9. Управляващи оператори

План:
Програмиране на алтернативи
Вложени условни оператори
Булеви операции
Отложени пресмятания
Закони на де Морган
Оператор за цикъл for
Оператор за цикъл do/while
Четене на данни и пренасочване на входния и изходния потоци
Симулации

** Програмиране на алтернативи (избор на един от няколко варианта).
Пример: Да се намери стойността (в долари) на купчина американски монети (1 penny = 1 цент, 1 nickel = 5 цента, 1 dime = 10 цента, 1 quarter = 25 цента). Купчината съдържа еднакви монети.

// coins5.cpp
#include <iostream>
 #include <string>
 using namespace std;

 int main()
 {  cout << "Enter coin name: ";
    string name;
    cin >> name;
    double value = 0;

    if (name == "penny") value = 0.01;
    else if (name == "nickel") value = 0.05;
    else if (name == "dime") value = 0.10;
    else if (name == "quarter") value = 0.25;
    else
       cout << name << " is not a valid coin name\n";

    cout << "Value = " << value << "\n";
    return 0

// richter.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{  cout << "Enter a magnitude on the Richter scale: ";
   double richter;
   cin >> richter;

   if (richter >= 8.0)
      cout << "Most structures fall\n";
   else if (richter >= 7.0)
      cout << "Many buildings destroyed\n";
   else if (richter >= 6.0)
      cout << "Many buildings considerably damaged, "
         << "some collapse\n";
   else if (richter >= 4.5)
      cout << "Damage to poorly constructed buildings\n";
   else if (richter >= 3.5)
      cout << "Felt by many people, no destruction\n";
   else if (richter >= 0)
      cout << "Generally not felt by people\n";
   else
      cout << "Negative numbers are not valid\n";
   return 0;
}

// tax.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{  const double SINGLE_LEVEL1 = 21450.00;
   const double SINGLE_LEVEL2 = 51900.00;

   const double SINGLE_TAX1 = 3217.50;
   const double SINGLE_TAX2 = 11743.50;

   const double MARRIED_LEVEL1 = 35800.00;
   const double MARRIED_LEVEL2 = 86500.00;

   const double MARRIED_TAX1 = 5370.00;
   const double MARRIED_TAX2 = 19566.00;

   const double RATE1 = 0.15;
   const double RATE2 = 0.28;
   const double RATE3 = 0.31;

   double income;
   cout << "Please enter your income: ";
   cin >> income;

   cout << "Please enter s for single, m for married: ";
   string marital_status;
   cin >> marital_status;

   double tax;
   if (marital_status == "s")
   {  if (income <= SINGLE_LEVEL1)
         tax =  RATE1 * income;
      else if (income <= SINGLE_LEVEL2)
         tax = SINGLE_TAX1 + RATE2*(income - SINGLE_LEVEL1);
      else
         tax = SINGLE_TAX2 + RATE3*(income - SINGLE_LEVEL2);
   }
   else
   {  if (income <= MARRIED_LEVEL1)
         tax =  RATE1 * income;
      else if (income <= MARRIED_LEVEL2)
         tax = MARRIED_TAX1 + RATE2*(income - MARRIED_LEVEL1);
      else
         tax = MARRIED_TAX2 + RATE3*(income - MARRIED_LEVEL2);
   }
   cout << "The tax is $" << tax << "\n";
   return 0;
}

if (now.get_hours() == homework.get_hours() &&
    now.get_minutes() == homework.get_minutes())
       cout << "The homework is due right now!\n";

if (state == "HI" || state == "AK")
    shipping_charge = 10.00;

Таблици за стойностите на логическите операции:

** Отложени пресмятания (lazy evaluations)

• За логическата операция and - ако първият аргумент е false и стойността на операцията е false, независимо от стойността на втория аргумент.
• За логическата операция or  - ако първият аргумент е true и стойността на операцията е true, независимо от стойността на втория аргумент.

Затова и двата случая не се проверява стойността на втория аргумент - нарича се отложено пресмятане.

Пример. Приложение на отложени пресмятания - ако има грешка на входа, стойността на area е неопределена и няма смисъл да се проверява дали е положителна.

cin >> area;  
if (cin.fail() || area < 0) cout << "Input error.\n";

if (!(country == "USA" && state != "AK" && state != "HI"))
                      shipping_charge = 20.00;

state != "AK" && state != "HI"

!(state == "AK") && !(state == "HI")

!(state == "AK") && !(state == "HI")

!(state == "AK" || state == "HI")

!(country == "USA" && 
!(state == "AK" || state == "HI"))

!(country == "USA") || 
(state == "AK" || state == "HI")

country != "USA" || state == "AK" || state == "HI"

i = start;
while (i <= end)
{  . . . 
   i++;
}

for (i = start; i <= end; i++)

// forfac.cpp
#include <iostream>
using namespace std;

long forfac(int n)
{  long product = 1;
   for (int i = 1; i <= n; i++) product = product * i;
   return product;
}

int main()
{  cout << "Please enter a number: ";
   int n;
   cin >> n;  
   cout << n << "! = " << forfac(n) << "\n";
   return 0;
}

for (int n = 10; n >= 0; n--) ...

for (x = -10; x <= 10; x = x + 0.5) ...

for (rate = 6; month--; cout << balance) ... // BAD

for (;;) ...
while(true) ..

do
{ statements
}
while (condition);

do
{  xold = xnew;
   xnew = (xold + a / xold) / 2;
}
while (fabs(xnew - xold) > EPSILON);
// sqroot.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main()
{  cout << "Please enter a number: ";
   double a;
   cin >> a;
   
   const double EPSILON = 1E-14;
   double xnew = a;
   double xold;

   do
   {  xold = xnew;
      xnew = (xold + a / xold) / 2;
   }
   while (fabs(xnew - xold) > EPSILON);

   cout << "The square root is " << xnew << "\n";
   return 0;
}

• Ако един алгоритъм генерира безкрайна редица, то той се нарича итеративен алгоритъм.
• В някои случаи редицата от точки е сходяща и границата й е решение на задачата.
• Тази програма е нагледна илюстрация на сходимостта на алгоритъма за намиране на квадратен корен за положителни числа.
• В примера за положителни стойности на a редицата е сходяща, за отрицателни - може да се види поведението на получената редица: тя не е сходяща.

print table header
double rate;
for (rate = RATE_MIN; rate <= RATE_MAX;
     rate = rate + RATE_INCR)
{  print table row
}

cout << "Rate     ";
int year;
for (year = YEAR_MIN; year <= YEAR_MAX;
     year = year + YEAR_INCR)
{  cout << setw(2) << year << " years";
}

// table.cpp
#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{  const double RATE_MIN = 5;
   const double RATE_MAX = 10;
   const double RATE_INCR = 0.5;
   const int YEAR_MIN = 5;
   const int YEAR_MAX = 30;
   const int YEAR_INCR = 5;

   /* print table header */

   cout << " Rate  ";
   int year;
   for (year = YEAR_MIN; year <= YEAR_MAX; 
        year = year + YEAR_INCR)
      cout << setw(2) << year << " years  ";

   cout << "\n";
   cout << fixed << setprecision(2);

   double rate;
   double initial_balance = 10000;
   for (rate = RATE_MIN; rate <= RATE_MAX; 
        rate = rate + RATE_INCR)
   {  
      /* print table row */
       int year;
       cout << setw(5) << rate;
       for (year = YEAR_MIN; year <= YEAR_MAX;
          year = year + YEAR_INCR)
       {  double balance = 
             initial_balance * pow(1 + rate/100, year);
          cout << setw(10) << balance;
       }
       cout << "\n";
   }
   return 0;
}

// words.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{  int count = 0;
   string word;
   while (cin >> word) count++;

   cout << count << " words." << endl;
   return 0;
}

string line;
while (getline(cin, line))
{  process line
}

char ch;
while (cin.get(ch))
{  process ch
}

int main()
{  int i;
   for (i = 1; i <= 10; i++)
   {  
	int r = rand();
      	cout << r << "\n";
   }
   return 0;
}

int rand_int(int a, int b)
{  
	return a + rand() % (b - a + 1);
}

// dice.cpp 
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

/**
   Sets the seed of the random number generator.
*/
void rand_seed()
{  int seed = static_cast<int>(time(0));
   srand(seed);
}
/** 
   Compute a random integer in a range
   @param a the bottom of the range
   @param b the top of the range
   @return a random integer x, a <= x and x <= b
*/
int rand_int(int a, int b)
{  return a + rand() % (b - a + 1);
}

int main()
{  rand_seed();
   int i;
   for (i = 1; i <= 10; i++)
   {  int d1 = rand_int(1, 6);
      int d2 = rand_int(1, 6);
      cout << d1 << " " << d2 << "\n";
   }
   cout << "\n";
   return 0;
}

double rand_double(double a, double b)
{  
	return a + (b - a) * rand() * (1.0 / RAND_MAX);
}