Лекция 9-10

 

Операторы

 

Оператор – это конструкция языка C, которая определяет для компилятора конечный набор действий.

 

Пустой оператор.

Пустой оператор состоит только из точки с запятой.

Форма записи:

;

При выполнении этого оператора ничего не происходит. Он обычно используется в следующих случаях:

- в операторах do, for, while, if в строках, когда по синтаксису требуется хотя бы один оператор, но никаких действий производить не нужно;

- при необходимости пометить фигурную скобку.

Синтаксис языка C требует, чтобы после метки обязательно следовал оператор. Фигурная же скобка оператором не является. Поэтому, если надо передать управление на фигурную скобку, необходимо использовать пустой оператор.

 

Пример 1

{

if (...) goto a;

{ ...

}

a: ;

}

 

Оператор «выражение».

Любое выражение, которое заканчивается точкой с запятой, является оператором. Действия при выполнении такого оператора – вычисление выражения.

Форма записи: выражение;

 

Составной оператор (блок-оператор).

Составной оператор представляет собой несколько операторов и объявлений, заключенных в фигурные скобки.

Форма записи:

{

…

}

В конце составного оператора точка с запятой не ставится. Выполнение составного оператора заключается в последовательном выполнении составляющих его операторов.

 

Условные операторы «if-else».

Форма записи:

if(условие) оператор1

else оператор2

 

Если значение условия «истинно» (ненулевое), то выполняется оператор1, если «ложно» (нулевое) - то выполняется оператор2. После этого выполняется следующий по тексту оператор программы. В качестве условия может стоять произвольное выражение. Оператор1 и оператор2 могут быть любыми операторами языка C, в том числе составными или пустыми операторами. Возможна иная форма записи, когда вторая часть отсутствует:

if(условие) оператор1

В этом случае, если значение условия «истинно», то выполняется оператор1, если «ложно» - то выполняется следующий по тексту оператор программы.

 

Пример 2

int a=1,b=0;

if(a==1)

{

printf("a");

b++;

}

else printf("b");

printf("c");

if(b) printf("d");

На экране будет напечатано: acd

 

Операторы «if-else» допускают вложенность, уровень вложенности не ограничен. Вложенными будут следующие конструкции:

if(условие1)

if(условие2) оператор1

else оператор2

или

if(условие1) оператор1

else if(условие2) оператор2

В этой форме условия операторов «if-else» проверяются сверху вниз, действия операторов те же, что и в обычной форме записи.

 

Пример 3

int a=1,b=0,c=0;

if(a)

if(b)printf("a");

else if(c);

else printf("c");

На экране будет напечатано: c

 

Каждый оператор «else» ассоциируется с ближайшим предшествующим ему оператором «if» из того же блока, что и «else», с которым еще не ассоциирован никакой оператор «else». Сначала устанавливаются ассоциации для пары операторов «if-else», которые ни имеют в себе других составных операторов «if-else». Каждый оператор «else» должен иметь оператор «if», с которым его можно было бы ассоциировать. Для уменьшения вероятности совершения ошибки рекомендуется при вложении оператора «if» в другие операторы «if» использовать составные операторы.

 

Пример 4

int a=0,b=0;

if(a)

if(b)printf("a");

else printf("b");

else printf("c");

На экране будет напечатано: c

 

Пример 5

int a=1,b=0;

if(a)

if(b)printf("a");

else printf("b");

else printf("c");

На экране будет напечатано: b

 

Пример 6

int a=0,b=1;

if(a)

{

if(b)printf("a");

}

else printf("c");

На экране будет напечатано: c

 

Пример 7

int a=1,b=0;

if(a)

{

if(b)printf("a");

else printf("b");

else printf("c");

}

При компиляции будет выдана ошибка.

 

Оператор множественного выбора «switch» и оператор разрыва «break».

Форма записи:

switch (выражение)

{

объявления

case константное_выражение1: список_операторов1

break;

case константное_выражение2: список_операторов2

break;

:

default: список_операторов

break;

}

Оператор «switch» осуществляет выбор одной из нескольких ветвей программы в зависимости от значения выражения в круглых скобках, которое может быть любым выражением, допустимым в языке C, значение которого должно быть целым. Тело оператора «switch» состоит из нескольких списков операторов, помеченных ключевым словом «case» с последующим константным выражением, в качестве которого обычно используются целые или символьные константы. За константным выражением следует двоеточие ‘:’. Все константные выражения должны быть уникальны в пределах оператора «switch». Кроме списков операторов, помеченных ключевым словом «case», может быть, но обязательно один, список операторов, помеченный ключевым словом «default». Список операторов может быть пустым, либо содержать последовательность операторов, которую не требуется заключать в фигурные скобки, в данном списке не рекомендуется использовать условные и циклические операторы. В операторе «switch» можно использовать свои локальные переменные, объявления которых находятся перед первым ключевым словом «case», однако в объявлениях не должна использоваться инициализация.

Схема выполнения оператора «switch» следующая:

- вычисляется выражение в круглых скобках;

- вычисленное значение последовательно сравнивается с константными выражениями, следующими за ключевыми словами «case»;

- если одно из константных выражений совпадает со значением выражения, то управление передается на оператор, помеченный соответствующим ключевым словом «case», и выполняются все следующие за ним операторы в теле «switch», а все следующие ключевые слова «case» и «default» игнорируются, и записанные после них операторы выполняются независимо от значений меток;

- если ни одно из константных выражений не равно выражению, то управление передается на оператор, помеченный ключевым словом «default», а в случае его отсутствия управление передается на следующий после «switch» оператор.

Для прерывания выполнения последовательности операторов, соответствующих определённой метке «case» или «default», используется оператор «break». Оператор «break» обеспечивает прекращение выполнения самого внутреннего из объединяющих его операторов «switch», «do», «for», «while». Использование оператора «break» позволяет в необходимый момент прервать последовательность выполняемых операторов в теле оператора «switch» путем передачи управления оператору, следующему за «switch».

 

Пример 8

int a=1;

switch(a)

{

int b;

case 0:

b=a+1;

printf("0 ");

break;

case 1:

printf("1 ");

break;

case 2:

printf("2 ");

break;

default:

printf("unknown");

}

На экране будет напечатано: 1

 

Конструкция со словом «default» может быть не последней в теле оператора «switch».

 

Пример 9

int a=1;

switch(a)

{

case 0:

printf("0 ");

default:

printf("unknown");

case 1:

printf("1 ");

case 2:

printf("2 ");

break;

case 3:

printf("3 ");

}

На экране будет напечатано: 1 2

 

Слова «case», «break» и «default», а также объявления внутренних переменных могут отсутствовать.

 

Пример 10

switch(0)

{

}

 

Оператор пошагового цикла «for».

Форма записи:

for(выражение1; выражение2; выражение3) оператор

Выражение1 является инициализирующим выражением и вычисляется один раз при вхождении в цикл, может содержать объявление и инициализацию переменных. Выражение2 является условным выражением выхода из цикла и вычисляется всякий раз перед началом новой итерации цикла. Выражение3 является модифицирующим выражением и вычисляется всякий раз по окончании очередной итерации цикла. Оператор может быть любым оператором языка C, обычно он называется телом цикла.

Схема выполнения оператора «for»:

1. Вычисляется выражение1.

2. Вычисляется выражение2, и если его значение «ложно», выполнение цикла прекращается, управление передаётся следующему за телом цикла оператору.

3. Если значения выражения2 «истинно» (отлично от нуля), выполняется тело цикла, вычисляется выражение 3 и осуществляется переход к пункту 2.

Цикл «for» может иметь любое количество уровней вложенности.

В общем случае может отсутствовать любое выражение (в том числе и все). Если выражение2 отсутствует, то оператор «for» образует бесконечный цикл, выйти из которого можно, используя операторы «break», «goto», «return» или функции, завершающие выполнение программы (например, exit()).

 

Пример 11

for(int a=1;a<0;a++)

printf("a");

for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<3;j++)

{

printf("%d ",j);

if(j==1)

j++;

}

На экране будет напечатано: 0 1 0 1

 

Пример 12

for(int i=0;;i++)

{

printf("%d ",i);

if(i==2)

break;

}

На экране будет напечатано: 0 1 2

 

Циклы с предусловием (оператор «while») и с постусловием (операторы «do-while»).

Форма записи цикла с предусловием:

while(выражение) оператор

Форма записи цикла с постусловием:

do оператор

while(выражение);

Выражение является условным выражением выхода из цикла. Оператор (тело цикла) – любой оператор языка C.

Схема выполнения оператора «while»:

1. Вычисляется выражение.

2. Если выражение «ложно», то выполнение оператора «while» заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение «истинно», то выполняется тело оператора «while». Процесс повторяется с пункта 1.

Схема выполнения оператора «do-while»:

1. Выполняется тело цикла.

2. Вычисляется выражение.

3. Если выражение «ложно», то выполнение оператора «do-while» заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение «истинно», то выполнение оператора продолжается с пункта 1.

Операторы «while» и «do-while» могут быть вложенными, уровень вложенности не ограничен.

Отличие оператора «do-while» от «while» и «for» заключается в том, что тело цикла выполнится хотя бы один раз, независимо от условного выражения.

 

Пример 13

int i=0;

do{

printf("%d ",i);

i++;

}while (i!=2&&i!=0);

while(i!=0)

{

printf("%d ",i);

i--;

}

На экране будет напечатано: 0 1 2 1

 

Использование оператора «break» в циклах.

Оператор «break» может быть использован в программе для немедленного прекращение выполнения самого внутреннего из объединяющих его циклических операторов вне зависимости от условия выхода из цикла.

 

Пример 14

for(int i=0;i<2;i++)

for(int j=0;j<5;j++)

{

printf("%d ",j);

if(j==2)

break;

}

На экране будет напечатано: 0 1 2 0 1 2

 

Оператор продолжения «continue».

Форма записи:

continue;

Оператор «continue» используется для завершения текущей итерации цикла и передачи управления на начало следующей итерации (в циклах «while» и «do-while» – на проверку условия, в цикле «for» – на приращение). Этот оператор используется, если необходимо закончить текущую итерацию цикла без выхода из цикла и не выполнять оставшиеся операторы.

 

Пример 15

for(int i=0;i<5;i++)

{

if(i>2)

continue;

printf("%d ",i);

}

На экране будет напечатано: 0 1 2

 

Оператор безусловного перехода «goto».

Использование оператора безусловного перехода «goto» в практике программирования на языке C настоятельно не рекомендуется, так как он затрудняет понимание программ и возможность их модификаций.

Форма записи:

goto метка;

Метка – это идентификатор, за которым следует двоеточие. Метка должна находиться в той же функции, что и оператор «goto», и быть в пределах функции уникальной. Появления оператора «goto» в некотором месте программы приводит к передаче управления на оператор, стоящий за меткой. Оператор «goto» не может передать управление в тело оператора «switch». Метка на ход выполнения программы не влияет.

 

Пример 16

int i=0;

start:

i++;

if(i==2)

goto finish;

printf("%d ",i);

goto start;

finish:

printf("%d ",i);

На экране будет напечатано: 1 2