УРОК 7. ПРОГРАММА ПРИНИМАЕТ РЕШЕНИЕ

Как вы уже знаете, программа представляет собой последовательность инструкций, выполняемых компьютером для реализации определенных задач. Все созданные вами до сих пор простые программы на C++ выполняли операторы по порядку, начиная с первого до конца программы. По мере усложнения программ вам потребуется, чтобы выполнялся один набор операторов, если определенное условие соблюдается, и другой набор, если условие не соблюдается. Другими словами, вам потребуется, чтобы ваши программы приняли решение и соответственно отреагировали. В этом уроке описывается оператор C++ if, который будет использоваться вашей программой для принятия подобных решений. К концу данного урока вы освоите следующие основные концепции:

• Программы на C++ используют операции сравнения, чтобы определить, равны ли два значения или одно значение больше или меньше другого.
• Для принятия решений используется оператор C++ if.
• Операторы C++ могут быть простыми (одна операция) илисоставными (несколько операций, сгруппированных внутри правой и левой фигурных скобок {}).
• Ваши программы используют оператор C++ if-else для выполнения одного набора операторов, если определенное условие соблюдается, и другого набора операторов, если условие не соблюдается.
• Комбинируя несколько операторов if-else, программы могут проверять несколько условий.
• Используя логические операторы C++ И и ИЛИ, ваши программы могут проверить несколько условий, например: Есть ли у пользователя собака И долматин ли это ?

Программы, которые принимают решения, выполняют условную обработку. Другими словами, на основании результата одного или нескольких Условий программа будет выполнять определенные операторы. Экспериментируйте с программами данного урока; ваш набор инструментальных средств C++ уже достаточно обширен для создания полезных программ.

СРАВНЕНИЕ ДВУХ ЗНАЧЕНИЙ

Когда ваши программы принимают решение, они обычно выполняют некоторый вид проверки. Например, одна программа может проверять, равны ли тестовые очки студента 100, а вторая программа — составляет ли стоимость покупки больше $50.00. Для выполнения подобных проверок ваши программы будут использовать операции сравнения C++, перечисленные в табл. 7.1. Операции сравнения позволяют проверять, каким образом одно значение соотносится с другим. Другими словами, используя операции сравнения, программы могут проверить, больше одно значение, меньше или равно другому.

Таблица 7.1. Операции сравнения C++.

Операция	Проверка	Пример
==	Если два значения равны	(score == 100)
!=	Если два значения не равны	(old != new)
>	Если первое значение больше второго	(cost > 50.00)
<	Если первое значение меньше второго	(salary < 20000.00)
>=	Если первое значение больше или равно второму	(stock_price >= 30.0)
<=	Если первое значение меньше или равно второму	(age <= 21)

Если ваша программа использует операции сравнения для сравнения двух значений, результат сравнения может быть истиной или ложью. Другими словами, два значения или равны (истина), или нет (ложь). Каждый из операторов if, представленных в этой книге, использует операции сравнения, перечисленные в табл. 7.1.

ЗНАКОМСТВО С ОПЕРАТОРОМ if

Оператор C++ if позволяет вашим программам осуществлять проверку и затем на основании этой проверки выполнять операторы. Формат оператора if следующий:

if (условие_выполняется) оператор;

Обычно оператор if выполняет проверку, используя операцию сравнения C++. Если результат проверки является истиной, if выполняет оператор, который следует за ним. Следующая программа FIRST_IF.CPP использует оператор if для сравнения значения переменной test_score со значением 90. Если набранные тестовые очки больше или равны 90, программа выведетсообщение пользователю, что он получил А. В противном случае, если значение меньше 90, программа просто завершается:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score = 95;
if (test_score >= 90) cout << «Поздравляем, вы получили А!» << endl;
}

Как видите, для выполнения проверки программа использует операцию сравнения C++ «больше или равно» (>=). Если результат сравнения значений является истиной, программа выполняет оператор, который следует за if , в данном случае вывод сообщения с использованием cout.Если результат сравнения не является истинным, программа не выводит сообщение. Экспериментируйте с этой программой, изменяя проверочные очки (в том числе и меньше 90), и обратите внимание на работу оператораif.

Представление о простых и составных операторах

При использовании оператора if для условной обработки в некоторых случаях, если условие истинно, программе потребуется выполнить один оператор, а в других случаях несколько операторов. Когда программа выполняет только один оператор, следующий за if, такой оператор называется простым оператором:

if (test_score >= 90) cout << «Поздравляем, вы получили A!» << endl; //——-> Простой оператор

Если программе необходимо выполнить несколько инструкций, когда результат сравнения — истина, операторы должны быть сгруппированы внутри левой и правой фигурных скобок {}. Операторы, которые находятся внутри фигурных скобок, образуют составной оператор, как показано ниже:

if (test_score >= 90)

{
cout << «Поздравляем, вы получили A!» << endl;
cout << «Ваши тестовые очки были » << test_Score << endl;
} //——————>Составной оператор

Вам необязательно запоминать термины «простой» и «составной» операторы, но вы должны знать, что следует группировать связанные операторы внутри левой и правой фигурных скобок. Следующая программа COMPOUND.CPP представляет собой измененный вариант предыдущей и выводит два сообщения, если тестовые очки больше или равны 90:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score = 95;

if (test_score >= 90)

{
cout << «Поздравляем, вы получили А!» << endl;
cout << «Ваши тестовые очки были » << test_score << endl;
}

}

Использование простых и составных операторов

При выполнении условной обработки в некоторых случаях программе необходимо выполнить только один оператор (простой оператор), если условие истинно. Однако в других случаях программа должна будет выполнить несколько операторов (составной оператор). Если в зависимости от результата определенного условия вашей программе нужно выполнить два или несколько связанных операторов, вы должны сгруппировать операторы внутри левой и правой фигурных скобок, как показано ниже:

if (age >= 21)

{
cout << «Все на выборы!» << endl;
cout << «Это то, что вам надо!» << endl;
}

ОПЕРАТОР else

Две предыдущие программы использовали оператор if, чтобы определить, больше тестовые очки или равны 90. Если условие было истинным, программы выводили сообщение на экран. В противном случае, т. е. если тестовые очки были меньше 90, программы не выводили сообщение, они просто завершались. В большинстве случаев вашим программам потребуется указать один набор операторов, выполняющийся, если условие истинно, и второй набор, выполняющийся, если условие ложно. Для указания операторов, которые должны выполняться, когда условие ложно, ваши программы должны использовать оператор else. Ниже приведен формат оператора else:

if (условие_истинно)
оператор;
else
оператор;

Следующая программа IF_ELSE.CPP использует оператор if, чтобы проверить, больше тестовые очки или равны 90. Если условие истинно, программа выводит поздравление. Если условие ложно, программа сообщает, что студент должен работать усерднее:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score =95;
if (test_score >= 90)
cout << «Поздравляю, вы получили А!» << endl;
else
cout << «В следующий раз вы должны» << » работать усерднее!» << endl;
}

ПРИМЕНЕНИЕ СОСТАВНЫХ ОПЕРАТОРОВ ДЛЯ else

Как вы уже знаете, составной оператор представляет собой группу связанных операторов, заключенных между левой и правой фигурными скобками. Когда программа использует else для указания операторов, выполняющихся, если условие ложно, то для указания нескольких операторов можно использовать составной оператор. Следующая программа CMP_ELSE.CPP использует составные операторы как для if,так и для else:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score = 65;
if (test_score >= 90)
{
cout << » Поздравляю, вы получили A!» << endl;
cout << «Ваши тестовые очки были » << test_score << endl;
}
else
{
cout << «Вы должны работать усерднее!» << endl;
cout << «Вы потеряли » << 100 — test_score << » очков » << endl;
}
}

Как и ранее, найдите время поэкспериментировать с этой программой, изменяя значения переменной test_score так, чтобы оно было меньше илибольше 90. Следующая программа GETSCORE.CPP использует входной поток cin для ввода тестовых очков пользователем. Затем программа сравнивает тестовые очки со значением 90, выводя соответствующее сообщение:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score;
cout << «Введите тестовые очки и нажмите Enter: «;
cin >> test_score;
if (test_score >= 90)
{
cout << «Поздравляем, вы получили А!» << endl;
cout << «Ваши тестовые очки были » << test_score << endl;
}
else
{
cout << «Вы должны работать усерднее!» << endl;
cout << «Вы потеряли » << 100 — test_score << » очков » << endl;
}
}

Откомпилируйте и запустите эту программу. Вы увидите, что при комбинации операций ввода с условной обработкой ваши программы станут более совершенными.

