Перед любым оператором может быть записана метка в виде идентификатора, отделенного от помечаемого оператора двоеточием. Метка служит только для указания ее в операторе перехода.
Наиболее простым является оператор-выражение, представляющий собой полное выражение, закнчивающееся точкой с запятой, например,
x = 3; y = (x +1) * t; i++;
Выражение, оформленное как оператор, вычисляется, но его значение теряется и действие оператора-выражения состоит в побочных эффектах, сопровождающих вычисление, например, при выполнении операций присваивания, автоувеличения и автоуменьшения.
Операторы выбора в Си/Си++ представлены условным оператором и переключателем. Условный оператор аналогичен условным операторам других языков программирования и может использоваться в сокращенной и полной формах, которым соответствуют схемы:
if (выражение-условие) оператор
if (выражение-условие) оператор-1 else оператор-2
В сокращенной форме условного оператора вычисляется выражение-условие и, если его значение отлично от нуля, выполняется следующий за условием оператор, в противном случае не производится никаких действий.
В полной форме условного оператора при ненулевом значении выражения-условия выполняется оператор-1 с последующим переходом к следующему оператору программы, а при нулевом значении выражения условия выполняется оператор-2 с переходом к следующему оператору программы.
Переключатель позволяет выбрать одну из нескольких возможных ветвей высислений и строится по схеме:
switch (целое выражение) оператор.
Оператор в этом случае представляет собой тело переключателя, практически всегда является составным и имеет такой вид:
{case константа-1: операторы
case константа-2: операторы
default: операторы
};
Выполнение переключателя состоит в вычислении управляющего выражения и переходе к группе операторов, помеченных case-меткой, равной управляющему выражению, если такой case-метки нет, выполняются операторы по метке default. Пункт default может отсутствовать и тогда, если управляющему выражению не соответствуют ни одна case-метка, весь переключатель эквивалентен пустому оператору. Следует учитывать, что при выполнении переключателя происходит переход на оператора с выбранной case-меткой и дальше операторы выполняются в естественном порядке. Например, впереключателе
switch (count){case 1 : x=1;case 2 : x=2;case 3 : x=3;default : x=4;};В Си/Си++ имеется три варианта оператора цикла: цикл с предусловием, цикл с постусловием и цикл с параметром.
Цикл с предусловием строится по схеме
while (выражение-условие) оператор.
При каждом повторении цикла вычисляется выражение-условие и если значение этого выражения не равно нулю, выполняется оператор - тело цикла. Цикл с постусловием строится по схеме:
do оператор while (выражение-условие).
Выражение-условие вычисляется и проверяется после каждого повторения оператора - тела цикла, цикл повторяется, пока условие выполняется. Тело цикла в цикле с постусловием выполняется хотя бы один раз.
Цикл с параметром строится по схеме:
for (E1; E2; E3) оператор
где E1, E2 и E3 - выражения скалярного типа. Цикл с параметром реализуется по следующему алгоритму:
1. Вычисляется выражение E1. Обычно это выражение выполняет подготовку к началу цикла.
2. Вычисляется выражение E2 и если оно равно нулю выполняется переход к следующему оператору программы ( выход из цикла ). Если E2 не равно нулю, выполняется шаг 3.
3. Выполняется оператор - тело цикла.
4. Вычисляется выражение E3 - выполняется подготовка к повторению цикла, после чего снова выполняется шаг 2.
Пусть требуется подсчитать сумму элементов некоторого массива из n элементов.
С использованием цикла с предусловием это можно сделать так:
int s=0;int i=0;while (i < n) s +=a[ i ++];Эта же задача с применением цикла с постусловием решается следующими операторами:
int s = 0;int i = 0;do s +=a[ i++]; while ( i < n );Поскольку в данном случае повторениями цикла управляет параметр i, эту задачу можно решить и с помощью цикла третьего типа:
int i, s;for ( s = 0, i = 0; i < n; i++) s +=a[ i ];Объявления переменных можно внести в выражение E1 оператора for и все записать в виде одного оператора for с пустым телом цикла:
for ( int i = 0, s = 0; i < n; s += a [i++] ) ;Для прерывания повторений оператора цикла любого типа в теле цикла может быть использован оператор break. Для перехода к следующему повторению цикла из любого места тела цикла может быть применен оператор continue. Эти операторы по своему назаначению аналогичны соответствующим операторам языка Паскаль.
Несмотря на то, что Си++ содержит полный набор операторов для структурного программирования, в него все же включен оператор перехода:
goto метка;
Метка задает адрес перехода и должна помечать оператор в том же составном операторе, которому принадлежит оператор goto. Вход в составной оператор, содержащий объявления данных, не через его начало, запрещен.
Любая программа на Си/Си++ содержит хотя бы одну функцию. Алгоритм решения любой задачи реализуется путем вызовов функций. Одна из функций считается главной и имеет фиксированное имя, эта функция вызывается операционной системой при запуске программы, а из нее могут вызываться другие функции. При работе в MS DOS главная функция имеет имя main.
Описание функции имеет общий синтаксис внешнего определения и отличается от описания переменного синтаксисом декларатора-инициализатора, который содержит идентификатор (имя ) функции и список параметров в круглых скобках. Тип функции - это тип значения, возвращаемого функцией. Функция может возвращать значение любого типа, кроме массива и функции, но допускается возвращать указатель на массив или указатель на функцию. Если функция не возвращает никакого значения, тип функции обозначается ключевым словом void.
В списке параметров указываются типы и имена параметров, передаваемых в функцию при ее вызове. Если функция не требует передачи ей аргументов, список параметров может быть пустым. Для совместимости с программами, написанными на Си, рекомендуется в качестве пустого списка параметров указывать ключевое слово void.
Полное описание функции содержит также тело функции, представляющее собой составной оператор. Составной оператор - это последовательность описаний внутренних данных и операторов, заключенная в фигурные скобки. Следует отметить, что в Си/Си++ описание функций не может быть вложенным, в теле функции нельзя объявить другую функцию.
Функция, возвращающая среднее арифметическое трех вещественных данных, может быть описана так:
double sred ( double x, double y, double z){ double s;s = x + y + z;return s / 3;};Для вызова такой функции при условии, что предварительно объявлены переменные p, a, b, и c, можно записать оператор:
p = sred (a, b, c );Очевидно, что функция должна быть описана до того, как встретится ее первый вызов. Это не всегда возможно, например, когда две функции вызывают друг друга. Когда программа состоит из нескольких файлов, полное описание функции должно присутствовать только в одном файле, но вызовы функции возможны из разных файлов программы. Чтобы разрешить подобные противоречия предусмотрены две формы описания функций, полная форма, называемая также определением функции, и сокращенная, называемая описанием прототипа функции или просто прототипом. Прототип функции содержит только заголовок функции и задает таким образом имя функции, тип возвращаемого значения и типы параметров. По этой информации при компиляции программного файла можно проверить правильность записи вызова функции и использования возвращаемого значения. В Си++ требуется, чтобы вызову любой функции предшествовало в том же файле либо полное определение функции либо описание ее прототипа.
Следует отметить ряд дополнительных возможностей описания функций в Си++:
- При описании прототипа функции можно не указывать имена параметров, достаточно указать их типы.
- Для части параметров функции можно задавать значение по умолчанию, что позволяет вызывать функцию с меньшим числом аргументов, чем предусмотрено описанием функции. Значение по умолчанию можно указывать только для последних параметров в списке. Например, функция sred могла бы быть описана так:
double sred ( double x, double y, double z = 0){ double s;s = x + y + z;return s / 3;};К такой функции можно обращаться с двумя и с тремя аргументами.
- Функция может иметь переменное число параметров, для части параметров могут быть неизвестны их типы. Неизвестная часть списка параметров обозначается многоточием. Например, функция с прототипом
int varfunc ( int n, ... );При вызове функции аргументы передаются в функцию по значениям. Это значит, что для каждого аргумента в памяти создается его копия, которая и используется при вычислении функции. Следовательно, любые изменения значений аргументов в теле функции теряются при выходе из функции. Если аргумент является массивом, в функцию передается указатель на начальный элемент массива и присваивания элементам массива в теле функции изменяют значения элементов массива аргумента.