Присваивание
Присва́ивание - механизм в программировании , позволяющий динамически изменять связи объектов данных (как правило, переменных) с их значениями. Строго говоря, изменение значений является побочным эффектом операции присвоения, и во многих современных языках программирования сама операция также возвращает некоторый результат (как правило, копию присвоенного значения). На физическом уровне результат операции присвоения состоит в проведении записи и перезаписи ячеек памяти или регистров процессора .
Присваивание является одной из центральных конструкций в императивных языках программирования , эффективно и просто реализуется на фон-неймановской архитектуре , которая является основой современных компьютеров .
Set <целевая_переменная> <выражение>
Данная запись эквивалентна вызову функции . Аналогично, в КОБОЛе старого стиля:
MULTIPLY 2 BY 2 GIVING FOUR.
Выбор символа присваивания является поводом для споров разработчиков языков. Существует мнение, что использование символа = для присвоения запутывает программистов , а также ставит сложный для хорошего решения вопрос о выборе символа для оператора сравнения .
Общеизвестным плохим примером является выбор знака равенства для обозначения присваивания, восходящий к языку Fortran в 1957 году и слепо повторяемый до сих пор массой разработчиков языков. Эта плохая идея низвергает вековую традицию использования знака « = » для обозначения сравнения на равенство, предиката, принимающего значения « истина » или « ложь ». Но в Fortran этот символ стал обозначать присваивание, принуждение к равенству. В этом случае операнды находятся в неравном положении: левый операнд, переменная, должен быть сделан равным правому операнду, выражению. Поэтому x = y не означает то же самое, что y = x.
Оригинальный текст (англ.)
A notorious example for a bad idea was the choice of the equal sign to denote assignment. It goes back to Fortran in 1957 and has blindly been copied by armies of language designers. Why is it a bad idea? Because it overthrows a century old tradition to let “=” denote a comparison for equality, a predicate which is either true or false. But Fortran made it to mean assignment, the enforcing of equality. In this case, the operands are on unequal footing: The left operand (a variable) is to be made equal to the right operand (an expression). x = y does not mean the same thing as y = x.
Выбор символа оператора равенства в языке при использовании = как присваивания решается:
переменной А присваивается булевское значение выражения отношения В = С. Такая запись приводит к снижению читабельности и редко используется.
Далеко не всегда «интуитивный» (для программистов императивных языков) способ интерпретации присваивания является единственно верным и возможным.
По используемому синтаксису в императивных языках не всегда возможно понять, как реализуется семантика присваивания, если это явно не определено в языке.
A = b = a a = 1000
После этого b будет иметь значение - просто потому, что фактически его значение - это и есть значение a . Число ссылок на один и тот же объект данных называется его мощностью, а сам объект погибает (уничтожается или отдаётся сборщику мусора), когда его мощность достигает нуля. Языки программирования более низкого уровня (например, Си) позволяют программисту явно управлять тем, используется ли семантика указателей или семантика копирования.
Многие языки предоставляют возможность подмены смысла присвоения: либо через механизм свойств , либо через перегрузку оператора присвоения. Подмена может понадобится для выполнения проверок на допустимость присваиваемого значения или любых других дополнительных операций. Перегрузка оператора присвоения часто используется для обеспечения «глубокого копирования», то есть копирования значений, а не ссылок, которые во многих языка копируются по умолчанию.
Такие механизмы позволяют обеспечить удобство при работе, так для программиста нет различия между использованием встроенного оператора и перегруженного. По этой же причине возможны проблемы, так как действия перегруженного оператора могут быть абсолютно отличны от действий оператора по умолчанию, а вызов функции не очевиден и легко может быть принят за встроенную операцию.
Конструкции присвоения в различных языках программирования
Поскольку операция присвоения является широко используемой, разработчики языков программирования пытаются разработать новые конструкции для упрощённой записи типичных операций (добавить в язык так называемый «синтаксический сахар »). Кроме этого в низкоуровневых языках программирования часто критерием включения операции является возможность компиляции в эффективный исполняемый код. Особенно известен данным свойством язык Си .
Одной из альтернатив простого оператора является возможность присвоения значения выражения нескольким объектам . Например, в языке ПЛ/1 оператор
SUM, TOTAL = 0
одновременно присваивает нулевое значение переменным SUM и TOTAL . В языке Ада присвоение также является оператором, а не выражением, поэтому запись множественного присвоения имеет вид:
SUM, TOTAL: Integer:= 0;
Аналогичное присвоение в языке Python имеет следующий синтаксис:
Sum = total = 0
В отличие от ПЛ/1, Ады и Питона, где множественное присвоение считается только сокращённой формой записи, в языках Си , Лисп и других данный синтаксис имеет строгую основу: просто оператор присвоения возвращает присвоенное им значение (см. выше). Таким образом, последний пример - это на самом деле:
Sum = (total = 0)
Строчка такого вида сработает в Си (если добавить точку с запятой в конце), но вызовет ошибку в Питоне.
Данная конструкция присваивает переменной a значение только в том случае, если значение ещё не присвоено или равно false .
Составной оператор присваивания позволяет сокращённо задавать часто используемую форму присвоения. С помощью этого способа можно сократить запись присвоения, при котором целевая переменная используется в качестве первого операнда в правой части выражения, например:
А = а + b
Синтаксис составного оператора присваивания языка Си представляет собой объединение нужного бинарного оператора и оператора = . Например, следующие записи эквивалентны
| sum += value; | sum = sum + value; |
В языках программирования, поддерживающих составные операторы (C++ , , Python , Java и др.), обычно существуют версии для большинства бинарных операторов этих языков (+= , -= , &= и т. п.).
В языке программирования Си и большинстве производных от него есть два специальных унарных (то есть имеющих один аргумент) арифметических оператора, представляющих собой в действительности сокращённые присваивания. Эти операторы сочетают операции увеличения и уменьшения на единицу с присваиванием. Операторы ++ для увеличения и -- для уменьшения могут использоваться как префиксные операторы (то есть перед операндами) или как постфиксные (то есть после операндов), означая различный порядок вычислений. Оператор префиксной инкрементации возвращает уже увеличенное значение операнда, а постфиксной - исходное.
Пример использования оператора инкрементации для формирования завершённого оператора присвоения:
Хоть это и не выглядит присваиванием, но таковым является. Результат выполнения приведённого выше оператора равнозначен результату выполнения присваивания.
Операторы инкрементации и декрементации в языке Си часто являются сокращённой записью для формирования выражений, содержащих индексы
Этот оператор является одним из простейших, и наиболее используемым оператором языка. Он предназначен для определения нового значения переменной или значения, возвращаемого функцией. Общий вид оператора:
<имя> := <выражение>
Частным случаем выражения может быть константа или переменная.
Тип имени и выражения должны совпадать. Допускается только одно исключение: выражение целого типа, а переменная – вещественного.
При выполнении оператора вычисляется выражение, и полученный результат записывается в ячейку памяти, выделенную под переменную. Присваивание допускается для всех простых типов, для структурированных типов присваивание выполняется поэлементно. Нельзя использовать присваивание для файловых типов.
Ввод-вывод данных
Для ввода информации с клавиатуры и вывода ее на экран (стандартные устройства ввода-вывода) используются 4 оператора обращения к процедурам. Для ввода используются:
Read (<список параметров ввода>);
ReadLn (<список параметров ввода>);
В списке параметров указываются вводимые переменные. Во втором случае после ввода указанного количества параметров происходит переход на новую строку. Но, так как ввод с клавиатуры всегда должен заканчиваться переходом на новую строку, то именно для устройства ввода – клавиатуры, – эти операторы можно считать равнозначными. При вводе числовых значений их необходимо разделять хотя бы одним пробелом или переходом на новую строку.
Например, если в программе встретится оператор
то выполнение программы приостановится (будет индицироваться экран данных, стандартно черного цвета), пока не будет введена строка
0.28 32.5 1.0
Для вывода так же используются два оператора
Write (<список параметров вывода>);
WriteLn (<список параметров вывода>);
В списке параметров указываются выражения, в частности переменные и константы, например строковые:
WriteLn ("Сумма=",S," Произведение=",a*b);
Аналогично с вводом, после выполнения второго оператора осуществляется переход на новую строку. Оператор Write обычно используется при необходимости формирования одной строки с помощью нескольких операторов.
При выводе вещественные числа имеют 15 цифр мантиссы и 4 цифры порядка, а целые занимают место, равное количеству значащих цифр. Так, при выполнении операторов
Writeln (i,j,k);
на экране данных появится информация:
7.50000000000000Е-0001
Первая строка – это введенные с клавиатуры данные. Гораздо нагляднее использовать форматированный вывод . Здесь параметр выглядит следующим образом:
<выражение>:<количество выделяемых позиций>
При этом данное прижимается к правому краю. Вещественные числа в таком формате все равно будут выводится в экспоненциальной форме (с плавающей точкой). Только для вещественных чисел, чтобы использовать формат с фиксированной точкой , используется следующий общий вид:
< выражение>:<общее количество выделяемых позиций>:<количество позиций дробной части>
Внимание! Не путать общее количество выделяемых позиций с количеством позиций целой части вещественного числа!
Аналогично предыдущему примеру:
Writeln (i:4,j:4,k:4);
Writeln (x:7:3);
на экран будет выведена информация в более удобном для восприятия виде:
Необходимо обратить внимание: первая цифра при задании формата числа является общим количеством выделяемых позиций, в которых необходимо учитывать место под знак числа и десятичную точку.
Формат с двумя числами предназначен только для вещественных чисел в форме с фиксированной точкой.
Составной оператор
Все операторы Паскаля условно можно разбить на простые и структурные. Структурные включают в свой состав другие операторы. В частности, в условном операторе, операторе выбора и двух операторах цикла может быть записан только один внутренний оператор. Это ограничение можно обойти, если использовать операторные скобки или составной оператор. Он имеет следующий вид:
<оператор 1 >;
<оператор 2 >;
<оператор n >
Пример: вся программа состоит из одного составного оператора.
Пустой оператор
Пустой оператор никак не обозначается и не вызывает действий – это просто лишняя точка с запятой в программе. Предназначен он в качестве носителя метки, если ее необходимо поставить перед словом END в конце составного оператора или программы. Поэтому любой оператор может заканчиваться одной или несколькими точками с запятой.
Оператором называется предложение языка программирования, задающее полное описание некоторого действия, которое необходимо выполнить. Основная часть программы на языке Турбо Паскаль представляет собой последовательность операторов. Разделителем операторов служит точка с запятой. Все операторы языка Турбо Паскаль можно разделить на две группы: простые и структурные.
Операторы, не содержащие никаких других операторов, называются простыми . К ним относятся операторы присваивания, безусловного перехода, вызова процедуры и пустой оператор.
Оператор присваивания (:=) предписывает выполнить выражение, заданное в его правой части, и присвоить результат переменной, идентификатор которой расположен в левой части. Переменная и выражение должны быть совместимы по типу.
Оператор присваивания выполняется следующим образом: сначала вычисляется выражение в правой части присваивания, а затем его значение присваивается переменной, указанной в левой части оператора.
Например, для оператора
Rezult:=A div В;
сначала выполняется целочисленное деление значения переменной А на значение переменной В , а затем результат присваивается переменной Rezult .
Примеры применения оператора присваивания:
А := 8;
S:= A * В ;
Ostatok:= A mod B;
Ratio:= A / B;
Оператор безусловного перехода (go to) означает "перейти к" и применяется в случаях, когда после выполнения некоторого оператора надо выполнить не следующий по порядку, а какой-либо другой, отмеченный меткой оператор.
Напомним, что метка объявляется в разделе описания меток и может содержать как цифровые, так и буквенные символы.
При использовании оператора go to необходимо помнить, что областью действия метки является только тот блок, в котором она описана. Передача управления в другой блок запрещена.
Правила использования оператора безусловного перехода. Использование безусловных передач управления в программе считается теоретически избыточным и подвергается серьезной критике, так как способствует созданию малопонятных и трудно модифицируемых программ, которые вызывают большие сложности при отладке и сопровождении. Поэтому рекомендуется минимальное использование оператора go to с соблюдением следующих правил:
Следует стремиться применять операторы перехода (если кажется невозможным обойтись без них) для передачи управления только вниз (вперед) по тексту программы; при необходимости передачи управления назад следует использовать операторы цикла;
Расстояние между меткой и оператором перехода на нее не должно превышать одной страницы текста (или высоты экрана дисплея).
Пример применения оператора безусловного перехода:
label Metka; {в раздале описания меток описали метку с именем Metka }
begin {основная программа}
{операторы основной программы}
{операторы основной программы помеченные меткой}
Изучить теоретические сведения по теме: “Написание программы на Паскале с использованием операторов присваивания и безусловного перехода ”.
Получить индивидуальное задание у преподавателя и разработать программу в соответствии с поставленной задачей.
Показать работающую программу преподавателю.
Ответить на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
Основные элементы программирования.
Основные характеристики программы. Понятия языка, оверлеев, глобальных и локальных блоков.
Операторы языка программирования Паскаль. Оператор присваивания. Формат, примеры.
Оператор безусловного перехода. Формат, примеры. Основные правила использования
Лабораторная работа № 7
Написание программы на Паскале с использованием условных операторов и оператора выбора Case
Цель работы : формирование знаний и умений по работе с операторами языка. Приобретение навыков написания программ с использованием операторов присваивания и безусловного перехода.
Краткие теоретические сведения
Условные операторы
Условные операторы предназначены для выбора к исполнению одного из возможных действий (операторов) в зависимости от некоторого условия (при этом одно из действий может быть пустым, т. е. отсутствовать). В качестве условий выбора используется значение логического выражения.
В Турбо Паскале имеются два условных оператора: if и case.
Оператор условия if
Оператор условия if является одним из самых популярных средств, изменяющих естественный порядок выполнения операторов программы.
Он может принимать одну из следующих форм:
if <условие> then <оператор1>
else <оператор2>;
if <условие> then <оператор>;
В переводе с английского языка данные форматы можно определить как:
ЕСЛИ<условие> ТО<оператор1> ИНАЧЕ<оператор2>
ЕСЛИ<условие> ТО<оператор>
Оператор условия if выполняется следующим образом. Сначала вычисляется выражение, записанное в условии. В результате его вычисления получается значение булевского типа.
В первом случае, если значение выражения есть True (истина), выполняется <оператор1>, указанный после слова then (в переводе –“то”). Если результат вычисления выражения в условии есть False (ложь), то выполняется <оператор2> .
Во втором случае, если результат выражения True , выполняется <оператор>, если False - оператор, следующий сразу за оператором if . Операторы if могут быть вложенными .
Пример фрагмента программы с оператором условия if:
if Ch="N" then Parol:= True
else Parol:= False;
if Parol = True then
if X = 100 then Write("Пароль и код правильные")
Writeln("Ошибка в коде");
В данном примере с клавиатуры считывается значение переменной символьного типа Ch . Затем проверяется условие С h =" N " . Если оно выполняется, то переменной Parol булевского типа присваивается значение True , если условие не выполняется, False . Затем с клавиатуры считывается значение кода X . Далее оператор if проверяет условие Parol = True. Если оно имеет значение True , то выполняется проверка введенного пароля оператором if X=100 . Если условие Х=100 имеет значение True , то выводится сообщение "Пароль и код правильные", и управление в программе передается на оператор, следующий за словом end , если оно имеет значение False , выполняется составной оператор, стоящий после, слова else , который выводит на экран видеомонитора сообщение "Ошибка в коде", и вызывает стандартную процедуру Halt(1) для остановки программы.
Особенность применения оператора if . При использовании вложенных условных операторов может возникнуть синтаксическая неоднозначность, например:
if условие1 then if условие2 then <оператор1> else <оператор2>
Возникающая двусмысленность, к какому оператору if принадлежит часть else <оператор2>, разрешается тем, что служебное слово else всегда ассоциируется (связывается) с ближайшим по тексту служебным словом if, которое еще не связано со служебным словом else .
В связи с этим следует проявлять аккуратность при записи вложенных операторов условия.
Пример 1 . Составить программу, которая вычисляет частное двух целых чисел. В связи с тем, что делить на нуль нельзя, организовать контроль ввода данных.
Для контроля вводимых значений делителя используем оператор условного перехода if ... then ... else.
Текст программы может выглядеть следующим образом:
program Primer1;
А, В: integer;
Write("Введите значение делимого А: ");
Write("Введите значение делителя В: ");
if B=0 {Контроль ввода числа B }
then Writeln("Ha нуль делить нельзя") {Условие выполнено}
{Условие не выполнено}
Rezult:= А / В;
Writeln("Частное чисел ",А," и " ,В, " = ", Rezult);
Присва́ивание - механизм в программировании , позволяющий динамически изменять связи объектов данных (как правило, переменных) с их значениями. Строго говоря, изменение значений является побочным эффектом операции присваивания, и во многих современных языках программирования сама операция также возвращает некоторый результат (как правило, копию присвоенного значения). На физическом уровне результат операции присвоения состоит в проведении записи и перезаписи ячеек памяти или регистров процессора .
Присваивание является одной из центральных конструкций в императивных языках программирования , эффективно и просто реализуется на фон-неймановской архитектуре , которая является основой современных компьютеров .
Set <целевая_переменная> <выражение>
Данная запись эквивалентна вызову функции . Аналогично, в КОБОЛе старого стиля:
MULTIPLY 2 BY 2 GIVING FOUR.
Выбор символа присваивания является поводом для споров разработчиков языков. Существует мнение, что использование символа = для присвоения запутывает программистов , а также ставит сложный для хорошего решения вопрос о выборе символа для оператора сравнения .
Общеизвестным плохим примером является выбор знака равенства для обозначения присваивания, восходящий к языку Fortran в 1957 году и слепо повторяемый до сих пор массой разработчиков языков. Эта плохая идея низвергает вековую традицию использования знака « = » для обозначения сравнения на равенство, предиката, принимающего значения « истина » или « ложь ». Но в Fortran этот символ стал обозначать присваивание, принуждение к равенству. В этом случае операнды находятся в неравном положении: левый операнд, переменная, должен быть сделан равным правому операнду, выражению. Поэтому x = y не означает то же самое, что y = x.
