Управляющие конструкции языка Си. Представление программ в виде функций. Работа с памятью. Структуры

Управляющие конструкции

Управляющие конструкции позволяют организовывать циклы и ветвления в программах. В Си всего несколько конструкций, причем половину из них можно не использовать (они реализуются через остальные).

Фигурные скобки

Фигурные скобки позволяют объединить несколько элементарных операторов в один составной оператор, или блок. Во всех синтаксических конструкциях составной оператор можно использовать вместо простого.

В Си в начало блока можно помещать описания локальных переменных. Локальные переменные, описанные внутри блока, создаются при входе в блок и уничтожаются при выходе из него.

В C++ локальные переменные можно описывать где угодно, а не только в начале блока. Тем не менее, они, так же как и в Си, автоматически уничтожаются при выходе из блока.

Приведем фрагмент программы, обменивающий значения двух вещественных переменных:

double x, y;
. . .
{
    double tmp = x;
    x = y;
    y = tmp;
}

Здесь, чтобы обменять значения двух переменных x и y, мы сначала запоминаем значение x во вспомогательной переменной tmp. Затем в x записывается значение y, а в y - сохраненное в tmp предыдущее значение x. Поскольку переменная tmp нужна только внутри этого фрагмента, мы заключили его в блок и описали переменную tmp внутри этого блока. По выходу из блока память, занятая переменной tmp, будет освобождена.

Оператор if

Оператор if ("если") позволяет организовать ветвление в программе. Он имеет две формы: оператор "если" и оператор "если...иначе". Оператор "если" имеет вид

if (условие)
    действие;

оператор "если...иначе" имеет вид

if (условие)
    действие1;
else
    действие2;

В качестве условия можно использовать любое выражение логического или целого типа. Напомним, что при использовании целочисленного выражения значению "истина" соответствует любое ненулевое значение. При выполнении оператора "если" сначала вычисляется условное выражение после if. Если оно истинно, то выполняется действие, если ложно, то ничего не происходит. Например, в следующем фрагменте в переменную m записывается максимальное из значений переменных x и y:

double x, y, m;
. . .
m = x;
if (y > x)
    m = y;

При выполнении оператора "если...иначе" в случае, когда условие истинно, выполняется действие, записанное после if ; в противном случае выполняется действие после else. Например, предыдущий фрагмент переписывается следующим образом:

double x, y, m;
. . .
if (x > y)
    m = x;
else
    m = y;

Когда надо выполнить несколько действий в зависимости от истинности условия, следует использовать фигурные скобки, объединяя несколько операторов в блок, например,

double x, y, d;
. . .
if (d > 1.0) {
    x /= d;
    y /= d;
}

Здесь переменные x и y делятся на d только в том случае, когда значение d больше единицы.

Фигурные скобки можно использовать даже, когда после if или else стоит только один оператор. Они улучшают структуру текста программы и облегчают ее возможную модификацию. Пример:

double x, y;
. . .
if (x != 0.0) {
    y = 1.0;
}

Если нужно будет добавить еще одно действие, выполняемое при условии " x отлично от нуля", то мы просто добавим строку внутри фигурных скобок.

Выбор из нескольких возможностей: if...else if...

Несколько условных операторов типа "если...иначе" можно записывать последовательно (т.е. действие после else может снова представлять собой условный оператор). В результате реализуется выбор из нескольких возможностей. Конструкция выбора используется в программировании очень часто. Пример: дана вещественная переменная x, требуется записать в вещественную переменную y значение функции sign(x):

sign(x) = -1, при x < 0
sign(x) = 1,  при x > 0
sign(x) = 0,  при x = 0

Это делается с использованием конструкции выбора:

double x, s;
. . .
if (x < 0.0) {
    s = (-1.0);
}
else if (x > 0.0) {
    s = 1.0;
}
else {
    s = 0.0;
}

При выполнении этого фрагмента сперва проверяется условие x < 0.0. Если оно истинно, то выполняется оператор s = (-1.0) ; иначе проверяется второе условие x > 0.0. В случае его истинности выполняется оператор s = 1.0, иначе выполняется оператор s = 0.0. Фигурные скобки здесь добавлены для улучшения структурности текста программы.

В любом случае, в результате выполнения конструкции выбора исполняется лишь один из операторов (возможно, составных). Условия проверяются последовательно сверху вниз. Как только находится истинное условие, то производится соответствующее действие и выбор заканчивается.