Σημειώσεις - Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

Κεφάλαιο 3: Η ροή του ελέγχου

Η ροή του ελέγχου στην C

Όπως σε κάθε γλώσσα προγραμματισμού, έτσι και στην C, υπάρχουν εντολές που επηρεάζουν τη ροή του ελέγχου στα προγράμματα (if, switch, while, for, κλπ.).
Στις εντολές αυτές είναι πολύ συχνή η χρήση ενός μπλοκ εντολών. Ένα μπλοκ εντολών αποτελείται από εντολές που είναι κλεισμένες μέσα σε άγκιστρα ({ και }). Αν σ’ ένα μπλοκ εντολών περιέχεται μία μόνο εντολή, αυτή δεν είναι απαραίτητο να περικλείεται μέσα σε άγκιστρα.
Είναι εξαιρετικά χρήσιμο να μελετηθεί όλο το Κεφάλαιο 3 από το [KR] (σελ. 85–100), στο οποίο περιγράφονται αναλυτικά όλες οι δομές ελέγχου που προσφέρει η C. Ακολουθεί μία πιο συνοπτική περιγραφή των δομών αυτών.

Εντολή `if`

Η σύνταξη της εντολής if είναι:
if (⟨παράσταση⟩)
⟨μπλοκ εντολών⟩\(_1\)
else
⟨μπλοκ εντολών⟩\(_2\)
Αν η ⟨παράσταση⟩ είναι αληθής (έχει τιμή διάφορη από το μηδέν), θα εκτελεσθεί το ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_1\), αλλιώς το ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_2\).
Το τμήμα από το else και μετά είναι προαιρετικό. Αν δεν υπάρχει και η ⟨παράσταση⟩ είναι ψευδής, ο έλεγχος θα πάει στην επόμενη εντολή του προγράμματος, δηλαδή στην πρώτη εντολή μετά το if.
Η προαιρετικότητα του else μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στην αναγνωσιμότητα προγραμμάτων με εμφωλευμένες εντολές if, αν δεν υπάρχει σαφής ομαδοποίηση με άγκιστρα. Αν δεν υπάρχουν άγκιστρα που να επιβάλλουν συγκεκριμένη δομή, κάθε else αντιστοιχεί στην αμέσως προηγούμενη if που δεν έχει else.
Τι ακριβώς σημαίνει το παρακάτω;
```
if (n > 0)
   if (a > b)
      z = a;
else
   z = b;
```
Προσοχή! Ο μεταγλωττιστής δεν ασχολείται με τη στοίχιση.

Αυτό:

if (n > 0) {
   if (a > b)
      z = a;
   else
      z = b;
}

Αν θέλαμε το else να αντιστοιχεί στο πρώτο if, έπρεπε να το γράψουμε έτσι:
```
if (n > 0) {
   if (a > b)
      z = a;
}
else
   z = b;
```
Μία συνηθισμένη χρήση της εντολής if είναι όταν θέλουμε να ελέγξουμε μία σειρά από επάλληλες συνθήκες, και ανάλογα με το ποια θα βρεθεί ότι ισχύει πρώτη, να εκτελέσουμε ένα μπλοκ εντολών. Αυτό γίνεται ως εξής:
if (⟨παράσταση⟩\(_1\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_1\)
else if (⟨παράσταση⟩\(_2\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_2\)
………………………………..
else if (⟨παράσταση⟩\(_{n-1}\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_{n-1}\)
else ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_n\)
Η προηγούμενη εντολή if θα μπορούσε να γραφεί σε μία εκδοχή με στοίχιση ως εξής:
if (⟨παράσταση⟩\(_1\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_1\)
else
    if (⟨παράσταση⟩\(_2\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_2\)
………………………………..
    else
    if (⟨παράσταση⟩\(_{n-1}\))
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_{n-1}\)
    else
    ⟨μπλοκ εντολών⟩\(_n\)
Η συγκεκριμένη στοίχιση, όμως, μάλλον κάνει πιο δυσανάγνωστη την εντολή, οπότε είναι καλό να μην την ακολουθήσει κάποιος.

Ένα παράδειγμα:

if (x > 0) {
   sign = 1;
   printf("Number is positive\n");
}
else if (x < 0) {
   sign = -1;
   printf("Number is negative\n");
}
else {
   sign = 0;
   printf("Number is zero\n");
}

Εντολή `switch`

Η σύνταξη της εντολής switch είναι:
switch (⟨παράσταση⟩) {
    case ⟨σταθερά⟩\(_1\):
    ⟨εντολές⟩\(_1\)
    case ⟨σταθερά⟩\(_2\):
    ⟨εντολές⟩\(_2\)
    ………………………
    default:
    ⟨εντολές⟩
}
Η switch είναι μία διακλαδωμένη εντολή απόφασης που λειτουργεί όπως περιγράφεται στη συνέχεια.
Η ⟨παράσταση⟩ πρέπει να είναι ακέραια. Υπολογίζεται η τιμή της.
Κάθε ⟨σταθερά⟩\(_i\) πρέπει να είναι ακέραια σταθερά και δεν πρέπει να υπάρχουν δύο case με την ίδια σταθερά.
Αν η τιμή που έχει η ⟨παράσταση⟩ ισούται με κάποια ⟨σταθερά⟩\(_i\), τότε ο έλεγχος μεταφέρεται στις ⟨εντολές⟩\(_i\). Αν όχι, ο έλεγχος μεταφέρεται στις ⟨εντολές⟩ (μετά το default).
Οι ⟨εντολές⟩\(_i\) (και ⟨εντολές⟩) δεν είναι απαραίτητο να συνιστούν μπλοκ εντολών, δηλαδή να είναι κλεισμένες μέσα σε { και }.
Μετά την εκτέλεση των εντολών σε μία case, ο έλεγχος μεταφέρεται στις εντολές της επόμενης case, εκτός αν τελευταία εντολή της προηγούμενης case είναι η break. Δεν είναι καλή πρακτική οι εντολές μίας case να συνεχίζουν με αυτές της επόμενης, εκτός αν ισχύει το επόμενο.
Είναι δυνατόν για περισσότερες τιμές της μίας για την ⟨παράσταση⟩ να θέλουμε να εκτελεσθεί η ίδια ομάδα εντολών. Σ’ αυτήν την περίπτωση, τοποθετούμε τα αντίστοιχα case συνεχόμενα και βάζουμε την ομάδα εντολών στο τελευταίο απ’ αυτά.
Η περίπτωση default είναι προαιρετική. Αν δεν υπάρχει και δεν ταιριάζει καμία case, ο έλεγχος μεταφέρεται μετά την εντολή switch.

Παράδειγμα:

switch (x) {
   case 1:  printf("one\n");
            break;
   case 2:
   case 3:  printf("two or three\n");
            break;
   case 4:  printf("four\n");
            break;
   default: printf("other\n");
            break;
}

Τι θα γινόταν αν έλειπαν κάποιες break; Γιατί βάλαμε break και στην default περίπτωση;

Εντολές βρόχου `while`

Μία πιθανή σύνταξη της εντολής while είναι:
while (⟨παράσταση⟩)
⟨μπλοκ εντολών⟩
Αρχικά υπολογίζεται η ⟨παράσταση⟩. Αν έχει τιμή διάφορη του μηδενός (είναι αληθής) εκτελείται το ⟨μπλοκ εντολών⟩. Υπολογίζεται πάλι η ⟨παράσταση⟩ και ενόσω είναι αληθής, θα γίνεται ο κύκλος εκτέλεσης του ⟨μπλοκ εντολών⟩, μέχρι να γίνει η ⟨παράσταση⟩ ψευδής (δηλαδή ίση με το μηδέν).
Παράδειγμα:
```
f = 1;
while (--n)
   f = f*(n+1);
```
Τι υπολογίζει αυτό το while;
Επίσης, θυμηθείτε και την εντολή while στο http://www.di.uoa.gr/~ip/cprogs/capitalize.c.
Άλλη πιθανή σύνταξη της εντολής while είναι:
do
⟨μπλοκ εντολών⟩
while (⟨παράσταση⟩)
Αρχικά εκτελείται το ⟨μπλοκ εντολών⟩. Μετά, υπολογίζεται η ⟨παράσταση⟩. Αν έχει τιμή διάφορη του μηδενός (είναι αληθής) εκτελείται πάλι το ⟨μπλοκ εντολών⟩ και συνεχίζεται ο κύκλος εκτέλεσής του, μέχρι να γίνει η ⟨παράσταση⟩ ψευδής (δηλαδή ίση με το μηδέν).
Για λόγους καλύτερης αναγνωσιμότητας του προγράμματος, ακόμα και αν το ⟨μπλοκ εντολών⟩ αποτελείται από μία μόνο εντολή, συνήθως τη βάζουμε μέσα σε { και }.
Παράδειγμα:
```
f = 1;
do {
   f = f*n;
} while (--n);
```
Τι υπολογίζει αυτό το while;
Επίσης, θυμηθείτε και την εντολή do/while στο http://www.di.uoa.gr/~ip/cprogs/picomp.c.
Η βασική διαφορά των δύο εκδοχών της εντολής while είναι ότι στην πρώτη περίπτωση το ⟨μπλοκ εντολών⟩ μπορεί και να μην εκτελεσθεί καμία φορά, αν η ⟨παράσταση⟩ είναι αρχικά ψευδής, ενώ στην εκδοχή do/while, το ⟨μπλοκ εντολών⟩ θα εκτελεσθεί τουλάχιστον μία φορά, αφού η ⟨παράσταση⟩ ελέγχεται στο τέλος.

Εντολή βρόχου `for`

Η σύνταξη της εντολής for είναι:
for (⟨παράσταση⟩\(_1\) ; ⟨παράσταση⟩\(_2\) ; ⟨παράσταση⟩\(_3\))
⟨μπλοκ εντολών⟩
Διαδικαστικά, ισοδυναμεί με τις εξής εντολές:
⟨παράσταση⟩\(_1\);
while (⟨παράσταση⟩\(_2\)) {
⟨μπλοκ εντολών⟩
⟨παράσταση⟩\(_3\);
}
Δηλαδή, αρχικά υπολογίζεται η ⟨παράσταση⟩\(_1\). Συνήθως, πρόκειται για την αρχικοποίηση ενός δείκτη που ελέγχει μία επαναληπτική διαδικασία. Στη συνέχεια, εκτελείται επαναλαμβανόμενα το ⟨μπλοκ εντολών⟩, που αποτελεί το σώμα της διαδικασίας, ενόσω η ⟨παράσταση⟩\(_2\), που συνήθως ελέγχει την τιμή του δείκτη ελέγχου, είναι αληθής. Πριν τη διεξαγωγή νέας επανάληψης, εκτελείται και η ⟨παράσταση⟩\(_3\), που συνήθως μεταβάλλει τον δείκτη ελέγχου.
Παράδειγμα:
```
f = 1;
for (i=1 ; i <= n ; i++)
   f = f*i;
```
Τι υπολογίζει αυτό το for;
Επίσης, θυμηθείτε και τις εντολές for στα http://www.di.uoa.gr/~ip/cprogs/easter.c και http://www.di.uoa.gr/~ip/cprogs/magic.c.
Είναι δυνατόν κάποια από τις ⟨παράσταση⟩\(_{1, 2\ \hbox{ή}\ 3}\) να μην υπάρχει, συνήθως η πρώτη ή/και η τρίτη. Αν δεν υπάρχει η δεύτερη, τότε δεν γίνεται έλεγχος για τερματισμό του βρόχου, οπότε πρέπει αυτό να γίνει βιαίως με κάποιο τρόπο μέσα από το σώμα της επανάληψης. Σε κάθε περίπτωση, όποια ⟨παράσταση⟩\(_i\) και να λείπει, τα ; υπάρχουν κανονικά.
Η εντολή
for ( ; ; )
⟨μπλοκ εντολών⟩
είναι η κλασική υλοποίηση ενός ατέρμονος βρόχου.
Επίσης, στην C υπάρχει και ο τελεστής , (κόμμα), με τον οποίο μπορούμε να κατασκευάσουμε μία σύνθετη παράσταση που θα υπολογισθεί από αριστερά προς τα δεξιά. Η τιμή της σύνθετης παράστασης ισούται με την τιμή της δεξιότερης από τις απλές που την συνιστούν.
Μερικές φορές, θέλουμε να γράψουμε μία εντολή for που θα ελέγχεται από περισσότερους του ενός δείκτες. Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας τον τελεστή , στην ⟨παράσταση⟩\(_1\) και στην ⟨παράσταση⟩\(_3\). Παράδειγμα:
```
for (i=0, j=n ; i <= j ; i++, j--)
   printf("%d\n", i*j);
```

Εντολές `break` και `continue`

Μία χρήση της εντολής break είναι αυτή που είδαμε στην εντολή switch, για τον τερματισμό της ακολουθίας εντολών που θα εκτελεσθούν όταν ταιριάξει κάποια συγκεκριμένη case.
Επίσης, με την εντολή break, μπορούμε να τερματίσουμε βιαίως τις επαναλήψεις ενός βρόχου (while, do/while ή for), πριν ισχύσει η συνθήκη τερματισμού (ή όταν ο βρόχος είναι ατέρμων). Παράδειγμα:
```
while (!finished) {
   ......................
   if (bad_data)
      break;
   ......................
}
```
Με την εντολή continue, ο έλεγχος στο εσωτερικό ενός βρόχου μεταφέρεται στο τέλος του, για να αρχίσει η επόμενη επανάληψη. Παράδειγμα:
```
for (i=0 ; i < n ; i++) {
   if (a[i] < 0)  /* Ignore negative elements */
      continue;
   .............  /* Process positive elements */
}
```

Εντολή `goto` και ετικέτες

Κάθε γλώσσα προγραμματισμού, έτσι και η C, έχει μία εντολή για ρητή μεταφορά του ελέγχου σε κάποιο άλλο σημείο (ετικέτα) του προγράμματος. Στην C, η εντολή αυτή είναι η goto.
Η goto μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολύ εξειδικευμένες περιπτώσεις, για παράδειγμα όταν θέλουμε να γίνει βίαιη έξοδος από εμφωλευμένους βρόχους, όταν ο έλεγχος βρίσκεται σε κάποιο εσωτερικό βρόχο. Αυτό δεν μπορεί να γίνει με την εντολή break. Παράδειγμα:
```
for (i=0 ; i < n ; i++)
   for (j=0 ; j < m ; j++)
      if (a[i] == b[j])
         goto found;
..............   /* Didn't find common element */
found:
..............   /* Found a[i] == b[j] */
```
Η εντολή goto βλάπτει σοβαρά την ιδέα του δομημένου προγραμματισμού, γιατί μπορεί να οδηγήσει σε προγράμματα δυσανάγνωστα και δύσκολα συντηρήσιμα, και γι’ αυτό πρέπει να χρησιμοποιείται σπάνια, αν όχι καθόλου. ¹

Στα πλαίσια του συγκεκριμένου μαθήματος, απλά ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ η χρήση της. ↩

Κατεβάστε το κεφάλαιο: PDF · Markdown

Σημειώσεις - Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

Κεφάλαιο 3: Η ροή του ελέγχου

Η ροή του ελέγχου στην C

Εντολή if

Εντολή switch

Εντολές βρόχου while

Εντολή βρόχου for

Εντολές break και continue

Εντολή goto και ετικέτες

Εντολή `if`

Εντολή `switch`

Εντολές βρόχου `while`

Εντολή βρόχου `for`

Εντολές `break` και `continue`

Εντολή `goto` και ετικέτες