13. Структурные операторы

• составной оператор,
• условный оператор If,
• оператор варианта Case,
• оператор цикла For – Do,
• оператор цикла While – Do,
• оператор цикла Repeat – Until,
• оператор записи With,
• оператор Try – Except – End,
• оператор Try – Finally – End,
• оператор On – Do,
• оператор Try – Finally – End.

13.1. Составной оператор

Это простая структура следующих друг за другом операторов, заключенных в операторные скобки begin … end.

Begin
Оператор1
Оператор2
…
ОператорN
End;

Пример:

Begin
R:= X;
X:= Y;
Y:= R;
End;

13.2. Условный оператор If

Синтаксис допускает два вида оператора:

if логическое выражение then оператор1;

Оператор работает следующим образом. Сначала вычисляется логичес-кое выражение. Если оно истинно, то выполняется оператор1, иначе – оператор2. Усеченный оператор выполняет оператор1 только в случае истинного значения логического выражения и не производит никаких действий в случае его ложности.

if (x < 10.7) then a[4]:= 5 else a[4]:= 6;
if (x < 10.7) then a[4]:= 5;

Допустима вложенность условных операторов внутри составного условного оператора. Например, оператору

if L1 then if L2 then St1 else St2 else St3;

if L1 then
begin
if L2 then St1 else St2;
end
else St3;

В этом операторе для повышения структурированности использованы операторные скобки begin … end. При конструировании сложного условного оператора во избежание логических ошибок следует отдавать предпочтение структурному способу записи такого оператора.

13.3. Оператор варианта Case

Синтаксис оператора:

Case Selector of
Const1: Оператор1;
Const2: Оператор2;
…
ConstN: ОператорN
[else Оператор];
End;

Case i of
0 : x := 0;
1,3 : x := 1;
10 .. 15: x := 2
else x := 3;
End;

При выполнении оператора Case управление будет передано тому оператору, который помечен константой, являющейся значением переменной i. Например, если к моменту выполнения Case-оператора i = 0, то будет выполнен оператор x := 0. Иначе, если i = 1 или i = 3, то будет выполнен оператор x := 1; иначе, если значение i в диапазоне 10 .. 15, то будет выполнен оператор x := 2; наконец, если i не равно ни одной из вышеперечисленных констант, то будет выполнен оператор x := 3, следующий за словом else (иначе).

13.4. Оператор цикла For – Do

Синтаксис оператора имеет две разновидности:

For счетчик цикла:=нач.знач. To конеч.знач. Do оператор

For счетчик цикла:=нач.знач. Downto конеч.знач. Do оператор

• начальное и конечное значения счетчика цикла должны быть одинаковых простых типов, кроме Real;
• в теле цикла счетчик не должен менять значение;
• вход в цикл минуя заголовок запрещен;
• для первой разновидности начальное значение не должно быть больше конечного;
• для второй разновидности начальное значение не должно быть меньше конечного.

13.5. Оператор цикла While – Do

Синтаксис оператора:

x:= 0;
i:=0;
While (x < 101.667) do
Begin
Inc (i);
X:= X + 5.617;
Y[i]:= Func (i + 6, 9 * i, X);
End;

В этом примере цикл будет выполняться до тех пор, пока не выполнится условие x < 101.667. В теле цикла переменная X с каждым шагом цикла увеличивает свое значение на 5.617 так, что на определенном шаге условие x < 101.667 впервые не будет выполнено. В этот момент без входа в тело цикл закончит работу.

13.6. Оператор цикла Repeat – Until

Синтаксис оператора:

Repeat
Оператор1;
Оператор2;
…
ОператорN;
Until логическое выражение;

Пример.

s:= 0;
i:=0;
Repeat
Inc (i); 
s:= s + z[i];
Until (i = 44);

13.7. Операторы Break и Continue

Оператор Break может быть размещен в теле цикла. При его выполнении цикл прекращает работу и считается выполненным.

s:= 0;
i:=0;
Repeat
Inc (i);
s:= s + z[i];
if (s > 14) then Break;
Until (i = 44);

В этом примере цикл будет выполняться до тех пор, пока не выполнится условие i = 44 или если в операторе if переменная s превысит значение 14.

s:= 0;
i:=0;
Repeat
Inc (i);
s:= s + z[i];
if (s > 20) then Continue;
if (s > 14) then Break;
Until (i = 44);

В этом примере если в первом операторе if выполнится условие s > 20, то сработает оператор Continue. Он сразу передаст управление на первый оператор в теле цикла – Inc (i), предотвратив тем самым выполнение ниже-следующих операторов – второго if и Until.

13.8. Вложенные циклы

В теле оператора цикла могут быть размещены другие операторы цикла. Такие структуры называются вложенными циклами. Язык допускает любую глубину вложенности циклов. При использовании вложенных циклов необходимо иметь в виду следующее:

• все вложенные циклы For – Do должны иметь различные счетчики (иначе это противоречило бы требованию на запрет изменения значения счетчика внутри цикла);
• нет никаких ограничений на досрочный выход из внутреннего цикла наружу;
• недопустим вход во внутренний цикл For – Do, минуя его заголовок, что соответствует общему требованию о корректном входе в цикл.

Const
n = 15;
m = 24;
Var
i,j: Byte;
R,Tau,s: Real;
z: array[1..n, 1..m] of Real;
…

{заполнение массива z с использованием вложенных циклов}

Tau:= Pi/m;
For i:=1 to n do begin
R:=4.0*Pi*Sin(i*Tau); {первый оператор в теле цикла по i}
For j:=1 to m do z[i, j] := R+j; {второй оператор в теле  цикла по i}
end {i};

{вычисление суммы положительных элементов массива z с использованием вложенных циклов }

s:=0;
For i:=1 to n do
For j:=1 to m do
  if ( z[i, j] > 0) then s:= s + z [i, j];

Приведенный пример содержит две структуры вложенных циклов. Первая структура предназначена для заполнения элементов двумерного массива z с помощью математической формулы

Эта структура работает следующим образом. После входа в наружный цикл переменная i (счетчик этого цикла) примет значение 1. Далее будет вычислено значение переменной R при i = 1. После этого будет выполнен внутренний цикл со счетчиком j, где j на каждом шаге будет последовательно принимать значения 1, 2, 3, … m (i при этом остается неизменным и равным 1). В результате будут вычислены элементы z₁₁, z₁₂, _…, z_1m первой строки массива. Затем будет выполнен возврат к заголовку наружного цикла, где значение счетчика i будет увеличено на 1 (т. е. i станет равно 2) и вновь будет выполнены операторы, расположенные в его теле. В результате будут определены элементы z₂₁, z₂₂, _…, z_2m второй строки массива и т.д.

13.9. Оператор записи With

Пример:

Var
Student : Record
Fam: String[30];
Name: String[20];
Age: Word;
End;
…
Student.Fam:= 'Колокольников';
Student.Name:= 'Павел';
S:=Student.Fam + ' '+Student.Name;

{предыдущих три оператора эквивалентны следующим}

With Student do
Begin
Fam:= 'Колокольников';
Name:= 'Павел';
S:= Fam + ' '+ Name;
End;

13.10. Оператор Try – Except – End

Это новейшее средство языка. Блок Try – Except – End используется для предотвращения исключительных ситуаций (ИС), которые могут возникнуть при выполнении программы. К их числу относятся сбои в работе аппаратуры, ошибки вычислений (например деление на нуль), попытки присвоить значение, выходящее за пределы типа и т. д.

Try

{операторы, способные генерировать ИС}

Except

{операторы, обрабатывающие генерированные ИС}

end;

Блок Try – Except – End работает следующим образом. Выполнение начинается с операторов, расположенных в блоке Try – Except. Если в каком-либо операторе возникает ИС, то она подавляется и затем выполняются все операторы, расположенные в блоке Except – End. В результате предотвращается аварийное прерывание программы. Использование блока Try – Except – End открывает возможность программного контроля за ИС.

i:= 0;
n:= 8;
Try
i:= n div i; {Деление на нуль. Оператор генерирует ИС}
n:= i + 9;
Except
ShowMessage('Ошибка. Деление на нуль в операторе i := n / i');
End;

Результатом выполнения блока операторов будет появление на экране формы с сообщением "Ошибка. Деление на нуль в операторе i := n / i", после чего программа продолжит работу с оператора, следующего за словом End, а не с оператора n := i + 9.

При возникновении ИС язык позволяет не только предотвратить прерывание программы, но и определить, какого именно вида была ИС. Для этого в блоке Except – End можно использовать оператор On –Do.

i:= 0; n:= 8;
Try
i:= n div i; {Деление на нуль. Оператор генерирует ИС}
n:= i + 9;
Except
On Ex: EdivByZero do ShowMessage('Деление на нуль');
End;

В этом примере сообщение о возникновении ИС будет выдано только в случае, когда ИС будет только деление на нуль (EdivByZero). Во всех остальных случаях ИС будет предотвращена, однако никакого сообщения о ее возникновении выдано не будет. Объявленная в блоке Except – End переменная Ex может быть любым именем (здесь Ex используется только для примера).

Блок Try – Finally – End также используется для предотвращения ИС, которые могут возникнуть при выполнении программы. В отличие от блока Try – Except – End блок Try – Finally – End используется для освобождения ресурсов памяти, закрытия файлов и пр. в случае возникновения ИС.

Try

{операторы, способные генерировать ИС}

Finally

{операторы освобождения ресурсов памяти }

end;

Блок Try – Finally – End работает следующим образом. Выполнение начинается с операторов блока Try – Finally, которые в правильно написанной программе должны содержать операторы выделения ресурсов памяти. Если в каком-либо операторе возникает ИС, то управление сразу передается к операторам блока Finally – End, где производится освобождение памяти, закрытие файлов и пр. В результате, с одной стороны, предотвращается аварийное прерывание программы и, во вторых, корректно освобождается ранее зарезервированная память, выполняется ряд других необходимых операций.