Программирование задач с разветвленной структурой управления

Цель:
Научиться решать задачи с разветвляющейся структурой управлении
Задачи:
В результате прохождения занятия студент должен:
знать:
оператор разветвляющейся структурой управления;
способы решения задач, которые можно свести к разветвляющейся структуре управления;
уметь:
решать задачи с применением оператора разветвления;
решать задачи с несколькими условиями.
Направление подготовки бакалавров
19.03.04 Технология общественного питания
Информатика

План лабораторного занятия:
1. Понятие о разветвленной структуре
2.Применение в разветвленных структурах составного оператора
3.Задачи для разветвленной структуры
4. Условный оператор CASE
5.Задание для выполнения самостоятельной работы
6. Литература
Направление подготовки бакалавров
19.03.04 Технология общественного питания
Информатика

1. Понятие о разветвленной структуре
Разветвленным вычислительным процессом называют алгоритм (программу), имеющую несколько альтернативных ветвей (путей), причем выбор направления выполнения вычислительного процесса (выбор ветви) происходит в результате проверки указанных условий.
Разветвление бывает полным или сокращенным.
Оператор IF имеет следующий вид: IF
THEN
ELSE
При выполнении этого оператора сначала вычисляется некоторое логическое выражение p (условие), в случае истинности которого выполняется оператор a1, а в случае ложности—оператор a2.
Направление подготовки бакалавров
19.03.04 Технология общественного питания
Информатика

Возможен сокращённый вариант оператора IF. If
then
;
Здесь, если условие р истинно, выполняется оператор a1. Если же условие р ложно, управление просто передаётся следующему (за оператором IF) оператору в программе.
Первый вариант оператора IF осуществляет выбор между двумя действиями, а второй—между действием и отсутствием действия.
Что представляет собой условие? Как правило, в качестве условия используется переменная (или выражение) логического типа (типа Boolean) либо один из операторов сравнения.

Сравнивать между собой числа и другие значения в Turbo Pascal можно c помощью шести операторов:
> - больше;
< - меньше;
= - равно;
<> - (не равно;
>= - больше или равно;
<= - меньше или равно.
Результат сравнения всегда представляет собой значение логического типа.
Так, результатом сравнения 77>63 будет TRUE, а результатом сравнения 82<47—FALSE.

В условии так же широко могут использоваться три логических оператора: NOT, AND и OR.
Например, выражение x1 AND x2 будет иметь значение TRUE, если значения х1 и х2 принадлежат логическому типу и оба равны TRUE.
Примеры операторов IF, которые могут встретиться в программах.
If x>y then z:=x/2
else z:=y+2;
if a and (b>c) then d:=a+b
else d:=c;

В языке Turbo Pascal допускается вложенность операторов IF:
if x>0 then y:=1
else if x<0 then y:=-1
else y:=0;
При вложении операторов IF один в другой может возникнуть синтаксическая неоднозначность.
Действительно, к какому из двух ключевых слов IF относится ключевое слово ELSE в операторе
if x then if y then S1
else S2;
На самом деле ключевое слово ELSE ассоциируется с ближайшим IF, еще не связанным со словом ELSE.

2. Применение в разветвленных структурах составного оператора
Во многих программах, в зависимости от некоторого условия, часто требуется выполнить не одно, а последовательность действий.
Однако оператор IF в Turbo Pascal обеспечивает выполнение единственного оператора, присутствующего после зарезервированного слова THEN или ELSE.
Выйти из положения можно, применив составные операторы.
Составной оператор представляет собой последовательность некоторых операторов, которые выполняются в том порядке, в каком они содержаться в тексте программы.
При этом зарезервированные слова BEGIN и END являются так называемыми операторными скобками, в которые заключены операторы, входящие в составной оператор.

Когда, в зависимости от определённого условия, требуется обеспечить последовательное выполнение некоторого набора операторов, без составного оператора не обойтись.
Составной оператор имеет следующий вид:
Оператор IF с составными операторами выглядит так:
if p then begin S1; S2; … Sn end
else begin V1; V2; … Vn end;
Операторы S1; S2; … Sn принадлежат к ветви «да», а операторы V1; V2; … Vn принадлежат к ветви «нет».
Составной оператор может включать другие составные операторы (т.е. составным может быть любой из операторов S1; S2; … Sn или V1; V2; … Vn, причём допускается любое число уровней вложенности.

3. Задачи для разветвленной структуры
Рассмотрим разветвленный алгоритм для следующей задачи.
Задача 1.
Задать значение роста человека (в см) и его веса (в кг). Вычислить оптимальное значение веса для данного роста и сравнить его с реальным. Вывести соответствующее сообщение.
Математическая формулировка задачи: Определить оптимальное значение веса можно по формуле: Рост(см)-100.
Очевидно, что реальный вес может равняться оптимальному, быть меньше него или превышать. Нужно сравнить оптимальное значение веса с реальным и вывести соответствующее сообщение.

Рассмотрим подробно составление алгоритма разветвленной структуры для решения задачи
Текст программы к задаче 1:
Program Ex_1;
Uses Crt;
Var w: real; { вес }
h: real; { рост }
opt: real; { оптимальный вес }
d: real; { отклонение от оптимального веса }
Begin ClrScr;
Writeln(‘Введите вес и рост через пробел ’); Readln(w, h);
opt:=h-100; d:=Abs(w-opt);
If w=opt then Writeln(‘Ваш вес оптимален!’)
Else If w < opt then Writeln(‘Вам надо поправится на ’,d:5:2,’ кг‘)
Else Writeln(‘Вам надо похудеть на ‘, d:5:2, ‘ кг ‘);
Readln; End.

4. Условный оператор CASE
IF позволяет осуществить выбор одного из двух вариантов. Но что если вариантов нужно иметь больше?
Можно воспользоваться ветвлением с несколькими уровнями вложения, однако если количество вариантов большое, потребуется столько же уровней, и в итоге полученная конструкция оказывается слишком громоздкой.
Выйти из положения позволяет структура ветвления «Выбор – Иначе».

При выполнении алгоритма сначала вычисляется некоторое выражение, а затем, в зависимости от полученного значения (если оно равно одной из констант) выполняется одна из групп действий, помеченная соответствующей константой.
Если значение выражения не совпадает ни с одной из констант выбора, выполняются альтернативные действия, содержащиеся в ветви «Иначе», причем ветвь «Иначе» в этой структуре необязательна.
Оператор CASE имеет следующий вид:
Case P of
a: S1;
b: S2;
..
n: Sn
else Sn+1
end;

При выполнении этого оператора сначала вычисляется некоторое выражение P называемое селектором выбора, а затем, в зависимости от полученного значения (если оно равно одной из констант a, b, ..., n, которые называются константами выбора), выполняется один из операторов, помеченный соответствующей константой.
Если значение выражения P не совпадает ни с одной из констант выбора, выполняется оператор Sn+1, содержащийся после ключевого слова ELSE, причем ветвь ELSE в операторе CASE необязательна.
Кроме одиночных констант, в вариантах оператора CASE могут использоваться диапазоны значений и списки (представленные через запятую).
Case X of
1 .. 5: S1;
2, 3, 8: S2;
4, 6, 9 .. 13: S3;
else S4
end;

Задача 2.
В зависимости от введенного числового значения вывести согласованное с ним слово рубль, рубля или рублей.
Математическая формулировка задачи: Очевидно, что значение поясняющего слова зависит от последней цифры введенного числа: если последняя цифра 0, 5, 6, 7, 8, 9, то поясняющее слово «рублей», если 1 – то «рубль», если 2, 3, 4 – то «рубля». Исключение составляют числа, оканчивающиеся на 11, 12, 13, 14 для которых поясняющее слово должно быть «рублей».
Текст программы к задаче 2:
Program Ex_2;
Uses Crt;
Var n: integer; { число }
r: integer; {остаток от деления числа на 10}

Begin
ClrScr;
Writeln(‘Введите число ‘);
Readln(n);
If n>100 then n:=n mod 100;
If (n>=11) and (n<=14)
then Writeln( ‘ рублей‘)
Else begin
r:=n mod 10;
Case r of
0, 5..9: writeln (‘ рублей‘);
1: writeln (‘ рубль’);
2..4: writeln (‘ рубля ‘);
end;
end;
Readln;
End.
Продолжение программы

5. Задания для выполнения самостоятельной работы
Даны действительные числа X,Y и Z. Вычислить максимальное значение из X+Y и Y*Z.
Даны координаты точки (x,y). Определить в каком квадрате координатной плоскости находится точка, и напечатать номер квадрата.
3. В соревнованиях по бегу принимают участие 30 спортсменов. Вводя по очереди фамилии и результаты участников в ЭВМ, определить, сколько из них выполнило нормы ГТО, и напечатать их фамилии. Норма ГТО задана.