آموزش زبان برنامه نویسی c (قسمت دوم)

ساختارهای کنترلی (قسمت اول)

در برنامه نویسی ساخت یافته، هر برنامه از 3 ساختار کنترلی بنام: ساختار ترتیب، ساختار انتخاب و ساختار تکرار تشکیل می گردد. از آنجا كه اين 3 ساختار، نحوه و ترتيب اجراي برنامه را كنترل مي كنند، به آنها ساختارهاي كنترلي گفته مي شود. تا کنون فقط با برنامه هایی سروکار داشته ایم که از ساختار ترتیب استفاده می کرده اند، چرا که دستورهای زبان C در حالت عادی به همان ترتیبی که نوشته شده اند، یکی پس از دیگری اجرا می شوند.

اما زبان C دارای 3 نوع ساختار انتخاب می باشد که عبا رتند از : ساختار if یا ساختار تک انتخابی، ساختار if / else یا ساختار دو انتخابی و ساختار switch یا ساختار چند انتخابی. علاوه براین، این زبان دارای 3 نوع ساختار تکرار بنامهای while، for و do / while نیز می باشد که هریک را بطور کامل شرح خواهیم داد.

آنچه در ادامه مطالب خواهید خواند

1- ساختار انتخاب if

2- ساختار انتخاب else if

3- ساختار تكرار while

و کاربرد هر یک از آنها همراه با مثال

اگر بخواهیم تحت شرایطی، تعدادی از دستورات اجرا شود و یا تعدادی دیگر از دستورات اجرا نشود؛ باید از ساختارهای تصمیم استفاده کنیم. این ساختارها شرطی را تست کرده در صورت صحیح بودن شرط ، مجموعه ای از دستورات را انجام می دهد

ساختار انتخاب if

همان دستور انتقال کنترل شرطی است،شرطی را تست می کند و در صورتی که آن شرط دارای ارزش درستی باشد،مجموعه ای از دستورات را اجرا می کند.

این دستور به شکل زیر استفاده می شود:

if () ;

نحوه کار بدینصورت است که ابتدا عبارت موجود در قسمت ارزیابی می شود. در صورتیکه درست ارزیابی گردد، دستور قسمت اجرا خواهد شد و در صورتیکه نادرست باشد، بدون اینکه دستور قسمت را اجرا کند به دستور بعدی خواهد رفت.

الگوی اول:

(شرط) if

; دستور

else

; دستور

الگوی دوم:

(شرط) if

}

; دستور اول

; دستور دوم

.

.

.

; دستورn ام

{

else

{

; دستور n1

; دستور n2

.

.

.

; دستور n

{

این دستور می تواند بصورت زیر نیز استفاده گردد:

if () ;
else ;

در اینصورت ابتدا عبارت موجود در قسمت ارزیابی می شود. در صورتیکه درست ارزیابی گردد، دستور قسمت اجرا خواهد شد، و در صورتیکه نادرست باشد، دستور قسمت اجرا خواهد شد. در هر حال فقط یکی از این دو قسمت اجرا خواهد گردید.

دقت کنید که پرانتز استفاده شده پس از دستور if برخلاف برخی زبانهای دیگر، اجباری است. علاوه براین، در این دستور نیازی به استفاده از then نمی باشد.

بعنوان مثال چنانچه متغیر grade حاوی نمره دانشجو باشد و بخواهیم بر مبنای نمره وی، پیغام مناسبی چاپ کنیم، می توانیم از دستور زیر استفاده کنیم:

if (grade> = 10) printf(“Passed !”);
else printf(“Failed!”);

در حالت عادی دستور if منتظر یک دستور در بدنه خود می باشد، اما چنانچه می خواهید چندین دستور را در بدنه یک دستور if دهید، باید آنها را در داخل آکولاد باز وبسته { } قرار دهید. این مجموع دستورات را یک دستور مرکب می گویند. بطور کلی در زبان C هرجا که می توان یک دستور قرار داد، می توان از یک دستور مرکب نیز استفاده کرد. به یک دستور مرکب، بلوک نیز گفته می شود. بنابراین صورت کلی دستور if به شکل زیر است:

if () {
;
;
….
;
}
else {
;
;
…….
;
}

توجه کنید که وجود قسمت else اختیاری است و در ضمن ممکن است یکی از دو قسمت دارای دستور ساده و دیگری دارای دستور مرکب باشد. بعنوان یک مثال کاملتر به برنامه زیر توجه کنید:

برنامه 1) برنامه ای بنویسید که ضرایب یک معادله درجه 2 را دریافت و ریشه های آن را محاسبه و چاپ نماید.

#include
#include
#include
#include
void main() {
int a, b, c;
float x1, x2, delta;
clrscr();
printf(“Please enter a, b and c : “);
scanf(“%d %d %d”, &a, &b, &c);
if (a==0) {
printf(“wrong equation!”);
exit(1) ;
}
delta = b*b – 4*a*c;
if (delta <0)
printf(“No answer !”);
else if (delta == 0) {
x1 = -b / (2*a);
printf(“There is one answer, x = %f”,x1);
}
else {
delta = sqrt(delta);
x1 = (-b+delta) / (2*a);
x2 = (-b-delta) / (2*a);
printf(“There are two answers, x1= %4.2f and x2= %4.2f”, x1, x2);
}
}
Please enter a, b and c : 3 -7 2
There is two answers, x1 = 2.00 and x2 = 0.33

چندين نكته درمورد برنامه بالا قابل ذكر است.

1- در اين برنامه از 2 تابع جديد استفاده شده است. اولي تابع sqrt كه يك عدد را به عنوان ورودي دريافت و جذر آن را باز مي گرداند. اين تابع در فايل math.h تعريف شده است. و ديگري تابع exit كه باعث مي شود اجراي برنامه خاتمه يابد. اين تابع نيز در فايل stdlib.h تعريف شده است.

2- به نحوه دندانه گذاري در برنامه دقت كنيد، هرجا كه بلوك جديدي ايجاد شده است، دستورات آن حدود 3 كاراكتر جلوتر نوشته شده اند. اينكار باعث مي شود كه خوانايي برنامه افزايش يابد.

3- توجه كنيد كه همانطور كه قبلا نيز گفته شد، خروجي يك عبارت مقايسه اي، يك عدد است كه 0 نشانه نادرست و هر عدد ديگر نشانه درست است. بنابراين در قسمت شرط يك دستور if مي توان بجاي يك عبارت مقايسه اي، هر عبارت ديگري كه يك مقدار عددي بازگرداند نيز قرار داد! بعنوان مثال مي توان بجاي دستور

if (a==0) …

از دستور زير استفاده كرد:

if (!a) …

دراينصورت چنانچه a برابر صفر باشد، نادرست تلقي خواهد شد و در نتيجه نقيض آن يعني ! ، درست محسوب مي گردد.
يك روش متداول استفاده از دستور if، استفاده از if هاي تودرتو مي باشد كه در مثال بالا نيز ديده مي شود. دراينحالت مجموعه اي از عبارات if-else-if بصورت متداخل قرار داده مي شوند. بعنوان نمونه به مثال زير توجه كنيد:

if (grade> = 18) printf("good!");
else if (grade> = 15) printf("medium!");
else if (grade> = 12) printf("rather weak!");
else if (grade> = 10) printf("weak");
else printf("failed!");

در چنين دستوري، كليه شرطها بترتيب از بالا به پايين بررسي شده و به محض اينكه يكي از آنها درست باشد، دستور مربوط به آن اجرا شده و از بقيه دستورات صرفنظر مي گردد. درصورتيكه هيچ يك از شرطها درست نباشد، دستور مربوط به آخرين else اجرا مي گردد. درچنين حالتي توصيه مي گردد كه شرطهاي نادر را كه امكان وقوع آنها كم است، در انتهاي كار بررسي نماييد، تا تعداد مقايسه كمتري صورت پذيرد.

مشكلي كه در مورد if هاي تودرتو پيش مي آيد، مسئله تعيين if مربوط به هر else است. بعنوان مثال در مورد دستور زير، else به كدام if تعلق دارد؟

if (a if (c ;
else ;

همانطور كه از دندانه گذاري نيز مشخص است، else مربوط به دومين if مي باشد. يعني درصورتي اجرا خواهد شد كه a

iif (a < b) if (a if (c ; if (c ;
else ; }
else ; else ;

بعنوان يك مثال ديگر، به نمونه زير دقت كنيد:

if () {
if ()
if () ;
else ; // this refer to if ()
}
else ;//this refer to if

برنامه 2) برنامه اي بنويسيد كه 3 عدد را دريافت و حداكثر آنها را چاپ كند.

#include
void main() {
int a, b, c, max;
printf("Please enter 3 numbers :");
scanf("%d %d %d",&a, &b, &c);
if (a> b)
if (a> c) max = a;
else max= c;
else if (b> c) max = b;
else max = c;
printf("Maximum is %d",max);
}

ساختار تكرار while

همانطور كه در بخش الگوريتمها نيز گفته شد، يك ساختار تكرار باعث مي شود تا زمانيكه شرط خاصي برقرار است، عمليات مشخصي تكرار گردد. دستور while نيز باعث ايجاد يك حلقه تكرار به شكل زير مي گردد:

while () ;

اين دستور باعث مي شود تا زمانيكه شرط موجود در قسمت درست است، دستور قسمت تكرار شود، و به محض اينكه شرط نادرست گردد، كنترل اجرا به دستور بعد از حلقه مي رود.

بازهم دستور موجود در قسمت مي تواند يك دستور مركب باشد، دراينصورت دستور بصورت زير درخواهد آمد:

while () {
;
;
…….
;
}

برنامه 3) برنامه اي بنويسيد كه يك عدد را دريافت و فاكتوريال آن را محاسبه و چاپ نمايد.

#include
void main() {
int i,number;
long int factorial;
printf("Please enter number :");
scanf("%d",&number);
factorial = 1;
i = 1;
while (i <= number) {
factorial *= i;
i ++;
}
printf("Factorial of %d is %ld"number,factorial);
}

برنامه 4) برنامه اي بنويسيد كه يك متن را از كاربر دريافت و آن را با حروف بزرگ چاپ كند.

#include
void main() {
char ch;
ch = getch() ;
while (ch != 13) {
if (ch>= 'a' && ch <= 'z')
ch -= 32;
putch(ch);
ch = getch();
}
}