Оригинальный текст (англ.)
A notorious example for a bad idea was the choice of the equal sign to denote assignment. It goes back to Fortran in 1957 and has blindly been copied by armies of language designers. Why is it a bad idea? Because it overthrows a century old tradition to let “=” denote a comparison for equality, a predicate which is either true or false. But Fortran made it to mean assignment, the enforcing of equality. In this case, the operands are on unequal footing: The left operand (a variable) is to be made equal to the right operand (an expression). x = y does not mean the same thing as y = x.
Реализацией этой позиции Вирта можно считать то, что в языке Паскаль , автором которого он является, оператором присваивания является:= , в то время как для сравнения используется просто = .
Выбор символа оператора равенства в языке при использовании = как присваивания решается:
переменной А присваивается булевское значение выражения отношения В = С. Такая запись приводит к снижению читабельности и редко используется.
Далеко не всегда «интуитивный» (для программистов императивных языков) способ интерпретации присваивания является единственно верным и возможным.
По используемому синтаксису в императивных языках не всегда возможно понять, как реализуется семантика присваивания, если это явно не определено в языке.
A = b = a a = 1000
После этого b будет иметь значение - просто потому, что фактически его значение - это и есть значение a . Число ссылок на один и тот же объект данных называется его мощностью, а сам объект погибает (уничтожается или отдаётся сборщику мусора), когда его мощность достигает нуля. Языки программирования более низкого уровня (например, Си) позволяют программисту явно управлять тем, используется семантика указателей или семантика копирования.
Многие языки предоставляют возможность подмены смысла присвоения: либо через механизм свойств , либо через перегрузку оператора присвоения. Подмена может понадобиться для выполнения проверок на допустимость присваиваемого значения или любых других дополнительных операций. Перегрузка оператора присвоения часто используется для обеспечения «глубокого копирования», то есть копирования значений, а не ссылок, которые во многих языках копируются по умолчанию.
Такие механизмы позволяют обеспечить удобство при работе, так для программиста нет различия между использованием встроенного оператора и перегруженного. По этой же причине возможны проблемы, так как действия перегруженного оператора могут быть абсолютно отличны от действий оператора по умолчанию, а вызов функции не очевиден и легко может быть принят за встроенную операцию.
Конструкции присвоения в различных языках программирования
Поскольку операция присвоения является широко используемой, разработчики языков программирования пытаются разработать новые конструкции для упрощённой записи типичных операций (добавить в язык так называемый «синтаксический сахар »). Кроме этого, в низкоуровневых языках программирования часто критерием включения операции является возможность компиляции в эффективный исполняемый код. Особенно известен данным свойством язык Си .
Одной из альтернатив простого оператора является возможность присвоения значения выражения нескольким объектам . Например, в языке ПЛ/1 оператор
SUM, TOTAL = 0
одновременно присваивает нулевое значение переменным SUM и TOTAL . В языке Ада присвоение также является оператором, а не выражением, поэтому запись множественного присвоения имеет вид:
SUM, TOTAL: Integer:= 0;
Аналогичное присвоение в языке Python имеет следующий синтаксис:
Sum = total = 0
В отличие от ПЛ/1, Ады и Python, где множественное присвоение считается только сокращённой формой записи, в языках Си , Лисп и других данный синтаксис имеет строгую основу: просто оператор присвоения возвращает присвоенное им значение (см. выше). Таким образом, последний пример - это на самом деле:
Sum = (total = 0)
Строчка такого вида сработает в Си (если добавить точку с запятой в конце), но вызовет ошибку в Python.
Последний вариант работает только с типами, поддерживающими битовые операции (например, для double компилятор языка не позволит обменять значения переменных таким способом).
Работа современных компьютеров состоит из считываний данных из памяти или устройства в регистры, выполнения операций над этими данными и записи в память или устройство. Основной операцией здесь является пересылка данных (из регистров в память, из памяти в регистр, из регистра в регистр). Соответственно, она выражается напрямую командами современных процессоров . Так, для архитектуры x86 (все нижеприведённые команды относятся также к данной архитектуре) это операция mov и её разновидности для пересылки данных различных размеров. Операция присваивания (пересылка данных из одной ячейки памяти в другую) практически непосредственно реализуется данной командой. Вообще говоря, для выполнения пересылки данных в памяти требуется две инструкции: перемещение из памяти в регистр и из регистра в память, но при использовании оптимизации в большинстве случаев количество команд можно сократить.
