Разветвляющийся вычислительный процесс с различными логическими условиями: оператор if. else, условная операция (?:)

Цель работы: Изучить реализацию в языке ветвящихся вычислительных процессов. Научиться писать программы, используя операторы: ветвления if...else, переключения switch в паре с оператором break,оператор перехода goto, тернарную условную операцию (?:).

Теоретические сведения

Условный оператор имеет сокращенную форму:

if (выражение_условие) оператор;

где в качестве выражения_условия могут использоваться: арифметическое выражение, отношение и логическое выражение. Оператор, включенный в условный, выполняется только в случае истинности (т.е. при ненулевом значении) выраж-ния_условия. Пример:

if (х < 0 && х > -10) х=-х:

Кроме сокращенной формы, имеется еще и полная форма условного оператора:

if (выражение_условие)

оператор _1;

else

оператор _2;

Здесь в случае истинности выражения-условия выполняется только оператор_1, при нулевом значении выражения-условия выполняется только оператор_2. Например:

if (x > 0)

b =х;

Else

b=-х;

Оператор в сокращенном варианте оператора if, и оператор_1 и оператор 2 в полном операторе if могут быть как отдельными, так и составными операторами.

Например, при решении алгебраического уравнения 2-й степени ax²+bx+c=0 действительные корни имеются только в случае, если дискриминант (b²~4ас) неотрицателен. Следующий фрагмент программы иллюстрирует использование условного оператора при определении действительных корней х₁, х₂ квадратного уравнения:

...............

d=b*b - 4*а*с; /* d - дискриминант */

if (d>=0.0)

{

xl=(-b+sqrt(d))/2/a;

х2=(-b-sqrt(d))/2/а;

printf("\n Корни: xl=%e, x2=%e", xl, х2);

}

Else

printf("\n Действительные корни отсутствуют.");

Во фрагменте предполагается, что переменные d, b, a, xl, х2 - вещественные (типа float либо double). До приведенных операторов переменные а, b, с получили конкретные значения, для которых выполняются вычисления. В условном операторе после if находится составной оператор, после else - только один оператор - вызов функции printf(). При вычислении корней используется библиотечная функция sqrt() из стандартной библиотеки компилятора. Ее прототип находится в заголовочном файле math.h.

Операции отношений (сравнения):

< меньше, чем (ранг 6);,

> больше, чем (ранг 6);

<= меньше или равно (ранг 6);

>= больше или равно (ранг б);

== равно (ранг 7);

!= не равно (ранг 7).

Операнды операций отношений должны быть арифметического типа или могут быть указателями. Результат целочисленный: 0 (ложь) или 1 (истина). Последние две операции (операции сравнения на равенство) имеют более низкий приоритет по сравнению с остальными операциями отношений. Таким образом, выражение

(х < В ==А < х) есть 1,

когда значение х находится в интервале от А до В и А<В либо х, А, В равны. (Вначале вычисляются х<В и А<х, к результатам применяется операция сравнения на равенство ==.)

Логические бинарные операции:

&& - конъюнкция (И) арифметических операндов или отношений (ранг 11. Целочисленный результат 0 (ложь) или 1 (истина);

|| - дизъюнкция (ИЛИ) арифметических операндов или отношений (ранг 12). Целочисленный результат 0 (ложь) или 1 (истина). (Вспомните о существовании унарной операции отрицания '!'.)

Результаты отношений и логических операций:

3<5 равняется 1;

3>5 равняется 0;

3=5 равняется 0;

3!=5 равняется 1;

3!=5 || 3=5 равняется 1;

3+4>5 && 3+5>4 && 4+5>3 равняется 1.

Условная трехместная операция (ранг 13). В отличие от унарных и бинарных операций условная тернарная операция используется с тремя операндами. В изображении условной операции применяются два символа '?' и ':' и три выражения-операнда:

выражение_1? выражение_2: выражение_3

Первым вычисляется значение выражения_1. Если оно истинно, т.е. не равно нулю, то вычисляется значение выражения_2, которое становится результатом. Если при вычислении выражения_1 получится 0, то в качестве результата берется значение выражения_3. Классический пример:

х < 0? -х: х;

Выражение возвращает абсолютную величину переменной х.

Ход работы

1 В соответствии с индивидуальным заданием разработать программу с применением операторов ветвления, выбора варианта, разрыва, перехода (при составлении программы использовать операторы if…else).

2 Набрать программу и устранить ошибки.

3 Изучить работу операторов, различные возможности их применения.

4 Получить результаты.

5 Оформить отчет и сделать выводы по работе, изучив контрольные вопросы по теме.

Индивидуальное задание к лабораторной работе

Вычислить значение функции

y = f(x), где

ì f₁(z), если z < 0;

x = í f₂(z), если 0 £ z £ 8;

î f₃(z), если z > 8;

z = cos(с).

Значения функций приведены в таблице 15.

Таблица 15 - индивидуальное задание

Вар.	f(x)	f₁(z)	f₂(z)	f₃(z)	c
	x²+8x-6	z³-3z²	zln(z)	E^z-e^-z	5,1
	X³lnx²	e^-z+3z	ln\|z\|	Cosz+z²	5,4
	X^1/4+sinx	2z-ln\|z\|	tgz-2z	Sin³z	4,1
	X⁴+2sinx²	sinz+tgz	cos³z+3/z	Z²+lnz²	3,2
	Cosx³	z²+2sinz	lnz+2z	E^z+1/z	4,7
	Sinx+2lnx	2z+tgz	lnz⁴+2z	Cosz+2z	1,3
	Sin⁴x²	sinz²-z³		2sinz²	1,6
	Tgx-4x³	1/cos²z	z-ln\|z\|	Z³+sinz	1,5
	Lnx-e^2x	z²+e^z	cos⁴z/z³	Tg(z+1/z)	2,7
	2x-lnx	2cosz+1/z	z³-2ln\|z\|	Tg2z+z³	3,8
	3x-sinx	3tg³z	1/cos⁴z	E^2z+sinz	1,6
	4x²+cosx	3z/sinz	z²+2sinz	2z-ln\|z\|	2,4
	+cosx	z²+lnz²	e^z+1/z	Z⁴-sinz	4,1
	x^1/3+2x	ln\|cosz\|	2z+e^z	Tg²z	2,5
	Sin⁴x+2x	z⁵/sin2z	e^-2z+tgz	Cos⁴z+z^1/3	3,2
	Tg4x+1/x	z/sinz^1/5	2ztg³z	Z +8	1,4
	Ln(1/x)	zsin²z-8	lnsinz^0,8	-2,5	2,3
	e^2x+4x	cos(p /4)-z	1/(e^z+1)	arctg(z+3)	4,1
	Cosx⁴+x/2	sin(z+30°)	lncos(pz/6)	e^-tg(z-2)	3,2
	2tgx+e^x	z+cos(p +z)	z³+z^1/3	Z⁴-lnz	2,8
	2lnx²	arccosz²	sinz+lncosz	Z³-sin(p x)	1,7
	Cos²x/3	z²+ln(z+4)	e^(z-5)+sinz		2,2
	1/tgx⁴	e^-4z+2+z²	cos(z^1/3+2)	Sin(p +4z²)	5,6
	e^2x-x³	tg(z²+ )	ln(sinz+5)	Z⁴+z²-cosz	3,4
	Tgx-2lnx	arcsin(z+3)	z³-z²+cosz	Ln(z³+4z)	2,5
	Cosx⁴+x/2	lnsinz^0,8	cos(p /4)-z	Z/sinz^1/5	3,7
	Ln(x+x²)	2ztg³z	sin(p +4z²)	Z³+z^1/3	2,6
	Cosx⁴+2x	tg(z+1/z)	e^2z+sinz	Cosz^1/5	3,8
	Sin⁴x+2x	z²+lnz²	cos³z+3/z	Cos(p /4)-z	5,8
	3ln(x²+5)	z⁴-lnz	sinz+tgz	Sinz+lncosz	3,5

Контрольные вопросы для подготовки и самостоятельной работы

1 Какой тип должно иметь <выражение> в операторах if и switch?

2 Можно ли использовать оператор goto для передачи управления на else, метку case…; default:?

3 С помощью каких операторов можно досрочно завершить выполнение операторов if…else, switch?

4 Можно ли использовать в качестве <выражения> в операторе switch указатель?

5 Можно ли использовать в качестве константного <выражения> в операторе switch константу?

6 Обязательно ли использовать оператор break в операторе switch? Каково его действие? Что происходит при отсутствии break?

7 Какому из вложенных операторов if относится else при наличии и отсутствии операторных скобок ¢¢{¢¢ и ¢¢}¢¢.

8 Какие типы операндов допустимы в условной операции (?:)?

9 Объясните работу операторов в приведенных примерах.

10 Как объявить и использовать метки в программе?

Лабораторная работа 7