THEN { Условие выполняется }
if ПодУсловие { ПодУсловие выполняется }
then
BEGIN
...
end
else { ПодУсловие не выполняется }
BEGIN
...
end
ELSE { Условие не выполняется }
BEGIN
...
end;
- 96 -
Еще раз обращаем внимание на отсутствие точки с запятой между ключевыми словами до самого внешнего слова END.
При вложениях условных операторов самое главное - не запутаться в вариантах сочетаний условий (отчасти этому может помочь ступенчатая форма записи операторов). Всегда действует правило: альтернатива ELSE считается принадлежащей ближайшему условному оператору IF, не имеющему ветви ELSE. Именно это правило заложено в компилятор, и, как следствие этого, есть риск создать неправильно понимаемые условия. Например:
IF Условие1
THEN
if Условие2
then ОператорА
ELSE
ОператорБ;
По записи похоже, что ОператорБ будет выполняться только при невыполнении Условия1. Но в действительности он будет отнесен к Условию2 и выполнится лишь при выполнении Условия1 и невыполнении Условия2. Попытка закрыть вложенный условный оператор установкой ";" после ОператораА лишь ухудшит положение. Выход здесь таков: нужно представить вложенное условие как составной оператор
IF Условие1
THEN
BEGIN
if Условие2
then ОператорА
end
ELSE
ОператорБ;
и для ветви ELSE ближайшим "незакрытым" оператором IF окажется оператор с Условием1.
В условии оператора IF может стоять достаточно сложное логическое выражение. В нем придется учитывать приоритет различных логических и математических операций, а также текущую схему компиляции логических выражений в Турбо Паскале. (Подробнее об этом см. разд. 9.3 "Логические вычисления и операции отношения".)
6.3. Оператор варианта (CASE)
Оператор варианта необходим в тех случаях, когда в зависимости от значений какой-либо переменной надо выполнить те или иные
- 97 -
операторы (простые или составные). Если вариантов всего два, то можно обойтись и оператором IF. Но если их, например, десять? В этом случае оптимален оператор варианта CASE. Структура оператора CASE имеет вид
CASE УправляющаяПеременнаяИлиВыражение OF
НаборЗначений1 : Оператор1;
НаборЗначений2 : Оператор2;
НаборЗначенийЗ : ОператорЗ;
...
НаборЗначенийN : ОператорN
ELSE
АльтернативныйВсемНаборамОператор
END;
Между служебными словами CASE и OF должна стоять переменная или выражение (оно вычислится при исполнении оператора CASE). Тип переменной (или значения выражения) может быть только перечислимым (включая типы Char и Boolean), диапазоном или целочисленным одного из типов Byte, ShortInt, Integer или Word. Все прочие типы не будут пропущены компилятором Турбо Паскаля. Набор значений - это конкретные значения управляющей переменной или выражения, при которых необходимо выполнить соответствующий оператор, игнорируя остальные варианты. Если в наборе несколько значений, то они разделяются между собой запятыми. Можно указывать диапазоны значений. Между набором значений и соответствующим ему оператором обязательно должно ставиться двоеточие ":".
Оператор в конкретном варианте может быть как простым, так и составным. Конец варианта обязательно обозначается точкой с запятой. Турбо Паскаль допускает необязательную часть ELSE. Если значение переменной (выражения) не совпало ни с одним из значений в вариантах, то будет выполнен оператор, стоящий в части ELSE.
Завершает оператор CASE слово END. По-прежнему перед ELSE и END необязательна точка с запятой. Рассмотрим пример оператора варианта (в нем Err - переменная типа Word):
| CASE Err OF
| 0 : WriteLn( 'Нормальное завершение программы' );
| 2, 4, 6 : begin
| WriteLn('Ошибка при работе с файлом');
| WriteLn('Повторите действия снова.')
| end;
- 98 -
| 7..99 : WriteLn( 'Ошибка с кодом ', Err )
| ELSE {case}
| WriteLn( 'Код ошибки=,Err,' См. описание')
| END; {case}
Здесь в зависимости от значения переменной Err выводится на экран операторами WriteLn текст соответствующего сообщения. Наличие варианта ELSE (Err не равна 0, 2, 4, 6 и не входит в диапазон 7..99) гарантирует выдачу сообщения в любом случае.
Значения в каждом наборе должны быть уникальными, т.е. они могут появиться только в одном варианте. Пересечение наборов значений для разных вариантов является ошибкой, и она будет замечена компилятором.
Оператор варианта CASE очень удобен и, как правило, более эффективен, чем несколько операторов IF того же назначения. Эффективность его в смысле скорости будет максимальной, если размещать наиболее вероятные значения (или их наборы) первыми в порядке следования.
6.4. Оператор цикла с предусловием (WHILE)
В практике программирования циклы - повторяющиеся выполнения одних и тех же простых или составных операторов - играют очень важную роль. Существует три стандартных способа организации циклических вычислений.
