#9 Условный оператор IF (оператор ветвления if else) в Паскаль. Полная и неполная формы условного оператора. Вложенность условий

Условный оператор -- что это такое

Условный оператор IF служит для программирования ситуаций выбора (моделирования различных вариантов развития ситуации, с которым мы сталкиваемся в жизни, но теперь уже внутри программы).

Структура условного оператора. Блочность

Условный оператор в общем виде состоит из трёх частей:

1. Проверка логического значения
2. Ветка истинности (обязательна) -- выполнится если логическое значение истинно (true)
3. Ветка ложности (необязательна) -- выполнится если логическое значение ложно (false)

Сразу отметим, что логическое значение -- это фактически ответ на вопрос формата "да/нет" , напомним, что логическим типом значением обладают:

1. логические литералы
2. логические переменные
3. и логические выражения

-- точно также как и любой простой тип данных может быть представлен литералами, переменными или выражениями из них.

В программном коде структуру условного оператора можно проиллюстрировать следующей схемой:

if (<логическое_значение>) then // проверка выражения  и начало тела ветки истинности
begin 
    {здесь код, который выполнится,
      если логическое значение истинно}
end else //  начало ложной ветки (её тела) 
begin
        {здесь код, который выполнится,
      если логическое значение ложно}

end; // конец ложной ветки и оператор ветвления

Например:

if ( 5 > 7) then // проверка выражения  и начало тела ветки истинности
begin 
      writeln('5 > 7 верно');
      writeln('5 > 7 верно');
end else //  начало ложной ветки (её тела) 
begin
      writeln('5 > 7 неверно');
      writeln('5 > 7 неверно');

end; // конец ложной ветки и оператор ветвления

-- в данном случае выполнится "ложная" ветка, так как $5 > 7$ возвращает результат false.

Точка с запятой перед else

Заметьте (см. примеры выше и ниже), что перед else точка с запятой не ставится.

Операторные скобки условного оператора

В предыдущем примере обратите внимание на операторные скобки, окружающие тела веток оператора ветвления -- begin и end необходимы, если в ветке выполняется более одной операции, если же в ветке содержится только одна операция, то операторные скобки не нужны.

Например для ситуации, изображённой на этой блок-схеме:

Эту же ситуацию можно проиллюстрировать кодом:

if ( 5 > 7) then // проверка выражения  и начало тела ветки истинности 
      writeln('5 > 7 верно') // конец ветки истинности
else //  начало ложной ветки (её тела) 
      writeln('5 > 7 неверно'); // конец ветки ложности
     

-- здесь в обеих ветках только одна операция, а потому операторные скобки не нужны.

Полная и неполная формы оператора IF

Оператор IF в программе может быть представлен в следующих формах:

1. Полная форма -- форма оператора if, в которой присутствуют обе ветки -- и then и else
2. Неполная форма -- форма в которой присутствует только then.

Полная форма условного оператора IF

В полной форме оператора IF присутствуют обе ветки -- именно полную форму мы рассматривали выше, например:

if (a > 5) then 
 b := 2 // в ветки истинности одно  действие
else begin
 b := 3;  // в ветки ложности два действия
 a := 2;
end.

-- здесь в качестве условия мы сравнивали переменную с числом, а потом описывали два сценария, один из которых выполнится в зависимости от значения условия.

В последнем примере кода, у нас в ветке истинности одна операция, а в ветки ложности 2 -- эту ситуацию можно изобразить на блок-схеме так (с каким-то предварительным действием до if):

Неполная форма условного оператора IF

В неполной форме условного оператора есть только сценарий истинности, ветка ложности же вообще не описывается, например:

if (a > 5) then 
 b := 2 // в ветки истинности одно действие

-- в ветке ложности здесь вообще ничего нет, то есть если $a$ не больше $5$, то и никаких действий предпринято не будет.

На блок-схеме неполная форма оператора ветвления выглядит так:

-- правило использования операторных скобок действует и здесь: в данном же случае у нас только одна операция в ветке then, а потому begin и end не нужны.

Разбор задач

Пример №1 -- неполная форма IF

Сравните два числа, если первое больше второго, то выведите на экран "22" и затем отдельным вызовом writeln() число 555.

-- в этой задаче указано, что надо предпринимать какие-то действия только в одном случае ("если первое больше второго"), а значит будет использовать оператор ветвления в неполной форме:

var a,b: integer;
begin
  writeln('vvedite dva celih chisla: ');
  readln(a, b);

  if (a > b) then // сравниваем
  begin
     writeln(22); 
     writeln(555); 
  end;

  readln();
end.   

-- в ветке истинности здесь было две операции, а потому мы использовали для неё операторные скобки.

Пример №2 -- полная форма, по одному действию в каждой ветке

Сравните два числа, если первое больше второго, то выведите на экран "22", а иначе выведете на экран 'abc'.

-- в этой задаче указаны два альтернативных действия, а потому будем использовать оператор ветвления в его полной форме:

var a,b: integer;
begin
  writeln('vvedite dva celih chisla: ');
  readln(a, b);

  if (a > b) then // сравниваем
     writeln(22)   // если да
  else
    writeln('abc');    // если нет

  readln();
end.   

-- обратите внимание, что перед else точка с запятой не ставится.

Пример №3 - логические выражения и оператор ветвления IF

Задача:

Коля набрал $k$ баллов, Миша $n$ баллов, а Петя $d$ баллов в ходе соревнований. Если:

1. сумма баллов Коли и Миши больше $20$
2. и сумма баллов Пети и Миши меньше $55$

--то тогда вывести в консоль сообщение о том, что ничья, в противном случае вывести сообщение, что победил Коля.

В этой в качестве условия требуется выполнение сразу двух подусловий, причем не одного из них -- а двух одновременно, потому в логическом выражении для if мы будем использовать логическую операцию AND, тогда можно решить как-то так:

var k, n, d: integer; // переменные для хранения баллов, набранных ребятами
begin
  // сначала получаем данные от пользователя

  writeln('vvedite chislo ballov Koli: ');
  readln(k);
  writeln('vvedite chislo ballov Mishi: ');
  readln(n);
  writeln('vvedite chislo ballov Peti: ');
  readln(d);

  // далее начинаем проверку условий
  if ((k + n > 20) AND (n + d < 55)) then   // используем "логическое И" (одновременность)
     writeln('Pobedila druzhba!')
  else
    writeln('Pobedil Kolya!');

  readln();
end.

Пример №4 - вложенные условные операторы

Операторы могут вкладываться один в другой так, как как это показано на блок-схеме (на деле внутренний оператор вкладывается в одну из веток внешнего):

Рассмотрим задачу, решение которой будет соответствовать этой блок-схеме:

Получите от пользователя два целых числа, если первое больше второго, то выведите на экран их сумму, а затем их разность, иначе:

1. сначала сравните их сумму с числом $25$, если она больше, то выведите на экран первое число, а если меньше, то только второе.
2. затем выведите на экран второе число в квадрате

Реализуем решение в виде программы:

var a,b: integer;
begin
  writeln('vvedite dva celih chisla: ');
  readln(a, b);

  if (a > b) then
  begin
     writeln('ih summa:', a + b);
     writeln('ih raznost:', a - b);
  end   // перед else точка с запятой не ставится даже после end
  else begin
     { вложенные оператор условия -- первая вложенная операция
       в ветке ложности внешнего оператора }
     if ((a + b) > 25) then
        writeln('vivodim peroe:', a)
     else
        writeln('vivodim vtoroe:', b); // конец вложенного оператора ветвления и его ветки ложности (так как нет операторных скобок, то к ветке вложенности относится только одна операция)

     writeln(b*b); // вторая вложенная операция

  end;

  readln(); // удерживаем косоль
end.

Пример №5 - вложенные условные операторы

Например задачу из более раннего примера:

Коля набрал $k$ баллов, Миша $n$ баллов, а Петя $d$ баллов в ходе соревнований. Если:

1. сумма баллов Коли и Миши больше $20$
2. и сумма баллов Пети и Миши меньше $55$

--то тогда вывести в консоль сообщение о том, что ничья, в противном случае вывести сообщение, что победил Коля.

можно было бы решить с помощью вложенных блоков условного оператора IF:

program Project1;

var k, n, d: integer; // переменные для хранения баллов, набранных ребятами
begin
  // сначала получаем данные от пользователя

  writeln('vvedite chislo ballov Koli: ');
  readln(k);
  writeln('vvedite chislo ballov Mishi: ');
  readln(n);
  writeln('vvedite chislo ballov Peti: ');
  readln(d);

  // далее начинаем проверку условий
  if ((k + n) > 20) then
     if ((n + d) < 55) then // вкладываем второе условие
        writeln('Pobedila druzhba!')
     else
         writeln('Pobedil Kolya!')
  else
    writeln('Pobedil Kolya!');

  readln();
end. 

-- обратите внимание, что begin и end не нужны для ветки истинности внешнего оператора, так как в него вложен лишь один if -- а остальные строки относятся к этому вложенному if.

ВАЖНО: В этом приме здесь налицо дублирование кода, что является плохим стилем. Более того вложенные блоки в коде труднее понимать, поэтому:

Если можно не использовать вложенность -- не используйте её, лучше используйте более сложные условия с логическими операциями.

Пример №6 - жизненный выбор

То есть ситуацию, в которую попал богатырь на этой иллюстрации:

Можно запрограммировать следующим образом:

{Программа жизненного выбора}
program qwe;
var a: integer; // число, означающее выбор пользователя (богатыря)
    res: string; // его будущее

begin
  writeln ('vvedite: 1 esli napravo, 2 esli pryamo, 3 esli nalevo ');
  readln(a); // читаем, куда пойдёт пользователь

  // далее определяем будущее
  if (a = 1) then
    res := ' konya poteryaesh '
  else if (a = 2) then
    res := ' zhenat budesh '
  else if (a = 3) then
    res := ' ubitum budesh '
  else  // если пользователь выбрал что-то другое
    res := ' buduchee ne izvestno ';

  writeln('otvet: ', res);
  readln();
end.

- по сути это тоже несколько вложенных один в другой операторов ветвления, причем вложение здесь на всех двух младших уровнях происходит в ветку ложности.

Пример №7 Вложение оператора if в неполной форме в оператор if в полной форме

При решении задач или при просмотре/анализе кода написанного не вами может возникнуть проблема понимания того, к какому именно then относится данный else, обычно такая проблема возникает в случае, если количество else не равно количеству then (если эти количества равны, то понять что во что вложено не трудно).

Рассмотрим пример (фрагмент кода), в котором есть подвох:

if (a > b) then
    if (a > c) then
       writeln('переменная а самая большая!')
else // подразумеваем, что работает когда  a<=b
    writeln('переменная a не больше b');

-- данный код отформатирован неверно, ведь он как бы показывает что else относится к первому then, в то время как Паскаль будет считать (всегда), что else относится к ближайшему then (не "отделённому" от этого else операторными скобками), итак, повторим эту идею ещё раз, назовём её правило "прикрепления" else:

В случае если число else не равно числу then (а это может быть только при вложенных блоках), else всегда "прикрепляется" (относится) к ближайшему "не изолированному" от него операторными скобками then.

Исходя из этого правила можно понять, что написанный выше код на самом деле имеет структуру:

if (a > b) then
    if (a > c) then
        writeln('переменная а самая большая!')
    else // !оказывается сработает если: c >= a >= b
        writeln('переменная a не больше b'); // значит это высказывание неверно!

-- но это значит, что уже неверна логика решения, из за того что на деле при подобной записи else относится к ближайшему then (мы показали это правильным форматированием и комментариями).

Но как же нам добиться задуманного в начале, т.е. той ситуации, когда в случае если a > b не верно, мы получили бы сообщение ""переменная a не больше b""?
Для этого нам придётся отделить ближайший then от else операторными скобками, то есть сделать так:

if (a > b) then
begin
    if (a > c) then
       writeln('переменная а самая большая!')
end else // работает когда  a<=b
    writeln('переменная a не больше b');

Теперь ближайшим не изолированным операторными скобками от else словом then оказывается первое (то, где "if (a > b)"), а не второе (т.е. не то, где "if (a > c)") -- что мы и хотели изначально запрограммировать ;)

Видео-пояснения

Для этого урока есть следующие видео:

• IF, Условный оператор, оператор ветвления, разбор

Самостоятельная работа

Вопросы

1. Для чего нужен оператор ветвления (условный оператор)?
2. Какие ветви условного оператора вы знаете?
3. Чем полная форма условного оператора отличается от неполной?
4. Когда нужны операторные скобки в ветвях оператора IF, а когда нет?

Задачи

1. Сравните два числа, если первое больше второго, то выведите на экран "12". (здесь нужно использовать неполную форму условного оператора)
2. Сравните два числа, если первое больше второго, то выведите на экран "12", а если нет, то выведите на экран "888".
3. Даны три целых числа: $A$, $B$, $C$. Проверить истинность высказывания: «Число $A$ находится между числами $B$ и $C$» -- выведите "да", если истинно и "нет" если ложно.

   ПРИМЕЧАНИЕ: эта следующая задача базируются на том, что мы уже решали (см. задачи в конце урока).

4. Даны три целых числа: $A$, $B$, $C$. Проверить истинность высказывания: « Число $A$ и число $B$ больше 17, а $C$ > 7». -- выведите "да", если истинно и "нет" если ложно.
5. Пользователь вводит два числа, найдите из них максимальное. (тут всё просто)
6. Пользователь вводит три числа, найдите из них максимальное.

   Решите тремя способами:

   • С использованием логической операции and.
   • С вложенными блоками (без and, все опараторы if должны быть в полной форме).
   • Без вложенных блоков (без and) -- запомнив максимум из первых двух чисел в специальной переменной.

   Указание: Сначала посрайтесь написать все три решения самостоятельно (по 20 минут размышления на каждую задачу хотя бы), если не получается (или после решения) также можно посмотреть это видео-пояснение.

7. Пользователь вводит четыре числа, найдите из них максимальное.
8. Коля набрал $k$ баллов, Миша $n$ баллов, а Петя $d$ баллов в ходе соревнований. Если:
   1. сумма баллов Коли и Миши больше $20$
   2. или произведение баллов Пети и Миши меньше $55$

   --то тогда вывести в консоль сообщение о том, что ничья, в противном случае вывести сообщение, что победил Коля.

9. Есть программа, где стоит проверка на ввод пользователем числа 1 или числа 5:

   var s:integer;
   begin
       writeln('Vvedite chislo 1 ili 5');
       readln(s);
       if (s = 1) then
          writeln('soobchenie 1'); 
       if (s = 5) then
           writeln('soobchenie 2'); 
   
       readln();
   end;
   

   -- но сейчас код написан неоптимально и при каждом запуске выполняется 2 сравнения, при этом код можно переписать так, что при вводе одного из двух значений, которые приводят к выводу сообщения, сравнение будет выполняться только один раз.

   Перепишите программу оптимальным образом.

   Подсказка: если самостоятельно разобраться не получается, смотрите этот видео-разбор.

10. Есть программа:

    var m,s:integer;
    begin
        writeln('Vvedite chislo M');
        readln(m);
        s:=1;
        if (s = 1) then 
           writeln('soobchenie 1'); 
        if (s = m) then
            writeln('soobchenie 2'); 
    end;
    

    -- при этом известно, что если s равно 1, то на экран должно вывестись только первое сообщение (а второе выводиться не должно), а если s не равно 1, но равно m, то второе (а первое выводиться не должно).
    Но сейчас программа работает не так, исправьте это.

11. Есть программа:

    var z,s:integer;
      f:boolean;
    begin
      s:=1;
      if (z=s) and (f=false) then
        begin
          writeln();// делаем перенос строки
          z:=0;
          s:=s+1;//но увеличиваем кол-во строк
        end;
    
      if (z=s) and (f=true) then
        begin
          writeln(); // делаем перенос строки
          z:=0;
          s:=s-1;//но уменьшаем кол-во строк
        end;
    end.    
    

    -- в двух условных операторах действия частично совпадают, а значит наблюдается дублирование кода. Перепишите код так, чтобы дублирования не было.

    Подсказка: используйте вложенные блоки if().
    Если идей нет, смотрите разбор решения.

12. Изучите код:

    var s, t:integer;
        f, b:boolean;
    begin
      f := true;
      b := false;
    
      if (f=true) then
        t:=1
      else
        t:=2;
    
      if (b=false) then
        s:=3
      else
        s:=4;
    end. 
    

    -- блоки условий можно переписать более кратко, без использования сравнения = true или = false, с сохранением той же логики работы программы.

    Подсказки:

    • оператор if итак неявно сравнивает значение логического выражения в скобках с true (и принимает решение, какую именно ветку then или else выполнить)
    • для второго if в коде выше потребуется исползование оператора Not.
13. У вас есть три числа (три переменные) найдите их медиану.

    Примечание: это условие давалось как простая разминочная задачка для собеседования в Яндекс.

Источники (что ещё почитать)

1. Урок 8. Блок-схема оператора if: http://learnpascal.ru/operator-if/blok-s...