Как обозначается if в блок схеме

Условный оператор if

Когда линейную часть программы необходимо разделить на две или более ветви (альтернативы) используют операторы условных и безусловных переходов. Это структурные операторы языка, которые позволяют менять порядок выполнения программы в зависимости от некоторых условий. Ветвление осуществляется путем анализа некоторого логического выражения, задающего условие выбора альтернативы.

Оператор if позволяет разветвить вычислительный процесс на два варианта в зависимости от значения некоторого условия.

Имеется две формы условного оператора:

Полная схема выполнения : if (выражение) оператор1 else оператор2;

Сокращенная схема выполнения : if (выражение) оператор1 ;

Выполнение оператора if начинается с вычисления выражения.

Далее выполнение осуществляется по следующей схеме:

если выражение имеет значение TRUE, то есть истинно (отлично от 0), то выполняется оператор_1.

если выражение имеет значение FALSE, то есть ложно ( равно 0),то выполняется оператор_2.

если выражение имеет значение FALSE и отсутствует конструкция со словом else, то выполнение оператора if завершается.

Полная блок-схема оператора if

Сокращенная блок-схема оператора if

if (a > b) c = a — b; // выполняется, если a больше b

else c = b — a; // выполняется, если a меньше b

else // блок операторов выполняется, если i больше j

Оператор выбора switch.

Если в программе используются больше трех возможных вариантов, то следует использовать оператор switch. Его часто называют селективным оператором, переключателем или оператором выбора. Оператор switch передает управление одному из нескольких помеченных специальными метками операторов в зависимости от значения целочисленного выражения. Специальные метки начинаются с ключевого слова case и являются целочисленными константами.

Оператор имеет следующий вид:

Выражение в круглых скобках, может быть любым допустимым выражением языка С, значение которого должно быть целым. Оператор switch рассматривает значение выражения не как логический результат TRUE или FALSE, а как «шаблон» для выбора подходящего варианта из заданного вами списка.

Схема выполнения оператора switch:

Вычисляется выражение в круглых скобках (назовем его селектором).

Значение селектора последовательно сравнивается с метками константных выражений, записанных после ключевого слова case , если селектор и метка равны, то управление передается оператору, помеченному данной меткой

Если селектор не совпадает ни с одной меткой, то управление передается на оператор, помеченный словом default.

Если default отсутствует, то управление передается следующему за switch оператору.

Как обозначается if в блок схеме

Такой цикл записывается при помощи ключевого слова while , за которым следует логическое выражение в круглых скобках, а затем — блок команд (действия) в фигурных скобках. Блок называется ещё телом цикла:

Как видно рисунка 2.4. «Блок-схема для цикла с предусловием», выполнение цикла начинается с проверки условия. Если условие не выполнено (логическое выражение принимает ложное значение), выполнение программы продолжается, как если бы никакого цикла не было. В противном случае (логическое выражение истинно) выполняются команды из тела цикла, после чего снова проверяется условие, и, при необходимости, выполняются действия из тела цикла, и так далее.

Тело цикла может не выполниться ни разу, если при входе в цикл не выполняется условие.

Если желательно, чтобы выполнение цикла когда-нибудь завершилось (чаще всего это так), нужно позаботиться, чтобы действия, совершаемые в цикле, рано или поздно сделали бы условие цикла ложным. Но что же будет, если взять в качестве условия что-то, что заведомо истинно, например, выражение 2 * 2 == 4 ? Мы получим бесконечный цикл. Такое может случиться и при ошибках программирования. Если в теле цикла отсутствуют команды, выводящие текст на экран, работающая программа не будет подавать видимых признаков жизни, что неизменно вызывает панику у начинающих программистов. Они часто говорят в таких случаях: «компьютер повис». Вовсе нет! Вернуть контроль над ситуацией можно, прервав выполнение программы нажатием комбинации клавиш Ctrl + C . Появится командная строка, из которой можно запустить текстовый редактор и поправить текст программы.

Можно написать такую программу, которая не будет прерываться при нажатии на Ctrl + C . Но, во-первых, мы ещё не скоро освоим технику такого программирования (об этом речь пойдёт в главе 37. ««Жизнь» Джона Конвея»), а во-вторых, найдутся и другие способы, чтобы прервать такую программу.

Иногда может возникнуть необходимость в бесконечных циклах. Нет нужды выдумывать всегда истинное условие; условие можно и пропустить:

Отсутствие условия цикла или его постоянная истинность ещё не означает, что цикл бесконечный. Имеется команда last , позволяющие «выскочить» из цикла. Разговор об этой команде впереди.

Name already in use

OAP / articles / t1l2.md

• Go to file T
• Go to line L
• Copy path
• Copy permalink

0 contributors

Users who have contributed to this file

• Open with Desktop
• View raw
• Copy raw contents Copy raw contents

Copy raw contents

Copy raw contents

Основные алгоритмические конструкции

Алгоритм применительно к вычислительной машине — точное предписание, т.е. набор операций и правил их чередования, при помощи которого, начиная с некоторых исходных данных, можно решить любую задачу фиксированного типа.

Алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий задачи, путей ее решения, определения действий исполнителя подразделяются следующим образом:

Линейный алгоритм — набор команд (указаний), выполняемых последовательно друг за другом.

Основным элементарным действием в линейных алгоритмах является присваивание значения переменной величине. Если значение константы определено видом ее записи, то переменная величина получает конкретное значение только в результате присваивания. Присваивание может осуществляться двумя способами: с помощью команды присваивания и с помощью команды ввода.

Рассмотрим пример. В школьном учебнике математики правила деления обыкновенных дробей описаны так:

1. Числитель первой дроби умножить на знаменатель второй дроби.
2. Знаменатель первой дроби умножить на числитель второй дроби.
3. Записать дробь, числитель которой есть результат выполнения пункта 1, а знаменатель — результат выполнения пункта 2.

В алгебраической форме это выглядит следующим образом:

Построим алгоритм деления дробей для ЭВМ. В этом алгоритме сохраним те же обозначения для переменных, которые использованы в записанной выше формуле. Исходными данными являются целочисленные переменные а, Ь, с, d. Результатом — также целые величины m и n. Блок-схема и текст алгоритма на языке программирования (ЯП) Kotlin приведены ниже.

Формат команды присваивания следующий:

Знак «=» нужно читать как «присвоить».

Команда присваивания обозначает следующие действия, выполняемые компьютером:

1. Вычисляется выражение.
2. Полученное значение присваивается переменной.

В приведенном выше алгоритме присутствуют две команды присваивания. В блок-схемах команда присваивания записывается в прямоугольнике. Такой блок называется вычислительным блоком.

В описаниях алгоритмов необязательно соблюдать строгие правила в записи выражений. Их можно писать в обычной математической форме. Это еще не язык программирования со строгим синтаксисом.

В приведенном алгоритме присутствуют команды ввода:

В блок-схеме команда ввода записывается в параллелограмме — блоке ввода-вывода. При выполнении данной команды процессор прерывает работу и ожидает действий пользователя. Пользователь должен набрать на устройстве ввода (клавиатуре) значения вводимых переменных и нажать на клавишу ввода Enter. Обычно с помощью команды ввода присваиваются значения исходных данных, а команда присваивания используется для получения промежуточных и конечных величин.

Полученные компьютером результаты решения задачи должны быть сообщены пользователю. Для этих целей предназначена команда вывода:

С помощью этой команды результаты выводятся на экран или на устройство печати на бумагу.

Поскольку присваивание является важнейшей операцией в вычислительных алгоритмах, обсудим ее более подробно.

Рассмотрим последовательное выполнение четырех команд присваивания, в которых участвуют две переменные величины a и b.

В приведенной ниже таблице напротив каждой команды присваивания указываются значения переменных, которые устанавливаются после ее выполнения.

Этот пример иллюстрирует три основных свойства команды присваивания:

• пока переменной не присвоено значение, она остается неопределенной;
• значение, присвоенное переменной, сохраняется в ней вплоть до выполнения следующей команды присваивания этой переменной;
• новое значение, присваиваемое переменной, заменяет ее предыдущее значение.

Рассмотрим один очень полезный алгоритм, который приходится часто использовать при программировании. Даны две величины: Х и Y. Требуется произвести между ними обмен значениями. Например, если первоначально было Х=1, Y=2, то после обмена должно стать: Х=2, Y=1.

Хорошей моделью для решения этой задачи является следующая ситуация: имеются два стакана — один с молоком, другой с водой. Требуется произвести обмен их содержимым. Всякому ясно, что в этом случае нужен дополнительный третий пустой стакан. Последовательность действий будет следующей: 1) перелить из первого стакана в третий; 2) перелить из второго в первый; 3) перелить из третьего во второй. Цель достигнута!

По аналогии для обмена значениями двух переменных нужна третья дополнительная переменная. Назовем ее Z. Тогда задача обмена решается последовательным выполнением трех команд присваивания:

Аналогия со стаканами не совсем точна в том смысле, что при переливании из одного стакана в другой первый становится пустым. В результате же присваивания (Х = Y) переменная, стоящая справа (Y), сохраняет свое значение.

Алгоритм для деления дробей имеет линейную структуру. В нем все команды выполняются в строго однозначной последовательности, каждая по одному разу. Линейный алгоритм составляется из команд присваивания, ввода, вывода и обращения к вспомогательным алгоритмам (об этом позже).

При описании алгоритмов в блок-схемах типы, как правило, не указываются (но подразумеваются). В алгоритмах для всех переменных типы указываются явно. В них используются следующие обозначения типов: Int — целый тип, Float — вещественный тип, String — символьный (литерный) тип, Boolean — логический тип. В алгоритме для деления дробей для всех переменных указан тип Int.

Разветвляющийся алгоритм — алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого ЭВМ обеспечивает переход на один из двух возможных шагов.

Циклический алгоритм — алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными. К циклическим алгоритмам сводится большинство методов вычислений, перебора вариантов. Цикл программы — последовательность команд (серия, тело цикла), которая может выполняться многократно (для новых исходных данных) до удовлетворения некоторому условию.

Составим алгоритм решения квадратного уравнения: ax 2 +bx+c=0

Задача хорошо знакома из математики. Исходными данными здесь являются коэффициенты а, b, с. Решением в общем случае будут два корня х1 и х2, которые вычисляются по формуле:

Слабость такого алгоритма видна невооруженным глазом. Он не обладает важнейшим свойством, предъявляемым к качественным алгоритмам, — универсальностью по отношению к исходным данным. Какими бы ни были значения исходных данных, алгоритм должен приводить к определенному результату и завершать работу. Результатом может быть число, но может быть и сообщение о том, что при определенных данных задача решения не имеет. Недопустимы остановки в середине алгоритма из-за невозможности выполнить какую-то операцию. Упомянутое свойство называют результативностью алгоритма (в любом случае должен быть получен какой-то результат).

Чтобы построить универсальный алгоритм, сначала требуется тщательно проанализировать математическое содержание задачи.

Решение уравнения зависит от значений коэффициентов а, b, с. Вот анализ рассмотренной выше задачи (ограничиваемся только поиском вещественных корней):

если а = 0, b = 0, с = 0, то любое х — решение уравнения;
если а = 0, b = 0, с <> О, то уравнение действительных решений не имеет;
если а = 0, b <> О, то это линейное уравнение, которое имеет одно решение х = -c/b;
если а<>0 и d=b 2 -4ac >= 0, то уравнение имеет два вещественных корня (формулы приведены выше);
если a<>0 и d<0, то уравнение не имеет вещественных корней.

Этот же алгоритм на Kotlin:

В этом алгоритме многократно использована структурная команда ветвления. Общий вид команды ветвления в блок-схемах и на ЯП следующий:

Вначале проверяется условие (вычисляется отношение, логическое выражение). Если условие истинно, то выполняется серия 1 — последовательность команд, на которую указывает стрелка с надписью «да» (положительная ветвь). В противном случае выполняется серия 2 (отрицательная ветвь). В языке Kotlin условие записывается после служебного слова if, положительная ветвь — сразу после условия, отрицательная — после слова else.

Если на ветвях одного ветвления содержатся другие ветвления, то такой алгоритм имеет структуру вложенных ветвлений. Именно такую структуру имеет алгоритм «Корни квадратного уравнения».

Рассмотрим следующую задачу: дано целое положительное число n. Требуется вычислить n! (n-факториал). Вспомним определение факториала:

Ниже приведена блок-схема алгоритма. В нем используются три переменные целого типа: n — аргумент; i — промежуточная переменная; F — результат. Для проверки правильности алгоритма построена трассировочная таблица. В такой таблице для конкретных значений исходных данных по шагам прослеживается изменение переменных, входящих в алгоритм. Данная таблица составлена для случая п = 3.

Трассировка доказывает правильность алгоритма. Теперь запишем этот алгоритм на ЯП.

Этот алгоритм имеет циклическую структуру. В алгоритме использована структурная команда цикл-пока, или цикл с предусловием. Общий вид команды цикл-пока в блок-схемах и в ЯП следующий:

Выполнение серии команд (тела цикла) повторяется, пока условие цикла истинно. Когда условие становится ложным, цикл заканчивает выполнение.

Цикл с предусловием — это основная, но не единственная форма организации циклических алгоритмов. Другим вариантом является цикл с постусловием. Вернемся к алгоритму решения квадратного уравнения. К нему можно подойти с такой позиции:

если а = 0, то это уже не квадратное уравнение и его можно не рассматривать. В таком случае будем считать, что пользователь ошибся при вводе данных, и следует предложить ему повторить ввод. Иначе говоря, в алгоритме будет предусмотрен контроль достоверности исходных данных с предоставлением пользователю возможности исправить ошибку. Наличие такого контроля — еще один признак хорошего качества программы.

В общем виде структурная команда цикл с постусловием или цикл — до представляется так:

Здесь используется условие окончания цикла. Когда оно становится истинным, цикл заканчивает работу.

Составим алгоритм решения следующей задачи: даны два натуральных числа М и N. Требуется вычислить их наибольший общий делитель — НОД(M, N).

Эта задача решается с помощью метода, известного под названием алгоритма Евклида. Его идея основана на том свойстве, что если M>N, то НОД(М, N) = НОД(М-N,N). Другой факт, лежащий в основе алгоритма, тривиален — НОД(М, М) = М. Для «ручного» выполнения этот алгоритм можно описать в форме следующей инструкции:

1. Если числа равны, то взять их общее значение в качестве ответа; в противном случае продолжить выполнение алгоритма
2. Определить большее из чисел
3. Заменить большее число разностью большего и меньшего значений
4. Вернуться к выполнению пункта 1

Алгоритм имеет структуру цикла с вложенным ветвлением. Проделайте самостоятельно трассировку этого алгоритма для случая М = 18, N = 12. В результате получится НОД = 6, что, очевидно, верно.

Вспомогательные алгоритмы и процедуры

В теории алгоритмов известно понятие вспомогательного алгоритма. Вспомогательным называется алгоритм решения некоторой подзадачи из основной решаемой задачи. В таком случае алгоритм решения исходной задачи называется основным алгоритмом.

В качестве примера рассмотрим следующую задачу: требуется составить алгоритм вычисления степенной функции с целым показателем у = х к , где к — целое число, х<>0. В алгебре такая функция определена следующим образом:

Для данной задачи в качестве подзадачи можно рассматривать возведение числа в целую положительную степень.

Учитывая, что 1/х -n = (1/х) -n , запишем основной алгоритм решения этой задачи.

Здесь дважды присутствует команда обращения к вспомогательному алгоритму с именем stepen. Это алгоритм возведения вещественного основания в целую положительную степень путем его многократного перемножения. Величины, стоящие в скобках в команде обращения к вспомогательному алгоритму, называются фактическими параметрами.

В котлине вспомогательные алгоритмы оформляются в виде функций. Запишем функцию stepen.

Заголовок вспомогательного алгоритма начинается с ключевого слова fun, после которого следует имя функции, в скобках — список формальных параметров и после скобок тип результата (не обязателен). В списке параметров перечисляются переменные-аргументы с указанием их типов. Здесь x и n — формальные параметры-аргументы. Следовательно, процедура stepen производит вычисления по формуле а к . В основном алгоритме «Степенная функция» обращение к процедуре производится путем указания ее имени с последующим в скобках списком фактических параметров. Между формальными и фактическими параметрами процедуры должны выполняться следующие правила соответствия:

• по количеству (сколько формальных, столько и фактических параметров)
• по последовательности (первому формальному соответствует первый фактический параметр, второму — второй и т.д.)
• по типам (типы соответствующих формальных и фактических параметров должны совпадать)

Фактические параметры-аргументы могут быть выражениями соответствующего типа.

Обращение к процедуре инициирует следующие действия:

1. Значения параметров-аргументов присваиваются соответствующим формальным параметрам.
2. Выполняется тело процедуры (команды внутри процедуры).
3. Значение результата возвращается командой return, и происходит переход к выполнению следующей команды основного алгоритма.

В функции stepen нет команд ввода исходных данных и вывода результатов. Здесь присваивание начальных значений аргументам (x, n) производится через передачу параметров-аргументов. А получение результата происходит командой return. Таким образом, передача значений параметров процедур — это третий способ присваивания (наряду с командой присваивания и командой ввода).

Использование процедур позволяет строить сложные алгоритмы методом последовательной детализации.

Условный оператор if — else

Теперь, когда с условными выражениями разобрались, можно переходить к основной теме урока – условному оператору .

Шаблон оператора if — else

Тут возможны два основных варианта:

Ну и картинки, конечно. Куда же без картинок?

Рис.1 Блок-схемы оператора if-else.

Работает этот оператор так. Вычисляется значение условного выражения. Если получается истина, то выполняется оператор_1 из основной ветки, а если ложь, то либо ничего не происходит (в первом варианте), либо выполняется оператор_2 из побочной ветки (во втором варианте).

Предлагаю сразу на примерах разбираться. Например, как вы думаете, что выведет на экран следующий код? Проверьте свою догадку.

Ну да, правильно, он выведет TRUE! . Условие же истинно. Вы же ещё не забыли, что единица – это истина? Я сейчас страшное скажу. Любое ненулевое число воспринимается как истина. Проверьте это самостоятельно.

Ну ладно, а теперь вот такой пример. Что по-вашему выведет данная программа?

Надеюсь, вы дали правильный ответ и вас не смутила строчка с выводом FALSE! , которое я специально добавил, чтобы запутать вас. Да, эта программа ничего не выведет. Условие в скобах ложно, а значит, оператор не будет выполнен. Всё по правилам.

Давайте ещё один примерчик, для закрепления. Будьте предельно внимательны, я там подготовил для вас всякого. Итак, что выведет данный код?

Верю, что у вас всё получилось! Если не получилось, не расстраивайтесь – ещё будет время потренироваться.

Ну а сейчас давайте о нюансах – они, как обычно, имеются.

В каждой ветке условного оператора может быть записан лишь ОДИН оператор.

Вот, посмотрите на пример.

Кажется, что программа должна работать следующим образом. Пользователь вводит целое число. Если число меньше нуля, то меняем его знак на противоположный. В противном случае ничего не делаем. После этого выводим число на экран консоли.

А теперь внимание на экран.

Рис.2 Результат работы программы Листинг 11

Но решение есть! И это решение – составной оператор <> . Если мы заключим несколько операторов в фигурные скобки, то они будут восприниматься как один единый оператор. Поэтому, чтобы программа заработала правильно, добавим в неё составной оператор:

Ну вот, теперь всё как надо. Проверьте самостоятельно. Кстати, из опыта. Я вам настоятельно советую всегда использовать фигурные скобки, даже если внутри них будет один оператор. Очень часто это позволяет избежать глупых ошибок.

Внутри управляющей конструкций if-else можно использовать любые конструкции языка, в том числе ещё одну конструкцию if-else .

Вот так например:

Думаю, понятно, что используя вложенные условные операторы, вы можете сделать конструкцию аналогичную оператору выбора switch .

Использование вложенных условных операторов порождает ещё одну особенность.

else всегда относится к ближайшему if , у которого нет своего else

Согласно нашему правилу, else относится к внутреннему (второму) if . Если хотим, чтобы else относился к внешнему (первому) if , то можно воспользоваться составным оператором.

Как я уже упоминал, лучше всегда использовать фигурные скобки, дабы избежать случаев неправильного толкования записи. Искать подобные ошибки в программах очень тяжело. Обратите внимание также на расстановку отступов. Я использую их, чтобы по коду сразу стало ясно, какая ветвь к какому if относится.

Сохрани в закладки или поддержи проект.

Практика

Решите предложенные задачи. Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим