Средства языка Паскаль для программирования разветствляющихся алгоритмов

Таблицу ситуаций удобно было бы уточнять с помощью команды выбора следующего вида (на Псевдокоде):

Выбрать

при ситуация 1: действие 1;

при ситуация 2: действие 2;

...

при ситуация n: действие n;

Все.

Алгоритм выполнения этой команды выбора следующий (здесь уже порядок действий важен):

1). Просмотреть все ситуации в записанном порядке сверху вниз;

2). При совпадении текущей ситуации с одной из ситуаций из приведенного (в команде выбора) списка выполнить действия, соответствующие данной ситуации;

3). После выполнения действий для конкретной ситуации все оставшиеся строки в команде выбора пропускаются, т.е. выполняется переход к слову все;

4). Если текущая ситуация не совпадает ни с одной ситуацией из приведенного списка, то команда выбора игнорируется (пропускаются все действия в ней)).

К сожалению в том виде, в котором мы команду выбора записали, она не поддерживается ни Паскалем, ни другими языками программирования. На Паскале последней команде выбора соответствует следующий оператор:

одиночный оператор или составной оператор

константа константа1, константа2, константа3, …. диапазон

селектор

Case C of

набор₁: оператор₁;

набор₂: оператор₂;

...

набор_n: оператор_n;

end

Переменная "селектор" (ее начения рассматриваются как признаки наступления ситуаций) может быть любого порядкового типа. Особенность данного вида команды выбора состоит в том, что одна ситуация от другой отличается по набору значений этой переменной. Существуют следующие случаи задания таких наборов:

1-й случай: указывается просто одна константа (порядкового типа)

2-й случай: указывается несколько констант, разделенных запятыми

3-й случай: указывается диапазон значений (констант)

4-й случай: комбинация первых трех случаев.

Замечание1: Переменная селектор на Паскале может быть любого порядкового типа, кроме longint.

Замечание2: После каждого двоеточия вы можете написать действие только из одного оператора. В случае необходимости записать несколько операторов нужно заключать эти операторы в операторные скобки (begin - end).

ПРИМЕР: Стоит задача для введенного символа вывести на экран информацию о том, какой это символ: буква (для простоты примера - латинская) или цифра?

var

C:char;

Begin

Write(‘Введите символ: ’);

readln(C);

Case C of

‘A’..’Z’,’a’..’z’: writeln(‘Это буква’);

‘0’..’9’: writeln(‘Это цифра’);

end;

End.

Дополним текст этой программы, чтобы постараться увеличить число распознаваемых ситуаций ( 1 – цифра, 2 – буква, 3 – строчная буква, 4 – прописная буква):

var

C:char;

Begin

Write(‘Введите символ: ’);

readln(C);

Case C of

‘0’..’9’ : writeln(‘ -->’, C, ‘ – это цифра’);

‘A’..’Z’,’a’..’z’: writeln(‘ -->’, C, ‘ – это буква’);

’a’..’z’ : writeln(‘ -->’, C, ‘ – это строчная буква’);

‘A’..’Z’ : writeln(‘ -->’, C, ‘ – это прописная (заглавная) буква’);

end;

End.

Вопрос: если будет введен символ, например ‘d’, то что будет выведено на экран?

Ответ: для выделенные строки будет выдаваться сообщение компилятора типа

«Duplicate case label».

Дело все в том, что наборы не должны пересекаться, иначке компилятор будет ругаться про дублирование констант.

Вопрос: как же написать, чтобы выводилась информация и о том, что символ есть буква, и о том, какая это буква – строчная или прописная? Ответ - никак.

Если число ситуаций не превышает двух и ситуации взаимоисключающие, то целесообразно для уточнения таблицы ситуаций использовать не команду выбора, а команду ветвления следующего вида: описание ситуации (в виде логического выражения)

if ситуация

then действие 1 //для ситуации 1

else действие 2 //для ситуации 2

Этой команде соответствует следующая таблица ситуаций и схема алгоритма:

значит, наступила ситуация 2

(если ситуации взаимоисключающие)

Если при не наступлении ситуации никаких действий выполнять не нужно, то можно использовать сокращенную форму записи команды ветвления:

На Паскале команде ветвления соответствует условный оператор (оператор if):

Замечание 1: При записи условного оператора на Паскале наиболее частой ошибкой является запись ';' перед else. Точка с запятой пишется после then только при отсутствии else.

Замечание 2: После then и else можно указать только один оператор, если нужно использовать несколько операторов, то нужно использовать операторные скобки (begin – end).

Замечание 3: else всегда соответствует самому ближайшему выше по тексту программы оператору if, не имеющему части else. Для явного указания того, к какому if из последовательности относится else у программиста есть два пути:

1) использовать else с пустым оператором в качестве действия в тех вышестоящих (относительно нашего else) операторах if, к которым мы не хотим отнести данный else.

2) использовать операторные скобки для обозначения границ действий по ветвям then и else для каждого оператора if.

Пример:

if (C1)

then if (C2)

then D1

else D2;

Вопрос: как сделать, чтобы D2 относился не к С2, а к С1?

1-й вариант if (C1) then if (C2) then D1 else ; <-- не ставить ‘;’ else D2   2-й вариант if (C1) then begin if (C2) then D1 end ; <-- не ставить ‘;’ else D2

13.3 Виды ситуаций.

Ситуации бывают зависимыми и независимыми.

Независимые - это такие ситуации, наступление или не наступление которых не зависит от наступления каких-либо других ситуаций. Зависимые - это такие ситуации, наступление или не наступление которых зависит от наступления каких-либо других ситуаций.

Независимые ситуации могут иметь место одновременно (а зависимые – нет). Дело в том, что независимые ситуации обычно разнесены по различным подзадачам. Исходя из этого независимые ситуации вместе (в рамках одной подзадачи) обычно не рассматриваются.

Все ситуации, упомянутые ранее в таблице ситуаций, являются зависимыми. Кроме того, ситуации, рассмотренные в таблице ситуаций, должны быть взаимоисключающими, т.е. подчиняются следующим трем правилам:

1) Эти ситуации образуют полную группу событий в том смысле, что из этой группы нельзя без потери смысла выкинуть и добавить ситуацию.

2) В каждый конкретный момент времени имеет место только одна ситуация из списка .

3) В случае отсутствия признаков наступления (n-1)-ной из n ситуаций можно гарантированно сделать вывод о наступлении n-ой ситуации.

Последнее означает, что для n взаимоисключающих ситуаций в команде выбора достаточноописать (n-1) ситуацию.

С учетом сказанного более полная форма команды выбора на Паскале имеет следующий вид:

case имя of

набор 1: оператор 1;

набор 2: оператор 2;

...

набор n-1: оператор n-1 ;

else оператор n ;

end; можно ставить, а можно и не ставить

действия в случае отсутствия признаков наборов с 1 по n

(необязательная конструкция)

Соответственно, для приведенного выше примера распознавания типа введенного символа оператор CASE мог бы иметь следующий расширенный вид:

var

C:char;

Begin

Write(‘Введите символ: ’);

readln(C);

Case C of

‘A’..’Z’,’a’..’z’: writeln(‘Это буква’);

‘0’..’9’ : writeln(‘Это цифра’);

else writeln(‘Неизвестный символ’);

end;

End.

Рассмотрим Пример. Пусть необходимо распознать треугольник по трем его сторонам. Пусть стороны называются a, b, c. Результатом анализа должен являться вывод сообщения на экран о конкретном виде треугольника.

if тр-к сущ-ет then определить вид тр-ка else writeln(‘Тр-к не существует’);

В самом начале мы имеем дело с двумя ситуациями:

{Определение вида тр-ка} if тр-к равностор. then writeln(‘Тр-к равностор.’) else if тр-к равнобедр. then writeln(‘Тр-к равнобедр.’) else writeln(‘Тр-к произв.’);

Рассмотрим уточнение действия в первой ситуации. При определении вида треугольника возможны следующие ситуации:

Построим итоговый алгоритм.

операторы IF вкладываются один в другой

В итоге получим:

if (треугольник существует)

then

if (треугольник равносторонний)

then writeln(‘Этот треугольник равносторонний’)

else

if (треугольник равнобедренный)

then writeln(‘Этот треугольник равнобедренный’)

else writeln(‘Этот треугольник имеет произвольную форму’)

else writeln(‘Такого треугольника не существует’);

Замечание: из данного примера видно, что для каждой таблицы ситуаций число уточняющих ее операторов if должно быть равно (число ситуаций в таблице) - 1.

Описание ситуаций

Как уже отмечалось, на начальных этапах разработки алгоритма в описании ситуации может использоваться название ситуации типа «Треугольник равносторонний», «Треугольник равнобедренный». Однако в общем случае описание ситуации нужно рассматривать как некоторое высказывание или утверждение, о котором можно сказать, что оно истинно или ложно.

Истинность или ложность ситуации должна определяться по определенному для данной ситуации набору значений т.н. признаков ситуации. В частном случае у ситуации может быть только один признак.

В общем случае поиск описания ситуации в первую очередь идет в направлении выявления признаков ситуации, определения их соотношения, а затем - в направлении уточнения (формальной записи) признаков и их соотношения. Уточнение признаков идет до тех пор, пока они не примут вид операции отношения (a>b, x=y) или логических переменных.

Признаки могут быть необходимыми и достаточными.

Необходимый признак - это такой признак, при отсутствии которого ситуация не наступит никогда (даже при наличии других признаков).

Достаточный признак - такой признак, при наличии которого ситуация обязательно наступит (даже при отсутствии других признаков).

В описании ситуации необходимые признаки соединяются союзом И (and).

Достаточные признаки в описании ситуации объединяются союзом ИЛИ (or).

С учетом этих замечаний о признаках ситуации уточним ситуацию в задаче с анализом треугольника.

Ситуация1: треугольник существует

Признаки: соотношение между суммой 2-x сторон и 3-ей стороной.

((a + b) > c) И ((a + c) > b) И ((b + c) > a) .

П1 AND П2 AND П3 = треугольник существует

Каждый из этих признаков является необходимым (но не является достаточным - можно рассмотреть признаки человека и курицы - 2 ноги, голова, и т.п.), поэтому они соединяются союзом "И" (and).

Ситуация2: треугольник равносторонний. ЛИШНИЙ

Признаки: равенство сторон (a = b) и (b = c) и (a = c) .

П1 and П2 and П3 = треугольник равносторонний

Все признаки являются необходимыми (но не являются достаточными), но один из них является избыточным.

Ситуация3: треугольник равнобедренный.

Признаки:

(a = b) или (b = c) или (a = c)

П1 OR П2 OR П3 = треугольник равнобедренный.

С учетом этого уточнения можно переписать команды выбора, и они примут следующий вид: