1. دستورات کنترل و تکرار- 2
اصول كامپيوتر 1

2. ياد آوري: اجراي برنامه اجراي سريال کنترل اجرا و انتقال آن
دستورات برنامه به ترتيبي که نوشته شده اند، اجرا مي شوند
کنترل اجرا و انتقال آن
زماني اتفاق مي افتد که دستور بعدي، دستور سريال بعدي نيست
دستورات همه برنامه ها در قالب سه ساختارنوشته مي شوند
دستورات سريال if, if-else, switch
دستورات شرط و انتخابif, if-else, switch
دستورات تکرار وحلقه while, do/while , for

3. تکرار با استفاده از شمارنده
حلقه تا زماني تکرار مي شود که متغير شمارنده به مقدار خاصي برسد
تکرار با شمارنده، تکرار معين است
تعداد دفعات تکرار دستورات حلقه را مي توان فهميد
مثال
دريک کلاس 10 نفره امتحاني برگزار شده، ميانگين نمرات اين کلاس را تعيين کنيد:

4. تکرار با استفاده از شمارنده
الگوريتم مثال
Set total to zero
Set grade counter to one
While grade counter is less than or equal to ten
Input the next grade
Add the grade into the total
Add one to the grade counter
Set the class average to the total divided by ten Print the class average

5. برنامه مثال قبل int total; // sum of grades entered by user
int gradeCounter; // number of the grades to be entered next
int grade; // grade value entered by user
int average; // average of grades
// initialization phase
total = 0; // initialize total
gradeCounter = 1; // initialize loop counter
// processing phase
while ( gradeCounter <= 10 ){ // loop 10 times
cout << "Enter grade: "; // prompt for input
cin >> grade; // input next grade
total = total + grade; // add grade to total
gradeCounter = gradeCounter + 1; // increment counter by
} // end while
// termination phase
average = total / 10; // integer division yields integer result
// display total and average of grades
cout << "\nTotal of all 10 grades is " << total << endl;
cout << "Class average is " << average << endl;
شمارنده حلقه در هر مرتبه يک واحد زياد مي شود و نهايتا به 10 مي رسد

6. تکرار با پرچم (نگهبان/قراول)
مساله
برنامه اي بنويسيد که ميانگين نمرات کلاس را محاسبه کند. تعداد دانشجويان کلاس در هربار اجراي برنامه ممکن است متفاوت از قبل باشد
پرچم پايان ( قراول)
پايان ورود داده ها را مشخص مي کند
حلقه با ورود مقدار پرچم، پايان مي يابد
مقدار پرچم بايد طوري انتخاب شود که با مقادير قابل قبول اشتباه نشود

7. طراحي بالا به پايين Top-Down Design
شکل کلي مساله را در قالب شبه کد بيان کنيد:
Determine the class average for the quiz
اين شکل کلي را به مسايل کوچکتر بشکنيد:
Initialize variables
Input, sum and count the quiz grades
Calculate and print the class average

8. طراحي بالا به پايين الگوريتم
بدنه اغلب برنامه ها متشکل از سه فاز (بخش) است:
آغازش يا آماده سازي: Initialization
مقادير اوليه متغيرهاي برنامه تعيين مي شوند
پردازش
مقادير متغيرها از ورودي خوانده شده و اعمال لازم روي آنها انجام مي گيرد
پايان
نتايج نهايي محاسبه و چاپ مي شود
طراحي بالا به پايين و تقسيم گام به گام بخش آغازش
Initialize variables به
Initialize total to zero
Initialize counter to zero

9. تقسيم گام به گام تقسيم Input, sum and count the quiz grades
Input the first grade (possibly the sentinel)
While the user has not as yet entered the sentinel
Add this grade into the running total
Add one to the grade counter
Input the next grade (possibly the sentinel)
Calculate and print the class average
If the counter is not equal to zero
Set the average to the total divided by the counter
Print the average
Else
Print “No grades were entered”

10. مثال: تکرار نا معين cout << "Enter grade or -1 to quit: ";
cin >> grade;
while ( grade != -1 ){ total = total + grade;
gradeCounter = gradeCounter + 1; cout << "Enter grade or -1 to quit: ";
} // end while

11. ساختارهاي کنترلي تو در تو
مساله:
موسسه اي نتيجه قبولي دانشجويانش(10 نفر) را منتشر کرده است. برنامه اي بنويسيد که اگر 8 نفر يا بيشتر قبول شده باشند، پيغام ”شهريه را افزايش دهيد“ چاپ شود. نتيجه هر نفر با 1 (قبول) يا 2( مردود) تعيين مي شود
مي توان ديد که:
الف: برنامه نتيجه 10 نفر را پردازش مي کند پس يک حلقه باشمارنده مي توان ساخت
مي توان از دو شمارنده استفاده کرد: يکي براي شمردن تعداد دانشجويان و ديگري براشمردن تعداد مردودين.
نتيجه هردانشجو 1 يا 2 است. اگر 1 نبود ، فرض مي کنيم 2 است
بيان سطح بالاي مساله
Analyze exam results and decide if tuition should be raised

12. ساختارهاي کنترلي تو در تو
اولين تقسيم
Initialize variables
Input the ten quiz grades and count passes and failures
Print a summary of the exam results and decide if tuition should be raised
تقسيم به
Initialize passes to zero
Initialize failures to zero
Initialize student counter to one

13. ساختارهاي کنترلي تو در تو
تقسيم
Input the ten quiz grades and count passes and failures به
While student counter is less than or equal to ten Input the next exam result
If the student passed
Add one to passes Else Add one to failures
Add one to student counter
Print a summary of the exam results and decide if tuition should be raised
Print the number of passes
Print the number of failures
If more than eight students passed Print “Raise tuition”

14. 1. Initialize variables 2. Input data and count passes/failures
1 // Fig. 2.11: fig02_11.cpp
2 // Analysis of examination results
3 #include <iostream> 4
5 using std::cout;
6 using std::cin;
7 using std::endl; 8
9 int main()
10 {
11 // initialize variables in declarations
12 int passes = 0, // number of passes
failures = 0, // number of failures
studentCounter = 1, // student counter
result; // one exam result 16
17 // process 10 students; counter-controlled loop
18 while ( studentCounter <= 10 ) {
cout << "Enter result (1=pass,2=fail): ";
cin >> result; 21
if ( result == 1 ) // if/else nested in while
passes = passes + 1;
1. Initialize variables
2. Input data and count passes/failures

15. 3. Print results Program Output
else
failures = failures + 1; 26
studentCounter = studentCounter + 1;
28 } 29
30 // termination phase
31 cout << "Passed " << passes << endl;
32 cout << "Failed " << failures << endl; 33
34 if ( passes > 8 )
cout << "Raise tuition " << endl; 36
37 return 0; // successful termination
38 }
3. Print results
Program Output
Enter result (1=pass,2=fail): 1
Enter result (1=pass,2=fail): 2
Passed 9
Failed 1
Raise tuition

16. عملگرهاي مختصر انتساب
عبارات انتسابيc = c + 3; را مي توان به صورت c += 3; نوشت
عبارتي به شکل کلي
variable = variable operator expression;
را مي توان به شکل
variable operator= expression;
چند مثال:
d -= (d = d - 4)
e *= (e = e * 5)
f /= (f = f / 3)
g %= (g = g % 9)

17. عملگرهاي افزايش و کاهش
مي توان به جاي c= c+1 از عملگر ++ استفاده کرده و چنين نوشت: c++
به همين ترتيب مي توان c-- را به جاي c -=1 بکاربرد
Preincrement
عملگر قبل از متغير قرار مي گيرد (++c or --c)
ابتدا مقدار متغير تغيير مي کند و سپس عمل خواسته شده روي آن انجام مي گيرد
Posincrement
عملگر بعد از متغير قرار مي گيرد (c++ or c--)
عمل خواسته شده روي متغير انجام مي گيرد، سپس مقدار آن تغيير مي کند اگر مقدار فعلي متغير c برابر 5 باشد:
دستور cout << ++c عدد 6 را چاپ مي کند. ابتدا مقدار c افزايش يافته و سپس چاپ مي شود.
دستور cout << c++ عدد 5 را چاپ مي کند. ابتدا مقدار c چاپ شده و سپس افزايش مي يابد.

18. عملگرهاي افزايش و کاهش
اگر متغير در عبارتي استفاده نشده باشد، Preincrement و Postincrementاثر مشابهي دارند:
++c;
cout << c;
and
c++;

19. ملزومات تکرار با شمارنده
ملزومات تکرار با شمارنده:
متغير اختصاصي براي شمارنده
مقدار اوليه متغير
شرطي که اتمام حلقه را بر اساس مقدار شمارنده بررسي کند
عمل افزايش يا کاهش شمارنده که در هر بار اجراي حلقه اجرا مي شود
مثال:
int counter =1; //initialization
while (counter <= 10){ //repetition condition
cout << counter << endl;
++counter; //increment }

20. ملزومات تکرار با شمارنده
تعريف
int counter = 1;
متغير counter را تعريف مي کند
تعيين مي کند نوع آن integer است
بخشي از حافظه کامپيوتر را به اين متغير اختصاص مي دهد
مقدار آغازين آن را برابر 1 قرار مي دهد

21. حلقه تکرار for شکل کلي حلقه تکرار for چنين است مثال:
for ( initialization; LoopContinuationTest; increment )
statement
مثال:
for( int counter = 1; counter <= 10; counter++ )
cout << counter << endl;
اعداد از 1 تا 10 را چاپ مي کند
No semicolon after last statement

22. حلقه تکرار for حلقه for را مي توان با حلقه while بسادگي جايگزين کرد:
initialization;
while ( loopContinuationTest){
statement
increment; }
مي توان چندين دستور را در بخش آغازش حلقه و بخش بروز رساني نوشت:
for (int i = 0, j = 0; j + i <= 10; j++, i++)
cout << j + i << endl;

23. حلقه تکرار for - مثال Program to sum the even numbers from 2 to 100
1 // Fig. 2.20: fig02_20.cpp
2 // Summation with for
3 #include <iostream> 4
5 using std::cout;
6 using std::endl; 7
8 int main()
9 {
10 int sum = 0; 11
12 for ( int number = 2; number <= 100; number += 2 )
sum += number; 14
15 cout << "Sum is " << sum << endl; 16
17 return 0;
18 }
Sum is 2550

24. ساختار انتخاب switch
استفاده از اين دستور زماني مفيد است که چندين مقدار مختلف يک عبارت مورد نياز باشند
true
false .
case a
case a action(s)
break
case b
case b action(s)
case z
case z action(s)
default action(s)

25. 2.1 Use switch loop to update count
1 // Fig. 2.22: fig02_22.cpp
2 // Counting letter grades
3 #include <iostream> 4
5 using std::cout;
6 using std::cin;
7 using std::endl; 8
9 int main()
10 {
11 int grade, // one grade
aCount = 0, // number of A's
bCount = 0, // number of B's
cCount = 0, // number of C's
dCount = 0, // number of D's
fCount = 0; // number of F's 17
18 cout << "Enter the letter grades." << endl
<< "Enter the EOF character to end input." << endl; 20
21 while ( ( grade = cin.get() ) != EOF ) { 22
switch ( grade ) { // switch nested in while 24
case 'A': // grade was uppercase A
case 'a': // or lowercase a
aCount;
break; // necessary to exit switch 29
case 'B': // grade was uppercase B
case 'b': // or lowercase b
bCount;
break; 34
1. Initialize variables
2. Input data
2.1 Use switch loop to update count
Notice how the case statement is used

26. 2.1 Use switch loop to update count 3. Print results
case 'C': // grade was uppercase C
case 'c': // or lowercase c
cCount;
break; 39
case 'D': // grade was uppercase D
case 'd': // or lowercase d
dCount;
break; 44
case 'F': // grade was uppercase F
case 'f': // or lowercase f
fCount;
break; 49
case '\n': // ignore newlines,
case '\t': // tabs,
case ' ': // and spaces in input
break; 54
default: // catch all other characters
cout << "Incorrect letter grade entered."
<< " Enter a new grade." << endl;
break; // optional }
60 } 61
62 cout << "\n\nTotals for each letter grade are:"
<< "\nA: " << aCount
<< "\nB: " << bCount
<< "\nC: " << cCount
<< "\nD: " << dCount
<< "\nF: " << fCount << endl; 68
69 return 0;
70 }
break causes switch to end and the program continues with the first statement after the switch structure.
2.1 Use switch loop to update count
3. Print results
Notice the default statement.

27. Program Output Enter the letter grades.
Enter the EOF character to end input. a B c C A d f E
Incorrect letter grade entered. Enter a new grade. D b
Totals for each letter grade are:
A: 3
B: 2
C: 3
D: 2
F: 1
Program Output

28. حلقه تکرار do/while حلقه تکرار do/while مشابه حلقه whiles است
true
false
action(s)
condition
حلقه تکرار do/while مشابه حلقه whiles است
شرط تکرار در پايان حلقه و پس از اجراي بدنه آن بررسي مي شود
ساختار دستوري:
do {
statement
} while ( condition );
مثال (فرض کنيد مقدار اوليه counter =1 )
cout << counter << " ";
} while (++counter <= 10);
اين حلقه اعداد از 1 تا 10 را چاپ مي کند
همه دستورات حلقه حداقل يکبار اجرا مي شوند

29. دستورات break
Break
با اجري اين دستور، برنامه بلافاصله از حلقه يا ساختار انتخاب خارج مي شود
اجراي برنامه از دستور بعد از حلقه يا ساختار انتخاب ادامه مي يابد.
در اين درس مجاز نيستيد از اين دستور استفاده کنيد، مگر در شرايط خاص که صريحا گفته شود

30. دستور continue
Continue
با استفاده از اين دستور، اجراي تکرار فعلي حلقه پايان يافته و تکرار بعدي آن شروع مي شود.
در اين درس تحت هيچ شرايطي مجاز به استفاده از اين دستور نيستيد

31. عملگرهاي منطقي && (logical AND) || (logical OR)
Returns true if both conditions are true
|| (logical OR)
Returns true if either of its conditions are true
! (logical NOT, logical negation)
نتيجه عبارت شرطي را معکوس مي کند
عملگر تکي است. يعني روي يک عملوند عمل مي کند
جدول ارزش ترکيب گزاره ها
Expression Result
true && false false true || false true !false true

32. عملگر تساوي: == و انتساب: =
اغلب برنامه نويسان به اشتباه اين دو را به جاي هم استفاده مي کنند.
اين اشتباه خطاي کامپايل توليد نمي کند، زيرا:
هر عبارتي که حاصلي توليد کند مي تواند در دستورات شرط و کنترل استفاده شود
مقدار صفر برابر false و مقدار غير صفر برابر true ارزيابي مي شود
مثال:
if ( payCode == 4 )
cout << "You get a bonus!" << endl;
If == was replaced with =
if ( payCode = 4 ) cout << "You get a bonus!" << endl;
Sets paycode to 4
4 is nonzero, so the expression is true and a bonus is awarded, regardless of paycode.

33. عملگر تساوي: == و انتساب: =
Lvalues
عباراتي هستند که در سمت چپ عملگر انتساب قرار مي گيرند
مقدار آنها قابل تغيير است
متغيرها مثال خوبي از اين دسته اندx=4
Rvalues
عباراتي هستند که تنها در سمت راست عملگر انتساب قابل استفاده اند
ثابتها مثال خوبي از اين دسته اند pi=3.1515;
Lvalue را ميتوان به جاي rvalue استفاده کرد اما برعکس آن ممکن نيست

34. برنامه نويسي ساخت يافته
روش تقسيم مساله بزرگ مذکور در اينجا به برنامه نويسي ساختيافته مشهور است
تغيير، تست و اشکال زدايي برنامه هاي ساختيافته آسان است
قواعد برنامه نويسي ساختيافته
ساختهاي کنترلي استفاده شده در برنامه يک نقطه ورودي و يک نقطه خروجي دارند. single-entry, single-exit
روش برنامه نويسي
با ساده ترين فلوچارت شروع کنيد و هر کدام از عمليات اصلي را با يک مستطيل نشان دهيد
هر مستطيل را مي توانيد به چند مستطيل براي نشان دادن دستورات سريال تبديل کنيد
هر مستطيل را مي توانيد با يک ساختار کنترلي جايگزين کنيد
قوانين 2و 3را به ترتيب و تعداد لازم روي برنامه خود اعمال کنيد تا جزئيات برنامه به حد کافي روشن شده باشد

35. برنامه نويسي ساخت يافته
Rule 3

36. برنامه نويسي ساخت يافته
همه برنامه ها را مي توان به بخشهاي کوچکتري تقسيم کرد
Sequence سريال
Selection انتخاب
if, if/else, or switch
هر انتخابي را مي توان با دستور if پياده سازي کرد
Repetition تکرار
while, do/while or for
هر نوع دستور تکرار مي توان با while پياده سازي کرد.

37. تمرين
با استفاده از دستورات کنترل و تکرار، برنامه اي بنويسيد که عدد طبيعي N‌را دريافت کند و سپس آن را به صورت حاصلضرب مقسوم عليه هاي اولش نمايش دهد.
مثال 100 = 2*2*5*5