Добредојдовте, млади ученици! Денес ќе научиме за контролните структури во компјутерското програмирање. Контролните структури се како патокази за компјутерска програма. Тие му кажуваат по кој пат да тргне и што да прави понатаму. Исто како што ги следите правилата дома или на училиште, компјутерот ги следи контролните структури кога работи програма.
Контролна структура е збир на инструкции кои му кажуваат на компјутерот како да избере помеѓу различни чекори при извршување на програма. Тој одлучува дали компјутерот треба да продолжи да работи по истиот редослед или да донесе одлука да направи нешто поинаку.
Замислете дека следите рецепт. Рецептот ви го кажува секој чекор: прво, измешајте ги брашното и водата; потоа додадете јајце; следно, промешајте; и на крај испечете ја смесата. Во компјутер, контролните структури работат на сличен начин. Тие му помагаат на компјутерот да знае која инструкција следи и која одлука да донесе кога има избори.
Постојат три главни типа на контролни структури за кои ќе научите денес. Тие се:
Секвенцијалните контролни структури му кажуваат на компјутерот да ги следи инструкциите едно по друго во фиксен редослед. Во последователната контрола нема одлучување. Секој чекор се случува по ред, исто како кога следите едноставен сет на насоки.
На пример, размислете за вашата дневна утринска рутина:
Секоја активност се случува една по друга по јасен редослед. Во програмирањето, ова се нарекува секвенцијално извршување . Компјутерот ја чита првата инструкција, потоа втората, а потоа третата.
Ако мислиме на едноставна псевдо-програма за правење сендвич, може да изгледа вака:
Чекор 1: Земете две кришки леб.
Чекор 2: Намачкајте со путер на едно парче.
Чекор 3: Ставете сирење врз путерот.
Чекор 4: Ставете ги двете парчиња заедно. Уживајте во вашиот сендвич!
Исто како сендвичот што го правите, компјутерот ги извршува инструкциите едно по едно.
Структурите за контрола на изборот му дозволуваат на компјутерот да прави избори. Работат како вилушка на патот или книга „одбери своја авантура“. Компјутерот гледа услов или правило, а потоа одлучува кој пат да го следи.
На пример, размислете да изберете што да облечете наутро. Можеби ќе одлучите: „Ако врне, ќе облечам кабаница, а ако е сончево, ќе облечам маица“. Ова е одлука која ви помага да бидете подготвени за временските услови. Во програмирањето, компјутерот користи if , else if , и else за да донесува одлуки.
Едноставен пример сличен на код на обичен јазик изгледа вака:
Ако врне, тогаш испечатете „Земи чадор“.
Во спротивно , испечатете „Не е потребен чадор“.
Ова значи: ако состојбата (врне) е точна, тогаш направете ја акцијата (земете чадор). Во спротивно, направете го другото дејство.
Ајде да користиме друг пример. Замислете дека играте игра, а постои правило кое вели: „Ако постигнеш 10 поени, победуваш!“ Ова правило е како структура за контрола на селекција. Играта проверува дали вашите поени се еднакви на 10. Ако да, ве прогласува за победник. Ако не, продолжува да игра.
Структурите на селекција им помагаат на компјутерите да се справат со одлуки кои имаат само неколку можни одговори. Тие му велат на компјутерот: „Направете го ова ако е вистина, а ако не е, направете нешто друго“.
Контролните структури за повторување му кажуваат на компјутерот да направи нешто повторно и повторно. Ова е познато како дејства за вртење или повторување. Кога треба да повторите задача многу пати, се користи повторување.
Размислете кога ќе го броите бројот на јаболка во корпата. Може да броите: 1, 2, 3, 4, 5 и така натаму. Почнувате од еден број и продолжувате да броите додека не стигнете до крајот. Ова е слично на тоа како компјутерот користи јамки.
Постојат два вообичаени типа на јамки во програмирањето:
Јамката за се користи кога знаете колку пати сакате да повторите нешто. На пример, ако сакате да ја пеете истата линија на песна 5 пати, можете да користите јамка за:
За (брои од 1 до 5) пејте ја репликата: "Среќен роденден!"
Компјутерот ќе покаже "Среќен роденден!" пет пати бидејќи го повторува чекорот 5 пати.
Јамката while се користи кога компјутерот треба да продолжи да повторува нешто се додека условот е вистинит. На пример, ако дувате балон, може да продолжите да дувате додека балонот не биде доволно голем. Правилото може да биде: „Додека балонот не е голем, продолжете да дувате воздух во него“.
Ова е слично како да се каже: Додека (балонот е мал), продолжете да дувате. Кога балонот ќе стане доволно голем, запрете ја јамката.
Еве уште еден едноставен пример со користење на идеја за јамка: Замислете дека сакате да плескате со рацете. Одлучувате да плескате со рацете додека не плескате 10 пати. Може да кажете: Повторете „Клап“ 10 пати. Во програма, компјутерот ќе го брои секој плескање и ќе престане кога ќе достигне 10 плескање.
Контролните структури се многу важни во програмирањето. Тие помагаат во организирање на задачите во програмата за да работи правилно. Без нив, компјутерот не би знаел да донесува одлуки или да повторува дејства.
Еве неколку причини зошто контролните структури се клучни:
Ајде да погледнеме неколку примери од секојдневниот живот кои ги отсликуваат контролните структури во програмирањето.
Пример за секвенцијална контрола:
Замислете дека се подготвувате за училиште. Прво, се будиш. Потоа, го миете лицето. Следно, облечете ја облеката. Конечно, појадувате. Ова е низа дејства што ги извршувате едно по друго. Во компјутерското програмирање, секвенцијалната контрола се користи кога секоја инструкција се следи без услови.
Пример за контрола на селекција:
Размислете за одлуката што ја донесувате при изборот на вашата облека. Ако времето е студено, носите топол џемпер. Ако времето е топло, носиш маица. Овој процес на донесување одлуки е сличен на тоа како компјутерот користи изјава „ако“. Компјутерот го проверува времето (состојбата) и потоа ја избира вистинската опција за облека (дејството).
Пример за контрола на повторување:
Замислете си како правите скучна работа, како да ги оставате играчките. Можеби имате многу играчки за подигање. Наместо да размислувате за секоја играчка една по една, вие едноставно го повторувате истото дејство: земете играчка, ставете ја во кутијата за играчки и преминете на следната играчка додека не се подигнат сите. Ова е дејство што се повторува, исто како циклус во програмирањето.
Понекогаш, контролните структури може да се постават една во друга. Ова се нарекува вгнездена контролна структура . Тоа се случува кога една одлука или циклус е во друга. Замислете игра каде што правите избори во неколку чекори. На пример, прво може да одлучите дали да одите лево или десно. Ако изберете лево, тогаш може да се соочите со друг избор: „Дали се качуваш на ридот или шеташ околу него?“ Секој избор е мала одлука, и тие се вгнездени еден по друг.
Во кодирањето, вгнездувањето му овозможува на компјутерот да се справи со посложени задачи. Дури и едноставна игра или апликација може да има неколку слоеви на одлуки и циклуси. Кога овие слоеви работат заедно, програмата може да донесува попаметни одлуки и да прави повозбудливи работи.
На пример, замислете програма која ви помага да планирате пикник. Најпрво може да праша: „Дали времето е убаво? Ако одговорот е да, програмата потоа ќе праша: „Дали имате доволно храна?“ Ако пак одговорите да, ќе ви каже: "Одлично! Време е да одиме на пикник!" Ако некој одговор е не, тој ќе предложи друг план. Ова вгнездено одлучување му помага на компјутерот подобро да ги разбере вашите избори.
Кога компјутерската програма работи, таа ги следи упатствата што сте ги дале по одреден редослед. Дозволете ни да размислиме за едноставна програма што прикажува поздрав на екранот на компјутерот. Програмата може да го направи следново:
Чекор 1: Стартувајте ја програмата.
Чекор 2: Проверете го времето од денот.
Чекор 3: Ако времето е наутро, прикажете „Добро утро!“
Чекор 4: Ако времето е попладне, прикажете „Добро попладне!
Чекор 5: Ако времето е навечер, покажете „Добра вечер!
Чекор 6: Завршете ја програмата.
Во оваа програма, постои јасна низа. Има и одлука за тоа што да се прикаже на екранот. Компјутерот користи структура за контрола на селекција (изјавите if-else ) за да ја донесе таа одлука.
Следно, замислете дека играте едноставна компјутерска игра каде што треба да собирате монети. Програмата може да користи циклус за проверка секој пат кога ќе соберете една паричка. Ќе ги брои вашите монети додека ги собирате. Кога ќе ги соберете сите монети, играта завршува. Овде, јамката е контролната структура на итерацијата која го повторува процесот на броење.
Контролните структури не се користат само во училишни вежби или мали програми. Тие се користат во многу реални апликации што ги гледаме секој ден. Еве неколку интересни примери:
Овие примери покажуваат дека контролните структури се насекаде! Тие им помагаат на современите уреди и програми да работат што е можно понепречено, правејќи ги нашите животи полесни и позабавни.
Ајде да напишеме едноставен пример за псевдокод. Псевдокод е начин да се планираат програми користејќи едноставни зборови што личат на код.
Пример: Едноставен донесувач на одлуки за закуски
Замислете дека сакате да одлучите дали да имате јаболко или банана како ужина. Правилата можете да ги напишете вака:
Ако сте гладни и сакате нешто слатко, тогаш одберете јаболко.
Во спротивно, ако сте гладни и сакате нешто меко, тогаш изберете банана.
Инаку , седни и размисли што сакаш.
Овој псевдокод му кажува на компјутерот: Прво проверете дали сакате нешто слатко. Ако тоа е вистина, изберете јаболко. Ако не, проверете за нешто друго, како банана. Ако ниту еден од изборите не се совпаѓа, тогаш одвојте момент да одлучите.
Може да помогне да се размислува за контролните структури како мапа. Сликајте едноставна мапа на богатство. Картата има означена патека со чекори напишани по редослед. Кога ќе дојдете до вилушка на патот, мапата ви кажува по кој пат да одите врз основа на трага од богатството. Понекогаш, картата ви кажува да ја следите истата патека неколку пати додека не стигнете до богатството. Сите овие упатства ви помагаат да го пронајдете вистинскиот начин.
Слично на тоа, компјутерот користи последователни чекори за следење на мапата, избор за да ја избере вистинската патека на вилушките и повторување за да ги повторува задачите додека не се постигне целта. Со користење на контролни структури, можеме да му кажеме на компјутерот точно како да го достигне своето „богатство“ - точниот резултат.
Да ги разгледаме важните идеи што ги научивме денес:
