4. Основни управляващи оператори

План:
Оператор if
Оператор if/else
Условна операция
Операции за сравнения
Проверка за валидност на входните данни
Оператор while
Обработка на входна редица
Булев тип данни

** Оператор if (условен оператор)
Операторът if се състои от 2 части - условие и тяло. if е съставен оператор.
Пример:

if (area < 0)
   cout << "Error: Negative area.\n";

[блок-схема]

Когато условието е вярно (текущата стойност на променливата area е отрицателно число), се изпълнява тялото на оператора.
Ако условието е нарушено (не е вярно: текущата стойност на променливата area е keотрицателно число), се изпълнява следващия оператор (след оператора if).
Тялото на if може да бъде друг оператор или блок.
Блок е група от оператори, оградени с къдрави (големи) скоби {}.
Пример:

if (area < 0)
{  cout << "Error: Negative area.\n";
   return 1;
}

Блокът замества (се разглежда като) един оператор.

// area1.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main()
{  double area;
   cout << "Please enter the area of a square: ";
   cin >> area;
   if (area < 0)
   {  cout << "Error: Negative area.\n";
      return 1;
   }
   /* now we know that area is >= 0  */
   double length = sqrt(area);
   cout << "The side length of the square is " 
        << length << "\n";
   return 0;
}

** Оператор if/else (условен оператор)
Операторът if/else се състои от условие и две алтернативи. if/else е съставен оператор.

• Ако условието е вярно (true) се изпълнява първата алтернатива.
• Ако условието не е вярно (false), се изпълнява втората алтернатива.

Пример:

if (area >= 0)
   cout << "The side length is " << sqrt(area) << "\n";
else
   cout << "Error: Negative area.\n";

Всяка алтернатива е оператор или блок.
[блок-схема]

Операторът if/else е по-добър избор в сравнение с два if оператора с допълващи се условия:

if (area >= 0)               /* complementary conditions */
   cout << "The side length is " << sqrt(area) << "\n";
if (area < 0)                /* complementary conditions */
   cout << "Error: Negative area.\n";

// area2.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;

int main()
{  double area;
   cout << "Please enter the area of a square: ";
   cin >> area;

   if (area >= 0)
      cout << "The side length is " << sqrt(area) << "\n";
   else
      cout <<"Error: Negative area.\n";

   return 0;
}

** Условна операция (операция за избор, selection operator)
Триаргументна операция, състояща се от условие (първи аргумент) и два израза (втори и трети аргумент).
Пример:

   x >= 0 ? x : -x

Ако условието (първият аргумент) е вярно,  стойността на операцията е втория аргумент, ако не е вярно - третия аргумент.
Операторът, съставен от една условна операция:

   y = x >= 0 ? x : -x;

е еквивалентен на следния if/else оператор:

   if (x >= 0) y = x;
   else y = -x;

и присвоява на променливата  y абсолютната стойност на променливата x.

  x >= 0 ? x : -x

if (x >= 0) y = x;
else y = -x;

  y = x

y = x;

  -b + sqrt(d)

-b + sqrt(d);

** Операции за сравнения (relational operators)
C и С++ имат 6 операции за  сравнения:

Сравняване на числа в С++ е по правилата в математиката.

"car" < "truck", "car" < "cargo",  "cargo" < "cathode" са изрази със стойност true.

ASCII Table

0-31 are control codes, for example "/n" (newline) has ASCII code 10.

  32:   33:!  34:"  35:#  36:$  37:%  38:&  39:'  40:(  41:)
  42:*  43:+  44:,  45:-  46:.  47:/  48:0  49:1  50:2  51:3
  52:4  53:5  54:6  55:7  56:8  57:9  58::  59:;  60:<  61:=
  62:>  63:?  64:@  65:A  66:B  67:C  68:D  69:E  70:F  71:G
  72:H  73:I  74:J  75:K  76:L  77:M  78:N  79:O  80:P  81:Q
  82:R  83:S  84:T  85:U  86:V  87:W  88:X  89:Y  90:Z  91:[
  92:\  93:]  94:^  95:_  96:`  97:a  98:b  99:c 100:d 101:e
 102:f 103:g 104:h 105:i 106:j 107:k 108:l 109:m 110:n 111:o
 112:p 113:q 114:r 115:s 116:t 117:u 118:v 119:w 120:x 121:y
 122:z 123:{ 124:| 125:} 126:~ 127:  128:Ђ 129:Ѓ 130:‚ 131:ѓ
 132:„ 133:… 134:† 135:‡ 136:€ 137:‰ 138:Љ 139:‹ 140:Њ 141:Ќ
 142:Ћ 143:Џ 144:ђ 145:‘ 146:’ 147:“ 148:” 149:• 150:– 151:—
 152:� 153:™ 154:љ 155:› 156:њ 157:ќ 158:ћ 159:џ 160:  161:Ў
 162:ў 163:Ј 164:¤ 165:Ґ 166:¦ 167:§ 168:Ё 169:© 170:Є 171:«
 172:¬ 173:­  174:® 175:Ї 176:° 177:± 178:І 179:і 180:ґ 181:µ
 182:¶ 183:· 184:ё 185:№ 186:є 187:» 188:ј 189:Ѕ 190:ѕ 191:ї
 192:А 193:Б 194:В 195:Г 196:Д 197:Е 198:Ж 199:З 200:И 201:Й
 202:К 203:Л 204:М 205:Н 206:О 207:П 208:Р 209:С 210:Т 211:У
 212:Ф 213:Х 214:Ц 215:Ч 216:Ш 217:Щ 218:Ъ 219:Ы 220:Ь 221:Э
 222:Ю 223:Я 224:а 225:б 226:в 227:г 228:д 229:е 230:ж 231:з
 232:и 233:й 234:к 235:л 236:м 237:н 238:о 239:п 240:р 241:с
 242:т 243:у 244:ф 245:х 246:ц 247:ч 248:ш 249:щ 250:ъ 251:ы
 252:ь 253:э 254:ю 255:

Първите 32 символа (от 0 до 31) са управляващи символи и нямат стандартен графичен образ.
Символите от 127 до 255 са различни в различните езици.
Мястото на българската азбука е различно в зависимост от типа на кодирането - в таблицата е даден стандарта Windows-1251.

** Проверка за валидност на входните данни
Проверка на входа е приложение на оператора if, което проверява дали потребителят е дал разумен вход.
Пример:

double area;
cin >> area;

Ако потребителят напише "five" и натисне <return>, то обектът cin ще премине в състояние грешка (fail) и променливата area ще остане с непроменена (вероятно неопределена) стойност.
Пример:

// area3.cpp
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
 
int main()
{  double area;
   cout << "Please enter the area of a square: ";
   cin >> area;
   if (cin.fail()) // проверка на състоянието на cin
   {  cout << "Error: Bad input\n";
      return 1;
   }
   if (area < 0)
   {  cout << "Error: Negative area.\n";
      return 1;
   }
   cout << "The side length is " << sqrt(area) << "\n";
   return 0;
}

Други стратегии за проверка на състоянието на cin.
Пример:

if (cin)
   /* the stream did not fail */
else
   /* the stream failed */

Операцията входен поток  (с първи аргумент cin)  cin >> x има стойност cin. Това позволява да се комбинират няколко операции >> в един израз (верижка).
Пример:

cin >> x >> y    /* което означава (cin >> x) >> y */

a + b + c

Изразът cin >> x може да се използва като условие в оператора if, като състояние "нормално" е true, а състояние "грешка" е false.
Пример:

if (cin >> x) ...

** Оператор while (оператор за цикъл)
Пример:
Внасяме 10000 лв. в банкова сметка с 6% год. лихва при месечно олихвяване. След колко години сумата в сметката ще се удвои?

1. Започваме с таблицата:
(int month = 0; double balance = 10000;)

• Цикълът е блок от код, който може да се изпълнява многократно.
• Цикълът се контролира от условие, което се проверява всеки път през цикъла.
• Блокът от код се изпълнява докато условието е вярно.
• Условието на цикъл while се проверява преди всяко изпълнение на блока.

Пример:

while (balance < 2 * initial_balance)
{  balance = balance * ( 1 + rate / 100);
   month++;
}

[блок-схема]

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

int main()
{  double rate = 5;
   double initial_balance = 10000;
   double balance = initial_balance;
   int month = 0;

   while (balance < 2 * initial_balance)
   {  balance = balance * (1 + rate / 100 / 12);      
      month++;
   } 
   int years = month/12;
   cout << "The investment doubled after " 
        << years << " years.\n";

   return 0;
}

• Всеки път, когато се чете редица от стойности за въвеждане, трябва да има начин за прекратяване на въвеждането.
• Число, което се използва за сигнализиране на прекратяването се нарича сентинел.
• Сентинелът работи само ако има някакво ограничение за входа, напр. очакват се положителни числа.
• Често използваните стойности за сентинели са 0 или -1.

• Когато входът се въвежда от конзолата, входният поток може да се затвори  (ръчно)  с Ctrl + Z  за Windows или CTRL + D за Unix.

// maxtemp.cpp
#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{  double next;
   double highest;
 
   cout << "Please enter the temperature values:\n";
   if (cin >> next) highest = next;
   else
   {  cout << "No data!\n";
      return 1;
   }
   while (cin >> next)
     if (next > highest) highest = next;   

   cout << "The highest temperature is " << highest << "\n";
   return 0;
}

** Булев тип данни
Тип данни bool - булев или логически тип, съдържа две константи - true и false.
Стойност на булева променлива е едната от тези две стойности.
Пример:

bool more = true;
while (more)
{  cin >> next;
   if (cin.fail()) more = false;
   else
   {       // process next
   }
}

Стойността на всяка операция за сравнение е от булев тип (и е true или false).
Условията в операторите if и while са изрази със стойност true или false.

Пример:

int k = 5;
bool positive = (k > 0);

Не пишете (лош стил на програмиране):

while(more == false) /* don't */
while(more != true)  /* don't */