Представление об if-else

По мере усложнения ваши программы будут проверять разные условия и выполнять один набор операторов, если условие истинно, и другой набор, если условие ложно. Для выполнения такой условной обработки программы используют операторы if-else, как показано ниже:

if (условие_истинно)
оператор;
else
оператор;

Когда программе требуется выполнить несколько операторов, если условие ложно или истинно, вы должны сгруппировать связанные операторы внутри левой и правой фигурных скобок {}:

if (условие_истинно)

{
первый_оператор_для_истины;
второй_оператор_для_истины;
}
else
{
первый_оператор_для_лжи;
второй_оператор_для_лжи;
}

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТСТУПОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ УДОБОЧИТАЕМОСТИ ВАШЕЙ ПРОГРАММЫ

Рассматривая программы, представленные в этой главе, вы увидите, что в них применяются отступы перед операторами, которые следуют за if, elseили левой скобкой. Сдвигая подобным образом свои операторы на одну или две позиции, вы упрощаете процесс чтения ваших программ, выделяя связанные группы операторов, как показано ниже:

if (test_score >= 90)

{
cout << «Поздравляем, вы получили А!» << endl;
cout << «Ваши тестовые очки были » << test_score << endl;
}
else
{
cout << «Вы должны работать усерднее!» << endl;
cout << «Вы потеряли » << 100 — test_score << » очков » << endl;
}

При создании программ используйте подобные отступы, чтобы программы были более удобочитаемыми. Отступы нужны не C++, а программистам, которые будут читать и пытаться понять ваш код.

ПРОВЕРКА ДВУХ ИЛИ БОЛЕЕ УСЛОВИЙ

Как вы уже знаете, оператор if позволяет программам проверять определенные условия. По мере усложнения ваших программ возникает необходимость в проверке сразу нескольких условий. Например, программа могла бы проверить, будут ли тестовые очки больше или равны 90, и получит ли студент оценку А. Подобно этому, вы могли бы проверить, есть ли у пользователя собака и долматин ли это. Для выполнения таких проверок можно использовать логическую операцию C++ И (&&). Кроме того, если вы хотите проверить, есть ли у пользователя собака или кошка, вам следует использовать логическую операцию ИЛИ (||). Если программы для проверки нескольких условий используют логические операции И или ИЛИ, поместите каждое условие внутри круглых скобок, как показано ниже:

if ((user_owns_a_dog) && (dog == dalmatian)) //————->Полное условие

Как видите, программа группирует каждое условие внутри своих собственных круглых скобок, которые затем заключаются во внешние круглые скобки.

if ((user_owns_a_dog) && (dog == dalmatian))

Когда ваша программа использует логическую операцию И (&&), то результат полного условия является истинным, только если все проверяемые условия истинны. Если какое-либо условие ложно, то полное условие становится ложным. Например, если у пользователя нет собаки, то предыдущее условие является ложным. Подобно этому, если собака пользователя не долматин, условие является ложным. Чтобы условие было истинным, у пользователя должна быть собака и она должна быть породы долматин. Следующий оператор использует логическую операцию ИЛИ (||), чтобы определить, есть ли у пользователя собака или кошка:

if ((user_owns_a_dog) || (user_owns_a_cat))

При использовании логической операции ИЛИ полное условие будет истинным, если хотя бы одно условие является истинным. Например, если у пользователя есть собака, условие истинно. Если у пользователя есть кошка, условие истинно. Подобно этому, если у пользователя есть и собака, и кошка, условие истинно. Условие будет ложным только в том случае, если у пользователя нет ни собаки, ни кошки.

В C++ истина представляется как ненулевое значение, а ложь как 0

Достоинством C++ является то, что истина представляется как любое ненулевое значение, а ложь как 0. Предположим, ваша программа использует переменную с именем user_owns_a_dog, чтобы определить, есть ли у пользователя собака или нет. Если у пользователя нет собаки, вы можете присвоить этой переменной значение 0 (ложь), как показано ниже:

user_owns_a_dog = 0;

Если у пользователя есть собака, вы можете присвоить этой переменной любое ненулевое значение, например 1:

user_owns_a_dog = 1;

Затем ваши программы могут проверить эту переменную, используя оператор if, как показано ниже:

if (user_owns_a_dog)

Если переменная содержит ненулевое значение, условие оценивается как истина; в противном случае, если переменная содержит 0, условие ложно. Исходя из того, как C++ представляет истину и ложь, предыдущий оператор идентичен следующему:

if (user_owns_a_dog == 1)

Следующая программа DOG_CAT.CPP использует переменныеuser_owns_a_dog и user_owns_a_cat внутри оператора if, чтобы определить, какие животные есть у пользователя.

