Умовний перехід

Блок-схема Якщо-То-Інакше.

Вкладена блок-схема Якщо-То-Інакше.

Умовний перехід — конструкція мови програмування, яка дозволяє виконувати різні дії залежно від булевого значення умови вказаної програмістом.

Найбільш часто умовний перехід має дві стадії: на першій відбувається порівняння між собою деяких величин, що визначають умову переходу, а на другій виконується сам перехід.

Необхідність коректної обробки умовних переходів накладає серйозний відбиток на логіку роботи сучасних конвеєрних процесорів^[1]. Умовні переходи можуть виконуватися двома способами. Виконувані переходи часто змінюють значення лічильника команд процесора на обчислене значення адреси переходу. Невиконувані — додають до значення лічильника команд число, рівне довжині поточної команди в байтах, для переходу до виконання наступної команди. Неправильне визначення типу умовного переходу може призводити до виникнення суттєвих затримок в роботі конвеєра і відповідно до великої втрати продуктивності комп'ютера.

Конструкція if—then(—else)

С-подібні мови

В мовах з C-подібним синтаксисом (C, C++, JavaScript) умовний перехід виглядає так:

if (умова) {
    // Дії виконуються, якщо умова виконана
} else {
    // Дії виконуються, якщо умова не виконана
}

Pascal

В мові програмування Pascal оператор умовного переходу виглядає так^[2]:

if умова then оператор 1 else оператор 2;

Else if

Вирази if—then—else

У багатьох мовах програмування підтримуються так звані if—вирази, що подібні до операторів умовного переходу, але повертають деяке значення.

Алголоподібні мови

ALGOL 60^[en] і деякі інші мови сімейства ALGOL дозволяють трактувати конструкцію if–then–else як вираз:

  myvariable := if x > 10 then 1 else 2

У наведеному прикладі змінній myvariable буде надано значення в залежності від поточного значення змінної x.

Lisp і діалекти

У діалектах мови Lisp — Scheme, Racket і Common Lisp — умовні вирази також присутні:

;; Scheme
(define myvariable (if (> x 12) 1 2))   ; Надає змінній 'myvariable' значення 1 чи 2, залежно від значення 'x'

;; Common Lisp
(let ((x 10))
  (setq myvariable (if (> x 12) 2 4)))  ; Надає 'myvariable' значення 2

Haskell

У мові Haskell (Haskell-98 і пізніші стандарти) існують лише if-вирази (умовних операторів немає), і частина else є обов'язковою, через те, що кожен вираз повинен мати значення.^[3] Логіка програми, яка в інших мовах зазвичай виражається умовними операторами, у Haskell як правило реалізується за допомогою зіставлення зі шаблоном у рекурсивних функціях.

Мова Haskell реалізує ліниві обчислення, через це є можливим формулювати керуючі структури (такі як if) у вигляді звичайних виразів. Ліниві обчислення у цьому випадку означають, що if—функція обчислює лише вираз умови і відповідну гілку (if чи else), в той час як у мовах з обов'язковим обчисленням («не-лінивих») обчислюються всі три вирази. Приклад програми:^[4]

if' :: Bool -> a -> a -> a
if' True x _ = x
if' False _ y = y

C-подібні мови

Мова C і подібні їй мають спеціальну тернарну умовну операцію (?:) для умовних виразів. Її сутність можна описати таким чином:

умова ? обчислюється_коли_умова_дійсна : обчислюється_коли_умова_недійсна

Таким чином, тернарна операція може бути вбудована у будь-який вираз, на відміну від умовного оператора. У C-подібних мовах вираз

my_variable = (x > 10) ? "foo" : "bar";  // In C-like languages

може бути порівняний з алголоподібними мовами, а також з тернарними операціями у мовах Ruby, Scala і подібних.

Умовний вираз, наведений вище, можна описати і за допомогою умовного оператора:

if (x > 10)
    my_variable = 'foo';
else
    my_variable = 'bar';

Думки програмістів різняться щодо того, яка форма умовної операції (вираз чи оператор) є простішою для читання і сприймання людиною, і чи генерує оператор більш ефективний код.^[5]

Арифметичний оператор if

У ранніх версіях мови програмування Фортран (до стандарту Фортран 77) був присутній так званий «арифметичний умовний оператор». Його можна розглядати як проміжну конструкцію між власне умовним оператором і оператором вибору. Ідея базується на математичній трихотомії: x < 0, x = 0, x > 0. Цей оператор був найпершим умовним оператором у Фортрані:^[6]

IF (e) label1, label2, label3

де e — будь-який числовий вираз (не обов'язково цілий). Даний оператор еквівалентний наступному:

IF (e .LT. 0) GOTO label1
IF (e .EQ. 0) GOTO label2
GOTO label3

Через те, що «арифметичний IF» еквівалентний трьом операторам GOTO (які можуть переходити будь-куди у програмі), він вважається шкідливим у структурному програмуванні і не повинен використовуватися у нових програмах.

Див. також

• Команди умовного переходу

Примітки

1. The Inhibition of Potential Parallelism by Conditional Jumps. doi:10.1109/T-C.1972.223514.
2. Розгалуження: оператори умовного та безумовного переходів, оператор вибору в Turbo Pascal. Архів оригіналу за 19 січня 2018. Процитовано 19 січня 2018.
3. Haskell 98 Language and Libraries: The Revised Report
4. «If-then-else Proposal on HaskellWiki»
5. Efficient C Tips #6 – Don’t use the ternary operator « Stack Overflow. Embeddedgurus.com. 18 лютого 2009. Процитовано 7 вересня 2012.
6. American National Standard Programming Language FORTRAN. 3 квітня 1978. Архів оригіналу за 11 жовтня 2007. Процитовано 9 вересня 2007. [Архівовано 2007-10-11 у Wayback Machine.]

Портал «Програмування»