Слайд 2
Лекция 4. Простейший ввод-вывод. Управляющие операторы
Основные возможности
консольного ввода-вывода (класс Console) и управляющие операторы языка (ветвления,
циклы, передача управления).
Слайд 4
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
using System;
namespace A
{ class
Class1
{ static void Main()
{
int i = 3;
double y = 4.12;
decimal d = 600m;
string s = "Вася";
}
}
}
Вывод на консоль
Результат работы программы:
3 y = 4,12
d = 600 s = Вася
Console.Write( i );
Console.WriteLine( " y = " + y);
Console.WriteLine("d = " + d + " s = " + s );
Console.Write( i );
Console.Write( " y = {0} \nd = {1}", y, d );
Console.WriteLine( " s = " + s );
Console.Write( i );
Console.Write( " y = {0:F2} \nd = {1:D3}", y, d );
Console.WriteLine( " s = " + s );
Console.Write( " y = {0,5:0.# ' руб. '} \n", y );
Слайд 5
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
using System;
namespace A
{ class
Class1
{ static void Main()
{
string s = Console.ReadLine(); // ввод строки
char c = (char)Console.Read(); // ввод символа
Console.ReadLine();
string buf; // буфер для ввода чисел
buf = Console.ReadLine();
int i = Convert.ToInt32( buf ); // преобразование в целое
buf = Console.ReadLine();
double x = Convert.ToDouble( buf ); // преобразование в вещ.
buf = Console.ReadLine();
double y = double.Parse( buf ); // преобразование в вещ.
}
}
}
Ввод с консоли
Слайд 6
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Математические функции: класс Math
Слайд 7
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Слайд 8
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
using System;
namespace CA1
{ class
Class1
{ static void Main()
{
Console.WriteLine( "Введите температуру по Фаренгейту" );
double fahr = Convert.ToDouble(Console.ReadLine() );
double cels =5.0 / 9 * (fahr - 32);
Console.WriteLine( "По Фаренгейту: {0} в градусах Цельсия: {1}",
fahr, cels );
}
}
}
Пример: перевод температуры из F в С
Слайд 9
Управляющие операторы языка высокого уровня
Реализуют логику выполнения программы:
следование
ветвление
цикл
передача управления
Слайд 10
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Блок (составной оператор)
Блок — это
последовательность операторов, заключенная в операторные скобки:
begin end
{
}
Блок воспринимается компилятором как один оператор и может использоваться всюду, где синтаксис требует одного оператора, а алгоритм — нескольких.
Блок может содержать один оператор или быть пустым.
Слайд 11
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Оператор «выражение»
Любое выражение, завершающееся точкой
с запятой, рассматривается как оператор, выполнение которого заключается в
вычислении выражения.
i++; // выполняется операция инкремента
a *= b + c; // выполняется умножение с присваиванием
fun( i, k ); // выполняется вызов функции
Слайд 12
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пустой оператор
пустой оператор ; используется,
когда по синтаксису оператор требуется, а по смыслу —
нет:
while ( true );
Это цикл, состоящий из пустого оператора (бесконечный)
;;;
Три пустых оператора
Слайд 13
Операторы ветвления:
развилка (if)
переключатель (switch)
Слайд 14
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Условный оператор if
if ( a
< 0 ) b = 1;
if ( a
b && (a > d || a == 0)) ++b;
else { b *= a; a = 0; }
if ( a < b ) if ( a < c ) m = a;
else m = c;
else if ( b < c ) m = b;
else m = c;
if ( выражение ) оператор_1;
[else оператор_2;]
Слайд 15
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример
using System;
namespace ConsoleApplication1
{ class
Class1
{ static void Main()
{
Console.WriteLine( "Введите координату x" );
double x = Convert.ToDouble(Console.ReadLine() );
Console.WriteLine( "Введите координату у" );
double y = double.Parse(Console.ReadLine() );
if ( x * x + y * y <= 1 ||
x <= 0 && y <= 0 && y >= - x – 2 )
Console.WriteLine( " Точка попадает в область " );
else
Console.WriteLine( " Точка не попадает в область " );
}}}
Слайд 16
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример 2
if ( x
-2 )
y = 0;
if ( x >= -2 && x < -1 ) y = -x - 2;
if ( x >= -1 && x < 1 ) y = x;
if ( x >= 1 && x < 2 ) y = -x + 2;
if ( x >= 2 ) y = 0;
if ( x <= -2 ) y = 0;
else if ( x < -1 ) y = -x - 2;
else if ( x < 1 ) y = x;
else if ( x < 2 ) y = -x + 2;
else y = 0;
y = 0;
if ( x > -2 ) y = -x - 2;
if ( x > -1 ) y = x;
if ( x > 1 ) y = -x + 2;
if ( x > 2 ) y = 0;
Слайд 17
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Проверка вещественных величин на равенство
Из-за
погрешности представления вещественных значений в памяти следует ее избегать,
вместо этого лучше сравнивать модуль разности с некоторым малым числом.
float a, b; …
if ( a == b ) … // не рекомендуется!
if ( Math.Abs(a - b) < 1e-6 ) … // надежно!
Значение величины, с которой сравнивается модуль разности, следует выбирать в зависимости от решаемой задачи и точности участвующих в выражении переменных.
Снизу эта величина ограничена определенной в классах Single и Double константой Epsilon. Это минимально возможное значение переменной такое, что
1.0 + Epsilon != 1.0
Слайд 18
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Оператор выбора switch
switch ( выражение
){
case константное_выражение_1: [ список_операторов_1 ]
case константное_выражение_2: [ список_операторов_2 ]
case
константное_выражение_n: [ список_операторов_n ]
[ default: операторы ]
}
Слайд 19
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример: Калькулятор на четыре действия
using System; namespace ConsoleApplication1
{ class Class1 {
static void Main() {
string buf; double a, b, res;
Console.WriteLine( "Введите 1й операнд:" );
buf = Console.ReadLine(); a = double.Parse( buf);
Console.WriteLine( "Введите знак" );
char op = (char)Console.Read(); Console.ReadLine();
Console.WriteLine( "Введите 2й операнд:" );
buf = Console.ReadLine(); b = double.Parse( buf);
bool ok = true;
switch (op)
{
case '+' : res = a + b; break;
case '-' : res = a - b; break;
case '*' : res = a * b; break;
case '/' : res = a / b; break;
default : res = double.NaN; ok = false; break;
}
if (ok) Console.WriteLine( "Результат: " + res );
else Console.WriteLine( "Недопустимая операция" );
}}}
Слайд 21
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Структура оператора цикла
Усл-е
Начальные
значения
Тело
цикла
Модиф-я параметра
Слайд 22
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Цикл с предусловием
while (
выражение ) оператор
using System;
namespace ConsoleApplication1
{ class Class1
{ static void Main()
{
double Xn = -2, Xk = 12, dX = 2, t = 2, y;
Console.WriteLine( "| x | y |" );
double x = Xn;
while ( x <= Xk )
{
y = t * x;
Console.WriteLine( "| {0,9} | {1,9} |", x, y );
x += dX;
}
}
}
}
y = t⋅x
Слайд 23
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Цикл с постусловием
do оператор
while выражение;
using System;
namespace ConsoleApplication1
{ class Class1
{
static void Main()
{
char answer;
do
{
Console.WriteLine( "Купи слоника, а?" );
answer = (char) Console.Read();
Console.ReadLine();
} while ( answer != 'y' );
}
}
}
Слайд 24
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Цикл с параметром
for (
инициализация; выражение; модификации ) оператор;
int s = 0;
for (
int i = 1; i <= 100; i++ ) s += i;
Слайд 25
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
using System;
namespace ConsoleApplication1
{ class
Class1
{ static void Main()
{
double Xn = -2, Xk = 12, dX = 2, t = 2, y;
Console.WriteLine( "| x | y |";
for ( double x = Xn; x <= Xk; x += dX )
{
y = t * x;
Console.WriteLine( "| {0,9} | {1,9} |", x, y );
}
}
}
}
Пример цикла с параметром
Слайд 26
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Рекомендации по написанию циклов
не забывать
о том, что если в теле циклов while и
for требуется выполнить более одного оператора, нужно заключать их в блок;
убедиться, что всем переменным, встречающимся в правой части операторов присваивания в теле цикла, до этого присвоены значения, а также возможно ли выполнение других операторов;
проверить, изменяется ли в теле цикла хотя бы одна переменная, входящая в условие продолжения цикла;
предусматривать аварийный выход из итеративного цикла по достижению некоторого предельно допустимого количества итераций.
Слайд 28
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Передача управления
оператор break — завершает
выполнение цикла, внутри которого записан;
оператор continue — выполняет переход
к следующей итерации цикла;
оператор return — выполняет выход из функции, внутри которой он записан;
оператор throw — генерирует исключительную ситуацию;
оператор goto — выполняет безусловную передачу управления
Слайд 29
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример: вычисление суммы ряда
Написать программу
вычисления значения функции sin с помощью степенного ряда с
точностью по формуле:
Слайд 30
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
using System;
namespace ConsoleApplication1
{ class
Class1
{ static void Main()
{ double e = 1e-6; const int iterLimit = 500;
Console.WriteLine( "Введите аргумент:" );
double x = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
Пример: вычисление суммы ряда
bool error = false; // признак ошибки
double c = x, y = c; // член ряда и сумма ряда
for ( int n = 1; Math.Abs(c) > e; n++ )
{ c *= - x * x / ((2 * n ) * ( 2 * n + 1 ));
y += c;
if ( n > iterLimit ) { error = true; break; }
}
if ( error ) Console.WriteLine( "Ряд расходится" );
else Console.WriteLine( "Сумма ряда - " + y );
}}} end.
Слайд 31
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Оператор return
завершает выполнение функции
и передает управление в точку ее вызова:
return [ выражение
];
Оператор goto
goto метка;
В теле той же функции должна присутствовать ровно одна конструкция вида:
метка: оператор;
goto case константное_выражение;
goto default;
Слайд 32
Обработка исключений
Исключительная ситуация, или исключение — это
возникновение непредвиденного или аварийного события, которое может порождаться некорректным
использованием аппаратуры.
Например, это деление на ноль или обращение по несуществующему адресу памяти.
Исключения позволяют логически разделить вычислительный процесс на две части — обнаружение аварийной ситуации и ее обработка.
Слайд 33
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Возможные действия при ошибке
прервать выполнение
программы;
возвратить значение, означающее «ошибка»;
вывести сообщение об ошибке и вернуть
вызывающей программе некоторое приемлемое значение, которое позволит ей продолжать работу;
выбросить исключение
Исключения генерирует либо система выполнения, либо программист с помощью оператора throw.
Слайд 34
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Некоторые стандартные исключения
Слайд 35
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Оператор try
Служит для обнаружения
и обработки исключений.
Оператор содержит три части:
контролируемый блок — составной оператор,
предваряемый ключевым словом try. В контролируемый блок включаются потенциально опасные операторы программы. Все функции, прямо или косвенно вызываемые из блока, также считаются ему принадлежащими;
один или несколько обработчиков исключений — блоков catch, в которых описывается, как обрабатываются ошибки различных типов;
блок завершения finally, выполняемый независимо от того, возникла ли ошибка в контролируемом блоке.
Синтаксис оператора try:
try блок [ catch-блоки ] [ finally-блок ]
Слайд 36
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Механизм обработки исключений
Обработка исключения начинается
с появления ошибки. Функция или операция, в которой возникла
ошибка, генерируют исключение;
Выполнение текущего блока прекращается, отыскивается соответствующий обработчик исключения, и ему передается управление.
В любом случае (была ошибка или нет) выполняется блок finally, если он присутствует.
Если обработчик не найден, вызывается стандартный обработчик исключения.
Слайд 37
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример 1:
try {
// Контролируемый блок
}
catch ( OverflowException e )
{
// Обработка переполнения
}
catch ( DivideByZeroException ) {
// Обработка деления на 0
}
catch {
// Обработка всех остальных исключений
}
Слайд 38
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Пример 2: проверка ввода
static
void Main()
{
try
{
Console.WriteLine( "Введите напряжение:" );
double u = double.Parse( Console.ReadLine() );
Console.WriteLine( "Введите сопротивление:" );
double r = double.Parse(Console.ReadLine() );
double i = u / r;
Console.WriteLine( "Сила тока - " + i );
}
catch ( FormatException )
{
Console.WriteLine( "Неверный формат ввода!" );
}
catch // общий случай
{
Console.WriteLine( "Неопознанное исключение" );
}
}
Слайд 39
©Павловская Т.А. (СПбГУ ИТМО)
Оператор throw
throw [ выражение
];
Пример:
throw new DivideByZeroException();
Параметр должен быть объектом, порожденным от стандартного
класса System.Exception. Этот объект используется для передачи информации об исключении его обработчику.