4. Программа как совокупность операторов. Виды операторов

Текст программы – это совокупность операторов и комментариев. Структура текста программы представлена на рис.3.4.

Рис. 3.4 Составляющие текста программы

Арифметические операции над числовыми данными

Арифметические выражения состоят из арифметических операторов (таблица 3.9) и операндов (переменных и констант).

Пример: b*2 + с/3, b* (2 + с) – 3.

Таблица 3.9 Арифметические операторы

Арифметические операторы	Действие оператора
+	сложение
-	вычитание
*	умножение
/	деление

Логические операции и операции сравнения

При записи логических выражений используются операции сравнения (таблица 3.10) и логические операции (таблица 3.11). Приоритеты логических операций ниже, чем приоритеты операций сравнения.

Таблица 3.10 Операторы сравнения

Операторы сравнения	Варианты написания
	Бейсик, Паскаль	Си++
Равно	=	==
Не равно	<>	!=
Меньше	<	<
Меньше или равно	<=	<=
Больше	>	>
Больше или равно	>=	>=

Таблица 3.11 Логические операции

Приоритет	Логические операторы	Обозначение
		Бейсик	Паскаль	Си++
1	НЕ	NOT	not	!
2	И	AND	and	&&
3	ИЛИ	OR	or	||

Разделение и группировка операторов

В процессе компиляции исходного текста программы происходит анализ каждого оператора. Если записать подряд несколько операторов и не указать, где кончается один и начинается другой, то в процессе компиляции возникнет множество проблем с выделением отдельных операторов. Поэтому в каждом языке предусмотрены символы разделения операторов.

Если возникает необходимость выполнить группу операторов (например, в зависимости от какого-либо условия), то группа объединяется в блок с помощью специальных скобок начала и конца блока, называемых логическими скобками (таблица 3.12).

Таблица 3.12 Группировка операторов с помощью логических скобок

Операторы	Группы операторов
	Бейсик	Паскаль	Си++
Разделение операторов	: (двоеточие)	; (точка с запятой)	; (точка с запятой)
Пример	а23 = а22 (12) + 1: b1 = b1 - 1	а := b*2 + с; d := (е[8] - f)*2.2;	х[5] = у/3.33; у = z[0] - 0.001;
Группировка операторов (блок) - логические скобки	Нет	begin тело блока end;	{ тело блока };

Комментарии

Комментарии – это части исходных текстов, выделяемые с помощью специальных обозначений и пропускаемые компилятором при анализе текста программы. При составлении программы очень полезно комментировать различные участки кода, чтобы потом, обратившись к ним, сразу понять, что конкретно выполняется в том или ином месте программы. Комментарии могут начинаться и заканчиваться особыми символами и охватывать несколько строк кода, а могут записываться только в конце строки – при этом считается, что весь остаток строки является комментарием. Обозначения комментариев в наиболее популярных языках программирования представлены в таблице 3.13.

Таблица 3.13 Обозначения комментариев

Комментарии	Обозначение
	Бейсик	Паскаль	Си++
Однострочный комментарий	REM или '	//	//
Пример	Х = 5 ' комментарий до конца строки	Х := 5; // комментарий до конца строки
Многострочный комментарий	нет	{} или (* *)	/**/
Пример		{это комментарий языка Паскаль (* а это вложенный комментарий *)}	/* это комментарий языка Си++ */

Операторы управления программой

Условный оператор (условные вычисления)

Как правило, в программе требуется изменять порядок выполнения последовательности вычислений в зависимости от определенных условий, записываемых в виде логических выражений и принимающих одно из двух значений – true или false (истинно или ложно). При этом происходит разветвление программы – выполнение в дальнейшем может продолжиться с разных операторов.

Синтаксис условного оператора примерно одинаков во всех языках программирования. Он представляет собой конструкцию (таблица 3.14):

если условие истинно то

выполнить оператор-1

иначе

выполнить оператор-2

Таблица 3.14 Синтаксис условного оператора

Условный оператор	Обозначение
	Бейсик	Паскаль	Си++
Синтаксис	IF условие THEN оператор-1 ELSE оператор-2 END IF	if условие then оператор-1 else оператор-2;	if( условие) оператор-1 else оператор-2;
Пример полного условного оператора	IF А>0 THEN А = О ELSE А = -1 END IF	if а > 0 then а := О else а := -1;	if( а > 0 ) а = О else a = -1;
Пример неполного условного оператора	IF х < 0 THEN У = х / 2 х = 1 END IF	if х < 0 then begin у := х / 2; х := 1; end	if( х < 0 ) { у = х / 2; х = 1; );

Операторы повторяющихся вычислений

В языках программирования имеются средства для организации повторных вычислений, называемые операторами цикла:

• с фиксированным числом повторений,

• условные операторы цикла.

Оператор цикла включает:

• заголовок цикла, определяющий число повторений,

• тело цикла – повторяемый оператор или блока операторов.

Оператор цикла с фиксированным числом повторений

Используется, например, при обработке массивов, размер которых известен заранее или легко определяется.

Заголовок оператора состоит из трех частей:

• инициализация переменной-счетчика или параметра цикла (присваивание ей начального значения),

• определение конечного значения счетчика,

• приращение счетчика, определяющее шаг изменения значения счетчика после каждого выполнения тела цикла.

Описание оператора цикла с фиксированным числом повторений представлено в таблице 3.15.

Таблица 3.15 Описание оператора цикла с фиксированным числом повторений

Оператор цикла с фиксированным числом повторений	Обозначение
	Бейсик	Паскаль	Си++
Синтаксис	FOR счетчик = начальное_значение ТО конечное_значение STEP приращение тело цикла группа операторов NEXT	for счетчик := начальное_значение to конечное_значение do оператор или блок операторов;	for( счетчик = начальное_значение; условие_завершения; счетчик = счетчик + приращение) оператор или блок операторов;
Комментария	Если приращение не указывать, то считается, что оно равно 1	Приращение всегда равно 1
Примеры инициализации тысячи элементов массива	FOR I :=1 TO 1000 А(I) := 0 NEXT	for i := 1 to 1000 do a[i] := 0;	for( i = 0; i < 1000; i = i + 1 ) a[i] = 0;

Условный оператор цикла

Число повторений заранее неизвестно – надо выполнять цикл, пока не произойдет некоторое событие, например, пользователь нажмет на кнопку или точность вычислений уложится в заданный диапазон и т. д. В таких ситуациях заголовок цикла включает только условие (логическое выражение) – пока его значение равно true, цикл будет выполняться. Описание условного оператора цикла представлено в таблице 3.16.

Таблица 3.16 Описание условного оператора цикла

Условный оператор цикла	Обозначение
	Бейсик	Паскаль	Си++
Синтаксис	DO WHILE условие группа операторов LOOP	while условие do оператор или группа операторов;	While if (условие) оператор или группа операторов;
Примеры	DO WHILE A > В А = А - 0.01 LOOP	while a > b do а := а - 0.01;	while( а > b ) а = а - 0 .01;
Примеры зацикливания	а = 0; b = 1; while( а < b ) а = а – 0.01	while true do begin // тело цикла end;
Комментарии	Исходное значение переменной а меньше значения переменной b, и это значение будет только уменьшаться. Цикл никогда не закончится	Контроль над выходом из бесконечного цикла при наступлении определенного события возлагается на программиста

Операторы ввода данных и вывода результатов работы программы

Для организации интерактивного общения программы с пользователем в реальном масштабе времени предназначены средства для ввода данных из файлов и сохранения данных в файлах. Интерактивное общение реализуется с помощью RAD-систем, позволяющих быстро спроектировать пользовательский интерфейс. Ввод и вывод информации осуществляется в разных языках по-разному. В Паскале и Бейсике есть операторы для такой работы, в Си++ они выделены в специальные библиотеки. Введен также специальный тип данных «файл» (FILE).

Работа с файлами происходит в три этапа:

1. Файл открывается в одном из выбранных режимов (он рассматривается как последовательность строк или двоичных чисел, разрешается только считывать из него данные или только записывать и т. д.). Файл может состоять из последовательности одинаковых блоков, каждый из которых будет представлять собой копию структуры данных определенного типа, описанного в программе. Каждый такой блок называется записью.

2. Выполняется считывание, обновление или удаление записей в файле.

3. Файл закрывается. Если этого не сделать, то он останется открытым и в дальнейшем к нему нельзя будет обратиться из других программ.

Каждый из этих пунктов реализуется в каждом из языков программирования по-своему. Некоторые пункты требуют для своей реализации нескольких операторов (таблица 3.17).

Таблица 3.17 Описание работы операторов ввода-вывода

Ввод-вывод	Обозначение
	Паскаль	Си++
Устройства ввода-вывода
Синтаксис команды ВВОД	READ();	>>
Пример	Var x: Integer; Read(x);	Int x; Cin>>x;
Комментарий	Ввод числа с клавиатуры и сохранение его в x
Синтаксис команды ВЫВОД	Write();	<<
Пример	Var x: Integer; x:= 25; Write (‘Значение переменной x=’, x)	Int x; x=25; Cout<< “Значение переменной x=”<<x;
Комментарий	Вывод содержимого переменной x на экран
Ввод (чтение) данных из файла в память
Синтаксис открытия файла для ввода из него данных в память	Var f:Text; ASSIGN (f, “имя_файла.расширение”); RESET(f); READ (f, переменная); CLOSE (f);	Ifstream in_file(“имя_файла.расширение”);
Пример Ввод данных в память из открытого файла	Var f:Text; a, b, c: integer; ASSIGN (f, “file.txt”); RESET(f); READ (f, a, b, c); CLOSE (f);	Ifstream in_file (“file1.txt”); in_file>>a>>b>>c;
Комментарий	Из файла “File.txt” вводятся три первые числа и запоминаются в переменных a, b, c	Из файла “File1.txt” вводятся три первые строки и запоминаются в переменных a, b, c
Вывод (запись) данных из памяти в файл
Синтаксис открытия файла для добавления в него записи	Var f:Text; a, b, c: integer; Assign (f, “имя_файла.расширение”); Append(f); WriteLn (f, “текст”); CLOSE (f);	Ofstream out_file(“имя_файла.расширение”,ios::app);
Пример Добавление записей в существующий файл	Var f:Text; a, b, c: integer; Assign (f, “File.txt”); Append(f); WriteLn (f, “текст”); CLOSE (f);	ofstream out_file("File.txt", ios::app) ; out_file<<"Запись в файл." <<endl; out_fi1е<<"Режим добавления."<<endl; out_file.close();
Комментарий	В существующий файл “File.txt” добавляется “текст”	В существующий файл “File.txt” добавляется текст: "Запись в файл. Режим добавления"
Синтаксис создания / обновления файла для записи данных из памяти	Var f:Text; a, b, c: integer; Assign (f, “имя_файла.расширение”); Rewrite(f); WriteLn (f, “текст”); CLOSE (f);	Ofstream out_file(“имя_файла.расширение”,ios::out);
Пример Создание файла и запись в него	Var f:Text; a, b, c: integer; Assign (f, “File.txt”); Rewrite (f); WriteLn (f, “текст”); CLOSE (f);	Ofstream out_file(“file1.txt” ”,ios::out); out_file<<”Запись в файл”<<endl; out_file<<”Режим создания”<<endl; out_file.close();
Комментарий	Создается файл “File.txt” и в него записывается “текст”. Если файл существовал, его содержимое заменяется на “текст”	В существующий файл “File.txt” добавляется текст: "Запись в файл. Режим добавления"