2.1. Условные операторы if и switch

Для того чтобы иметь возможность реализовать логику в программе используются условные операторы. Умозрительно эти операторы можно представить в виде узловых пунктов, достигая которых программа делает выбор по какому из возможных направлений двигаться дальше. Например, требуется определить, содержит ли некоторая переменная arg положительное или отрицательное число и вывести соответствующее сообщение на экран. Для этого можно воспользоваться оператором if (если), который и выполняет подобные проверки.

В самом простом случае синтаксис данного оператора if следующий:

if (выражение)
<эоператор>

Если значение параметра «выражение» равно «истинно», выполняется оператор, иначе он пропускается программой. Следует отметить, что «выражение» является условным выражением, в котором выполняется проверка некоторого условия. В табл. 2.1 представлены варианты простых логических выражений оператора if.

Таблица 2.1. Простые логические выражения


Приведем пример использования оператора ветвления if. Следующая программа позволяет определять знак введенной переменной.

Листинг 2.1. Первая программа определения знака введенного числа.

#include
int main()
{
float x;
printf(“Введите число: ”);
scanf(“%f”,&x);
if(x < 0)
printf(“Введенное число %f является отрицательным.\n”, x);
if(x >= 0)
printf(“Введенное число %f является неотрицательным.\n”, x);

return 0;
}

Анализ приведенного текста программы показывает, что два условных оператора можно заменить одним, используя конструкцию

if (выражение)
<эоператор1>
else
<эоператор2>

которая интерпретируется таким образом. Если «выражение» истинно, то выполняется «оператор1», иначе выполняется «оператор2». Перепишем ранее приведенный пример определение знака числа с использованием данной конструкции.

Листинг 2.2. Вторая программа определения знака введенного числа.

#include
int main()
{
float x;
printf(“Введите число: ”);
scanf(“%f”,&x);
if(x < 0)
printf(“Введенное число %f является отрицательным.\n”, x);
else
printf(“Введенное число %f является неотрицательным.\n”, x);

return 0;
}

В представленных примерах после операторов if и else стоит всего одна функция printf(). В случаях, когда при выполнении какого-либо условия необходимо записать более одного оператора, необходимо использовать фигурные скобки, т.е. использовать конструкцию вида

if (выражение)
{
<эсписок операторов>
}
else
{
<эсписок операторов>
}

Следует отметить, что после ключевого слова else формально можно поставить еще один оператор условия if, в результате получим еще более гибкую конструкцию условных переходов:

if(выражение1) <эоператор1>
else if(выражение2) <эопреатор2>
else <эоператор3>

На листинге 2.3 представлена программа, реализующая последнюю конструкцию условных переходов.

Листинг 2.3. Третья программа определения знака введенного числа.

#include
int main()
{
float x;
printf(“Введите число: ”);
scanf(“%f”,&x);
if(x < 0)
printf(“Введенное число %f является отрицательным.\n”, x);
else if(x > 0)
printf(“Введенное число %f является положительным.\n”, x);
else
printf(“Введенное число %f является неотрицательным.\n”,x);

return 0;
}

До сих пор рассматривались простые условия типа x<0. Вместе с тем оператор if позволяет реализовывать более сложные условные переходы. В языке С++ имеются три логические операции:

&& - логическое И
|| - логическое ИЛИ
! – логическое НЕТ

На основе этих трех логических операций можно сформировать более сложные условия. Например, если имеются три переменные exp1, exp2 и exp3, то они могут составлять логические конструкции, представленные в табл. 2.2.

Таблица 2.2. Пример составных логических выражений


Подобно операциям умножения и сложения в математике, логические операции И ИЛИ НЕТ, также имеют свои приоритеты. Самый высокий приоритет имеет операция НЕТ, т.е. такая операция выполняется в первую очередь. Более низкий приоритет у операции И, и наконец самый малый приоритет у операции ИЛИ. Данные приоритеты необходимо учитывать, при составлении сложных условий. Например, условие

if(4 < 6 && 5 > 6 || 5 < 6)

проверяется таким образом. Если 4 < 6 И 5 > 6 ИЛИ 5 < 6, то выполняется переход по условию. При необходимости изменения порядка проверки следует операции с более низким приоритетом поместить в круглые скобки, как показано ниже

if(4 < 6 && (5 > 6 || 5 < 6))

Условная операция if облегчает написание программ, в которых необходимо производить выбор между небольшим числом возможных вариантов. Однако иногда в программе необходимо осуществить выбор одного варианта из множества возможных. Формально для этого можно воспользоваться конструкцией if else if … else. Однако во многих случаях оказывается более удобным применять оператор switch языка С++. Синтаксис данного оператора следующий:

switch(переменная)
{
case константа1:
<эоператоры>
case константа2:
<эоператоры>
...
default:
<эоператоры>
}

Данный оператор последовательно проверяет на равенство переменной константам, стоящим после ключевого слова case. Если ни одна из констант не равна значению переменно, то выполняются операторы, находящиеся после слова default. Оператор switch имеет следующую особенность. Допустим, значение переменной равно значению константы1 и выполняются операторы, стоящие после первого ключевого слова case. После этого выполнение программы продолжится проверкой переменной на равенство константы2, что часто приводит к неоправданным затратам ресурсов ЭВМ. Во избежание такой ситуации следует использовать оператор break для перехода программы к следующему оператору после switch.

На листинге 2.4 представлен пример программирования условного оператора switch.

Листинг 2.4. Пример использования оператора switch.

#include
int main()
{
int x;
printf(“Введите число: ”);
scanf(“%d”,&x);
switch(x)
{
case 1 : printf(“Введено число 1\n”);break;
case 2 : printf(“Введено число 2\n”); break;
default : printf(“Введено другое число\n”);
}
char ch;
printf(“Введите символ: ”);
scanf(“%с”,&сh);
switch(ch)
{
case ‘a’ : printf(“Введен символ а\n”); break;
case ‘b’ : printf(“Введен символ b\n”); break;
default : printf(“Введен другой символ\n”);
}
return 0;
}

Данный пример демонстрирует два разных варианта использования оператора switch. В первом случае выполняется анализ введенной цифры, во втором – анализ введенного символа. Следует отметить, что данный оператор может производить выбор только на основании равенства своего аргумента одному из перечисленных значений case, т.е. проверка выражений типа x<0 в данном случае невозможна.