Разработка программ с ветвлениями (Лабораторная работа № 2)

Разработка программ  с ветвлениями

1. Введение

Ветвление (бинарный выбор, альтернатива) представляет собой структурную конструкцию, изображенную на рис. 1. При входе в нее вычисляется значение логического выражения ЛВ. Если оно имеет значение «истина», то выполняется действие A, а если «ложь» - то действие B. Конструкция заканчивается точкой  соединения C. Частным случаем этой конструкции является обход, когда одна из ветвей – пустая (рис.2). Сравнительно реже используется множественный выбор с разветвлением на несколько ветвей (рис.3).

Рис.1. Структура ветвления                                       Рис. 2. Структура обхода

Рис. 3. Структура множественного выбора

Во всех языках программирования есть операторы, поддерживающие эти структурные конструкции. В языке C/C++ - это операторы if-else, if, switch. В лабораторной работе осваивается синтаксис их правильной записи и разрабатываются программы с их использованием.

2. Логические выражения

Решение о выборе той или иной ветви выполнения программы происходит по значению логического выражения, используемого в операторе if или if-else. Логическое выражение – это синтаксически правильная конструкция из логических величин (констант,  переменных, результатов операций отношений), логических операций и скобок. Логическая величина может принимать одно из двух значений: истина (логическая единица) или ложь (логический ноль), образующих полное множество. Математический аппарат работы с логическими величинами представляет собой алгебру логики или булеву алгебру. В языке С/С++ отсутствует логический тип данных, однако константа или переменная целого типа, равная нулю, в соответствующем контексте трактуется как логический ноль (ложь), а не равная нулю (при любом значении) – как логическая единица (истина). При выводе на дисплей логические величины представляются как 0 или 1.

Логический тип имеет результат операций отношения - выражения отношения. Выражение отношения (ВО) строится из двух выражений числового или символьного типа, связанных знаком операции отношения:

( <Выражение 1> <Знак операции отношения> <Выражение 2> ).

(Угловые скобки здесь и далее используются для ограничения элемента записи на псевдоязыке и при записи конструкции на языке С/С++ не ставятся! А вот круглые скобки, окаймляющие ВО, обязательны).

Знаки операции отношения могут быть следующие:

-  >    - больше;

-  <    - меньше;

-  >=  - больше или равно;

-  <=  - меньше или равно;

-  ==  - равно;

-  !=   - не равно.

Примеры выражений отношения:

 - используется числовая переменная и числовая константа;

 - используются две переменные числового или символьного типа;

 - используется переменная и константа символьного типа;

- используется выражение числового типа и числовая константа;

 - используются два выражения числового типа;

Все переменные, входящие в ВО, должны иметь конкретные значения, а выражения слева и справа от знака должны быть синтаксически правильны. Тогда ВО имеет определенное значение логического нуля (ложь) или логической единицы (истина).

С выражениями отношения и другими логическими величинами можно выполнять три логических операции: инверсию (отрицание), дизъюнкцию (логическое сложение) и конъюнкцию (логическое умножение).

Инверсия, отрицание, НЕ, NOT – превращает логическую величину в противоположную. На языке С/С++ записывается знаком ! перед логической величиной. Результат описывается таблицей:

Дизъюнкция, логическое сложение, ИЛИ, OR выполнятся над любым количеством операндов, начиная с двух. Результат дизъюнкции есть 1, если хотя бы один из операндов  имеет значение 1, и равен 0, если все операнды равны нулю. Знак операции дизъюнкции на языке С/С++ записывается || - двумя вертикальными чертами (найдите символ вертикальной черты на клавиатуре!).  Для двух операндов a и b результат описывается таблицей:

Конъюнкция, логическое умножение, И, AND выполнятся над любым количеством операндов, начиная с двух. Результат конъюнкции есть 1, если все операнды  имеет значение 1, и равен 0, если хотя бы один из операндов равен нулю. Знак операции конъюнкции на языке С/С++ записывается && - двумя амперсандами (найдите символ & на клавиатуре!).  Для двух операндов a и b результат описывается таблицей: