Инструкция if
Инструкция if
обеспечивает выполнение или пропуск инструкции или блока в зависимости от условия. Ее синтаксис таков:
|
if ( условие ) |
инструкция
условие
заключается в круглые скобки. Оно может быть выражением, как в этом примере:
if(a+b>c) { ... }
или инструкцией объявления с инициализацией:
if ( int ival = compute_value() ){...}
Область видимости объекта, объявленного в условной части, ограничивается ассоциированной с if
инструкцией или блоком. Например, такой код вызывает ошибку компиляции:
|
if ( int ival = compute_value() ) { // область видимости ival // ограничена этим блоком } // ошибка: ival невидим |
if ( ! ival ) ...
Попробуем для иллюстрации применения инструкции if реализовать функцию min(), возвращающую наименьший элемент вектора. Заодно наша функция будет подсчитывать число элементов, равных минимуму. Для каждого элемента вектора мы должны проделать следующее:
1. Сравнить элемент с текущим значением минимума.
2. Если элемент меньше, присвоить текущему минимуму значение элемента и сбросить счетчик в 1.
3. Если элемент равен текущему минимуму, увеличить счетчик на 1.
4. В противном случае ничего не делать.
5. После проверки последнего элемента вернуть значение минимума и счетчика.
Необходимо использовать две инструкции if:
|
if ( minVal > ivec[ i ] )...// новое значение minVal |
if ( minVal == ivec[ i ] )...// одинаковые значения
Довольно часто программист забывает использовать фигурные скобки, если нужно выполнить несколько инструкций в зависимости от условия:
|
if ( minVal > ivec[ i ] ) minVal = ivec[ i ]; |
occurs = 1; // не относится к if!
Такую ошибку трудно увидеть, поскольку отступы в записи подразумевают, что и minVal=ivec[i], и occurs=1
входят в одну инструкцию if. На самом же деле инструкция
occurs = 1;
не является частью if и выполняется безусловно, всегда сбрасывая occurs в 1. Вот как должна быть составлена правильная if-инструкция (точное положение открывающей фигурной скобки является поводом для бесконечных споров):
if ( minVal > ivec[ i ] ) { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; |
Вторая инструкция if
выглядит так:
if ( minVal == ivec [ i ] ) |
Заметим, что порядок следования инструкций в этом примере крайне важен. Если мы будем сравнивать minVal
именно в такой последовательности, наша функция всегда будет ошибаться на 1:
if ( minVal > ivec[ i ] ) { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; } // если minVal только что получила новое значение, // то occurs будет на единицу больше, чем нужно if ( minVal == ivec[ i ] ) |
Выполнение второго сравнения не обязательно: один и тот же элемент не может одновременно быть и меньше и равен minVal. Поэтому появляется необходимость выбора одного из двух блоков в зависимости от условия, что реализуется инструкцией if-else, второй формой if-инструкции. Ее синтаксис выглядит таким образом:
if ( условие ) инструкция1 else |
инструкция1
выполняется, если условие истинно, иначе переходим к инструкция2. Например:
if ( minVal == ivec[ i ] ) ++occurs; else if ( minVal > ivec[ i ] ) { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; |
Здесь инструкция2
сама является if-инструкцией. Если minVal
меньше ivec[i], никаких действий не производится.
В следующем примере выполняется одна из трех инструкций:
if ( minVal < ivec[ i ] ) {} // пустая инструкция else if ( minVal > ivec[ i ] ) { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; } else // minVal == ivec[ i ] |
Составные инструкции if-else
могут служить источником неоднозначного толкования, если частей else
больше, чем частей if. К какому из if
отнести данную часть else? (Эту проблему иногда называют проблемой висячего else). Например:
if ( minVal <= ivec[ i ] ) if ( minVal == ivec[ i ] ) ++occurs; else { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; |
Судя по отступам, программист предполагает, что else относится к самому первому, внешнему if. Однако в С++ неоднозначность висячих else разрешается соотнесением их с последним встретившимся if. Таким образом, в действительности предыдущий фрагмент означает следующее:
if ( minVal <= ivec[ i ] ) { if ( minVal == ivec[ i ] ) ++occurs; else { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; } |
Одним из способов разрешения данной проблемы является заключение внутреннего if в фигурные скобки:
if ( minVal <= ivec[ i ] ) { if ( minVal == ivec[ i ] ) ++occurs; } else { minVal = ivec[ i ]; occurs = 1; |
В некоторых стилях программирования рекомендуется всегда употреблять фигурные скобки при использовании инструкций if-else, чтобы не допустить возможности неправильной интерпретации кода.
Вот первый вариант функции min(). Второй аргумент функции будет возвращать количество вхождений минимального значения в вектор. Для перебора элементов массива используется цикл for. Но мы допустили ошибку в логике программы. Сможете ли вы заметить ее?
#include <vector> int min( const vector<int> &ivec, int &occurs ) { int minVal = 0; occurs = 0; int size = ivec.size(); for ( int ix = 0; ix < size; ++ix ) { if ( minVal == ivec[ ix ] ) ++occurs; else if ( minVal > ivec[ ix ] ) { minVal = ivec[ ix ]; occurs = 1; } } return minVal; |
Обычно функция возвращает только одно значение. Однако согласно нашей спецификации в точке вызова должно быть известно не только само минимальное значение, но и количество его вхождений в вектор. Для возврата второго значения мы использовали параметр типа
ссылка. (Параметры-ссылки рассматриваются в разделе 7.3.) Любое присваивание значения ссылке occurs
изменяет значение переменной, на которую она ссылается:
int main() { int occur_cnt = 0; vector< int > ivec; // occur_cnt получает значение occurs // из функции min() int minval = min( ivec, occur_cnt ); // ... |
Альтернативой использованию параметра-ссылки является применение объекта класса pair, представленного в разделе 3.14. Функция min() могла бы возвращать два значения в одной паре:
// альтернативная реализация // с помощью пары #include <uti1ity> #include <vector> typedef pair<int,int> min_va1_pair; min_va1_pair min( const vector<int> &ivec ) { int minVal = 0; int occurs = 0; // то же самое ... return make_pair( minVal, occurs ); |
К сожалению, и эта реализация содержит ошибку. Где же она? Правильно: мы инициализировали minVal
нулем, поэтому, если минимальный элемент вектора больше нуля, наша реализация вернет нулевое значение минимума и нулевое значение количества вхождений.
Программу можно изменить, инициализировав minVal первым элементом вектора:
int minVal = ivec[0];
Теперь функция работает правильно. Однако в ней выполняются некоторые лишние действия, снижающие ее эффективность.
// исправленная версия min() // оставляющая возможность для оптимизации ... int minVal = ivec[0]; occurs = 0; int size = ivec.size(); for ( int ix = 0; ix < size; ++ix ) { if ( minVal == ivec[ ix ] ) ++occurs; |
Поскольку ix
инициализируется нулем, на первой итерации цикла значение первого элемента сравнивается с самим собой. Можно инициализировать ix
единицей и избежать ненужного выполнения первой итерации. Однако при оптимизации кода мы допустили другую ошибку (наверное, стоило все оставить как было!). Сможете ли вы ее обнаружить?
// оптимизированная версия min(), // к сожалению, содержащая ошибку... int minVal = ivec[0]; occurs = 0; int size = ivec.size(); for ( int ix = 1; ix < size; ++ix ) { if ( minVal == ivec[ ix ] ) ++occurs; |
Если ivec[0]
окажется минимальным элементом, переменная occurs не получит значения 1. Конечно, исправить это очень просто, но сначала надо найти ошибку:
int minVal = ivec[0]; |
К сожалению, подобного рода недосмотры встречаются не так уж редко: программисты тоже люди и могут ошибаться. Важно понимать, что это неизбежно, и быть готовым тщательно тестировать и анализировать свои программы.
Вот окончательная версия функции min() и программа main(), проверяющая ее работу:
#include <iostream> #include <vector> int min( const vector< int > &ivec, int &occurs ) { int minVal = ivec[ 0 ]; occurs = 1; int size = ivec.size(); for ( int ix = 1; ix < size; ++ix ) { if ( minVal == ivec[ ix ] ) ++occurs; else if ( minVal > ivec[ ix ] ){ minVal = ivec[ ix ]; occurs = 1; } } return minVal; } int main() { int ia[] = { 9,1,7,1,4,8,1,3,7,2,6,1,5,1 }; vector<int> ivec( ia, ia+14 ); int occurs = 0; int minVal = min( ivec, occurs ); cout << "Минимальное значение: " << minVal << " встречается: " << occurs << " раз.\n"; return 0; |
Результат работы программы:
Минимальное значение: 1 встречается: 5 раз.
В некоторых случаях вместо инструкции if-else можно использовать более краткое и выразительное условное выражение. Например, следующую реализацию функции min():
template <class valueType> inline const valueType& min( valueType &vall, valueType &va12 ) { if ( vall < va12 ) return vall; return va12; |
можно переписать так:
template <class valueType> inline const valueType& min( valueType &vall, valueType &va12 ) { return ( vall < va12 ) ? vall : va12; |
Длинные цепочки инструкций if-else, подобные приведенной ниже, трудны для восприятия и, таким образом, являются потенциальным источником ошибок.
if ( ch == 'a' || ch == 'A' ) ++aCnt; else if ( ch == 'e' || ch == 'E' ) ++eCnt; else if ( ch == 'i' || ch == 'I' ) ++iCnt; else if ( ch == 'o' || ch == '0' ) ++oCnt; else if ( ch == 'u' || ch == 'U' ) |
В качестве альтернативы таким цепочкам С++ предоставляет инструкцию switch. Это тема следующего раздела.
Упражнение 5.3
Исправьте ошибки в примерах:
(a) if ( ivall != iva12 ) ivall = iva12 else ivall = iva12 = 0; (b) if ( ivat < minval ) minvat = ival; occurs = 1; (c) if ( int ival = get_value()) cout << "ival = " << ival << endl; if ( ! ival ) cout << "ival = 0\n"; (d) if ( ival = 0 ) ival = get_value(); (e) if ( iva1 == 0 ) |
Упражнение 5.4
Преобразуйте тип параметра occurs
функции min(), сделав его не ссылкой, а простым объектом. Запустите программу. Как изменилось ее поведение?
Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий