Условная инструкция

Все ранее рассматриваемые программы имели линейную структуру: все инструкции выполнялись последовательно одна за одной, каждая записанная инструкция обязательно выполняется.

Допустим мы хотим по данному числу x определить его абсолютную величину (модуль). Для этого необходимо нарушить линейную логику программы. Программа должна напечатать значение переменной x, если x>0 или же величину -x в противном случае. Линейная структура программы нарушается: в зависимости от справедливости условия x>0 должна быть выведена одна или другая величина. Соответствующий фрагмент программы на C++ имеет вид:

    int x;
    cin >> x;
    if (x > 0)
    {
        cout << x << endl;
    }
    else
    {
        cout << -x << endl;
    }
    return 0;

В этой программе используется условная инструкция if (если). После слова if в обязательных круглых скобках указывается проверяемое условие (x > 0). После этого в фигурных скобках идет блок (последовательность) инструкций, который будет выполнен, если условие истинно, в нашем примере это вывод на экран величины x. Затем идет слово else (иначе) и после него блок инструкций, который будет выполнен, если проверяемое условие неверно, в данном случае будет выведено значение -x.

Итак, условная инструкция в C++ имеет следующий синтаксис:

    if (Условие)
    {
        Блок инструкций 1
    }
    else
    {
        Блок инструкций 2
    }

Блок инструкций 1 будет выполнен, если Условие истинно. Если Условие ложно, будет выполнен Блок инструкций 2.

В условной инструкции может отсутствовать слово else и последующий блок. Такая инструкция называется неполным ветвлением. Например, если дано число x и мы хотим заменить его на абсолютную величину x, то это можно сделать следующим образом:

    if (x < 0)
    {
        x = -x;
    }

В этом примере переменной x будет присвоено значение -x, но только в том случае, когда x<0.

Вложенные условные инструкции

Внутри условных инструкций можно использовать любые инструкции языка C++, в том числе и условную инструкцию. Получаем вложенное ветвление – после одной развилки в ходе исполнения программы появляется другая развилка. Покажем это на примере программы, которая по данным ненулевым числам x и y определяет, в какой из четвертей координатной плоскости находится точка (x,y):

    int x, y;
    cin >> x >> y;
    if (x > 0)
    {
        if (y > 0)   // x>0, y>0
        {
            cout << "Первая четверть" << endl;
        }
        else            // x>0, y<0
        {
            cout << "Четвертая четверть" << endl;
        }
    }
    else
    {
        if (y > 0)   // x<0, y>0
        {
            cout << "Вторая четверть" << endl;
        }
        else            // x<0, y<0
        {
            cout << "Третья четверть" << endl;
        }
    }

В этом примере мы использовали комментарии – текст, который компилятор игнорирует. Комментариями в C++ является последовательность символов // и весь текст после этого символа до конца строки. Обратите также внимание на отступы в начале строк, используемые для облегчения понимания текста.

Операторы сравнения

В качестве проверяемого условия должно использоваться выражение логического типа bool. Переменные логического типа принимают два значения: true (истина) и false (ложь). Также любое целочисленное выражение можно трактовать, как логическое выражение, при этом нулевое целое число означает ложь, а ненулевое — истину. Таким образом, если вместо условия написать false или 0, то оно будет всегда ложно, если же указать true, 1 или любое ненулевое число, то условие будет истинно.

Как правило, в качестве проверяемого условия используется результат вычисления одного из следующих операторов сравнения:

<
Меньше — возвращает true, если первый операнд меньше второго.
>
Больше — возвращает true, если первый операнд больше второго.
<=
Меньше или равно.
>=
Больше или равно.
==
Равенство. Возвращает true, если два операнда равны.
!=
Неравенство. Возвращает true, если два операнда неравны.

Например, условие (x * x < 1000) означает “значение x * x меньше 1000”, а условие (2 * x != y) означает “удвоенное значение переменной x не равно значению переменной y”.

Будьте аккуратны: оператор == (два знака равенства) — это проверка на равенство двух выражений, а оператор = (один знак равенства) — это присваивание одной переменной значения выражения и использование его в условии оператора ветвления в большинстве случаев является ошибкой.

Рассмотрим эту типичную ошибку на следующем примере:

    int a, b;
    cin >> a >> b;
    if (a = b)
    {
        cout << "Числа равны" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Числа не равны" << endl;
    }

Здесь по ошибке вместо операции сравнения == использована операция присваивания =. Поэтому при любых значениях a и b переменной a будет присвоено значение переменной b, при проверке истинности выражения a = b. Но оператор присваивания еще и возвращает значение, поэтому если значение b было ненулевым (а это интерпретируется, как истина), то программа выведет строку "Числа равны", а если нулевым — то строку "Числа не равны". При этом значение переменной a может быть вообще любым.

3.3 Логические операторы

Иногда нужно проверить одновременно не одно, а несколько условий. Например, проверить, является ли данное число четным можно при помощи условия (n % 2 == 0) (остаток от деления n на 2 равен 0), а если необходимо проверить, что два данных целых числа n и m являются четными, необходимо проверить справедливость обоих условий: n % 2 == 0 и m % 2 == 0, для чего их необходимо объединить при помощи оператора && (логическое И): n % 2 == 0 && m % 2 == 0.

В C++ существуют стандартные логические операторы: логическое И, логическое ИЛИ, логическое отрицание.

Логическое И является бинарным оператором (то есть оператором с двумя операндами: левым и правым) и имеет вид && (два знака амперсанда). Оператор && возвращает true тогда и только тогда, когда оба его операнда имеют значение true.

Логическое ИЛИ является бинарным оператором и возвращает true тогда и только тогда, когда хотя бы один операнд равен true. Оператор “логическое ИЛИ” имеет вид || (два знака вертикальной черты).

Логическое НЕ (отрицание) является унарным (то есть с одним операндом) оператором и имеет вид ! (восклицательный знак), за которым следует единственный операнд. Логическое НЕ возвращает true, если операнд равен false и наоборот.

Пример. Проверим, что хотя бы одно из чисел a или b оканчивается на 0:

    if (a % 10 == 0 || b % 10 == 0)

Проверим, что число a — положительное, а b — неотрицательное:

    if ((a > 0) && !(b < 0))

Или можно вместо !(b < 0) записать (b >= 0).

Другая типичная ошибка новичков — неверное использование двойных неравенств. Пусть нужно проверить, является ли введенное число score корректной школьной оценкой, то есть числом от 1 до 5. Правильное решение такое:

    if (score >= 1 && score <= 5)

А вот такая запись будет синтаксически верной, но работать будет неправильно:

    if (1 <= score <= 5)

Почему? Потому что в записи (1 <= score <= 5) два оператора сравнения. Они выполняются слева направо и скобки между ними расставляются так: ( (1 <= score) <= 5). Сначала выполняется первое сравнение: (1 <= score). Его результатом будет значение типа bool, то есть либо 0, либо 1. А на втором действии результат вычисления предыдущего выражения (то если либо 0, либо 1) сравнивается с числом 5. Поэтому итоговый результат всегда будет истинным, независимо от значения числа score.