE с предпроверкой условия:

WHILE <условие> DO <оператор>.

Здесь WHILE, DO - зарезервированные слова (пока [выполняется условие], делать);

<условие> - выражение логического типа;

<оператор> - произвольный оператор Турбо Паскаля.

Если выражение <условие> имеет значение TRUE, то выполняется <оператор>, после чего вычисление выражения <условие> и его проверка повторяются. Если <условие> имеет значение FALSE , оператор WHILE прекращает свою работу.

Рассмотрим пример 5.3, иллюстрирующий использование оператора WHILE. Найдем так называемое «машинное эпсилон» - такое минимальное, не равное нулю вещественное число, которое после прибавления его к 1.0 еще дает результат, отличный от 1.0.

Пример 5.3

Program EpsilpnDetect;

{Программа вычисляет и выводит на экран значение "машинного эпсилон"}

var

epsilon: Real;

begin

epsilon := 1;

while epsilon/2 + 1 > 1 do

epsilon := epsilon/2

WriteLn('Машинное эпсилон = ',epsilon)

end.

У читателя, привыкшего к непрерывной вещественной арифметике, может вызвать недоумение утверждение о том, что в дискретной машинной арифметике всегда существуют такие числа 0<X<eps, что 1.0+Х=1.0. Дело в том, что внутреннее представление типа REAL может дать «лишь» приблизительно 1014 возможных комбинаций значащих разрядов в отведенных для него 6 байтах. Конечно же, это очень большое число, но оно несопоставимо с бесконечным множеством вещественных чисел. Аппроксимация бесконечного непрерывного множества вещественных чисел конечным (пусть даже и очень большим) множеством их внутреннего машинного представления и приводит к появлению «машинного эпсилон».

Оператор цикла REPEAT... UNTIL с постпроверкой условия:

REPEAT <тело_цикла> UNTIL <условие>.

Здесь REPEAT, UNTIL- зарезервированные слова (повторять до тех пор, пока не будет выполнено условие);

<тело_цикла> - произвольная последовательность операторов Турбо Паскаля;

<условие> - выражение логического типа.

Операторы <тело_цикла> выполняются хотя бы один раз, после чего вычисляется выражение <условие>: если его значение есть FALSE, операторы <тело_цикла> повторяются, в противном случае оператор REPEAT. . . UNTIL завершает свою работу.

Для иллюстрации применения оператора REPEAT... UNTIL модифицируем программу из примера 2.3. Модификация (пример 2.7) состоит в том, что программа будет все время повторять цикл ввода символа и печати его кода до тех пор, пока очередным символом не будет символ CR (вводится клавишей Enter).

Пример 5.4

Program Codes_of_Chars;

{Программа вводит символ и выводит на экран его код. Для завершения работы программы нужно дважды нажать Enter}

var

ch : Char; {Вводимый символ}

const

CR = 13; {Код символа CR}

begin

repeat

ReadLn(ch);

WriteLn(ch,' = ',ord(ch))

until ord(ch) = CR

end.

Обратите внимание: пара REPEAT... UNTIL подобна операторным скобкам begin. .. end, поэтому перед UNTIL ставить точку с запятой необязательно.

Для гибкого управления циклическими операторами FOR, WHILE и REPEAT в состав Турбо Паскаля включены две процедуры:

BREAK - реализует немедленный выход из цикла; действие процедуры заключается в передаче управления оператору, стоящему сразу за концом циклического оператора;

CONTINUE - обеспечивает досрочное завершение очередного прохода цикла; эквивалент передачи управления в самый конец циклического оператора.

5.4 Оператор выбора.

Оператор выбора позволяет выбрать одно из нескольких возможных продолжений программы. Параметром, по которому осуществляется выбор, служит ключ выбора -выражение любого порядкового типа (любого из рассмотренных, кроме типов REAL и STRING).

Структура оператора выбора такова:

CASE <ключ_выбора> OF <список_выбора> [ELSE <операторы>] END

Здесь CASE, OF, ELSE, END - зарезервированные слова (случай, из, иначе, конец);

<ключ_выбора> - ключ выбора;

<список_выбора> - одна или более конструкций вида:

<константа_выбора> : <оператор>;

<константа_выбора> - константа того же типа, что и выражение<ключ_выбopa> ;

<операторы> - произвольные операторы Турбо Паскаля.

Оператор выбора работает следующим образом. Вначале вычисляется значение выражения <ключ_выбора>, а затем в последовательности операторов <список_выбора> отыскивается такой, которому предшествует константа, равная вычисленному значению. Найденный оператор выполняется, после чего оператор выбора завершает свою работу. Если в списке выбора не будет найдена константа, соответствующая вычисленному значению ключа выбора, управление передается операторам, стоящим за словом ELSE. Часть ELSE <оператор> можно опускать. Тогда при отсутствии в списке выбора нужной константы ничего не произойдет и оператор выбора просто завершит свою работу.

Составим программу (пример 5.5), имитирующую работу микрокалькулятора. Программа вводит две строки: первая содержит два произвольных числа, разделенных пробелом, вторая - символ арифметического действия, например:

2 2

*

или

18.35 0.12

/

Над введенными числами осуществляется соответствующее действие и результат выводится на экран. Признаком конца работы программы служит ввод любого символа, отличного от +,-,*, /.

Пример 5.5

Program Calc;

{Программа вводит два числа в первой строке и один из знаков +, -, *, / - во второй и выводит на экран результат соответствующего арифметического действия}

var

operation : Char; {Знак операции}

х, у, z : Real; {Операнды и результат}

stop : Boolean; {Признак ошибочной операции и останова}

begin

stop := false;

repeat

WriteLn; {Пустая строка-разделитель}

Write('x,y= ' ) ;

ReadLn(x,y);

Write('операция: ') ;

ReadLn(operation);

case operation of

'+' : z : = x + y;

'-' : z : = x - y;

'*' : z : = x * y;

'/' : z : = x / y;

else

stop := true;

end; {case..of}

if not stop then WriteLn('результат =',z)

until stop

end.

Любому из операторов списка выбора может предшествовать не одна, а несколько констант выбора, разделенных запятыми. Например, следующая программа при вводе одного из символов: у или Y выведет на экран слово «Да», а при вводе n или N - слово «Нет»:

var

ch:Char;

begin

ReadLn(ch);

case ch of

'n','N':WriteLn('Нет');

'y','Y':WriteLn('Да')

end

end.