Управление на изпълнението

Безславното “goto”

Както е типично в подобни ситуации, средата е най-доброто нещо. Проблемът не е използването на goto ами прекаленото използване на goto и в редки си­туа­ции goto е най-добрият начин за структуриране на програмата.

Въпреки че goto е запазена дума в Java тя не се използва в езика; Java няма goto. Има обаче нещо което изглежда малко като преход свързано с ключовите думи break и continue. Това не е скок а начин за излизане от цикъла. Причината че­сто да се споменава в дискусиите за goto е че използва същия механизъм: ети­кет.

Етикетът е идентификатор следван от двоеточие както тук:

label1:

Единственото място където етикетът е полезен в Java е точно преди ите­ра­цио­нен оператор. Именно точно преди – нищо хубаво не донася поставянето на друг оператор между етикета и цикъла. И единстветата примина да се слага ети­кет е ако смятате да слагате друга итерация или условен преход в първата. break и continue нормално ще прекъснат само текущия цикъл, но когато са из­полз­вани с етикет те ще прекъснат всичко до етикета:

label1:
outer-iteration {
inner-iteration {
//…
break; // 1
//…
continue; // 2
//…
continue label1; // 3
//…
break label1; // 4
}
}

В случай 1 break-ът прекъсва вътрешната итерация и отивате във външната. В слу­чай 2 continue довежда обратно в началото на вътрешната итерация. Но в слу­чай 3 continue label1 прекъсва вътрешната и външната итерация, винаги до label1. След това фактически итерациите продължават, но започвайки от външ­на­та итерация. В случай 4 break label1 също всичко до label1, но не започва пак ите­рация. Фактически излиза и от двете итерации.

Ето пример за for цикли:

//: c03:LabeledFor.java

// Java’s "labeled for loop"
public class LabeledFor {

public static void main(String[] args) {

int i = 0;

outer: // Can't have statements here

for(; true ;) { // infinite loop

inner: // Can't have statements here

for(; i < 10; i++) {

prt("i = " + i);

if(i == 2) {

prt("continue");

continue;

}

if(i == 3) {

i++; // Otherwise i never

// gets incremented.

break;

if(i == 7) {

prt("continue outer");

i++; // Otherwise i never

// gets incremented.

continue outer;

}

if(i == 8) {

break outer;

}

for(int k = 0; k < 5; k++) {

prt("continue inner");

continue inner;

}

}

}

// Can't break or continue

}

static void prt(String s) {

}

} ///:~

Забележете че break извежда от for цикъла и няма инкрементиращ израз до края на for цикъла. Понеже break пропуска инкрементиращия израз ин­кре­мен­ти­рането се изпълнява директно за i == 3. Операторът continue outer в случая на I == 7 също скача в началото на цикъла и пропуска инкрементирането, така че тук отново се инкрементира директно.

Ето изхода:

i = 0

i = 1

i = 2

i = 3

i = 4

i = 5

i = 6

i = 7

i = 8

Ако липсваше break outer операторът нямаше да има начин да се излезе от външ­ния цикъл извътре на вътрешния, понеже break (без етикет - б.пр.) може са­мо да прекъсне най-вътрешния цикъл. (Същото е вярно за continue.)

Разбира се, в случаите когато прекъсването на цикъла ще завърши и работата на метода може да се използва просто return.

Ето демонстрация на break и continue с етикети в while цикли:

//: c03:LabeledWhile.java

// Java's "labeled while" loop

public static void main(String[] args) {

int i = 0;

outer:

prt("Outer while loop");

while(true) {

i++;

if(i == 1) {

prt("continue");

continue;

}

if(i == 3) {

continue outer;

}

if(i == 5) {

break;

if(i == 7) {

prt("break outer");

break outer;

}

}

}

static void prt(String s) {

System.out.println(s);

}

} ///:~

1. 
   Без етикет continue скача в началото на най-вътрешния цикъл и продължава.
   
2. 
   С етикет continue скача на етикета и започва цикъла след този етикет.
   
3. 
   break “скача на дъното” на цикъл.
   
4. 
   С етикет break скача на дъното на цикъла с етикета.
   

Outer while loop

i = 1

continue

i = 3

Outer while loop

i = 4

i = 5

Outer while loop

i = 6

i = 7

Важно е да се запомни че единствената причина да се използват етикети в Java е когато имате вместени един в друг цикли и искате да break или continue през по­вече от едно ниво на вместване.

В “goto considered harmful” на Dijkstra той протестира фактически срещу етикетите, не срещу goto. Той забелязва, че броят на грешките изглежда расте с броя на етикетите в програмата. Етикетите и goto правят програмата мъчна за статичен анализ, понеже се въвеждат цикли в изпълнението. Забележете че в Java етикетите не страдат от този проблем, тъй като са ограничени и не могат да предават управлението по ad hoc маниер. Интересно е да се отбележи също, че това е случай в който една черта на езика е направена по-полезна с намаляване на мощта º.

switch

Ще забележите че всеки case свършва с break, което предизвиква скок след края на тялата на switch. Това е конвенционалния метод за конструиране на switch оператора, но break е незадължителен. Ако е изпуснат се изпълнява кода на следващия по ред break. Въпреки че обикновено не се предпочита този род по­ведение, той може да бъде много полезен за напредналия програмист. За­бе­ле­жете че последния оператор, default, няма break понеже идпълнението про­дъл­жава точно там, където би го продължил и break. Не бихте сложили break след default оператор ако считате стила за важно нещо.

Операторът switch е добър начин да се направи многопътна селекция (т.е из­би­ра­не измежду много възможни пътища на изпълнение), но изисква селектор кой­то дава цяла стойност като int или char. Ако искате, например, да из­полз­ва­те низ или плаваща запетая, това няма да работи със switch оператора. За не­це­ли стойности трябва да използвате серия if оператори.

Ето пример в който се създават букви и се определя дали са гласни или съ­глас­ни:

//: c03:VowelsAndConsonants.java

// Demonstrates the switch statement

public static void main(String[] args) {

for(int i = 0; i < 100; i++) {

char c = (char)(Math.random() * 26 + 'a');

System.out.print(c + ": ");

switch(c) {

case 'a':

case 'e':

case 'i':

case 'o':

case 'u':

System.out.println("vowel");

break;

case 'y':

System.out.println(

"Sometimes a vowel");

break;

System.out.println("consonant");

}

}

}

Тъй като Math.random( ) генерира числа между 0 и 1 необходимо е само да се ум­ножи по горната граница на интервала числа, който искате да получите (26 за бук­вите на английската азбука) и да се добави отместване за да се получи дол­на­та граница.

Въпреки че изглежда че превключването става по знаци, switch операторът фак­тически използва цялата стоност на знака. Знаците с една кавичка в case опе­раторите също дават цяла стойност която се използва за сравнение.

Забележете как caseтата могат да бъдат “стекирани” едно върху друго за да се по­лучи избор на една част от кода за няколко стойности. Ще знаете също че е важ­но да се сложи break оператор във всяко отделно сравнение, иначе управ­ле­ние­то ще продължи надолу с кода на следващото case.

Детайли на изчислението

Операторът:

char c = (char)(Math.random() * 26 + 'a');

заслужава поглед по-отблизо. Math.random( ) дава double, така че стойността 26 се превръща в double за да се изпълни умножението, което също дава double. Това значи че ‘a’ трябва да бъде превърнато в double за да се изпълни съ­бирането. double резултатът се превръща обратно в char с кастинг.

Първо, какво прави касингът към char? Тоест, ако имате стойност 29.7 и го пре­връ­щате в char, 30 или 29 е стойността? Отговорът може да бъде видян в този при­мер:

//: c03:CastingNumbers.java

// What happens when you cast a float or double

// to an integral value?
public class CastingNumbers {

public static void main(String[] args) {

double

above = 0.7,

below = 0.4;

System.out.println("above: " + above);

System.out.println("below: " + below);

System.out.println(

"(int)above: " + (int)above);

System.out.println(

"(int)below: " + (int)below);

System.out.println(

"(char)('a' + above): " +

(char)('a' + above));

System.out.println(

"(char)('a' + below): " +

(char)('a' + below));

}

} ///:~

Изходът е:

above: 0.7

below: 0.4

(int)above: 0

(int)below: 0

(char)('a' + above): a

(char)('a' + below): a

Така че отговорът е: кастингът от float или double към цели стойности винаги ре­же.

Следващият въпрос е за Math.random( ). Дава ли той стойност от нула до еди­ни­­ца включително ‘1’? На математически език (0,1), или [0,1], или (0,1] или [0,1)? (Квадратната скоба значи “включва” докато кръглата значи “не включ­ва.”) Отново тестова програма дава отговора:

//: c03:RandomBounds.java

// Does Math.random() produce 0.0 and 1.0?
public class RandomBounds {

static void usage() {

System.err.println("Usage: \n\t" +

"RandomBounds lower\n\t" +

"RandomBounds upper");

System.exit(1);

}

public static void main(String[] args) {

if(args.length != 1) usage();

if(args[0].equals("lower")) {

while(Math.random() != 0.0)

; // Keep trying

System.out.println("Produced 0.0!");

}

else if(args[0].equals("upper")) {

while(Math.random() != 1.0)

; // Keep trying

System.out.println("Produced 1.0!");

}

else

usage();

}

} ///:~

За да стартирате програмата пишете:

java RandomBounds lower

или

java RandomBounds upper

В двата случая трябва да прекъснете програмата ръчно, така че ще изглежда че Math.random( ) никога не дава 0.0 и 1.0. Експериментът тук обаче може да за­блуж­дава. Ако считаме че има 2¹²⁸ различни мантиси с плаваща запетая между 0 и 1, вероятността да се уцели точно може да е такава, че съответното време да е по-дълго от времето на живот на всеки компютър, а и на експериментатора. Из­ли­за че 0.0 се включва във възможния изход на Math.random( ). Или на ма­те­ма­ти­чески език [0,1).

Каталог: Java
Java -> Лекция Изключения. Уравнение на КортевегДеВриз
Java -> Създаване на прозорци и аплети
Java -> Лекция 2 Типове данни. Класове и обекти. Числено интегриране
Java -> Национална академия по разработка на софтуер
Java -> Java за цифрово подписване на документи в уеб
Java -> Запознаване с JavaScript. Запознаване с Java Script
Java -> Програма за изчисляване на средна стойност

Изтегляне 13.53 Mb.

Сподели с приятели: