Основные синтаксические конструкции — различия между версиями

Версия 18:11, 21 сентября 2007

В этой главе будут рассмотрены основные синтаксические конструкции, которые так или иначе присутствуют в любом современном языке программирования, будь то функциональный или объектно-ориентированный язык. Это констркции условного перехода и циклы. Без подобных конструкций (или их аналогов) невозможно написать программу, сложнее чем "Hello world".

Условный оператор

Условный оператор это основа основ любого языка программирования. На основании условия, то есть значения некоторого выражения принимается решение, куда следует двигаться программе. В основе всех условных операторов лежит булева логика, при которой любое утверждение сводится к двум понятиям: истина и ложь. Если условие истинно, то управление программы движется в одну сторону. Если условие ложно — в другую. Таким образом, в каждый момент времени делается выбор всего из двух направлений. Более сложные условия строятся путем последовательного прохождения элементарных, двоичных условий.

В языке K++, для проверки условия служит оператор if, так же называемый условным оператором. Синтаксис этого оператора знаком наверное любому человеку, который имеет хоть какое-то представление о языках программирования: <source lang="kpp"> if (/* выражение условия */) {

   /* тело оператора */

} </source>

Если в коде программы встречается условный оператор, то первым делом происходит вычисление значения его условия — выражения, заключенного в круглые скобки. В качестве такого выражения может быть указано любое выражение, которое возвращает значение. Если значение условного выражения можно трактовать как истину, то управление передается телу оператора, заключенному в фигурные скобки (в случае единственного выражения в теле оператора, фигурные скобки можно опустить). Если же значение условия ложно — управление передается следующему выражению, стоящему после условного оператора (то есть, тело оператора просто пропускается).

Истинным, считается любой существующий объект, а так же логические операторы сравнения и отношения (такие как ==, !=, == и т. д), если их значение истинно (то есть, объекты соответствуют указанному отношению), а так же специальное ключевое слово true, которое считается истинным всегда.

Ложными, соответственно, считаются несозданные объекты, а так же операторы отношения, если их значение ложно (объекты не соответствуют отношению). Ложными так же считаются объекты, соответствующие ключевым словам false и null.

Для ясности приведем несколько выражений, а так же укажем соответствующие им логические значения: <source lang="kpp"> //Выражение булево значение true true false false null false var x; x false var y; y = 1; true var int z; z true 0 true 1 true "hello world" true 0 == 1 false 5 < 6 true 2 > 3 false 5 >= 5 true 'a' != 'b' true </source>

Обратите внимание на следующие моменты:

• Неинициализированная динамическая переменная x считается ложной (равна null)
• Инициализированная динамическая переменная y считается истинной (объект создан)
• Неинициализированная статическая переменная z считается истинной (объект создан)
• 0, так же как любой другой созданный объект считается истиной, в отличие от C++.
• условие 5 >= 5 считается истиной, так как формулируется как "5 больше 5 или равно 5"

По поводу нуля, следует поговорить отдельно. C++ не является в полной мере объектно-ориентированным языком, фактически в нем ОО система является абстракцией, позволяющей оперировать все теми же понятиями стандартных типов данных и памяти, но на более высоком уровне. Все что мы имеем на этапе выполнения программы это кусочки памяти, которые мы считаем объектами. Поскольку числа в нем являются совершенно определенной сущностью, подобные вольности возможны.

В языке К++ все наоборот. Все с чем он оперирует — это объекты. Провести грань между стандартными типами данных и пользовательскими невозможно. Числа, что фигурируют в программе так же являются объектами. Даже числовые константы которые записываются в выражениях — это тоже объекты (это уже было показано в кратком обзоре). За основу логики языка применяется факт существования объекта. Если объекта не существует — значение ложно, существует — истинно (кроме описанных выше исключений). Оператор if помимо чистой логики, служит для определения существования объекта. Получается, что при таком подходе делать для нуля исключение нерационально, и более того — это может привести к ошибкам. Возьмем к примеру код:

<source lang="kpp"> if (x) {

   /* код, соответствущий существованию переменной x */

} </source>

Подразумевается, что тело оператора будет выполнено в случае, если передаваемый объект (вероятнее всего динамическая переменная) инициализирован и существует. Но что будет, если мы передадим в качестве объекта динамическую переменную, содержащую объект типа int, равный нулю? Если бы реализация языка обрабатывала значение 0 как ложь, то логика оператора if в частости и всей программы в целом, зависела бы от фактического значения переменной, а соответственно была бы неопределенной и даже непредсказуемой. Получалось бы, что для одних переменных, оператор работает одним образом, а для других — другим. Отладка подобной программы может занять многие часы. А все из-за одной условности.

Таким образом, можно заключить что оператор if следует применять для проверки логического выражения, либо для проверки существования переменной. Если мы хотим проверить равенство переменной нулю, то это необходимо делать явно: <source lang="kpp"> if (x == 0) {

   /* что делать, если x = 0 */

} </source>

Если нам необходимо организовать ветвление, то есть в случае истинности, выполнить один участок кода, а в случае ложности другой, то применяется расширенная форма оператора if-else: <source lang="kpp"> if (/* выражение условия */) {

   /* код, соответствущий истине */

} else {

   /* код, соответствущий лжи */

} </source>

Если условие истинно, то будет выполнен первый блок, если ложно то второй.

Условные операторы, подобно многим другим позволяют организовывать вложения, когда в тело одного условного оператора вкладывается один или несколько других условных операторов, например: <source lang="kpp"> if (/* условие 1 */) {

   /* если условие 1 истинно: */
   if (/* условие 2 */) {
       /* если условие 2 истинно */
   }

} else {

   /* если условие 1 ложно: */
   if (/* условие 3 */) {
       /* если условие 3 истинно */
   } else {
       /* код, соответствущий лжи условия 3 */
   }

} </source> Таким образом можно строить разветвленные деревья условий, которые и реализуют алгоритмы программ.

Существует так же третья форма условного оператора, которая позволяет проверять несколько условий в единой более эффективной форме. Это операторы if-elsif-else: <source lang="kpp"> if (/* условие 1 */) {

   /* код, соответствущий истине условия 1*/

} elsif (/*условие 2*/) {

   /* код, соответствущий истине условия 2*/

... } else {

   /* код, соответствущий ложи */

} </source> Он работает так: сначала проверяется условие 1. Если оно истинно, то выполняется код в первом блоке, а затем управление выходит за рамки всей связки. Если условие 1 ложно, то проверяется условие 2, и т. д. Таким образом, вышеописанная конструкция функционально эквивалентна нижеуказанной конструкции, однако более компактна.

<source lang="kpp"> if (/* условие 1 */) {

   /* если условие 1 истинно */

} else {

   if (/* условие 2 */) {
       /* если условие 2 истинно */
   } else {
       if (/* условие 3 */) {
           /* если условие 3 истинно */
       } else {
          ...
       }
   }

} </source>

Оператор множественного выбора (switch)

Циклы

Цикл while

Цикл for

Цикл foreach

Взаимозаменяемость циклических структур