Что такое ветвь алгоритма
Что такое ветвь алгоритма
Во многих случаях требуется, чтобы при одних условиях выполнялась одна последовательность действий, а при других – другая.
Если пошел дождь, то надо открыть зонт.
Если прозвенел будильник, то надо вставать.
Если встречу Сашу, то скажу ему …
Если встречу Сашу, то скажу ему …, иначе зайду к нему сам.
Вычислительный процесс называется ветвящимся, если для его реализации предусмотрено несколько направлений (ветвей). Каждое отдельное направление процесса обработки данных является отдельной ветвью вычислений. Ветвление в программе — это выбор одной из нескольких последовательностей команд при выполнении программы. Выбор направления зависит от заранее определенного признака, который может относиться к исходным данным, к промежуточным или конечным результатам. Признак характеризует свойство данных и имеет два или более значений.
Ветвящийся процесс, включающий в себя две ветви, называется простым, более двух ветвей — сложным. Сложный ветвящийся процесс можно представить с помощью простых ветвящихся процессов.
Направление ветвления выбирается логической проверкой, в результате которой возможны два ответа: «да» — условие выполнено и «нет» — условие не выполнено.
Основные алгоритмические конструкции. Ветвление
Урок 19. Информатика 8 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Основные алгоритмические конструкции. Ветвление»
· Составление разветвляющихся алгоритмов.
В повседневной жизни таких ситуаций, в которых заранее известен алгоритм действий и результат, очень мало. Практически постоянно нам приходится принимать решения от которых будут зависеть дальнейшие действия.
Ветвление – это алгоритмическая конструкция, в которой в зависимости от выполнения условия (да или нет) предусмотрен выбор одной из двух последовательностей команд (ветвей).
А алгоритмы в которых применяется только «ветвление», называются разветвляющимися.
Рассмотрим пример. На уроке русского языка для того чтобы применить правило правописания приставок на «з-» и «с-» вы будете действовать по алгоритму:
Для принятия решения ход рассуждений может быть таким:
Полная форма ветвления:
Графически, полная форма структуры ветвление представляется следующим образом:
Как вы помните Проверка условия изображается с помощью блока «Принятие решения», который условно обозначается ромбом, внутри его записывается условие.
В данный блок входит одна линяя связи, а выходят две линии, возле которых записываются результаты проверки условия да или нет. Далее, в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия приводится к исполнению либо одна, либо другая последовательность команд.
Иногда, встречаются ситуации, когда вторая последовательность команд отсутствует, то есть сокращённая форма записи.
Графически, неполная форма структуры ветвление представляется следующим образом:
Изображаем блок «Принятие решения», который условно обозначается ромбом, внутри его записывается условие.
В данный блок входит одна линяя связи, а выходят две линии, возле которых записываются результаты проверки условия да или нет. Здесь, в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия приводится к исполнению только одна последовательность команд, либо алгоритм будет завершён.
Операции сравнения на алгоритмическом языке можно записать при помощи следующих знаков: меньше; меньше или равно; равно; больше; больше или равно; не равно.
С помощью этих знаков можно сравнивать любые переменные, числа и арифметические выражения, символьные переменные.
Рассмотрим блок-схему алгоритма, по которому большее число из двух будет удвоено.
Обратите внимание на второй блок данной блок-схемы. Здесь записаны имена и типы величин (данных), которые обрабатываются в алгоритме.
В данном примере, в условии, используется одна операция сравнения. Такие условия называются простыми.
То есть простыми называются условия, состоящие из одной операции сравнения.
При решении различных задач иногда возникает необходимость проверять выполнение двух (как например, 0
Так как разветвляющийся алгоритм должен работать для различных обстановок, давайте проверим его. Для этого загрузим обстановку Коридор 2 и запустим на выполнение наш алгоритм. Как мы можем видеть, алгоритм написан правильно, так как все необходимые клетки закрашены и робот оказался в конце коридора.
Рассмотрим следующее задание: Из ряда чисел 15, 16, 17 и 18 выписать значения х, удовлетворяющие условию из блок-схемы.
Перед нами блок схема. Для определения результата построим таблицу.
Ветвление – это алгоритмическая конструкция, в которой в зависимости от выполнения условия (да или нет) предусмотрен выбор одной из двух последовательностей команд (ветвей).
А алгоритмы в которых применяется только «ветвление», называются разветвляющимися.
Алгоритмизация | Лекция №3
Линейные и разветвляющиеся алгоритмы
Содержание:
Данные. Понятие типа данных
Алгоритм, реализующий решение некоторой конкретной задачи, всегда работает с данными. Данные – это любая информация, представленная в формализованном виде и пригодная для обработки алгоритмом.
Данные делятся на переменные и константы.
Переменные – это такие данные, значения которых могут изменяться в процессе выполнения алгоритма.
Константы – это данные, значения которых не меняются в процессе выполнения алгоритма.
вычислить площадь круга по формуле S=пR 2
В данном алгоритме необходимо объявить две переменные:
Константой является число п.
Любая константа, как и переменная, занимает ячейку памяти, а значение этих величин определяется двоичным кодом в этой ячейке.
Типы констант определяются по контексту, т.е. по форме записи в тексте. А типы переменных устанавливаются в описаниях переменных.
Операции
Внутр.представле ние
Целые положительные и отрицательные числа.
Формат с фиксированной точкой
Любые (целые и дробные) числа.
Формат с плавающей точкой
Логические операции: И(and), ИЛИ(or), НЕ(not).
Любые символы компьютерного алфавита.
Коды таблицы символьной кодировки. 1 символ – 1 байт.
ЭВМ – исполнитель алгоритмов
Независимо от того, на каком языке программирования будет написана программа, алгоритм решения любой задачи на ЭВМ может быть составлен из команд:
Линейные алгоритмы
Тип алгоритма определяется характером решаемой задачи в соответствии с его командами задачи. Различают три типа алгоритмов: линейные, разветвляющиеся, циклические.
Линейными называются алгоритмы, в которых все действия осуществляются последовательно друг за другом, при этом каждая команда выполняется только один раз строго после той команды, которая ей предшествует.
Таким, например, является алгоритм вычисления по простейшим безальтернативны м формулам, не имеющий ограничений на значения входящих в эти формулы переменных. Как правило, линейные процессы являются составной частью более сложного алгоритма.
Линейный алгоритм составляется из команд присваивания, ввода, вывода и обращения к вспомогательным алгоритмам.
Присваивание – это операция, которая значение выражения, стоящее справа от символа «=» запоминает в переменной или элементе массива, стоящем слева. При присваивании происходит преобразование типов данных, если они не совпадают.
Присваивание может осуществляться двумя способами:
Например : вычислить дробь 
Формат команды присваивания следующий:
Переменная := выражение
Знак « :=» нужно читать как «присвоить».
Команда присваивания обозначает следующие действия, выполняемые компьютером:
1. вычисляется выражение ;
2. полученное значение присваивается переменной.
Поскольку присваивание является важнейшей операцией в вычислительных алгоритмах, обсудим ее более подробно.
В приведенной ниже таблице напротив каждой команды присваивания указываются значения переменных, которые устанавливаются после ее выполнения.
Урок 8. Блок-схема оператора if
В предыдущих уроках мы рассмотрели наиболее простой, линейный тип алгоритмов. Напомню, что всего существует три типа: линейные, разветвляющиеся и циклические (алгоритмы с повторениями). В этом уроке я расскажу вам о втором типе алгоритмов — об алгоритмах с ветвлениями.
Ветвления
Ветвление – это команда алгоритма, в которой делается выбор, выполнять или не выполнять какую-нибудь группу команд в зависимости от условий.
Ветвление используется в двух случаях:
В блок-схеме условие ветвления изображается в ромбе, из которого обязательно выходят ДВЕ стрелки – первая (стрелка «Да») указывает на команды, которые будут выполняться в случае, если условие соблюдено; вторая (стрелка «Нет») – на команды, которые будут выполнены, если условие не соблюдено. Даже если команда, на которую указывает одна из стрелок (Чаще всего «Нет») отсутствует, стрелка все равно имеет место быть.
Алгоритм с ветвлением, представленный в виде блок-схемы.
В словесной формулировке запись ветвления выглядит так:
Реализация ветвления в Паскаль.
Как же реализовать ветвление в Паскаль? Проще, чем вы думаете:
if then else
Запомните! Перед else никогда не ставят точку с запятой!
Давайте поговорим об условии выбора. Понятно, что этологическое выражение. Если оно является правдой, то выполняется главная ветвь, если ложь, то боковая ветвь.
Задачи из блока if.
Рассмотрим несколько задач из сборника М.Э.Абрамяна «1000 задач по программированию».
If1. Дано целое число. Если оно является положительным, то прибавить к нему 1; в противном случае не изменять его. Вывести полученное число.
В данной программе даже не надо реализовывать боковую ветвь.
If2. Дано целое число. Если оно является положительным, то прибавить к нему 1; в противном случае вычесть из него 2. Вывести полученное число.
If3. Дано целое число. Если оно является положительным, то прибавить к нему 1; если отрицательным, то вычесть из него 2; если нулевым, то заменить его на 10. Вывести полученное число.
Для того чтобы решить эту задачу мы должны использовать вложенный if.
If5. Даны три целых числа. Найти количество положительных и количество отрицательных чисел в исходном наборе.
Длиннющая блок-схема. 🙂
If30. Дано целое число, лежащее в диапазоне 1–999. Вывести его строку-описание вида «четное двузначное число», «нечетное трехзначное число» и т. д.
Вот и все! Не забывайте кликать по кнопочкам и добавлять наш сайт в закладки!
Разветвляющиеся алгоритмы
До сих пор Вы использовали линейные алгоритмы, т.е. алгоритмы, в которых все этапы решения задачи выполняются строго последовательно. Сегодня Вы познакомитесь с разветвляющимися алгоритмами.
Определение. Разветвляющимся называется такой алгоритм, в котором выбирается один из нескольких возможных вариантов вычислительного процесса. Каждый подобный путь называется ветвью алгоритма.
Признаком разветвляющегося алгоритма является наличие операций проверки условия. Различают два вида условий – простые и составные.
