Электронный конспект по программированию часть 1. Программа на языке Си, так же как и на большинстве современных языков программирования, создается в два этапа
 Скачать 32.35 Mb.
|
|
%e и %g. В таблице показаны примеры использования формата %f.  Формат %e применяется в научных расчетах для вывода очень больших или очень ма- леньких чисел, например, размера атома или расстояния до Солнца. С представлением числа в так называемом стандартном виде (с выделенной мантиссой и порядком). Например, число 123.45 может быть записано в стандартном виде как 123.45 = 1.2345×102 . Здесь 1.2345 –мантисса (она всегда находится в интервале от 1 до 10), а 2 – порядок (мантисса умножается на 10 в этой степени). При выводе по формату %e также можно задать число позиций, которые отводятся для вывода числа, и число цифр в дробной части мантиссы. Порядок всегда указывается в виде двух цифр, перед которыми стоит буква e и знак порядка (плюс или минус).   Формат %g применяется для того, чтобы удалить лишние нули в конце дробной части числа и автоматически выбрать формат (в стандартном виде или с фиксированной точкой). Для очень больших или очень маленьких чисел выбирается формат с плавающей точкой (в стандартном виде). В этом формате можно задать общее число позиций на число и количество значащих цифр.  Выбор вариантов Необходимость ветвлений В простейших программах все команды выполняются одна за другой последовательно. Так реализуются линейные алгоритмы. Однако часто надо выбрать тот или иной вариант действий в зависимости от некоторых условий: если условие верно, поступать одним способом, а если неверно — другим. Для этого используют разветвляющиеся алгоритмы, которые в языках программирования представлены в виде условных операторов. В языке Си существует два вида условных операторов: • оператор if — else для выбора из двух вариантов • оператор множественного выбора switch для выбора из нескольких вариантов Условный оператор if — else Пример. Ввести с клавиатуры два вещественных числа и определить наибольшее из них. По условию задачи нам надо вывести один из двух вариантов ответа: если первое число больше второго, то вывести на экран его, если нет — то второе число. Ниже показаны два варианта решения этой задачи: в первом результат сразу выводится на экран, а во втором наибольшее из двух чисел сначала записывается в третью переменную Max.  • Условный оператор имеет следующий вид:  • Эта запись представляет собой единый оператор, поэтому между скобкой, завершающей блок «если» и словом else не могут находиться никакие операторы. • После слова else никогда НЕ ставится условие — блок «иначе» выполняется тогда, ко- гда основное условие, указанное в скобках после if, ложно. • Если в блоке «если» или в блоке «иначе» только один оператор, то фигурные скобки можно не ставить. • В условии можно использовать знаки логических отношений ><больше, меньше >= <= больше или равно, меньше или равно == равно != не равно • В языке Си любое число, не равное нулю, обозначает истинное условие, а ноль — ложное условие. • Если в блоке «иначе» не надо ничего делать (например: «если в продаже есть мороженое, купи мороженое», а если нет ...), то весь блок «иначе» можно опустить и использовать сокращенную форму условного оператора:  Например, решение предыдущей задачи могло бы выглядеть так:  • В блоки «если» и «иначе» могут входить любые другие операторы, в том числе и другие вложенные условные операторы; при этом оператор else относится к ближайшему предыдущему if:  • Чтобы легче разобраться в программе, все блоки «если» и «иначе» (вместе с ограничивающими их скобками) сдвигаются вправо на 2-3 символа (запись «лесенкой»). Сложные условия Простейшие условия состоят из одного отношения (больше, меньше и т.д.). Иногда надо написать условие, в котором объединяются два или более простейших отношений. Например,фирма отбирает сотрудников в возрасте от 25 до 40 лет (вклчительно). Тогда простейшая программа могла бы выглядеть так:  • Сложное условие состоит из двух или нескольких простых отношений, которые объединяются с помощью знаков логических операций: o операцияИ — требуется одновременное выполнение двух условий условие_1 && условие_2 Эту операцию можно описать следующей таблицей (она называется таблицей истин- ности)  o операция ИЛИ — требуется выполнение хотя бы одного из двух условий (или обоих сразу) условие_1 || условие_2 Таблица истинности запишется в виде  o в сложных условиях иногда используется операция НЕ — отрицание условия (или обратное условие) ! условие Например, следующие два условия равносильны A > B ! ( A <= B ) • Порядок выполнения (приоритет) логических операций и отношений: o операции в скобках, затем o операция НЕ, затем o логические отношения >, <, >=, <=, ==,!=, затем o операцияИ, затем o операций ИЛИ • Для изменения порядка действий используются круглые скобки. Переключатель switch (множественный выбор) Если надо выбрать один из нескольких вариантов в зависимости от значения некоторой целой или символьной переменной, можно использовать несколько вложенных операторов if, но значительно удобнее использовать специальный оператор switch. Пример. Составить программу, которая вводит с клавиатуры русскую букву и выводит на экран название животного на эту букву.  • Оператор множественного выбора switch состоит из заголовка и тела оператора, заключенного в фигурные скобки. • В заголовке после ключевого слова switch в круглых скобках записано имя переменной (целой или символьной). В зависимости от значения этой переменной делается выбор между несколькими вариантами. • Каждому варианту соответствует метка case, после которой стоит одно из возможных значений этой переменной и двоеточие; если значение переменной совпадает с одной из меток, то программа переходит на эту метку и выполняет все последующие операторы. • Оператор break служит для выхода из тела оператора switch. Если убрать все операторы break, то, например, при нажатии на букву a будет напечатано Антилопа Барсук Волк Не знаю таких! • Если значение переменной не совпадает ни с одной из меток, программа переходит на метку default (по умолчанию, то есть если ничего другого не указано). • Можно ставить две метки на один оператор. Например, чтобы программа реагировала как на большие, так и на маленькие буквы, надо в теле оператораswitch написать так:  и так далее. Циклы Необходимость циклов Теперь посмотрим, как вывести на экран это самое приветствие 10 раз. Конечно, можно написать 10 раз оператор printf, но если надо вывести строку 200 раз, то программа значительно увеличится. Поэтому надо использовать циклы. Цикл - это последовательность команд, которая выполняется несколько раз. В языке Си существует несколько видов циклов. Цикл с известным числом шагов (for) Часто мы заранее знаем заранее (или можем рассчитать), сколько раз нам надо выполнить какую-то операцию. В некоторых языках программирования для этого используется цикл repeat – «повтори заданное количество раз». Подумаем, как выполнять такой цикл. В памяти выделяется ячейка и в нее записывается число повторений. Когда программа выполняет тело цикла один раз, содержимое этой ячейки (счетчик) уменьшается на единицу. Выполнение цикла заканчивается, когда в этой ячейке будет ноль. В языке Си цикла repeat нет, а есть цикл for. Он не скрывает ячейку-счетчик, а требует явно объявить ее (выделить под нее память), и даже позволяет использовать ее значение в теле цикла. Ниже показан пример программы, которая печатает приветствие 10 раз.  • Цикл for используется тогда, когда количество повторений цикла заранее известно или может быть вычислено. • Цикл for состоит из заголовка и тела цикла. • В заголовке после слова for в круглых скобках записываются через точку с запятой три выражения: o начальные значения: операторы присваивания, которые выполняются один раз перед выполнением цикла; o условие, при котором выполняется следующий шаг цикла; если условие неверно,работа цикла заканчивается; если оно неверно в самом начале, цикл не выполняется ни одного раза (говорят, что это цикл с предусловием, то есть условие проверяется перед выполнением цикла); o действия в конце каждого шага цикла (в большинстве случаев это операторы присваивания). • В каждой части заголовка может быть несколько операторов, разделенных запятыми. Примеры заголовков:  • Тело цикла заключается в фигурные скобки; если в теле цикла стоит всего один оператор,скобки можно не ставить. • В тело цикла могут входить любые другие операторы, в том числе и другие циклы (такой прием называется «вложенные циклы»). • Для того, чтобы легче разобраться в программе, все тело цикла и ограничивающие его скобки сдвигаются вправо на 2-3 символа (запись «лесенкой»). Квадрат числа Напишем программу, которая вводит с клавиатуры натуральное число N и выводит на эк- ран квадраты всех целых чисел от 1 до N таком виде Квадрат числа 1 равен 1 Квадрат числа 2 равен 4  Мы объявили две переменные: N — максимальное число, i — вспомогательная переменная,которая в цикле принимает последовательно все значения от 1 до N. Для ввода значения N мы напечатали на экране подсказку и использовали функцию scanf с форматом %d (ввод целого числа). При входе в цикл выполняется оператор i = 1, и затем переменная i с каждым шагом увеличивается на единицу (i ++). Цикл выполняется пока истинно условие i <= N. В теле цикла единственный оператор вывода печатает на экране само число и его квадрат по заданному формату. Для возведения в квадрат или другую невысокую степень лучше использовать умножение. Цикл с условием (while) Очень часто заранее невозможно сказать, сколько раз надо выполнить какую-то операцию, но можно определить условие, при котором она должна заканчиваться. Такое задание на русском языке может выглядеть так: делай эту работу до тех пор, пока она не будет закончена(пили бревно, пока оно не будет распилено; иди вперед, пока не дойдешь до двери). Слово «пока» на английском языке записывается как while, и так же называется еще один вид цикла. Пример. Ввести целое число и определить, сколько в нем цифр. Для решения этой задачи обычно применяется такой алгоритм. Число делится на 10 и от- брасывается остаток, и так до тех пор, пока результат деления не равен нулю. С помощью специальной переменной (она называется счетчиком) считаем, сколько раз выполнялось деление -столько цифр и было в числе. Понятно, что нельзя заранее определить, сколько раз надо разделить число, поэтому надо использовать цикл с условием.  • Цикл while используется тогда, когда количество повторений цикла заранее неизвестно и не может быть вычислено. • Цикл while состоит из заголовка и тела цикла. • В заголовке после слова while в круглых скобках записывается условие, при котором цикл продолжает выполняться. Когда это условие нарушается (становится ложно), цикл заканчивается. • В условии можно использовать знаки логических отношений и операций ><больше, меньше >= <= больше или равно, меньше или равно == равно != не равно • Если условие неверно в самом начале, то цикл не выполняется ни разу (это цикл с предусловием). • Если условие никогда не становится ложным (неверным), то цикл никогда не заканчива- ется; в таком случае говорят, что программа «зациклилась» — это серьезная логическая ошибка. • В языке Си любое число, не равное нулю, обозначает истинное условие, а ноль — ложное условие: while ( 1 ){ ... } // бесконечный цикл while ( 0 ){ ... } // цикл не выполнится ни разу • Тело цикла заключается в фигурные скобки; если в теле цикла стоит всего один оператор,скобки можно не ставить. • В тело цикла могут входить любые другие операторы, в том числе и другие циклы (такой прием называется «вложенные циклы»). • Для того, чтобы легче разобраться в программе, все тело цикла и ограничивающие его скобки сдвигаются вправо на 2-3 символа (запись «лесенкой»). Цикл с постусловием (do — while) Существуют также случаи, когда надо выполнить цикл хотя бы один раз, затем на каждом шагу делать проверку некоторого условия и закончить цикл, когда это условие станет ложным. Для этого используется цикл с постусловием (то есть условие проверяется не в начале, а в конце цикла). Не рекомендуется применять его слишком часто, поскольку он напоминает такую ситуацию: прыгнул в бассейн, и только потом посмотрел, есть ли в нем вода. Рассмотрим случай, когда его использование оправдано. Пример. Ввести натуральное число и найти сумму его цифр. Организовать ввод числа так, чтобы нельзя было ввести отрицательное число или ноль. Любая программа должна обеспечивать защиту от неверного ввода данных (иногда такую защиту называют «защитой от дурака» — fool proof). Поскольку пользователь может вводить данные неверно сколько угодно раз, то надо использовать цикл с условием. С другой стороны,один раз обязательно надо ввести число, поэтому нужен цикл с постусловием. В отличие от предыдущей программы, теперь надо при каждом делении определять оста- ток (последняя цифра числа равна остатку от деления его на 10) и суммировать все остатки в специальной переменной.  • Цикл do—while используется тогда, когда количество повторений цикла заранее неизвестно и не может быть вычислено. • Цикл состоит из заголовка do, тела цикла и завершающего условия. • Условие записывается в круглых скобках после слова while, цикл продолжает выполняться, пока условие верно; когда условие становится неверно, цикл заканчивается. • Условие проверяется только в конце очередного шага цикла (это цикл с постусловием), таким образом, цикл всегда выполняется хотя бы один раз. • Если условие никогда не становится ложным (неверным), то цикл никогда не заканчива- ется; в таком случае говорят, что программа «зациклилась» — это серьезная логическая ошибка. • Тело цикла заключается в фигурные скобки; если в теле цикла стоит всего один оператор, скобки можно не ставить. • В тело цикла могут входить любые другие операторы, в том числе и другие циклы (такой прием называется «вложенные циклы»). • Для того, чтобы легче разобраться в программе, все тело цикла и ограничивающие его скобки сдвигаются вправо на 2-3 символа (запись «лесенкой»). |