Рассмотрим оператор цикла с предусловием, записываемый как
WHILE Условие DO Оператор;
Конструкция WHILE...DO переводится как "пока...делать". Оператор (простой или составной), стоящий после служебного слова DO и называемый телом цикла, будет выполняться циклически, пока выполняется логическое условие, т.е. пока значение "Условия" равно True. Само условие цикла может быть логической константой, переменной или выражением с логическим результатом.
Условие выполнения тела цикла WHILE проверяется до начала выполнения каждой итерации. Поэтому, если условие сразу не выполняется, то тело цикла игнорируется и будет выполняться оператор, стоящий сразу за телом цикла.
При написании циклов с предусловием следует помнить о двух вещах. Во-первых, чтобы цикл имел шанс когда-нибудь завершиться, содержимое его тела должно обязательно влиять на условие цикла. Во-вторых, условие должно состоять из корректных
- 99 -
выражений и значений, определенных еще до первого выполнения тела цикла. Поясним сказанное примером, вычисляющим значение факториала 10! (рис. 6.1).
| VAR
| Factorial, N : Integer;
| BEGIN
| Factorial := 1; { стартовое значение факториала = 0! }
| N:=1; {стартовое значение для условия цикла}
| WHILE N<=10 DO
| begin { начало тела цикла WHILE }
| Factorial:=Factorial*N; { вычисление факториала N! }
| N := N + 1 { N должно меняться в цикле }
| end; { конец тела цикла WHILE }
| WriteLn( Factorial ); { вывод результата расчета }
| END.
Рис. 6.1
Обратите внимание на присваивание N:=1 перед циклом. Без него значение N может быть любым, и условие может быть некорректным, не говоря уже о самом значении факториала. Значение N меняется внутри цикла. При этом гораздо безопаснее так писать тело цикла, чтобы оператор, влияющий на условие, был последним в теле. Это гарантирует от нежелательных переборов. Если, скажем, на рис. 6.1 поставить строку N:=N+1; перед вычислением значения Factorial, то результатом программы будет значение 11!. Исправить оплошность можно, заменив стартовое значение N на 0, а условие - на N<10. Но от этого программа вряд ли станет нагляднее. Поскольку циклу WHILE "все равно", что происходит в его теле, тело может содержать другие, вложенные, циклы.
6.5. Оператор цикла с постусловием (REPEAT...UNTIL)
Рассмотренный выше оператор цикла с предусловием решает, выполнять свое тело или нет, до первой итерации. Если это не соответствует логике алгоритма, то можно использовать цикл с постусловием, т.е. решающий, делать или нет очередную итерацию, лишь после завершения предыдущей. Это имеет принципиальное значение лишь на первом шаге, а далее циклы ведут себя идентично. Цикл с постусловием всегда будет выполнен хотя бы один раз.
- 100 -
Оформляется такой цикл с помощью служебных слов REPEAT и UNTIL (повторять до):
REPEAT
Оператор1;
Оператор2;
...
ОператорN
UNTIL Условие;
Первое из них объявляет цикл и открывает его тело, а второе - закрывает тело и содержит условие окончания цикла. Тело цикла может быть пустым или содержать один и более операторов. В последнем случае слова BEGIN и END не нужны: их роль играют слова REPEAT и UNTIL.
Условие - это логическое значение, переменная или выражение с логическим результатом. Но работает оно здесь совсем не так, как в цикле WHILE. Если в цикле WHILE подразумевается алгоритм "пока условие истинно, выполнять операторы тела цикла", то цикл REPEAT...UNTIL соответствует алгоритму "выполнять тело цикла, пока не станет истинным условие".
Иными словами, в цикле с REPEAT...UNTIL условием продолжения итераций будет невыполнение условия (его значение False). Хорошей иллюстрацией к вышесказанному может быть конструкция "вечного цикла":
REPEAT UNTIL False;
Этот цикл пустой и никогда не прекращающийся. Он хорош только в случае, когда нужно заблокировать программу, и, возможно, весь компьютер. (Но если отбросить шутки, то можно и его пристроить в дело. Обычно так организуются программы с повторяющимися действиями: вначале программы ставится REPEAT, а в конце - UNTIL False. А прервать цикл можно специальными операторами: Exit, Halt. Это имеет смысл, если условий завершения программы много или они очень сложны.)
Если условие конца цикла более гибкое, чем константа False, то в теле цикла должны содержаться операторы, влияющие на само условие. О предварительной корректности условия, как в случае цикла WHILE, заботиться уже необязательно.
6.6. Оператор цикла с параметром (FOR...DO)
Операторы циклов с пред- и с постусловием, хотя и обладают значительной гибкостью, не слишком удобны для организации
- 101 -
"строгих" циклов, которые должны быть проделаны данное число раз. Цикл с параметром вводится именно для таких случаев. Синтаксис оформления циклов с параметром следующий:
FOR ПараметрЦикла:=МладшееЗнач TO СтаршееЗнач DO Оператор;
или
FOR ПараметрЦикла := СтаршееЗнач DOWNTO МладшееЗнач DO
Оператор;
Слова FOR...TO (DOWNTO)...DO можно перевести как "для параметра от...до...делать".
Оператор, представляющий собой тело цикла, может быть простым, составным или пустым. В последнем случае за словом DO сразу ставится точка с запятой. Параметр цикла, а также диапазон его изменения (от стартового до конечного значения включительно) может быть только целочисленного или перечислимого типа. Сам параметр должен быть описан совместно с прочими переменными. Шаг цикла FOR всегда постоянный и равен "интервалу" между двумя ближайшими значениями типа параметра цикла. Изменение параметра цикла может быть возрастающим, но может быть и убывающим. В первом случае МладшееЗначение должно быть не больше чем Старшее, а во втором - наоборот. Примеры оформления циклов с параметром приведены на рис. 6.2.
| VAR
| i : Integer; { описание параметров циклов}
| c : Char;
| b : Boolean;
| e : (elem1, elem2, elem3 ); {вводимый перечислимый тип}
| BEGIN
| FOR i:= -10 TO 10 DO Writeln(i);
| FOR i:= 10 DOWNTO -10 DO Writeln(i);
| FOR c:= 'a' TO 'r' DO Writeln(с);
| FOR b:=True DOWNTO False DO Writeln(b);
| FOR e:= elem1 TO elem3 DO Writeln(Ord(e));
| END.
Рис. 6.2
Если параметр возрастает, то между границами его значений ставится слово TO, если же убывает, то ставится слово DOWNTO. Соответственно с этим меняются местами старшее и младшее зна-
- 102 -
чения в заголовке цикла. На месте старших и младших значений могут стоять константы (как на рис. 6.2), а могут и переменные или выражения, совместимые по присваиванию с параметром цикла. Выполнение цикла начинается с присваивания параметру стартового значения. Затем следует проверка, не превосходит ли параметр конечное значение (случай с TO) или не является ли он меньше конечного значения (случай с DOWNTO). Если результат проверки утвердительный, то цикл считается завершенным и управление передается следующему за телом цикла оператору. В противном случае выполняется тело цикла, и после этого параметр меняет свое значение на следующее, согласно заголовку цикла. Далее снова производится проверка значения параметра цикла, т.е. алгоритм повторяется. Из этого следует, что будут проигнорированы циклы
FOR i := 5 ТО 4 DO ...;
FOR i : = 4 DOWNTO 5 DO ...;
а цикл
FOR i := N TO N DO ...;
выполнит операторы своего тела строго один раз.
Запрещается изменять параметр цикла и его старшее и младшее значения (если они заданы переменными или выражениями с ними) изнутри тела цикла. Кроме того, параметр цикла не может участвовать в построении диапазонов этого же цикла. Компилятор таких "незаконных" действий не замечает, но программа, содержащая цикл с заголовком типа
FOR i := i-5 TO i+5 DO ...
не заслуживает никакого доверия, даже если запускается. Если же необходимо досрочно завершить цикл FOR (для чего велик соблазн искусственно "подрастить" параметр цикла), то можно воспользоваться оператором перехода Goto (о нем см. следующий раздел). В техническом описании Турбо Паскаля отмечается, что после завершения цикла FOR значение его параметра не определено. При экспериментальной проверке этого факта скорее всего получится обратный результат: параметр будет иметь конечное значение своего диапазона. Тем не менее, не следует опираться на это в своих программах. Лучше переприсвоить значение параметра после окончания цикла - так будет корректнее. Исключение - выход из цикла переходом Goto. В этом случае значение переменной (параметра цикла) останется таким же, каким было на момент выполнения оператора Goto.
- 103 -
Циклы с параметром - очень быстрые и генерируют компактный выполнимый код. Но всем им присущ один традиционный в Паскале недостаток - параметр должен принадлежать к перечислимому типу, а шаг не может быть изменен. Так, в первых двух циклах на рис. 6.2 шагом будет значение +1 и -1 соответственно, в цикле от 'а' до 'г' параметр C примет последовательные значения 'а', 'б', 'в', 'г', т.е. каждый следующий элемент - это значение функции Succ(C). Следствием этого являются проблемы организации циклов с шагом, отличным, например, от 1, а тем более циклов с вещественным параметром.
Для разрешения таких проблем приходится использовать обходные пути: обращаться к циклам с условиями. Так, цикл с вещественным параметром r от 3,20 до 4,10 с шагом 0,05 можно запрограммировать циклом WHILE:
r:=3.20;
WHILE r<=4.10 do
BEGIN
...
r := r + 0.05
end;
Возвращаясь к циклам FOR, заметим, что они допускают вложенность при условии, что никакой из вложенных циклов, наряду с другими операторами, не использует и не модифицирует переменные - параметры внешних циклов.