Простым условием (отношением) называется выражение, составленное из двух арифметических выражений или двух текстовых величин (иначе их еще называют операндами), связанных одним из знаков:
Например, простыми отношениями являются следующие:
x-y>10; k 11; ‘мама’<>‘папа’.
В приведенных примерах первые два отношения включают в себя переменные, поэтому о верности этих отношений можно судить только при подстановке некоторых значений:
если х=25, у=3, то отношение x-y>10 будет верным, т.к. 25-3>10
если х=5, у=30, то отношение x-y>10 будет неверным, т.к. 5-30 t
Задача. Вычислить значение модуля и квадратного корня из выражения (х-у).
В этом случае программа будет иметь вид:
write (‘Введите значения переменных х и у через пробел ‘);
write (‘Значение квадратного корня из выражения (х-у) равно ‘);
write (‘Значение модуля выражения (х-у) равно ‘);
Казалось бы задача решена. Но мы не учли области допустимых значений для нахождения квадратного корня и модуля. Из курса математики Вы должны знать, что можно найти модуль любого числа, а вот значение подкоренного выражения должно быть неотрицательно (больше или равно нулю).
Поэтому наша программа имеет свою допустимую область исходных данных. Найдем эту область. Для этого запишем неравенство х-у>=0 и решив его получим х>=у. Значит, если пользователем нашей программы будут введены такие числа, что при подстановке значение этого неравенства будет равно True, то квадратный корень из выражения (х-у) извлечь можно. А если значение неравенства будет равно False, то выполнение программы закончится аварийно.
Задание. Наберите текст программы. Протестируйте программу со следующими значениями переменных и сделайте вывод.
а) х=23, у=5; б) х=-5, у=15; в) х=8, у=8.
Каждая программа, насколько это возможно, должна осуществлять контроль за допустимостью величин, участвующих в вычислениях. Здесь мы сталкиваемся с разветвлением нашего алгоритма в зависимости от условия. Для реализации таких условных переходов в языке Паскаль используют операторы If и Else, а также оператор безусловного перехода Goto.
Рассмотрим оператор If.
Для нашей задачи нужно выполить следующий алгоритм:
то вычислить значение квадратного корня,
иначе выдать на экран сообщение об ошибочном введении данных.
Запишем его с помощью оператора If. Это будет выглядеть так.
if x>=y
Then
Else
write (‘Введены недопустимые значения переменных‘);
Теперь в зависимости от введенных значений переменных х и у, условия могут выполняться или не выполняться.
В общем случае полная форма конструкции условного оператора имеет вид:
Then
Else
Условный оператор работает по следующему алгоритму.
Управляющая структура if может показаться негибкой, так как выполняемые действия могут быть описаны только одним оператором. Иногда может потребоваться выполнение последовательности операторов. В этом случае хотелось бы заключить всю последовательность в воображаемые скобки. В Паскале предусмотрен этот случай.
Then
Begin
Else
Begin
Определение. Составной оператор —объединение нескольких операторов в одну группу. Группа операторов внутри составного оператора заключается в операторные скобки (begin-end).
С учетом полученных знаний преобразуем нашу программу.
Program Znachenia;
Uses
Begin
write (‘Введите значения переменных х и у через пробел ‘);
if x>=y
Then
Begin
write (‘Значение квадратного корня из выражения (х-у) равно ‘);
write (‘Значение модуля выражения (х-у) равно ‘);
Else
write (‘Введены недопустимые значения переменных‘);
Составным оператором является и такой оператор
Cимвол “;” в данном случае разделяет оператор присваивания S:=0 и пустой оператор.
Пустой оператор не влечет никаких действий и в записи программы никак не обозначается.
Например, составной оператор
включает лишь один пустой оператор.
Если Вы обратили внимание, программа на языке Паскаль всегда содержит один составной оператор – раздел операторов программы.
Внимание! Перед служебным словом Else разделитель (точка с запятой) не ставится.
Отметим, что большинство операторов в программах на языке Паскаль заканчиваются точкой с запятой, но после некоторых операторов точка с запятой не ставится. Сформулируем общие правила употребления точки с запятой:
1. Каждое описание переменной и определение константы заканчиваются точкой с запятой.
2. Каждый оператор в теле программы завершается точкой с запятой, если сразу за ним не следуют зарезервированные слова End, Else, Until.
3. После определенных зарезервированных слов, таких, как Then, Else, Var, Const, Begin, никогда не ставится точка с запятой.
Рассмотрим еще один пример.
Задача. Вывести на экран большее из двух данных чисел.
Program Example1;
Begin
writeln(‘Введите 2 числа ‘);
if x>y
Then
Else
Можно также использовать и сокращенную (неполную) форму записи условного оператора. Эта форма используется тогда, когда в случае невыполнения условия ничего делать не надо.
Неполная форма условного оператора имеет следующий вид.
Then
Тогда если выражение, расположенное за служебным словом IF. в результате дает истину, выполняются действия после слова THEN, в противном случае эти действия пропускаются.
Задача. Составить программу, которая, если введенное число отрицательное меняет его на противоположное.