Для чего используется оператор
Для чего используется оператор
Следующий «слой» конструкций языка программирования – операторы. Они создают то, что в обыденном сознании ассоциируется с понятием алгоритм – описание последовательности действий, выполняемых программой, или логика ее работы. Это, в свою очередь, ассоциируется с понятием «блок-схема», что, в целом, довольно близко к истине. На этом уровне языки программирования проявляют завидное единообразие, поскольку количество видов управляющей логики программы ограничено. В Си/Си++ реализован общий для большинства языков программирования «джентльменский набор» управляющих конструкций:
· линейная последовательность действий ;
· условная конструкция (если-то-иначе);
· конструкция повторения (цикл) ;
· переход (и его разновидности).
Сразу же отметим, что этот набор является функционально избыточным, и для записи любого алгоритма достаточно только три вида.
· элементы блок-схемы соответствуют основным компонентам системы команд компьютера с размещением программы в линейной памяти (см. 1.2) – командам обработки данных, проверки условий и безусловных (условных) переходов;
· блок-схемы являются естественным инструментом технологии «исторического» программирования, базирующейся на развертке процесса выполнения проектируемой программы во времени (см. 3.2).
Блок-схема содержит элементы трех видов:
Принцип вложенности и структурированные блок-схемы
Рис.15.1. Структурированные конструкции и блок-схема
Операторы линейной последовательности действий
for (i=0; i // Обычный цикл
for (i=0; A[i]!=0 && i // Цикл с пустым оператором
Рис.15.2. Линейная последовательность операторов
В соответствии с принципом вложенности элементами последовательности могут быть не только элементарные действия (простые операторы), но и вложенные синтаксические конструкции, которые на текущем уровне также выполняются последовательно друг за другом.
В Си используется другой принцип: если составной частью управляющей конструкции является единственный оператор, то он никак синтаксически не выделяется. Если же составной частью является последовательность операторов, то она заключается в фигурные скобки ( <>) и образует блок.
Условные операторы
Единственный условный оператор имеет две разновидности: с else и без него.
Операторы цикла
for (i=0; i тело цикла для i…
Операторы перехода
· оператор генерации исключения throw используется в Си++ как средство обработки ошибок, выполняя, в том числе, и действия, эквивалентные оператору return (см. 12.2)
for (i=0; i m1: i++) // иллюстрация выполнения continue, break, return
if (A[i]==0) continue; // goto m1;
if (A[i]==-1) return; // goto m2;
if (A[i] break; // goto m3;
Оператор switch
case 1: n=n+2; break; // m1: n=n+2; goto mend;
case 2: n=0; break; // m2: n=0; goto mend;
case 4: n++; break; // m4: n++; goto mend;
default: n=-1; // mdef: n=-1;
sign=0; // Ветвь для значения c, равного ‘+’,
case ‘-‘: sign=1; // для значения ‘-‘
Еще один «джентльменский набор»
Набор управляющих конструкций алгоритма может быть различным и избыточным. Но минимально необходимой является триада: для архитектурно-ориентированной логики – это действие, условие, переход. Структурированные конструкции – последовательность, выбор (ветвление), повторение (цикл) – также обладают необходимой полнотой. Но на практике встречается еще одна, довольно экзотическая триада: последовательность, ветвление и рекурсия. Являясь технологическим приемом программирования (см. 7.1), она способна, как минимум, заменить конструкцию повторения (цикл). Существуют языки программирования (ПРОЛОГ), а также математические формализмы (формальные грамматики, частично-рекурсивные функции), опирающиеся на эту триаду.
Технология структурного программирования
Функциональное программирование (ПРОЛОГ), представление синтаксиса в формальных грамматиках (трансляторы), частично-рекурсивные функции (теория алгоритмов)
Подводные камни
Особенность синтаксиса Си состоит в том, что последовательности управляющих конструкций, отличающиеся буквально на один символ, могут быть синтаксически правильными, но давать различные последовательности выполнения действий в программе. Это касается, прежде всего, тела цикла, где обнаруживается максимальное количество ошибок программирования (но то же самое можно отнести и к составным частям условного оператора). Итак, тело цикла может иметь четыре различных варианта реализации :
· простой (первичный) оператор – выражение, ограниченное символом «;»;
· единственный оператор, имеющий произвольную внутреннюю структуру своего тела – условный, цикл, переключатель;
· составной оператор – блок, содержащий последовательность операторов, объединенную скобками « <>».
Отсюда следует, что символ «точка с запятой» нельзя расставлять «для надежности», он может выступить в качестве пустого оператора, отрезав заголовок цикла от его настоящего тела. Аналогично, при усложнении тела цикла в процессе модификации программы (вместо одного оператора – последовательность из нескольких) не нужно забывать объединять получающиеся последовательности в блоки. Иначе к телу цикла будет отнесен только первый из них.
for (int s=0,i=0; i // Сорок раз по разу
for ( int s =0, i =0; i i ++) ; // Ни разу сорок раз
s = s + A [ i ]; // Один раз – после (со значением A [40] вне массива)
Логические операторы
Несмотря на своё название, данные операторы могут применяться к значениям любых типов. Полученные результаты также могут иметь различный тип.
Давайте рассмотрим их подробнее.
Оператор «ИЛИ» выглядит как двойной символ вертикальной черты:
В JavaScript, как мы увидим далее, этот оператор работает несколько иным образом. Но давайте сперва посмотрим, что происходит с булевыми значениями.
Существует всего четыре возможные логические комбинации:
Если значение не логического типа, то оно к нему приводится в целях вычислений.
Обычно оператор || используется в if для проверки истинности любого из заданных условий.
Можно передать и больше условий:
ИЛИ «||» находит первое истинное значение
Описанная выше логика соответствует традиционной. Теперь давайте поработаем с «дополнительными» возможностями JavaScript.
Расширенный алгоритм работает следующим образом.
При выполнении ИЛИ || с несколькими значениями:
Оператор || выполняет следующие действия:
Значение возвращается в исходном виде, без преобразования.
Другими словами, цепочка ИЛИ «||» возвращает первое истинное значение или последнее, если такое значение не найдено.
Это делает возможным более интересное применение оператора по сравнению с «чистым, традиционным, только булевым ИЛИ».
Получение первого истинного значения из списка переменных или выражений.
Сокращённое вычисление.
Операндами могут быть как отдельные значения, так и произвольные выражения. ИЛИ вычисляет их слева направо. Вычисление останавливается при достижении первого истинного значения. Этот процесс называется «сокращённым вычислением», поскольку второй операнд вычисляется только в том случае, если первого недостаточно для вычисления всего выражения.
Это хорошо заметно, когда выражение, указанное в качестве второго аргумента, имеет побочный эффект, например, изменение переменной.
В приведённом ниже примере x не изменяется:
Присваивание – лишь один пример. Конечно, могут быть и другие побочные эффекты, которые не проявятся, если вычисление до них не дойдёт.
Как мы видим, этот вариант использования || является «аналогом if «. Первый операнд преобразуется в логический. Если он оказывается ложным, начинается вычисление второго.
Оператор И пишется как два амперсанда && :
Операторы языка программирования
Оператор — это элемент языка, задающий полное описание действия, которое необходимо выполнить. Каждый оператор представляет собой законченную фразу языка программирования и определяет некоторый вполне законченный этап обработки данных. В состав операторов могут входить служебные слова, данные, выражения и другие операторы. В английском языке данное понятие обозначается словом “statement”, означающим также “предложение”.
Каждый оператор в любом языке программирования имеет определенный синтаксис и семантику. Под синтаксисом оператора понимается система правил (грамматика), определяющая его запись с помощью элементов алфавита данного языка, в который наряду с различными символами входят, например, и служебные слова. Под семантикой оператора понимают его смысл, т.е. те действия, которым соответствует запись того или иного оператора. Например, запись i := i + 1 является примером синтаксически корректной записи оператора присваивания в языке Pascal, семантика которого в данном случае такова: извлечь значение ячейки памяти, соответствующей переменной i, сложить его с единицей, результат записать в ту же ячейку памяти.
В большинстве процедурных языков программирования набор операторов практически одинаков и состоит из оператора присваивания, операторов выбора, операторов цикла, оператора вызова процедуры, операторов перехода. Иногда выделяют также пустой (отсутствие действия) и составной операторы. Многие операторы являются способом представления определенных алгоритмических конструкций (см. “Алгоритмические конструкции” ) в языке программирования. Рассмотрим группы операторов подробнее, используя синтаксис языка Pascal.
Оператор присваивания
Присваивание — это действие компьютера, в результате которого переменная получает значение вычисленного выражения (оно помещается в соответствующую переменной ячейку памяти). Для описания такого действия в языках программирования существует оператор присваивания.
В общем виде оператор присваивания записывается так:
Например, в языке Pascal в качестве знака присваивания используется комбинация символов :=. В ряде других языков — знак равенства.
Результатом выполнения оператора присваивания является изменение состояния данных: все переменные, отличные от переменной, стоящей в левой части оператора присваивания, не меняют своего значения, а указанная переменная получает значение выражения, стоящего в правой части оператора присваивания. В большинстве случаев требуется, чтобы тип выражения совпадал с типом переменной. Если это не так, то оператор либо считается синтаксически некорректным, либо производится преобразование типа выражения к типу переменной (см. “Типы данных” ).
Операторы выбора
По-другому эти операторы называют условными операторами. Условные операторы используются для программирования алгоритмов, содержащих алгоритмическую конструкцию ветвление.
В языках программирования имеется несколько видов условных операторов. Полный условный оператор соответствует алгоритмической структуре полного ветвления:
В языке программирования соответствующий условный оператор имеет вид:
if B then S1 else S2
Если выражение B, которое вычисляется в начале выполнения условного оператора, имеет значение “истина”, то будет выполняться оператор S1, в противном случае — оператор S2. Операторы S1 и S2 могут быть составными.
Алгоритмическая структура неполного ветвления реализуется с помощью неполного условного оператора, который имеет вид:
Здесь B — логическое выражение, а S — произвольный оператор. Оператор S будет выполняться, если выражение B окажется истинным.
Если условный оператор реализует всего две ветви выбора (“да” и “нет”), то с помощью оператора варианта (case-оператора) можно запрограммировать многоветвящуюся структуру. Оператор варианта имеет вид:
Выполняется данный оператор так: значение выражения E ищется среди перечисленных в записи оператора значений V1, V2, …, Vn, и если такое значение находится, то выполняется соответствующий оператор S1, S2, …, Sn.
В разных языках программирования синтаксис и даже семантика перечисленных операторов могут отличаться, но возможности, предоставляемые программисту подобными конструкциями, примерно одинаковы.
Пример 1. В статье “Алгоритмические конструкции” 2 был приведен пример записи алгоритма решения обобщенного квадратного уравнения с помощью конструкций ветвления. Приведем фрагмент программы на языке Pascal, реализующий этот же алгоритм:
if c = 0 then writeln(‘x — любое’)
else writeln(‘нет корней’)
В цикле с постусловием тело цикла предшествует условию В. В отличие от цикла с предусловием здесь В — это условие окончания цикла. Оператор цикла с постусловием в Паскале имеет вид:
При такой организации цикла тело цикла S хотя бы один раз обязательно выполнится.
Практически во всех процедурных языках существует оператор цикла c параметром. Схематично его можно представить так:
Здесь значение переменной (параметра цикла) меняется от значения выражения E1 до E2 с шагом E3. Для каждого такого значения параметра цикла выполняется оператор S. В языке Pascal понятие шага в описании этого оператора отсутствует, а сам шаг для целочисленного параметра цикла может быть равен либо 1, либо –1. Оператор “цикл с параметром” используется для программирования циклов с заданным числом повторений. Для программирования итерационных циклов (число повторений которых заранее неизвестно) он не годится.
Оператор вызова процедуры
В статье “Подпрограммы” подробно рассказывается о таком виде подпрограмм, как процедуры. Стандартные подпрограммы языка программирования, которые входят в одну из библиотек подпрограмм, а также пользовательские подпрограммы, описанные внутри данного блока, вызываются с помощью оператора вызова процедуры:
Здесь E1,E2,…,En — переменные или выражения, представляющие собой фактические параметры обращения к процедуре. Наиболее часто используемыми стандартными процедурами являются процедуры ввода и вывода данных (read и write в Pascal).
Вызов процедуры семантически эквивалентен выполнению блока, описанного в качестве тела процедуры, после передачи в него начальных значений некоторых переменных (параметров-значений) или замены имен некоторых переменных (параметров-переменных) на имена фактических переменных, указанных при вызове процедуры.
Пример 3. Пусть у нас описана процедура abc:
procedure abc(a,b:integer;var c: integer);
Вызов этой процедуры abc(2,3,x) эквивалентен блоку действий:
Операторы перехода
Наиболее известным в данной группе операторов является оператор безусловного перехода goto. Если ко всем или некоторым уже имеющимся операторам программы добавить метки, то в программе становится возможным использовать оператор перехода вида:
Метка в данном случае соответствует началу того оператора, с которого должно продолжиться выполнение программы. Такой оператор позволяет записывать в языке программирования алгоритмы, имеющие сколь угодно сложную структуру. Но зачастую использование безусловного перехода неоправданно, т.к. ведет к запутанной, плохо читаемой программе. Практически единственным осмысленным применением оператора goto является выход сразу из нескольких вложенных циклов, например, при обработке двухмерных массивов.
Пример 4. Пусть нам требуется определить, есть ли в двухмерном массиве a элемент, равный 0:
if a[i,j] = 0 then begin
1: if b then write(‘есть’) else write(‘нет’);
Программа, разработанная по правилам структурного программирования, не должна содержать операторов безусловного перехода. Приведенную выше программу без использования оператора goto можно переписать следующим образом:
then writeln(‘Мне ‘,k,’ года’)
else writeln(‘Мне ‘,k,’ лет’)
При рассмотрении операторов цикла полезно предложить одну и ту же задачу запрограммировать тремя разными способами с использованием трех операторов цикла, и наоборот, по условию задачи научиться определять, какой именно оператор цикла является наиболее подходящим в том или ином случае.
Оператор вызова процедуры только на первый взгляд является простым. Здесь важно объяснить правила передачи параметров в процедуры и функции, различие между параметрами-переменными и параметрами-значениями (в последнем случае мы можем передавать не только имя переменной, но и константу или даже выражение соответствующего типа). Формальные и фактические параметры должны соответствовать по типам, но не по именам, что является далеко не очевидным для учеников.
Изучение условного и особенно составного оператора — хороший повод поговорить с учениками о стиле написания программ. Для языка Pascal существует несколько распространенных способов записи структурированных программ, но все они содержат отступы для размещения вложенных структур. Важны для записи программ и комментарии.
Операторы
Курс: Основы HTML и CSS
Курс: Разработка на C#
Курс: Python-разработчик с нуля
Осваивайте профессию, начните зарабатывать, а платите через год!
Курсы Python Акция! Бесплатно!
Станьте хакером на Python за 3 дня
Веб-вёрстка. CSS, HTML и JavaScript
Станьте веб-разработчиком с нуля
Операторы, выражения и инструкции JavaScript — это основные строительные кирпичики программ. С их помощью можно манипулировать значениями, сравнивать их между собой, производить вычисления и решать множество прочих задач. В этом уроке вы познакомитесь с тем, как работают операторы и узнаете о том, как использовать их с максимальной пользой.
Знакомство с операторами
Для работы с данными JavaScript поддерживает все стандартные операторы, большинство которых есть и в других языках программирования. Операторы варьируются от математических и поразрядных до операторов отношения и сравнения. Опepaтopы в JavaScript уникальны в том смысле, что их можно задействовать с самыми различными значениями, включая строки, числа, логические значения и даже объекты.
Операторы предназначены для составления выражений. Оператор применяется к одному или двум данным, которые называются операндами или аргументами оператора.
Например, в следующем примере знак + (плюс) – это оператор, объединяющий два операнда в одно выражение:
Большинство JavaScript-операторов объединяют два выражения в одно, более сложное. Таким образом, эти операторы работают с двумя операндами и называются бинарными :
Тип операндов
Работая с выражениями, следует уделять внимание типам операндов, передаваемых операторам, а также типам данных, возвращаемых этими операторами.
Некоторые операторы могут взаимодействовать с операндами только определенного типа. Например, в JavaScript является недопустимым умножение строк:
Интерпретатор JavaScript, если возможно, преобразовывает рассматриваемое выражение в требуемый тип, поэтому следующее выражение вполне допустимо:
Кроме того, если оператору сложения передать одну строку и одно число, то число будет преобразовано в строку и выполнится конкатенацию двух полученных строк. Причем не важно, справа или слева находится операнд-строка, в любом случае нестроковый аргумент будет преобразован в строку:
На заметку: Если при сложении хотя бы один операнд является строкой, то второй будет также преобразован к строке.
Операторы не всегда возвращают значения того же типа, к которому принадлежат их аргументы. Например, операторы сравнения (меньше, больше, равно и т. д.) принимают операнды различных типов, однако всегда возвращают выражение логического типа:
Приоритет операторов
В случае, когда в выражении используется несколько операторов – порядок их выполнения определяется приоритетом. Операторы с более высоким приоритетом выполняются раньше операторов с более низким приоритетом. Рассмотрим следующий пример:
Приоритет операторов может быть переопределен с помощью скобок. Для того, чтобы сложение в предыдущем примере выполнялось раньше, надо написать:
В таблице ниже операторы перечислены в порядке уменьшения от наивысшего (20) до самого низкого (0) приоритета.
Применение: Если в коде содержится два и более операторов с одинаковым приоритетом, то очередность их выполнения определяется их ассоциативностью — характеристикой оператора, определяющей направление вычислений: слева направо или справа налево.
Выражения и операторы
Эта глава описывает все операторы, выражения и ключевые слова языка JavaScript.
Выражения и операторы по категориям
Алфавитный список смотрите в боковой панели слева.
Первичные выражения
Базовые ключевые слова и общие выражения в JavaScript.
this Ключевое слово this ссылается на контекст выполняемой функции. function Ключевое слово function определяет выражение функции. class Ключевое слово class определяет выражение класса. function* Ключевое слово function* (со звёздочкой) определяет функцию-генератор. yield Пауза или продолжение выполнения функции-генератора. yield* Делегирует выполнение другому генератору итерируемому объекту. async function* async function определяет выражение асинхронной функции. await Пауза и продолжение выполнения асинхронной функции и ожидание Promise (результата выполнения) с результатом разрешено/отклонено. [] Синтаксис создания инициализатора/литерала массива. <> Синтаксис создания инициализатора/литерала объекта /ab+c/i Синтаксис создания литерала регулярного выражения. ( ) Оператор группировки.
Левосторонние выражения
Значения слева являются назначением присваивания.
Инкремент и декремент
Операторы постфиксного/префиксного инкремента и декремента.
Унарные операторы
Унарные операции — это операции с одним операндом.
Арифметические операторы
Арифметические операторы своими операндами принимают числовые значения (литералы или переменные) и возвращают одно числовое значение.
Реляционные операторы
in Оператор in определяет, содержит ли объект указанное свойство. instanceof Оператор instanceof определяет, является ли объект экземпляром потомком Prototype (или экземпляром) другого объекта. (en-US) Оператор меньше. > (en-US) Оператор больше. (en-US) Оператор меньше или равно. >= (en-US) Оператор больше или равно.
Заметьте: => это не оператор. Это нотация для Стрелочных функций.
Операторы равенства
Результат вычисления оператора равенства всегда имеет тип Boolean и значение, зависящее от того, был ли результат проверки истинным или ложным.
Операторы побитового сдвига
Операции для сдвига всех битов операнда.
(en-US) Оператор побитового сдвига влево. >> (en-US) Оператор знакового побитового сдвига вправо. >>> (en-US) Оператор беззнакового побитового сдвига вправо.
Бинарные побитовые операторы
Побитовые операторы трактуют свои операнды как набор из 32 битов (нулей и единиц) и возвращают стандартные числовые значения JavaScript.
& (en-US) Оператор побитового И. | (en-US) Оператор побитового ИЛИ. ^ (en-US) Оператор побитового ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ.
Бинарные логические операторы
Логические операторы обычно используются вместе с булевыми (логическими) значениями и в сочетании с ними они возвращают булево значение.
&& (en-US) Оператор логического И. || (en-US) Оператор логического ИЛИ.
Условный (тернарный) оператор
Операторы присваивания
Операторы присваивания присваивают значение своему левому операнду, зависящее от значения их правого операнда.