Цель работы – ознакомление с особенностями программирования алгоритмов разветвленной структуры, а также использования различных операторов перехода.
2.1 Алгоритмы разветвленной структуры. Операторы перехода и выбора
Ветвящимся (разветвленным) называется алгоритм, в котором в зависимости от исходных данных или промежуточных результатов вычисления реализуется по одному из нескольких заранее предусмотренных (возможных) направлений, называемых ветвями вычислений.
Оператор условного перехода реализует разветвление алгоритма и применяется, когда в зависимости от условия необходимо выполнить либо одно, либо другое действие. В качестве условий используются логические отношения. Логические отношения представляют собой записи равенств и неравенств: <, >, =, <=, >=,<> (не равно), AND (логическое "и"), OR (логическое "или"). В Паскале оператор условного перехода имеет две конструкции (таблица D1).
В Паскале принят порядок выполнения операторов согласно их следованию в программе. Если необходимо обойти какую-то группу операторов, то используется оператор безусловного перехода, который в блок-схеме отображается в виде стрелки, а не отдельного блока (таблица D1). Метка, используемая в операторе, показывает, что дальнейшая работа должна проводиться в другой части программы, с той строки, на которую она указывает и должна быть предварительно описана в разделе Label (например, Goto NM;). Этот оператор используется только в исключительных ситуациях, поскольку такие переходы разрушают связи между структурой программы и структурой вычислений, что приводит к потере ясности программы и затрудняет задачу верификации (доказательства правильности составления программы).
Кроме оператора безусловного перехода, в Турбо Паскале 7.0 иногда используются четыре безусловные функции:
- Break – позволяет досрочно закончить цикл;
- Continue – позволяет начать новую итерацию цикла, не дожидаясь окончания предыдущей итерации;
- Exit – позволяет завершить работу текущего программного блока (программу, процедуру);
- Halt(n) – позволяет завершить работу программы с кодом завершения n.
К операторам разветвляющейся структуры относится также оператор выбора (варианта), позволяющий программировать сложные ветвления, когда имеется несколько (обычно равновероятных) вариантов действия (таблица D1).
2.2 Примеры решений задач разветвленной структуры
| 2.2.1 Вычислить | 
|
На рисунке 2.1 представлена блок-схема и программа для решения данной задачи. В блоке 4 производится ввод значения х из какого-либо одного заданного интервала. В блоках 5 и 6 осуществляется проверка условий принадлежности х к одному из интервалов. Если х <0 (блок 5), то вычисления производятся по формуле в блоке 7, если нет, то проверяется условие х =0. Если это условие выполнено, то для вычисления у используется блок 8, иначе - блок 9. Независимо от того, по какой формуле осуществлено вычисление, следующее действие - вывод вычисленного значения у. Блоки 2, 3, 11, 12 используются для организации многократного ввода различных значений х, что называется зацикливанием. Блоки 5, 6, 12 реализуются в программе операторами условного перехода, а блоки 3, 7, 8, 9, 11 – операторами присваивания. В качестве аналогов блоков 2, 4, 10 в программе используются процедуры ввода-вывода.
 
| Program primer2_1; Label m1; Var i, n:integer; x, y:real; Begin Write(‘Введи N’); Read(n); i:=1; m1: Write(‘Введи x’); Read(x); If x<0 then y:=exp(x) else if(x>=0)and(x<=1) then y:=0 else y:=sin (x); write (‘Y=’,y:10:3); i:=i+1; if i<=n then goto m1 end. |
Рисунок 2.1 - Блок-схема алгоритма и программа разветвленной структуры
2.2.2 В старояпонском календаре принят 60-летний цикл, состоящий из пяти 12-летних малых циклов. Малые циклы обозначаются названиями цвета. Внутри каждого малого цикла годы носят названия животных. Определить название заданного года нашей эры по японскому календарю. Так как в данном случае блок-схема получается достаточно громоздкой, ниже приведена только программа решения задачи.
Program primer2_2;
Var year, i, k: integer;
Begin
Write ('Введите год'); Read (year); Write (‘- the year of the ‘);
i:= (year-3) mod 12; k:= (3010 – year) mod 60 div 12;
Case k of
0: writе ('green ');
1: write ('red ');
2: write ('yellow ');
3: write ('white ');
4: write ('black ');
end;
Case i of
1: Writeln ('rat'); {крыса}
2: Writeln ('bull'); {бык}
3: Writeln ('tiger'); {тигр}
4: Writeln ('rabbit'); {кролик}
5: Writeln ('dragon'); {дракон}
6: Writeln ('snake'); {змея}
7: Writeln ('horse'); {лошадь}
8: Writeln ('sheep'); {овца}
9: Writeln ('monkey'); {обезьяна}
10: Writeln ('hen'); {петух}
11: Writeln ('dog'); {собака}
0: Writeln ('pig'); {свинья}
end;
end.
2.3 Варианты заданий
2.3.1 Составить блок-схему и программу разветвляющейся структуры для вычисления заданной функции.
1 
| 2 
|
3 
| 4 
|
5 
| 6 
|
7 
| 8 
|
9 
| 10 
|
11 
| 12 
|
13 
| 14 
|
15 
| 16 
|
17 
| 18 
|
19 
| 20 
|
21 
| 22 
|
23 
| 24 
|
25 
| 26 
|
27 
| 28 
|
29 
| 30 
|
2.3.2 Составить программу решения задачи, используя оператор выбора
1 Определить время года по вводимому номеру месяца. В случае если пользователь укажет недопустимый номер, то повторить попытку ввода.
2 Определить знаки координат точки по вводимому номеру квадранта. В случае если пользователь укажет недопустимый номер, повторить попытку ввода.
3 Определить квартал текущего года по вводимому номеру месяца. В случае если пользователь укажет недопустимый номер, то повторить попытку ввода.
4 Вводится ответ на вопрос "Язык общения? русский (р) / английский (а)". Если введено "р", то вывести "Привет!", если введено "а", то вывести "Hello!". В остальных случаях вывести "Повторите ввод".
5 Вводится ответ на вопрос "Продолжить работу? да (1) / нет (0)". Если введено "1", то вывести "Я готов к работе", если введено "0", то вывести "Работа завершена".
6 Вводится целое число. Если введено "1", то вывести "понедельник". Если введено "2", то вывести "вторник" и т.д. В остальных случаях - "Повторите попытку ввода".
7 Вводится целое число от 2 до 5. Если введено "2", то вывести "неудовлетворительно". Если введено "3", то вывести "удовлетворительно" и т.д. В остальных случаях - "Такой оценки не существует".
8 Вводится символ. Если этот символ равен "***", то вывести "Осадки в виде снега". Если - ":::", то - "Осадки в виде дождя". В остальных случаях - "Безоблачно".
9 Ввести целое число. Если введено "0", то вывести "незачет", если введено "1", то вывести "зачет". В остальных случаях вывести "Повторите ввод".
10 По вводимому номеру вывести название ноты: 1-"до", 2-"ре", 3-"ми", 4-"фа", 5-"соль", 6-"ля", 7-"си". В остальных случаях - "Нота не определена".
11 По вводимому номеру вывести название цвета: 1-"красный", 2-"оранжевый", 3-"желтый", 4-"зеленый", 5-"голубой", 6-"синий", 7-"фиолетовый". В остальных случаях - "Цвет не определен".
12 По вводимому номеру вывести название времени года: 1-"зима", 2-"весна", 3-"лето", 4-"осень". В остальных случаях - "Время года не определено".
13 Вывести название месяца, если вводится его номер. В случае если пользователь укажет недопустимый номер, то повторить попытку ввода.
14 Вводится целое число от 1 до 10. Если введено "1", то вывести "Средний возраст учеников - 7 лет". Если введено "2", то вывести "Средний возраст учеников - 8 лет" и т.д.
15 Даны два числа. Ввести целое число n. Если n=1, то найти минимум этих двух чисел. Если n=2, то найти максимум этих чисел. В остальных случаях повторить ввод n.
16 Вводится символ. Если этот символ равен "я", то вывести "январь". Если - "ф", то - "февраль". Если - "д", то - "декабрь". В остальных случаях - "Зимний месяц не определен".
17 Вводится символ. Если этот символ равен "с", то вывести "сентябрь". Если - "о", то - "октябрь". Если - "н", то - "ноябрь". В остальных случаях - "Осенний месяц не определен".
18 Вводится целое число n (1£n£5), выводится n звездочек (*). В остальных случаях повторить ввод n.
19 По вводимому значению n (1£n£5) вывести наименование геометрической фигуры 1-"точка", 2-"прямая", 3-"треугольник", 4-"квадрат", 5-"пентагон". В остальных случаях повторить ввод n.
20 Дано натуральное число n (1£n£10). Вывести фразу "Мы нашли n грибов (гриб, гриба), используя правильный падеж существительного "гриб".
21 По вводимому номеру вывести название дня недели 1-"понедельник", 2-"вторник", 3-"среда", 4-"четверг", 5-"пятница", 6-"суббота", 7-"воскресенье". В остальных случаях повторить попытку ввода.
22 По вводимому номеру вывести наименование пальцев руки 1-"мизинец", 2-"безымянный", 3-"средний", 4-"указательный", 5-"большой". В остальных случаях повторить попытку ввода.
23 По вводимому номеру вывести результаты спортивных соревнований 1-"золотая медаль", 2-"серебряная медаль", 3-"бронзовая медаль", 4-"утешительный приз". В остальных случаях повторить попытку ввода.
24 По вводимому номеру вывести наименование типов темперамента 1-"сангвиник", 2-"флегматик", 3-"меланхолик", 4-"холерик". В остальных случаях повторить попытку ввода.
25 По вводимому номеру вывести наименование пяти чувств 1-"зрение", 2-"слух", 3-"обоняние", 4-"осязание", 5-"вкус". В остальных случаях повторить попытку ввода.
26 В зависимости от количества участников вывести название музыкальных ансамблей 1-"соло", 2-"дуэт", 3-"трио", 4-"квартет", 5-"квинтет", 6-"сикстет", 7-"октет". В остальных случаях повторить попытку ввода.
27 По вводимому номеру вывести наименование одного из факультетов АИЭС 1-"ТЭФ", 2-"ЭЭФ", 3-"ФРТС", 4-"ФЗО и ПС", 5-"ФДП". В остальных случаях повторить попытку ввода.
28 Написать программу, которая запрашивает у пользователя номер дня недели и выводит одно из сообщений: "Рабочий день", "Суббота" или "Воскресенье". Если пользователь укажет недопустимый номер, то повторить попытку ввода.
29 Написать программу, которая подводит итоги экзамена. При вводе кода 0 вывести "неявка"; 1 - "неудовлетворительно"; 2,3,4 -"удовлетворительно"; 5,6,7 - "хорошо"; 8,9 -"отлично"; 10 -"не допущен". В случае если пользователь укажет недопустимый номер, то повторить попытку ввода.
30 Дано натуральное число n (1 £ n £ 10). Вывести фразу "n рублей (рубль, рубля), используя правильный падеж существительного "рубль".
2.4 Контрольные вопросы
1 Какие логические отношения используются в Паскале?
2 Какие функции выполняет оператор условного перехода?
3 Чем отличаются полная и краткая формы оператора условного перехода?
4 Как изображается на блок-схеме оператор условного перехода?
5 Какую функцию выполняет оператор безусловного перехода?
6 Как изображается на блок-схеме оператор безусловного перехода?
7 Какие особенности характерны для оператора выбора?
8 Как можно изобразить на блок-схеме оператор выбора?