Pascal/Istruzioni di controllo

If, then, else

In qualcuno degli esempi precedenti si è vista la sintassi con if,then e else: vediamo in cosa consiste. Nella pratica, questo costrutto consente la scelta fra due alternative: se (if) una certa condizione è vera allora (then) il programma esegue una certa istruzione, altrimenti (else) ne esegue un'altra:

if condizione  then istruzione
       else istruzione;

che come abbiamo già visto permette la scelta fra un caso vero e un caso falso e in base a questo esegue il contenuto del then o dell'else; tuttavia a volte il ramo in else non è strettamente utile o addirittura non serve.

Quando le istruzioni che seguono il then o l'else sono più di una esse devono essere delimitate da istruzioni begin e end:

if condizione then
      begin
         istruzione 1;
         istruzione 2;
         ...
         istruzione n
      end
   else
      begin
         istruzione 1;
         istruzione 2;
         ...
         istruzione n
       end;

Si noti come le istruzioni che precedono end o else non debbano essere seguite da punto e virgola

Facciamo un esempio pratico.
Si vuole calcolare la radice quadrata di un numero: ciò è possibile nell'insieme dei numeri reali solo se il valore in ingresso è positivo. Il programma deve perciò:

• acquisire il numero
• eseguire una selezione binaria: se il numero è positivo,allora ne calcola la radice quadrata e espone il risultato;altrimenti scrive un messaggio di errore;

program radice_quadrata;
var n,r:real;
  begin
    writeln('Inserisci un numero positivo');
    readln(n);
    if n>=0 then
      begin
       r:=sqrt(n);
       writeln('La radice quadrata del numero inserito è ',r:8:3);
      end
    else writeln('La radice di un numero negativo non può essere espressa con numeri reali');
    readln;
   end.

Case...of, else

Questo metodo permette di fare scelte più complesse. La sintassi è:

case selettore of
     valore 1 : begin 
                    istruzioni;
                    end;
     valore 2 : begin
                    istruzioni;
                    end;
     ... 
     
     valore n : begin
                    istruzioni
                    end; 
  
 else: begin
             istruzioni;
             end;
 end;

Con il costrutto case, il valore della variabile selettore viene confrontato con il valore di ogni singolo caso; quando viene trovato un valore che eguagli il selettore vengono eseguite le istruzioni relative al blocco in questione; poi il controllo passa alla prima istruzione dopo il costrutto case. Se nessun valore soddisfa il selettore viene eseguita l'ultimo blocco di istruzioni individuato dalla parola chiave else. Se la parte con else viene omessa e il selettore non è compreso tra nessuno dei casi in elenco, si passa anche in questo caso alla prima istruzione dopo il costrutto case.
Quando c'è solo un istruzione che segue un certo caso si possono omettere begin e end.
Occorre fare attenzione che il costrutto case termina con un end.

Facciamo un esempio del costrutto case:

case Contatore of
  1, 2, 50, 210: writeln(contatore);
  30, 60..80 : begin
                 writeln(variabile); 
               end;
end; 

alcune considerazioni sull'esempio proposto:

• è stata omesso il blocco facoltativo else
• sono state scritte delle liste di possibili casi
• è stato usato un range di valori x..y; al terzo rigo,60..80 indica tutti i valori compresi tra 60 e 80 (inclusi).

Strutture Iterative

In Pascal abbiamo diversi tipi di strutture iterative (in genere vengono detti "cicli"):

For

Questa struttura ci permette di ripetere una determinata serie di istruzioni per un numero finito di volte. La sua sintassi è:

for Contatore:=valore_iniziale to valore_finale do
     begin
       istruzione 1;
       istruzione 2;
       ...
       istruzione n;
     end;

Nella pratica questo costrutto consente la ripetizione di un certo gruppo di istruzioni fino a quando la variabile contatore raggiunge un certo valore: per(for) contatore:=valore_iniziale fino a(to) valore_finale esegui(do) un blocco d'istruzioni.

Per Contatore s'intende una variabile (di solito vengono usate le lettere I,L,M,N,J,K) che da un valore iniziale cresce di un certo valore ogni ciclo d'istruzioni fino a che non raggiunge il valore finale, che rappresenta il valore per il quale il ciclo terminerà.