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int user_owns_a_dog = 1;
int user_owns_a_cat = 0;
if (user_owns_a_dog)
cout << «Собаки великолепны» << endl;
if (user_owns_a_cat)
cout << «Кошки великолепны» << endl;
if ((user_owns_a_dog) && (user_owns_a_cat))
cout << «Собаки и кошки могут ужиться» << endl;
if {(user_owns_a_dog) II (user_owns_a_cat))
cout << «Домашние животные великолепны!» << endl;
}

Экспериментируйте с этой программой, присваивая обоим переменным значение 1 или 0, а затем одной 1, а другой 0 и наоборот. Как видите, проверить два условия очень легко, используя логические операции И и ИЛИ.

Использование операции НЕ в C++

Вы уже знаете, что, когда программа проверяет определенное условие, в ряде случаев она должна выполнить некоторые операторы, если это условие истинно. С другой стороны, вам может потребоваться, чтобы программа выполнила операторы, если условие является не истинным. Операция C++ НЕ — восклицательный знак (!) — позволяет вашим программам проверить, является ли условие не истинным. Например, следующий оператор проверяет, нет ли у пользователя собаки:

if (! user_owns_a_dog)
cout << «вы должны купить собаку» << endl;

Операция НЕ превращает ложь в истину, а истину в ложь. Например, предположим, что у пользователя нет собаки. Следовательно, переменнаяuser_owns_a_dog должна содержать значение 0. Если C++ оценивает условие с Помощью операции НЕ, он использует текущее значение переменной (0) и применяет операцию НЕ. Операция НЕ превращает значение 0 в 1 (истину). Таким образом, полное условие превращается в истину и выполняется соответствующий оператор.

Следующая программа USE_NOT.CPP иллюстрирует использование операции НЕ:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int user_owns_a_dog = 0;
int user_owns_a_cat = 1;
if (! user_owns_a_dog)
cout << «Вы должны купить собаку» << endl;
if (! user_owns_a_cat)
cout << «Вы должны купить кошку» << endl;
}

Как и раньше, экспериментируйте со значениями, присваиваемыми переменным user_owns_a_dog и user_owns_a_cat, и обратите внимание на поведение программы. По мере усложнения ваших программ вы будете постоянно использовать операцию НЕ. Например, ваша программа может продолжать повторять обработку, пока не встретит конец файла.

Использование логических операций C++

Если вы указываете условия в программах, то иногда эти условия будут состоять из нескольких частей. Например, ваша программа может проверять, имеет ли служащий почасовую оплату и работал ли он более 40 часов на этой неделе. Если для истинности условия каждая из двух его частей должна быть истиной, вам следует использовать операцию C++ И (&&). При ,использовании операции И группируйте каждое условие внутри круглых скобок, а затем оба условия заключите в еще одну пару круглых скобок, как показано ниже:

if ((employee_pay == hourly) && (employee_hours > 40))
оператор;

Когда необходимо, чтобы условие было истинным, если только одна из его частей истинна, вам следует использовать операцию C++ ИЛИ (|[). Например, следующее условие проверяет, есть ли у пользователя машина или мотоцикл:

if ((vehicle == car) II (vehicle == motorcycle))
оператор;

Как и ранее, программа группирует каждое условие внутри скобок. В ряде случаев вам потребуется, чтобы ваши программы выполняли оператор, если условие является не истинным. В таких случаях следует использовать операцию C++ НЕ (!). Операция НЕ превращает истину в ложь, а ложь в истину.

Операции C++ И, ИЛИ и НЕ представляют собой логические операции.

ОБРАБОТКА НЕСКОЛЬКИХ УСЛОВИЙ

Программы, представленные в этом уроке, использовали if и else, чтобы указать один набор операторов, который программе следует выполнить, если условие истинно, и другой набор операторов, выполняемых, если условие ложно. Однако в некоторых случаях программам потребуется проверить несколько разных условий. Предположим, например, что вашей программе необходимо определить тестовые очки студента. Для этого программа должна проверить, больше тестовые очки или равны 90, 80, 70, 60 и т. д. Следующая программа SHOWGRAD.CPP использует для этого серию операторов if-else:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
int test_score;
cout << «Введите тестовые очки и нажмите Enter: «;
cin >> test_score;
if (test_score >= 90)
cout << «Вы получили А!» << endl;
else if (test_score >= 80)
cout << «Вы получили В!» << endl;
else if (test_score >= 70)
cout << «Вы получили С» << endl;
else if (test_score >= 60)
cout << «Ваша оценка была D» << endl;
else
cout << «Вы провалили тест» << endl;
}

При выполнении первого оператора if программа проверяет, больше тестовые очки или равны 90. Если это так, программа выводит сообщение пользователю, что он получил А. В противном случае, если тестовые очки не больше или равны 90, программа выполняет следующие else if, чтобы проверить, больше ли тестовые очки или равны 80. Программа повторяет данный процесс до тех пор, пока не определит правильную оценку. Как и ранее, экспериментируйте с этой программой, вводя разные тестовые очки.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПЕРАТОРА switch

Как вы уже знаете, комбинируя серии операторов if-else, программы могут проверять несколько условий. В предыдущей программе использовались операторы if-else, чтобы определить, находятся ли тестовые очки в данномдиапазоне значений. В тех случаях, когда вашим программам необходимо осуществить проверку определенных значений, они могут использовать оператор C++ switch.

Если вы используете оператор switch, вы должны указать условие и затемодин или несколько вариантов (case), которые программа попытается сопоставить с условием. Например, следующая программа SWITCH.CPP использует оператор switch для вывода сообщения, основываясь на текущей оценке студента:

#include <iostream.h>

void main(void)

{
char grade = ‘В’;
switch (grade)

{
case ‘A’: cout << «Поздравляем, вы получили А» << endl;break;
case ‘В’: cout << «Хорошо, у вас В» << endl; break;
case ‘С’: cout << «У вас всего лишь С» << endl; break;
case ‘D’: cout << «Плохо, у вас D» << endl; break;
default: cout << «Ужасно! Учите лучше!» << endl; break;
}
}

Оператор switch состоит из двух частей. Первая часть оператора switchпредставляет собой условие, которое появляется после ключевого словаswitch. Вторая часть представляет собой возможные варианты соответствия. Когда программа встречает оператор switch, она сначала исследует условие, а затем пытается найти среди возможных вариантов тот, который соответствует условию. Если программа находит соответствие, выполняются указанные операторы. Например, в предыдущей программе выбор варианта ‘В’ соответствует условию. Таким образом, программа выводит сообщение, что пользователь получил В. Найдите время для эксперимента с этой программой, изменяя оценку и наблюдая поведение программы. Если же ни один из указанных вариантов не соответствует условию, то выполняется вариант default.

Обратите внимание на использование оператора break в каждом варианте предыдущей программы. Оказывается, если C++ встречает вариант, соответствующий условию оператора switch, то он подразумевает, что все последующие варианты тоже соответствуют условию. Оператор breakуказывает C++ завершить текущий оператор switch и продолжить выполнение программы с первого оператора, следующего за операторомswitch. Если вы удалите операторы break из предыдущей программы, то программа выведет не только требуемое сообщение, но и сообщение для всех последующих вариантов (потому что если один вариант является истинным, то и все последующие варианты в C++ рассматриваются как истинные).

ЧТО ВАМ НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ

Из этого урока вы узнали, как использовать оператор C++ if длявыполнения условной обработки, которая позволяет вашим программам принимать собственные решения. Как вы знаете, программы могут использовать оператор if, чтобы выполнить один набор операторов, когда условие истинно, и else для указания операторов, выполняющихся программой, если условие ложно. Из урока 8 вы узнаете, как использовать итеративные операторы C++ для повторения операторов указанное число раз или до тех пор, пока выполняется определенное условие. Например, вы можете повторять один и тот же оператор 100 раз, чтобы прибавить 100 студентам тестовые очки. Однако до изучения урока 8 убедитесь, что вы освоили следующие основные концепции:

1. Операции сравнения C++ позволяют вашим программам проверять, равны ли два значения или нет, или одно значение больше или меньше другого.
2. Оператор C++ if позволяет программе проверять условия и выполнять один или несколько операторов, если условие истинно.
3. Оператор C++ else позволяет указать один или несколько операторов, которые выполняются, если условие, проверяемое с помощью оператора if, является ложным.
4. C++ представляет истину, используя любое ненулевое значение, а ложь как 0.
5. Логические операции C++ И (&&) и ИЛИ (||) позволяют вашим программам проверять несколько условий.
6. Логическая операция НЕ (!) позволяет программам проверять условие на неистинность.
7. Если в операторе if или else нужно выполнить несколько операторов, то такие операторы следует расположить внутри левой и правой фигурных скобок {}.
8. Используйте отступы при записи операторов программы, чтобы помочь программистам, читающим ваш код, легко находить связанные операторы.
9. Если вашей программе необходимо проверить, соответствует ли условие указанным значениям, следует использовать оператор switch.
10. Когда программа встречает в операторе switch вариант (case),соответствующий условию, то все последующие варианты рассматриваются как удовлетворяющие условию. Используя оператор break, вы можете указать C++ прервать операторswitch и продолжить выполнение программы с первого оператора, который следует за switch.

Предыдущий урок | Следующий урок