Составной и пустой операторы

Составной оператор используется в том случае, когда по правилам синтаксиса сложного оператора должен стоять только один оператор, а в алгоритме необходимо выполнить некоторую последовательность действий. Составной оператор объединяет эту последовательность в единый по син­таксису оператор путем заключения в операторные скобки begin и end. Например:

ВEGIN

< оператор1>;

< оператор2>;

...;

< операторN>

END;

Для составного оператора допускается любая глубина вложенности:

BEGIN

BEGIN

...

BEGIN

...

END;

...

END;

END;

Пустой оператор не выполняет никаких действий и может быть исполь­зован для передачи управления в конец составного оператора. Пустой оператор записывается в виде точки с запятой.

Например, пустыми операторами будут следующие записи:

1); ; 2) < метка>: ;

 

Оператор безусловного перехода

Оператор безусловного перехода позволяет изменить обычный после­довательный порядок выполнения операторов и непосредственно перейти к нужному опера­тору, предварительно помеченному меткой.

Структура такого оператора:

GOTO < метка >;

где GOTO - ключевое слово, обозначающее перейти к < метке >,

< метка > является произвольным идентификатором, который позволяет пометить любой оператор в программе и потом ссылаться на него. Оператор от метки отделяется двоеточием. В языке Pascal ABC допускается использовать в качестве метки также целое число без знака.

Пример:

LABEL m1, loop;

VAR a, b, c, d: word;

BEGIN

m1: a: = b+c*d;

...

goto m1;

loop: END.

Все использованные в программе метки должны быть описаны в разде­ле описаний программы с указанием ключевого слова “LABEL”. Описанные в этом операторе метки обязательно должны быть использованы в программе.

Метки, описанные в функции или процедуре, локализуются только в ней, передача управления извне процедуры на метку внутри ее невозмож­на. С помощью оператора GOTO не рекомендуется осуществлять переход во внутреннюю часть сложного оператора (цикла, составного оператора). Запрещается переход с одной альтернативной части (ветви) сложного опе­ратора на другую.

Современная технология структурного программирования основана на принципе программирования без GOTO. Считается, что злоупотребление этими операторами затрудняет чтение программы, усложняет ее отладку.

Тем не менее, в некоторых случаях использование оператора перехода мо­жет упростить программу. Обычно GOTO используется для досрочного выхо­да из любого сложного оператора или вложенных операторов цикла.

 

4.5. Пример и задания с оператором IF

Пример. Вычислить значения функции y(x) в зависимости от интервала, в который попадает аргумент x.

Для xÎ [-10, 5]

 

 

где а = 1. 5, b = 0. 5;

Напишем программу, соответствующую схеме алгоритма (рис. 5):

Program Lr2;

Label m1, 10;

Const A = 1.5; B = 0.5;

var x, y: real; // переменные вещественного типа

Begin

m1: read(x); // вводим значение переменной x

IF (x < -10) or (x> 5) then goto m1;

IF x< 0 then begin y: = a*x+b; goto 10 end;

if (x > = 0) and (x< =2) then y: =A*SQR(x)*LN(x+1);

if x> 2 then y: = EXP(A*x+1)*COS(B*x);

10: writeln( ' x= ', x: 8: 1, ' y= ' , y: 8: 2); //вывод значений x и y

End.

y = ax2 Ln(x+1)

y=Ax+b

y=eax+1 cos(bx)

Да

Нет

Нет

Да

Да

Каждому условному оператору в программе соответствует символ “решение” в схеме алгоритма на рис. 5. Программу можно упростить, используя вложенные условные операторы. Например, если в первом и втором операторах IF добавить их альтернативные части ELSE, тогда в третьем IF условие упростится до вида (x < = 2) и не потребуется последний оператор IF.

 

 

	Нет

 

Рис. 5

Задания к самостоятельному выполнению (программа_2_1)

Вычислить значение функции в зависимости от интервала, в который попадает вводимый с клавиатуры аргумент:

1. Для t [0, 3], at²lnt при 1 £ t £ 2,

где a = -0.5, b = 2 z = 1 при t < 1,

e^atcosbt при t > 2,

 

2. Для x [0, 4], при x > 2,

где а = 2.3 f = х при 0.3 < x £ 2,

cos(x-a) при x £ 0.3,

3. Для x [0, 7], (a+b)/(e^x+cosx) при 0 £ x < 2.3,

где a = -2.7, b = -0.27 z = (a+b)/(x+1) при 2.3 £ x < 5,

e^x+sinx при 7 ³ х ³ 5,

 

