учебное пособие. Часть1. Информатика

Контрольные вопросы

1.Для чего служит условный оператор?

2.Как работает условный оператор?

3.Какое значение х будет напечатано в результате работы следующей программы:

int main ()

{

float x = 1, y = 2; int a = 3, b = 4; if ( a<b )

if ( x<y )

x= x/a+ y/x +a/b;

cout<<"x="<< x; return 0;

}

4. Какие ошибки допущены в следующей программе: int main()

{ float x = 1, y = 2; int a=3, b = 4;

if (a<b) x = x+1 else

if (0 <x< y)

x=x/a+ y / x +a/b; printf( "x=%5.3f ", x);

return 0;

}

5. Для следующего фрагмента схемы алгоритма составьте фрагмент программы на языке С++:

6.Что такое истина в С++?

7.Для чего используется оператор множественного выбора?

8.Написать на языке С++ программу, определяющую большее из трех заданных вещественных чисел.

182

9.Когда используется сокращенная форма условного оператора?

10.Может ли условный оператор быть вложенным в другой условный оператор?

11.Сколько операторов может выполняться в ветви else условного оператора?

3.3.Циклические программы

К циклическим программам приводят задачи, в которых часть действий выполняется многократно.

Пусть необходимо протабулировать функцию F(x) на интервале

[a,b] c шагом h (где, F(x)=xsin(x), a<b, h>0) и вывести полученные значения функции и аргумента.

Протабулировать функцию – значит вычислить значения функции F(x) на от-

резке [a,b] в точках a, a+h, a+2h и

т.д. Графическая схема алгоритма приве- дена на рис. 11, программа – в примере pr11.

//Пример pr11 #include <cstdio> #include <cmath>

using namespace std; int main ()

{

float x, y, a, b, h; printf("\nВведите

a,b,h:"); scanf("%f%f%f",&a,&b,&h); x=a;

do

{

y=x*sin(x);

printf("\nx=%7.2f,y=%7.2f",x,y );

183

В этой программе оператор цикла используется для многократного вы- полнения группы операторов, расположенных между словами do while.

Каждый раз в цикле вычисляется значение y, выводятся x и y, задается новое значение х и проверяется, не выходит ли значение х за пределы интервала. В ре- зультате работы этой программы будут напечатаны в два столбика значения x и y.

3.3.1.Оператор цикла с постусловием

Ввышеприведенном примере был использован оператор цикла с по- стусловием. Синтаксис этого оператора следующий:

do <оператор> while( <условие>)

Здесь do ,while – ключевые слова (перев. с англ.: выполнять и пока); <оператор> – любой оператор языка С++, в том числе и составной

(его называют телом цикла); <условие> – условное выражение типа сравнения, используемое для

выхода из цикла.

Оператор работает следующим образом: сначала выполняются операторы, расположенные в теле цикла, затем вычисляется условное выражение и, если по- лучается ложное значение, осуществляется выход из цикла. Если значение выра- жения истинно, то выполнение операторов тела цикла повторяется, а затем снова проверяется условие. Итак, операторы тела цикла выполняются хотя бы раз, а потом все зависит от условия выхода из цикла. Очевидно, один из операторов тела цикла должен влиять на значение условного выражения, поскольку иначе цикл будет повторяться бесконечно.

Конец

Рис. 12. Алгоритм PR12

184

Проиллюстрируем использование оператора цикла с постусловием на примере, в котором выводятся нечетные числа, меньшие 10. Схема ал- горитма приведена на рис. 12, программа в примере – pr12.

Врезультате работы этой программы будут напечатаны в столбик все нечетные числа от 1 до 9.

3.3.2.Оператор цикла с предусловием

Вотличие от оператора цикла с постусловием оператор цикла с преду- словием вычисляет и проверяет условие до выполнения операторов, состав- ляющих тело цикла. Синтаксис этого оператора следующий:

while ( <условие>) <оператор>;

Здесь while – ключевое слово (перев. с англ.: пока); <оператор> – любой оператор языка C++, в том числе и составной (этот оператор называют телом цикла); <условие> – условное выражение типа сравнения, исполь- зуемое для выхода из цикла.

Оператор работает следующим образом: сначала вычисляется условное выражение и, если получается истинное значение, выполняется оператор, яв- ляющийся телом цикла, а затем снова проверяется условие. Если значение условного выражения ложно, то осуществляется выход из цикла. Таким об- разом, если условие было ложно при первом входе в цикл, то операторы тела цикла не выполнятся ни разу. Очевидно, один из операторов тела цикла дол- жен влиять на значение условного выражения, поскольку иначе цикл будет повторяться бесконечно. Например, следующий фрагмент программы будет печатать радостное сообщение бесконечное число раз, так как отсутствуют в цикле конструкции, изменяющие величину i:

i=1;

while(i<5)

printf("Доброе утро!");

Чтобы получить работающий фрагмент программы, добавим в тело цикла оператор, увеличивающий значение i:

i=1;

while (i<5)

{ printf("Доброе утро!"); i=i+1;

}

Проиллюстрируем использование оператора цикла с предусловием на примере pr13, в котором определяется, сколько лет должно пройти, чтобы получить сумму не меньшую S, если известно, что поступила сумма S1, на которую ежегодно начисляется k процентов. Схема алгоритма приведена на рис. 13. Из условия задачи следует, что известны величины S, S1, и k.