L'iterazione può anche procedere in modo che la variabile contatore decresca a ogni ciclo; in questo caso la sintassi è:

for contatore:=valore_iniziale downto valore_finale do
    begin
      istruzione 1;
      istruzione 2;
      ...
      istruzione n;
    end;

Facciamo un esempio: scrivamo un programma che calcoli la somma dei primi n numeri naturali. Il programma deve:

• leggere n;
• tramite un ciclo for, sommare tutti i numeri da 1 a n;
• esporre il risultato.

program sommatoria;
var i,n,s:integer;
 begin
   s:=0;
   writeln('Inserisci n');
   readln(n);
    for i:=1 to n do
     begin
      s:=s+i;
     end;
   writeln('La somma dei primi n è ',s);
   readln;
 end.

Analizziamo il programma riga per riga:

• dichiarazione del programma;
• dichiarazione delle variabili: i è la variabile contatore, n funge da valore finale del ciclo for, q è di volta in volta il quadrato di i mentre s è la somma dei numeri naturali fino a n.
• inizio del programma
• la somma è inizialmente uguale a 0;
• messaggio di testo;
• il programma legge n;
• il ciclo for: per i uguale a 1 fino a che i non sia uguale a n,esegue il gruppo d'istruzioni:
• inizio del ciclo;
• alla variabile s viene assegnata la somma del valore di s+i; prima del ciclo s era uguale a 0, quindi s:=1;
• fine del ciclo: se i è diverso da n, il ciclo viene riavviato; altrimenti si prosegue all'istruzione successiva. Automaticamente alla fine del ciclo i viene incrementato di 1.

Vediamo cosa sarebbe successo se n fosse stato, ad esempio, 50:

• i:=2, diverso da 50, quindi il ciclo continua;
• s:=s+i, cioè s:=1+2; infatti la variabile s aveva valore 1 alla fine della prima fase del ciclo.
• reinizia il ciclo; i:=3,diverso da 50,quindi il ciclo continua;
• s:=s+1;cioè s:=3+3;
• e così via,fino a quando i sia diverso da 50.

While do

Questo ciclo corrisponde ad una struttura decisionale a condizione in testa.

La sua sintassi è:

 while condizione do
 begin
      istruzione 1;
      istruzione 2;
      ...
      istruzione n;
 end;

Ovvero: mentre(while) una determinata condizione è vera esegui(do) le istruzioni all'interno del ciclo. Fino a quando la condizione è vera, il ciclo viene eseguito. Tra begin ed end vanno inserite le istruzioni che cambiano in qualche modo il valore di verità della condizione. Questo è molto importante perché altrimenti il ciclo si ripeterebbe all'infinito e il programma non riuscirebbe mai a giungere alle righe che seguono l'istruzione end. Questo è un comune errore che con un po' di attenzione può essere evitato. Se vi è una sola istruzione begin e end possono essere omessi.

Ad esempio

 ...
 x:=1;
 while x<>5 do
   x:=x+1;
 ...

In questo esempio viene eseguito quanto scritto all'interno del ciclo finché viene verificata la condizione, cioè ad x viene sommato 1 fino a che il suo valore non sia uguale a 5,e quindi la condizione iniziale del ciclo diventi falsa.

Repeat Until

Dopo aver parlato di If...Then, Else, e dei cicli For e While Do, chiudiamo il discorso sui cicli con Repeat...Until.

La sua sintassi e':

 ... 
 Repeat 
   istruzione 1; 
   istruzione 2;
   ... 
   istruzione n; 
 Until condizione; 
 ...  

In sostanza questo ciclo ripete le istruzioni comprese tra Repeat ed Until (dall'inglese,finché) fino al verificarsi della condizione espressa, detta anche condizione di uscita. Anche in questo caso occorre porre attenzione al fatto che la condizione di uscita diventi vera in qualche modo, altrimenti finiamo in un loop infinito perdendo il controllo del programma.

Ad esempio:

...
x:=1;
repeat
x:=x+1;
until x=5;

In questo caso x viene sommato a 1 fino a che il suo valore non sia diverso da 5; quando x=5 si esce dal ciclo.

For, While, Repeat Until

Nel caso del ciclo For il numero di cicli eseguiti è noto, poiché il contatore parte da un elemento iniziale ed arriva fino all'elemento finale. Nel caso di While e di Repeat Until il numero di volte che viene ripetuto il ciclo generalmente non è noto a priori, in quanto dipende dal cambiamento che subisce la variabile che controlla la condizione. È da notare che le istruzioni del ciclo Repeat Until verranno eseguite almeno una volta poiché la condizione viene verificata alla fine, dopo il codice del ciclo; un ciclo While, essendo la sua condizione testata prima dell'esecuzione del codice associato al ciclo, potrebbe, se questa risulta falsa, non fare nulla e riprendere dalle istruzioni che si trovano dopo il ciclo. Questo può risultare utile in particolari casi mentre in altri può essere causa di bug.