4. Для i [7, 12], ai⁴+bi при I < 10,

где a = 2.2, b = 0.3. y = tg(i+0.5) при I = 10,

e²ⁱ+ при I > 10,

5. Для x [0.9, 5], x²-7/x² при x < 1.3,

где a = 1.5 y = ax³+7 при 1.3 £ x < 3,

lg(x+7 ) при x ³ 3,

6. Для t [-1.4], при t < 0.1,

где a = 2.1, b = 0.37. z = at+b при 0.1 £ t < 2,

при t ³ 2,

7. Для x [0, 6], a e^sinx+2.5 при x < 0.3,

где a = 1.5. y = e^cosx+a при 0.3 £ x < 4,

(sin x)/(a+e^x) при x ³ 4,

 

y =

8. Для x [1, 2], a/x+bx²-c при x £ 1.2,

где a = 1.8, b = -0.5, c = 3.5 (a+bx)/ при x > 1.2,

 

9. Для t [1, 5], t при t > a,

где a = 2.5 z = t sin at при t = a,

e^-at cos at при t < a,

 

10. Для x [0, 4], e^-bx sin bx при x < 2.3,

где a = 1, b = 3 y = сos bx при 2.3 £ x £ 3,

e^-ax cos bx при x ³ 3,

 

11. Для t [0.5, 3], at²-b при t < a,

где a = 1.3, b = 6.5 z = a-b при a £ t £ b,

a t^2/3- при t > b,

12. Для x [0, 2], |e^-2x sin bx| при x > 1,

где b = -2.9 y = cos bx при x = 1,

e^-x cos bx при x < 1,

 

13. Для x [0.5, 2] sin (cos ax) при x > 1,

где a = -0.8 z = tg ax при x = 1,

a² x при x < 1,

 

14. Для x [1, 2], ln bx - 1/(bx+1) при x < 1.3,

где b = 1.3 y = bx + 1 при 1.3 ³ x ³ 1.7,

ln bx +1/(bx+1) при x > 1.7,

15. Для x [-1, 1], ax²+bx^2/3 при x < 0.1,

где a = 2.5, b = -0.9 z = a x² при x = 0.1,

b x^2/3 при x > 0.1.

 

16. Ввести координаты точки (x, y). Напечатать, в каком квадранте или на какой оси координат находится эта точка.

17. Ввести радиусы R₁, R₂ и высоту. Вычислить объем усеченного конуса: , где S – площадь оснований. Если R₁ = R₂ – объем и площадь цилиндра, если R₁ = 0 или R₂ = 0 – объем (hπ r²) и площадь π r( ) поверхности конуса.

18. Ввести с клавиатуры цифру. Определить, какой системе счисления она может принадлежать.

19. Ввести число. Определить, делится ли оно нацело на два, три или на пять.

20. Ввести a, b, h. Если h = 0, вычислить площадь прямоугольника; при a = b, найти площадь квадрата; в противном случае подсчитать площадь трапеции.

4.6. Оператор выбора варианта CASE

Оператор CASE позволяет в зависимости от значения какой-либо пе­ремен­ной или выражения порядкового типа выполнить те или иные дейс­твия.

Его структура имеет следующий вид:

CASE < ключ_выбора> OF

< константа_выбора1>: < оператор1>;

< константа_выбора2>: < оператор2>;

...

< константа_выбораN>: < операторN>

ELSE < оператор>

END;

где < ключ_выбора> - переменная (или выражение) любого порядкового типа; < константа_выбора> - константа того же типа, что и < ключ_выбора>; < оператор> - произвольный оператор Pascal ABC.

Принцип действия оператора. Сначала вычисляется < ключ_выбора>, затем в списке конс­тант выбора отыскивается нужная константа, равная < ключу_выбора>, и выполня­ется стоящий за ней оператор. После этого оператор CASE завершает рабо­ту. Если в списке не найдена константа, совпадающая с " ключом", выпол­няется оператор, стоящий после ELSE.

Заметим, что стоящая в конце часть ELSE < оператор> является не обязательной. При отсутс­твии в списке выбора нужной константы оператор выбора просто завершает свою работу.

Любому из операторов < списка выбора> может предшествовать нес­колько < констант выбора>. В этом случае они разделяются запятыми или представляют собой диапазон значений.

Пример:

CASE < ключ> OF

1: < оператор1>;

2, 3: < оператор2>;

4.. 6: < оператор3>

ELSE < оператор>

END;

< Константа_выбора> не является меткой оператора, поэтому в разде­ле меток описывать её нельзя.

4.7. Примеры и задания с оператором CASE

Пример 1 . Выполнить арифметическую операцию в зависимости от введенного с клавиатуры символа.

VAR operation: char;

x, y, z: real;

BEGIN

read(x, y);

read (operation);

CASE operation OF

'+': z: =x+y;

'-': z: =x-y;

'*': z: =x*y;

'/': z: =x/y;

ELSE write('нет опеpаций')

END;

WRITELN( ' z= ', z )

END.

Пример 2 . Составить программу для начисления зарплаты согласно следующему правилу: если стаж работы сотрудника менее пяти лет, то зарплата равна 50$, при стаже работы от пяти до 15 лет – 100$, свыше 15 лет зарплата повышается с каждым годом на 10$, причем при стаже, превышающем 30 лет, она составляет 300$.

Для программирования решения этой задачи определим математичес­кую формулировку задачи:

50, если ST < 5;

ZP =

100, если 5 ≤ ST £ 15;

100 + (ST -15)*10 при 15 < ST ≤ 30;

300, если ST > 30;

где ZP – зарплата, ST – стаж работы.

Реализация задачи для примера 2

представлена следующим алгоритмом

(рис. 6) и программой:

Program zarplata;

var ST: byte; {стаж (байтовый) тип)}

Рис. 6

ZP: real; {вещественный тип}

Begin

writeln('введите стаж');

read(ST); {ввод стажа}

case ST of {выбор из }

1..4: ZP: =50;

5..15: ZP: =100;

16..29: ZP: =100+(ST-15)*10

else ZP: =300

end;

writeln(' Зарплата = ', ZP: 10: 2, ' $'); {вывод результата}

End.

Задания к самостоятельному выполнению (программа 2_2)

1. Определить остаток от деления на восемь введенного числа х и написать восьмеричную цифру прописью.

2. По цифре (0..9), введенной с клавиатуры, напечатать название этой цифры.

3. С клавиатуры ввести число k (1..30). Определить, какому дню недели оно соответствует, если первое число – понедельник.

4. Ввести число и номер месяца. Напечатать дату с названием месяца прописью.

5. Идет k секунда суток. Вычислить, сколько прошло часов и полных минут к этому моменту, при этом согласовать со значением слова (час, часа, часов, минута, минуты, минут).

6. В зависимости от номера (N) типа фигуры организовать ввод необходимых данных и вычислить при N = 1 – площадь круга, N = 2 – объем шара (4/3π R³), N = 3 – объем цилиндра, N = 4 – площадь поверхности сферы 4π r².

7. Ввести число N (0 ≤ N ≤ 15). Определить и напечатать шестнадцатеричную цифру, ему соответствующую.

8. Для целого числа R (1…99) напечатать фразу « Мне R лет », при некоторых значениях R слово «лет» заменить словом «год» или «года».

9. В зависимости от заданного номера фигуры ввести необходимые данные и вычислить при к = 1 площадь прямоугольника, при к = 2 площадь параллелограмма, а при к = 3 площадь трапеции по формуле (a+b) h/2. Во втором случае напечатать: является ли фигура параллелограммом или ромбом.

10. Перевести введенное целое число 0 ≤ х ≤ 31 в шестнадцатеричную систему счисления.

5. ПРОГРАММИРОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ
ЦИКЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ

5.1.Оператор счётного цикла

В языке Pascal существует три разновидности операторов цикла:

1) счетный оператор цикла (оператор цикла со счётчиком);

2) оператор цикла с предусловием;

3) оператор цикла с постусловием.

Для любого оператора цикла вход в цикл возможен только через его начало, выход осуществляется как вследствие естественного окончания цикла, так и путем выполнения оператора перехода GOTO или процедур выхода, содержащихся внутри цикла.

Счетный оператор цикла FOR реализует циклический процесс с известным числом повторений. Этот оператор имеет две формы записи. Первая форма позволяет наращивать < параметр цикла > на единицу и имеет вид

FOR < параметр_цикла>: = < min_значение> TO < max_значение> DO < оператор>;

Параметром цикла называется переменная, служащая для управления циклом. Для оператора цикла FOR в качестве < параметра_цикла> используется переменная целого либо любого порядкового типа. Здесь < min_значение > и < max_значение > - это константы (или выражения), определяющие соответственно начальное и конечное значения параметра цикла. Их типы должны быть совместимыми с типом параметра цикла.

Вторая форма позволяет уменьшать на единицу значение параметра цикла:

FOR < параметр цикла > : = < max значение > DOWNTO

< min значение > DO < оператор>;

Пример. Вычислить Y = 1 + 1/2 + 1/3 +... + 1/N.

Для вычисления в программе необходимо многократно произвести сложение по “формуле суммы” Y =Y+1/I при изменении параметра I от одного до N.

Реализация 1: Y: =0;

FOR I: =1 TO N DO Y=Y+1/I;

Реализация 2: Y: =0;

FOR I: =N DOWNTO 1 DO Y=Y+1/I;

Значение параметра цикла в теле цикла может не использоваться, а лишь выполнять функцию счетчика. Например, пусть необходимо вычислить Y = Xⁿ. Тогда фрагмент тела программы запишется в следующем виде:

Y: =1;

FOR I: =1 TO N DO Y=Y*X;

Два других оператора цикла (с пpедусловием и постусловием) прове­ряют условия повторения или окончания цикла, но сами не изменяют значения параметра цикла. Они организуют выполнение цикла с неизвестным заранее числом повторений.

 

5.2. Примеры и задания для оператора цикла со счётчиком

Пример 1. Вычислить сумму членов ряда: s = 1 +1/4 +1/9+ 1/16 +....

Учитывая, что параметр - знаменатель числового ряда – изменяется как квадрат натурального числа, определим алгоритм решения за­дачи в виде циклической структуры (pис. 7) и напишем соответствующую программу:

PROGRAM summa;

VAR s, r: REAL;

i, N: INTEGER;

BEGIN

s: =0;

WRITELN('введите N');

READ(N);

FOR I: =1 TO N DO

begin

r: = 1/sqr(i);

s: = s + r;

end;

WRITELN( ' Сумма= ', s: 6: 2 );

END.

Пример 2. Вычислить значения двух функций F1(x) = tg (x) и F2(x) = sin(x) в n точках, рав­номерно распределенных на ин­тер­вале a ≤ x ≤ b, где a = - π /4, b = π.

Для реализации данной задачи разработана схема алгоритма (pис. 8) и cледующая программа:

Program Lab3;

Const а = -pi/4; b = pi;

Var F1, F2, x, dx: real; {dx – шаг изменения х}

i, n: integer; {i – параметр цикла}

Begin

writeln ('введите число точек N'); read(n);

dx: = abs(b-a)/(n-1);

x: =a;

writeln (' ___________________________');

writeln ('| I | X | F1 | F2 |');

writeln ('|---|------------|------------|------------|');

for I: = 1 to n do {опеpатоp цикла}

Begin

F2: = sin(x);

F1: = F2/cos(x); {вычисление tg x}

writeln('|', i: 3, ' |', x: 8: 3, '|', f1: 8: 4, ' |', f2: 8: 4, ' |');

Рис. 8

x: = x + dx;

end;

writeln( ' | ________________________| );.

End.

Задания к самостоятельному выполнению

Задание 1 (программа_3_1)

Для заданных с клавиатуры значений переменных x и n вычислить:

1. X = 1 + 1/2 + 1/3 +... + 1/10. 2. Z = 2 × 4 × 6 × 8 ×... × 20.

3. Y = -x + 4x - 9x +... - 81 x. 4. Y = x + x/3 + x/5 +... + x/17.

5. Y = n! = 1× 2 × 3 × ...^.n. 6. Y = 1 - 3 + 3² - 3³ +... + 3¹⁰.

7. Y= x² / ( 2i-1). 8. Z = ( x+i) / i.

9. Y = x²/i. 10. Y = 1 + x/2 + x²/4 + x³/6 +... + xⁱ/2i +... + x⁹ /18.

11. Y = 1 + x²/1! + x⁴/2! + x⁶/3! + … + x²⁰/10! = 1+ x²ⁱ/i!.

12. Y = 1 - x + x³/3! - x⁵/5! +... + (-1)ⁿ x^2n-1/(2n-1)! +... + x¹¹/11!.

13. е = 1 + 1/1! + 1/2! + ... + 1/n! +... (сравнить результат со значением функции EXP(1), определенной в Паскале).

14. π = 4(1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + … + (-1)ⁿ/(2n+1) + …) (результаты сравнить с определенным в языке Паскаль числом Pi).

15. Y = arctg x = x-x³/3 +x⁵/5- ... +(-1)ⁿ x²ⁿ⁺¹/(2n+1)+... (|х|< 1).

16. Z = LN(1+x) = x - x²/2 + x³/3 - ... + (-1)^n-1 xⁿ/n ^+... (|x|< 1).

17. S = x - x³/3! + x⁵/5! - ... +(-1)ⁿ x²ⁿ⁺¹/(2n+1)! +....

18. Вычислить суммы положительных и отрицательных значений функции

z = cos(nx+a) sin(nx-a),

где n =1, 2, ..., 5, a и x - вещественные числа.

19. Вычислить сумму четных и сумму нечетных чисел натурального ряда
в диапазоне от 1 до N_.

20. Найти сумму факториала .

Задание 2 (программа_3_2)

Вычислить значения двух функций в n точках, равномерно распределенных в диапазоне а ≤ x ≤ b. Результаты оформить в виде таблицы.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: