Информатика Базовый курс (стр. 177 из 188)
оператор или блок операторов;
20.3. Алгоритмическое (модульное) программирование 5 9 7
В последнем примере счетчик будет принимать значения от 0 до 999, потому что нумерация элементов массива в Си++ начинается с нуля.Второй вид оператора цикла
Не менее часто встречаются ситуации, когда число повторений заранее неизвестно — надо выполнять цикл, пока не произойдет некоторое событие (пользователь нажмет на кнопку, точность вычислений уложится в заданный порог и т. д.). В таких ситуациях заголовок цикла упрощается. В нем указывается только условие (логическое выражение) — пока его значение равно true, цикл будет выполняться. Синтаксис оператора цикла
| Бейсик | Паскаль | Си++ |
| DO WHILE условие группа операторов LOOP |  while условие do оператор или группа операторов; | while( условие ) оператор или группа операторов; |
Зацикливание
При использовании условных операторов цикла программиста подстерегает одна опасность. Как показывает практика, достаточно легко сделать ошибку и неверно задать условие окончания цикла, которое всегда будет истинным, — при этом тело цикла станет выполняться бесконечно. Подобная ситуация называется зацикливанием.
Например: а = 0; b = 1; while( a < b ) 
а = а - 0 . 01 ; 
Так как исходное значение переменной а меньше, чем значение переменной Ь, и это значение будет только уменьшаться, то подобный цикл никогда не закончится. В некоторых случаях программисты специально применяют подобный трюк, чтобы организовать бесконечный цикл, в котором будут приниматься и обрабатыватьсяГлава 20. Основы программирования
внешние сообщения (события). Тогда использование условного оператора цикла может выглядеть так: while true do begin
// тело цикла end;
Контроль над выходом из цикла при наступлении определенного события при этом полностью возлагается на программиста.
В Бейсике есть специальная форма оператора цикла, позволяющая явно описывать такие бесконечные циклы:
DO
' тело цикла LOOP
Исключения
Управление порядком выполнения программы может происходить не только с помощью условных операторов и операторов цикла, но и при возникновении исключений — ситуаций в программе или операционной системе, требующих немедленного реагирования. Например, при выполнении оператора присваивания и вычислении выражения произошло деление на ноль. Программа остановилась, так как не знает, что ей делать дальше, — ведь получено ошибочное значение. Чаще всего выполнение программы просто прекращается по ошибке, но современные системы разработки позволяют программисту явно контролировать возникновение самых разных исключений (они еще называются исключительными ситуациями, требующими немедленного вмешательства) и указывать, какие операторы следует выполнять при их возникновении.Параллельные вычисления
Еще одна область программирования, в которой возможно изменение явно указанного порядка выполнения операторов, — это область параллельных вычислений. С появлением недорогих ПК с несколькими процессорами возникла возможность распараллеливания программы — одновременного выполнения ее независимых частей на разных процессорах, что теоретически позволяет получить выигрыш в быстродействии, линейно зависящий от числа процессоров. Однако на практике это очень сложная задача, которая требует правильного выделения независимых модулей кода (так называемых процессов), выполнение которых не скажется на результатах работы других процессов. Так как момент окончания работы того или иного процесса заранее неизвестен, то в программе надо предусмотреть действия, связанные с синхронизацией обработки получаемых результатов. Их выполнение может потребоваться в самые неожиданные моменты, поэтому изменение линейной последовательности работы операторов неизбежно.
20.4. Структурное программирование 599
Ввод и вывод 
Чтобы получать от человека информацию для обработки и показывать результаты своей работы, программа должна иметь средства для организации интерактивного общения с пользователем (общения в реальном масштабе времени — человек щелкнул мышкой на кнопке и сразу получил ответ) и средства для ввода данных из файлов и сохранения данных в файлах. Интерактивное общение реализуется с помощью RAD-сшчем, позволяющих быстро спроектировать пользовательский интерфейс. Ввод и вывод информации осуществляется в разных языках по-разному. В Паскале и Бейсике есть операторы для такой работы, в Си++ они выделены в специальные библиотеки. Введен также специальный тип данных «файл» (FILE).Работа с файлами всегда происходит в три этапа.
1. Файл открывается в одном из выбранных режимов (он рассматривается как последовательность строк или двоичных чисел, разрешается только считывать из него данные или только записывать и т. д.). Файл может состоять из последовательности одинаковых блоков, каждый из которых будет представлять собой копию структуры данных определенного типа, описанного в программе. Каждый такой блок называется записью.
2.
Выполняется считывание, обновление или удаление записей в файле.3. Файл закрывается. Если этого не сделать, то он останется открытым и в дальнейшем к нему нельзя будет обратиться из других программ.
Каждый из этих пунктов реализуется в каждом из языков программирования посвоему. Некоторые пункты требуют для своей реализации нескольких операторов.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие типы данных считаются базовыми?
2. Приведите примеры арифметических и логических выражений.
3. Напишите формулу для вычисления среднего арифметического и среднего геометрического значений двух переменных.
4. В чем различие структуры и массива?
5. Зачем нужны комментарии?
6.
С помощью условных операторов выполните проверку неравенства х < у < z.7. Из каких частей состоит оператор цикла?
8. Назовите достоинства и недостатки параллельных вычислений.
9. Как организуется работа с файлами?
20.4. Структурное программирование
Подпрограммы
В предыдущем разделе рассматривались основные операторы и типы данных, необходимые для составления программ. При этом предполагалось, что текст программы
Глава 20. Основы программирования
представляет собой линейную последовательность операторов присваивания, цикла и условных операторов. Таким способом можно решать не очень сложные задачи и составлять программы, содержащие несколько сот строк кода. После этого понятность исходного текста резко падает из-за того, что общая структура алгоритма теряется за конкретными операторами языка, выполняющими слишком
детальные, элементарные действия. Возникают многочисленные вложенные условные операторы и операторы циклов, логика становится совсем запутанной, при попытке исправить один ошибочный оператор вносится несколько новых ошибок, связанных с особенностями работы этого оператора, результаты выполнения которого нередко учитываются в самых разных местах программы. Поэтому набрать и отладить длинную линейную последовательность операторов практически невозможно.
При создании средних по размеру приложений (несколько тысяч строк исходного кода) используется структурное программирование, идея которого заключается в том, что структура программы должна отражать структуру решаемой задачи, чтобы алгоритм решения был ясно виден из исходного текста. Для этого надо иметь средства для создания программы не только с помощью трех простых операторов, но и с помощью средств, более точно отражающих конкретную структуру алгоритма. С этой целью в программирование введено понятие подпрограммы — набора операторов, выполняющих нужное действие и не зависящих от других частей исходного кода. Программа разбивается на множество мелких подпрограмм (занимающих до 50 операторов — критический порог для быстрого понимания цели подпрограммы), каждая из которых выполняет одно из действий, предусмотренных исходным заданием. Комбинируя эти подпрограммы, удается формировать итоговый алгоритм уже не из простых операторов, а из законченных блоков кода, имеющих определенную смысловую нагрузку, причем обращаться к таким блокам можно по названиям. Получается, что подпрограммы — это новые операторы или операции языка, определяемые программистом.