Instrukcje warunkowe
Do tej pory program mógł wypisać tekst lub odczytać dane, ale instrukcje wykonywały się zawsze w tej samej kolejności. Instrukcja warunkowa pozwala wybrać dalsze działanie na podstawie wartości danych: program oblicza warunek, a potem wykonuje odpowiednią gałąź.
W przykładach używamy C++, dlatego programy wypisujące tekst dołączają <iostream>. if, else, operatory porównań i logika wyboru występują również w C; różnice językowe, na przykład obsługa wejścia i wyjścia, opisujemy osobno.
Najprostszy wybór: if
Instrukcja if wykonuje swój blok tylko wtedy, gdy warunek jest prawdziwy. Jeśli jest fałszywy, program omija blok i idzie dalej.
#include <iostream>
int main() {
int temperatura = 25;
if (temperatura > 20) {
std::cout << "Jest ciepło.\n";
}
std::cout << "Program działa dalej.\n";
return 0;
}Program porównuje temperatura z 20. Ponieważ 25 > 20 jest prawdą, wypisuje „Jest ciepło.”. Następnie wykonuje instrukcję znajdującą się za blokiem if. Gdyby temperatura wynosiła 18, ominąłby tylko komunikat o cieple; reszta programu nadal by się wykonała.
Wybór jednej z dwóch dróg: if i else
Jeśli trzeba obsłużyć oba wyniki, dodaj else. Gdy warunek w if jest prawdziwy, wykona się pierwszy blok. W przeciwnym razie wykona się blok else.
#include <iostream>
int main() {
int liczba = 7;
if (liczba % 2 == 0) {
std::cout << "Liczba jest parzysta.\n";
} else {
std::cout << "Liczba jest nieparzysta.\n";
}
return 0;
}Operator % daje resztę z dzielenia całkowitego. Liczba parzysta dzielona przez 2 ma resztę 0, więc warunek liczba % 2 == 0 rozstrzyga, który komunikat wybrać. W przykładzie reszta z dzielenia 7 przez 2 wynosi 1, dlatego wykonywany jest blok else.
Nawiasy klamrowe {} wyznaczają zakres gałęzi. Nawet gdy w środku jest tylko jedna instrukcja, warto ich używać — wtedy łatwiej zauważyć, które instrukcje zależą od warunku.
Więcej niż dwa przypadki: else if
Gdy możliwych jest kilka wyników, można połączyć if, jedno lub więcej else if oraz opcjonalne else. Warunki są sprawdzane po kolei. Program wykonuje pierwszy blok, którego warunek jest prawdziwy, po czym pomija pozostałe gałęzie.
#include <iostream>
int main() {
int wynik;
std::cout << "Podaj wynik od 0 do 100: ";
if (!(std::cin >> wynik)) {
std::cerr << "Wynik musi być liczbą całkowitą.\n";
return 1;
}
if (wynik < 0 || wynik > 100) {
std::cout << "Wynik jest poza zakresem.\n";
} else if (wynik >= 90) {
std::cout << "Bardzo dobry wynik.\n";
} else if (wynik >= 50) {
std::cout << "Wynik zaliczający.\n";
} else {
std::cout << "Wynik poniżej progu zaliczenia.\n";
}
return 0;
}Najpierw program sprawdza, czy liczba jest poza zakresem. Jeśli nie, sprawdza kolejno progi 90 i 50. Dla wartości 75 pierwsze porównanie zakresu jest fałszywe, 75 >= 90 też jest fałszywe, ale 75 >= 50 jest prawdziwe — więc wykonywana jest gałąź „zaliczający”. Pozostałe gałęzie są już pomijane.
Kolejność progów ma znaczenie. Gdybyśmy najpierw sprawdzili wynik >= 50, wynik 95 także spełniłby ten warunek i nie dotarłby do sprawdzenia progu 90. W łańcuchu else if umieszczaj najpierw warunki, które mają pierwszeństwo lub opisują wyższe progi.
Użyj osobnych instrukcji if, gdy decyzje nie wykluczają się wzajemnie i kilka działań może się wykonać. if–else if wybiera najwyżej jedną gałąź.
Operatory porównania i wartości logiczne
Porównania tworzą wynik logiczny: prawdę albo fałsz. W C++ typem logicznym jest bool, a jego wartości zapisujemy jako true i false.
| Operator | Znaczenie |
|---|---|
== |
równe |
!= |
różne |
< |
mniejsze |
> |
większe |
<= |
mniejsze lub równe |
>= |
większe lub równe |
Przykład: wiek >= 18 jest prawdziwy, gdy wiek wynosi co najmniej 18. Granice przedziału zapisuj uważnie: x < 10 nie obejmuje 10, natomiast x <= 10 już tak.
W C++ wartość bool można bezpośrednio podać jako warunek. W warunku akceptowane są też inne typy, które można zamienić na bool: zero oznacza fałsz, a wartość różna od zera — prawdę. Zwykle czytelniej napisać liczba != 0 niż samo if (liczba), bo porównanie pokazuje, co sprawdzamy.
W C typem logicznym jest _Bool; nagłówek <stdbool.h> udostępnia wygodne nazwy bool, true i false w starszych standardach C. W obu językach warunek instrukcji if interpretuje wartość skalarną jako prawdę lub fałsz, ale typy i nazwy związane z wartością logiczną nie są identyczne we wszystkich wersjach języków.
Łączenie warunków
Czasem decyzja zależy od kilku faktów naraz. Operatory logiczne pozwalają połączyć porównania:
&&— „i”: oba warunki muszą być prawdziwe;||— „lub”: wystarczy, że prawdziwy jest co najmniej jeden;!— „nie”: odwraca wartość logiczną.
#include <iostream>
int main() {
int wiek = 20;
bool maBilet = true;
if (wiek >= 18 && maBilet) {
std::cout << "Można wejść.\n";
}
if (wiek < 18 || !maBilet) {
std::cout << "Wejście jest niedostępne.\n";
}
return 0;
}W pierwszym warunku obie części muszą być prawdziwe. W drugim wystarczy, że osoba jest niepełnoletnia albo nie ma biletu. Operatory && i || stosują krótkie spięcie: jeśli wynik jest już rozstrzygnięty przez lewą część, prawa część nie jest obliczana. Można na tym bezpiecznie polegać, na przykład sprawdzając mianownik przed dzieleniem:
#include <iostream>
int main() {
int mianownik = 3;
int licznik = 10;
if (mianownik != 0 && licznik / mianownik > 2) {
std::cout << "Iloraz jest większy niż 2.\n";
}
return 0;
}Nie łącz wielu trudnych porównań w jednym wierszu, jeśli utrudnia to zrozumienie. Podziel je na nazwane wartości logiczne:
#include <iostream>
int main() {
int a = 5;
int b = 6;
int c = 7;
bool wszystkieDodatnie = a > 0 && b > 0 && c > 0;
bool spelniaNierownosciTrojkata =
a + b > c && a + c > b && b + c > a;
if (wszystkieDodatnie && spelniaNierownosciTrojkata) {
std::cout << "Liczby mogą być długościami boków trójkąta.\n";
}
return 0;
}Jeżeli w jednym wyrażeniu mieszasz && i ||, dodaj nawiasy, aby jasno zaznaczyć grupowanie. Nawiasy ułatwiają czytanie i chronią przed pomyłką w kolejności działań.
Krótki wybór wartości: operator ?:
Operator warunkowy ?: jest wyrażeniem, które wybiera jedną z dwóch wartości. Ma postać warunek ? wartość_gdy_prawda : wartość_gdy_fałsz.
#include <iostream>
int main() {
int x = 8;
int y = 5;
int wieksza = (x > y) ? x : y;
std::cout << "Większa liczba: " << wieksza << '\n';
return 0;
}Najpierw sprawdzany jest warunek x > y. Ponieważ jest prawdziwy, całe wyrażenie ma wartość x, czyli 8, a ta wartość zostaje przypisana do wieksza. Gdy warunek jest fałszywy, wybrane zostaje y. Ten zapis pasuje do krótkiego wyboru wartości; rozbudowane działania lepiej zapisać w zwykłym if–else.
Typowe pomyłki
Przypisanie = a porównanie ==
Pojedynczy znak = przypisuje wartość do zmiennej. Podwójny == porównuje dwie wartości. Pomyłka może być poprawna składniowo, ale zmienia program:
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
if (x = 10) { // Błędny warunek: zmienia x na 10.
std::cout << "Ta gałąź się wykona, bo 10 oznacza prawdę.\n";
}
if (x == 10) { // Porównanie: nie zmienia x.
std::cout << "x jest równe 10.\n";
}
return 0;
}Wartość przypisania jest zarazem wartością całego wyrażenia. Ponieważ 10 oznacza prawdę w warunku, błędna gałąź się wykona. Kompilator często ostrzega o takim zapisie — nie ignoruj ostrzeżeń.
Za szeroki warunek na początku
W łańcuchu else if późniejsze warunki mogą stać się nieosiągalne:
#include <iostream>
int main() {
int x = 10;
if (x > 5) {
std::cout << "x jest większe niż 5.\n";
} else if (x > 8) {
std::cout << "x jest większe niż 8.\n";
}
return 0;
}Jeżeli gałęzie opisują progi, sprawdzaj najpierw próg wyższy. Jeżeli warunki są niezależne, zamiast else if użyj osobnych if.
Średnik po if
Nie wstawiaj średnika bezpośrednio po warunku. Średnik sam jest pustą instrukcją, więc poniższy if nie steruje blokiem w nawiasach klamrowych:
#include <iostream>
int main() {
int liczba = -2;
if (liczba > 0); // Ta instrukcja kończy się tutaj.
{
std::cout << "Ten blok wykona się niezależnie od liczby.\n";
}
return 0;
}Blok { ... } jest osobnym blokiem, a nie częścią if. Zostaw warunek bez średnika i obejmij nawiasami klamrowymi dokładnie te instrukcje, które mają zależeć od jego wyniku.
Porównywanie liczb zmiennoprzecinkowych
Liczby float i double są przechowywane z ograniczoną precyzją. Obliczenie, które matematycznie powinno dać na przykład 0.3, może mieć minimalnie inną reprezentację. Dlatego równość == bywa niewłaściwa do sprawdzania wyniku obliczeń zmiennoprzecinkowych. Często sprawdza się, czy różnica mieści się w tolerancji:
#include <cmath>
#include <iostream>
int main() {
double suma = 0.1 + 0.2;
const double tolerancja = 1e-9;
if (std::abs(suma - 0.3) < tolerancja) {
std::cout << "Suma jest w przybliżeniu równa 0.3.\n";
}
}Tolerancję dobiera się do skali i znaczenia obliczeń; 1e-9 nie jest uniwersalną wartością dla każdego programu.
Zmiana wartości ukryta w warunku
Wyrażenie x++ zwraca najpierw starą wartość x, a potem zwiększa zmienną. Taki efekt uboczny w warunku jest trudny do zauważenia:
#include <iostream>
int main() {
int x = 5;
if (x++ > 5) {
std::cout << "Warunek jest prawdziwy.\n";
}
std::cout << "x ma teraz wartość " << x << ".\n";
return 0;
}W prostych instrukcjach czytelniej jest oddzielić zmianę zmiennej od sprawdzania warunku.
Wybór spośród stałych przypadków: switch
switch przydaje się, gdy porównujemy jedną wartość z kilkoma konkretnymi stałymi. W C++ wyrażenie switch może mieć typ całkowity, znakowy albo wyliczeniowy; nie służy do bezpośredniego sprawdzania przedziałów ani tekstu std::string.
#include <iostream>
int main() {
int dzien;
std::cout << "Podaj numer dnia (1-7): ";
if (!(std::cin >> dzien)) {
std::cerr << "Numer dnia musi być liczbą całkowitą.\n";
return 1;
}
switch (dzien) {
case 1:
std::cout << "Poniedziałek\n";
break;
case 2:
std::cout << "Wtorek\n";
break;
case 3:
std::cout << "Środa\n";
break;
case 4:
std::cout << "Czwartek\n";
break;
case 5:
std::cout << "Piątek\n";
break;
case 6:
std::cout << "Sobota\n";
break;
case 7:
std::cout << "Niedziela\n";
break;
default:
std::cout << "Numer musi być z zakresu 1-7.\n";
}
return 0;
}Program porównuje dzien z kolejnymi etykietami case. Po znalezieniu pasującej wartości wykonuje instrukcje tej gałęzi. break kończy switch; bez niego wykonanie przechodzi dalej, także do instrukcji pod następnym case. default jest opcjonalną gałęzią dla wartości, które nie pasują do żadnego przypadku. Do sprawdzania przedziału, takiego jak „od 1 do 7”, użyj if.
Wspólna część po wyborze
Jeżeli po wybraniu gałęzi program ma wykonać tę samą czynność, umieść ją po całym if–else, zamiast kopiować ją do obu bloków:
#include <iostream>
int main() {
int x = 12;
if (x > 10) {
std::cout << "x jest większe niż 10\n";
} else {
std::cout << "x nie jest większe niż 10\n";
}
std::cout << "Ten komunikat pojawi się w obu przypadkach.\n";
return 0;
}W ten sposób decyzja wybiera tylko różny komunikat, a wspólna instrukcja uruchamia się po niej niezależnie od wyniku.