185

s1× k

Ежегодный прирост суммы составляет 100 , и эта величина добавляет-

ся в конце года к сумме, имеющейся в начале года.

Начало

Ввод s, s1,k

cout << "Введите начальную и конечную сумму:"; cin >> s1 >> s;

cout << "Введите начисляемый процент:"; cin >> k;

n = 0;

while ( s1 < s )

{

s1 = s1 + s1*k/100; n=n+1;

}

cout << "Через "<< n << ”лет получим сумму” << s; return 0;

}

186

Если перед первым вхождением в цикл s1 окажется больше s, то те- ло цикла не выполнится ни разу, счетчик n останется равным нулю.

3.3.3.Оператор цикла со счетчиком

Вциклах со счетчиком выполнение тела цикла должно повторяться зара- нее определенное число раз. Хотя такой цикл можно организовать с помощью оператора цикла с постусловием или предусловием (они универсальны), в языке С++ имеется специальная конструкция для организации циклов со счетчиком. Синтаксис оператора цикла со счетчиком в общем случае следующий:

for ( <п.ц.> = <н.з>; <условие>; <коррекция п.ц.> )

<оператор>;

Здесь for – ключевое слово (перев. с англ. для); <п.ц.> – перемен- ная цикла, которая может быть только простого типа; <н.ц.> – начальное значение – выражение такого же простого типа, как и переменная цикла; <условие> – выражение типа сравнения, используемое для выхода из цик- ла; <коррекция п.ц.> – оператор присваивания, задающий изменение переменной цикла; <оператор> – любой оператор языка C++, в том числе и составной, являющийся телом цикла.

Оператор работает таким образом: сначала вычисляется выражение, соответствующее начальному значению, и присваивается переменной цикла, потом проверяется условие выхода из цикла и, если получается истинное значение, выполняется оператор, являющийся телом цикла. Затем изменяется переменная цикла и снова проверяется условие и т. д. Если значение выраже- ния ложно, то осуществляется выход из цикла. Если начальное значение пе- ременной цикла больше конечного значения, то операторы тела цикла не выполняются. Можно сказать, что оператор цикла со счетчиком – это опера- тор цикла с предусловием. Следующий оператор не приведет к выполнению каких-либо действий:

for ( i=1; i<0; i++) printf ("i=%d \n", i);

Приведенный ниже оператор распечатает целые числа от 1 до 10: for( i=1; i<10; i++) printf ("i=%d \n", i);

Если нужно выполнить несколько операторов в теле цикла, то пользу- ются составным оператором:

for (i=5; i<= 10; i++)

{k=i*i;

printf("k=%d\n",k);

}

Оператор цикла со счетчиком позволяет [6]:

• Применять операцию уменьшения для счета в порядке убывания for( i=10; i>0; i--)

187

При выполнении цикла x остается равной 3. Значение y сначала будет равно 2, потом увеличится до 6, 18, а затем будет получена окончательная величина 54.

Можно опустить все три выражения в круглых скобках:

for( ;;)

printf("Хочу учиться!\n");

Данный оператор будет выполняться бесконечное число раз, поскольку пустое выражение всегда истинно.

• Первое выражение не обязательно должно инициализировать пере- менную. Например, там мог бы стоять оператор printf().

for ( printf( "Введите числа!\n"); num==6; ) scanf ("%d", &num);

В этом фрагменте первое сообщение будет выведено на печать один раз, а затем осуществляется прием чисел, пока не будет введено число 6.

• В круглых скобках первое и третье выражение могут содержать не по одному оператору, а несколько операторов разделенных запятой (говорят: использовать операцию запятая).

for(i=1, f=1 ; i<=10; f = f*i, i++) ;

• В этом случае i = 1, f = 1 выполняется один раз, а f=f*i, i++ в каждой итерации цикла, пока i <= 10.

Большая свобода выбора вида выражений, управляющих работой опе-

ратора цикла for, позволяет с помощью этой конструкции делать гораздо больше, чем просто выполнять фиксированное число итераций.

Пример полной программы рассмотрим на решении задачи нахождения суммы n первых членов ряда:

Схема алгоритма приведена на рис. 14, а программа представлена в примере pr14.

//Пример pr14 #include <iostream> using namespace std; int main ()

{

int i,n;

float sum=0, //сумма ряда

k; //очередной член ряда cout << "Введите число членов pяда:";

189