Урок 17-19. Розгалуження. Проєкти з розгалуженнями

Доброго дня, учні! Сьогодні на уроці ми розглянемо одну з важливих тем програмування — розгалуження, а також навчимося створювати проєкти з розгалуженнями. Ви дізнаєтесь, як програма може виконувати різні дії залежно від умов. Це дуже важливий інструмент для будь-якого програміста, тому що без розгалужень було б неможливо керувати поведінкою програм, реагувати на певні події або вводити логічні рішення.

Актуальність і застосування у житті:

Розгалуження широко застосовуються у повсякденних життєвих ситуаціях і задачах. Кожного разу, коли ви приймаєте рішення, яке залежить від певної умови, ви використовуєте розгалуження в реальному житті. Наприклад, якщо йде дощ, ви берете з собою парасольку, а якщо не йде — не берете. Програмування не відрізняється: якщо певна умова в коді істинна, виконується один набір інструкцій, а якщо ні — інший.

У повсякденних комп’ютерних програмах розгалуження допомагають вирішувати безліч завдань. Наприклад, в інтернет-магазинах вони дозволяють обробляти різні варіанти оплати, в іграх — змінювати події залежно від рішень гравця, в банківських системах — перевіряти баланс рахунку і вирішувати, чи дозволяти транзакцію.

Тож, як ви бачите, розуміння концепції розгалужень є не лише важливим у програмуванні, але й корисним для прийняття рішень у реальному житті.

Основні теоретичні відомості:

Що таке розгалуження?

Розгалуження — це структура в програмуванні, що дозволяє програмі виконувати різні дії в залежності від умови. Розгалуження використовують для того, щоб програма могла реагувати на певні події чи дані. Основна ідея полягає в тому, щоб створити вибір: якщо умова виконується — одні дії, якщо ні — інші.

Оператори розгалуження

Розглянемо три основні типи операторів розгалуження, які використовуються в багатьох мовах програмування, зокрема в Python і Lazarus:

1. if — перевіряє умову та виконує певний блок коду, якщо умова є істинною.

2. if-else — перевіряє умову і виконує одну дію, якщо умова є істинною, а іншу — якщо хибною.

3. if-elif-else — дозволяє перевірити кілька умов і вибрати серед них ту, яка відповідає дійсності.

Приклад 1 у Python

Ось простий приклад програми на мові Python з використанням розгалуження:

якщо користувачеві менше 18 років, програма виведе "Ви ще неповнолітні". Якщо вік від 18 до 59 років — "Ви доросла людина", а якщо більше 60 років — "Ви пенсіонер".

python

Копіювати код

age = int(input("Введіть ваш вік: "))

if age < 18:

    print("Ви ще неповнолітні.")

elif age >= 18 and age < 60:

    print("Ви доросла людина.")

else:

    print("Ви пенсіонер.")

Тут ми бачимо приклад розгалуження: якщо користувачеві менше 18 років, програма виведе "Ви ще неповнолітні". Якщо вік від 18 до 59 років — "Ви доросла людина", а якщо більше 60 років — "Ви пенсіонер".

Проєкт "Мобілізація 2024.Виїзд за кордон" в пайтоні

age = int(input("Введіть ваш вік: "))

if age < 18 or age>= 60:

    print("Ви не військовозобов'язаний, вас випускають за кордон")

elif age >= 18 and age < 25:

    print("Ви призовник")

else:

    print("Ви військовозобов'язаний вас не випускають за кордон")

Приклад у Lazarus

Алгоритм у Lazarus:

1. Відкриваємо Lazarus і створюємо новий проєкт.

2. У коді на подію натискання кнопки прописуємо код для перевірки числа.

3. Запускаємо програму.

У середовищі Lazarus для роботи з розгалуженнями ми можемо використовувати подібну логіку. Наприклад:

pascal

Копіювати код

var

  age: integer;

begin

  age := StrToInt(InputBox('Введіть вік', 'Вік', ''));

  if age < 18 then

    ShowMessage('Ви ще неповнолітні.')

  else if (age >= 18) and (age < 60) then

    ShowMessage('Ви доросла людина.')

  else

    ShowMessage('Ви пенсіонер.');

end;

Тут, як і в прикладі з Python, програма виводить різні повідомлення залежно від віку користувача.

Створення лінійних і розгалужених проєктів

Лінійні проєкти — це такі програми, де всі інструкції виконуються послідовно, одна за одною. Наприклад, програма, яка виконує обчислення без перевірки умов:

python

Копіювати код

a = 5

b = 10

c = a + b

print(c)  # Виведе: 15

Розгалужені проєкти — це програми, в яких залежно від введених даних або певних умов виконується різний код. Це дає змогу зробити програму більш динамічною та універсальною. Розглянемо приклад розгалуженого проєкту:

python

Копіювати код

number = int(input("Введіть число: "))

if number > 0:

    print("Число додатне.")

elif number < 0:

    print("Число від'ємне.")

else:

    print("Це нуль.")

У цьому прикладі програма перевіряє, чи є введене число додатним, від'ємним або нулем, і виконує відповідний блок коду.

Практичне застосування розгалужень

1. Прийняття рішень: Програмісти використовують розгалуження для того, щоб програми приймали рішення на основі введених даних або певних умов. Наприклад, банківська система може перевіряти, чи є достатньо грошей на рахунку перед тим, як дозволити транзакцію.

2. Ігри: В ігрових програмах розгалуження використовують для зміни поведінки персонажів або реакцій гри на дії гравця. Наприклад, якщо гравець здобуває певний предмет, програма може відкрити новий рівень.

3. Веброзробка: У вебзастосунках розгалуження часто використовують для перевірки прав користувача або обробки різних типів запитів на сервері. Наприклад, якщо користувач вводить неправильний пароль, програма може попросити його спробувати знову.

4. Системи безпеки: У системах безпеки використовують розгалуження для прийняття рішень щодо дій в різних ситуаціях, наприклад, увімкнення тривоги, якщо датчики зафіксували рух.

Висновок

Розгалуження — це одна з найважливіших концепцій у програмуванні, яка дозволяє програмам приймати рішення залежно від умов. Без розгалужень програми не могли б бути такими динамічними й універсальними. Ми використовуємо їх у багатьох галузях життя, від банківських систем до ігор і вебдодатків.

На сьогоднішньому уроці ви дізнаєтеся більше про створення проєктів з розгалуженнями на прикладах мов Python та Pascal (Lazarus), а також спробуєте самостійно реалізувати кілька таких програм. Розуміння цього матеріалу допоможе вам не лише у навчанні, але й у майбутній роботі над власними програмами.

Тож, давайте розпочнемо!

Задачі на тему "Розгалуження" для Python та Lazarus з розв'язками

Задача 1: Визначити, чи є число парним або непарним

Умова: Користувач вводить число. Програма повинна вивести, чи є це число парним або непарним.

Алгоритм:

1. Запросити користувача ввести число.

2. Перевірити, чи ділиться число на 2 без залишку.

3. Якщо так, вивести, що число парне; якщо ні, вивести, що число непарне.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Запитуємо число

number = int(input("Введіть число: "))

# Перевіряємо, чи є число парним

if number % 2 == 0:

    print("Число парне.")

else:

    print("Число непарне.")

Розв'язок у Lazarus:

pascal

Копіювати код

var

  number: integer;

begin

  number := StrToInt(InputBox('Введіть число', 'Число', ''));

  if number mod 2 = 0 then

    ShowMessage('Число парне.')

  else

    ShowMessage('Число непарне.');

end;

Алгоритм у Lazarus:

1. Відкриваємо Lazarus і створюємо новий проєкт і зберігаємо в окремій паці .

2. Додаємо кнопку і поле для введення (TEdit).

3. У коді на подію натискання кнопки прописуємо код для перевірки числа.

4. Запускаємо програму.

Задача 2: Визначити, чи є користувач повнолітнім

Умова: Користувач вводить свій вік. Програма повинна вивести повідомлення, чи є він повнолітнім (18 років і більше).

Алгоритм:

1. Запросити користувача ввести вік.

2. Перевірити, чи дорівнює або більше вік 18.

3. Якщо так, вивести, що користувач повнолітній; якщо ні, вивести, що неповнолітній.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Запитуємо вік

age = int(input("Введіть ваш вік: "))

# Перевіряємо, чи є користувач повнолітнім

if age >= 18:

    print("Ви повнолітні.")

else:

    print("Ви неповнолітні.")

Розв'язок у Lazarus:

pascal

Копіювати код

var

  age: integer;

begin

  age := StrToInt(InputBox('Введіть ваш вік', 'Вік', ''));

  if age >= 18 then

    ShowMessage('Ви повнолітні.')

  else

    ShowMessage('Ви неповнолітні.');

end;

Алгоритм у Lazarus:

1. Створюємо новий проєкт.

2. Додаємо компонент для введення віку (TEdit) і кнопку (TButton).

3. Додаємо код для перевірки віку на подію натискання кнопки.

4. Виводимо результат через ShowMessage.

Задача 3: Визначити найбільше з трьох чисел

Умова: Користувач вводить три числа. Програма повинна визначити і вивести найбільше з них.

Алгоритм:

1. Запросити користувача ввести три числа.

2. Використати розгалуження для перевірки, яке з чисел найбільше.

3. Вивести найбільше число.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Запитуємо три числа

a = int(input("Введіть перше число: "))

b = int(input("Введіть друге число: "))

c = int(input("Введіть третє число: "))

# Визначаємо найбільше число

if a > b and a > c:

    print("Найбільше число:", a)

elif b > a and b > c:

    print("Найбільше число:", b)

else:

    print("Найбільше число:", c)

Розв'язок у Lazarus:

pascal

Копіювати код

var

  a, b, c: integer;

begin

  a := StrToInt(InputBox('Введіть перше число', 'Число', ''));

  b := StrToInt(InputBox('Введіть друге число', 'Число', ''));

  c := StrToInt(InputBox('Введіть третє число', 'Число', ''));

  if (a > b) and (a > c) then

    ShowMessage('Найбільше число: ' + IntToStr(a))

  else if (b > a) and (b > c) then

    ShowMessage('Найбільше число: ' + IntToStr(b))

  else

    ShowMessage('Найбільше число: ' + IntToStr(c));

end;

Алгоритм у Lazarus:

1. Створюємо новий проєкт.

2. Додаємо три поля для введення чисел (TEdit) і кнопку (TButton).

3. Додаємо код для визначення найбільшого числа на подію натискання кнопки.

4. Виводимо результат через ShowMessage.

Ці три задачі демонструють різні способи використання розгалужень для перевірки умов і прийняття рішень у Python та Lazarus. Вони допоможуть учням зрозуміти, як розгалуження може використовуватися для побудови логічних структур в програмах.

У підручнику стор. 78 р.2.3

Тест з теми "Розгалуження. Проєкти з розгалуженнями" (30 запитань)

1. Що таке розгалуження в програмуванні?

a) Операція над числами

b) Математичний вираз

c) Оператор вибору напрямку виконання коду

d) Тип даних
Відповідь: c
Група 1

2. Як в Python записується умова для перевірки рівності двох значень?

a) a = b

b) a == b

c) a != b

d) a >= b
Відповідь: b
Група 3

3. Що таке оператор if?

a) Команда для введення даних

b) Оператор циклу

c) Оператор умовного виконання коду

d) Команда для виведення даних
Відповідь: c
Група 1

4. Який оператор використовується для альтернативної умови в Python?

a) else

b) elif

c) both

d) try
Відповідь: b
Група 1

5. Що станеться, якщо умова в if неправдива?

   • a) Виконається код у блоці if

   • b) Код не буде виконано

   • c) Виконається код у блоці else, якщо він є

   • d) Програма зупиниться
     Відповідь: c
     Група 1

6. Як називається функція введення даних у Python?

   • a) print()

   • b) input()

   • c) enter()

   • d) scan()
     Відповідь: b
     Група 3

7. Який тип даних повертає функція input() у Python?

   • a) int

   • b) float

   • c) str

   • d) bool
     Відповідь: c
     Група 1

8. У якій частині коду Lazarus можна перевіряти умови?

   • a) У формі

   • b) У процедурі події

   • c) У самому об'єкті

   • d) У бібліотеках
     Відповідь: b
     Група 3

9. Як виглядає оператор else у Lazarus?

   • a) IF condition THEN action ELSE another_action;

   • b) IF condition DO action ELSE;

   • c) IF condition GOTO action ELSE another_action;

   • d) CASE action ELSE;
     Відповідь: a
     Група 1

10. Що станеться, якщо жодна з умов в операторі if не виконується?

    • a) Програма зупиняється

    • b) Виконається блок else, якщо він є

    • c) Нічого не відбудеться

    • d) Програма видасть помилку
      Відповідь: b
      Група 1

11. Що таке вкладені умови (nested conditions)?

    • a) Оператор вибору

    • b) Умови, які містяться в середині інших умов

    • c) Цикл у програмуванні

    • d) Умови, які знаходяться поза циклом
      Відповідь: b
      Група 1

12. Що робить оператор elif в Python?

    • a) Перевіряє другу умову, якщо перша невірна

    • b) Завершує програму

    • c) Оголошує змінну

    • d) Викликає функцію
      Відповідь: a
      Група 1

13. Що таке блок else в Python?

    • a) Оператор введення

    • b) Команда для виведення даних

    • c) Частина оператора розгалуження, що виконується при невірній умові

    • d) Оператор завершення циклу
      Відповідь: c
      Група 1

14. Який синтаксис умовного оператора в Lazarus?

    • a) if condition: action

    • b) IF condition THEN action;

    • c) IF condition END

    • d) IF condition GOTO action;
      Відповідь: b
      Група 3

15. Як змінити тип введеного значення з текстового на ціле у Python?

    • a) int()

    • b) float()

    • c) str()

    • d) bool()
      Відповідь: a
      Група 3

16. Як у Lazarus визначити залишок від ділення?

    • a) a div b

    • b) a mod b

    • c) a % b

    • d) a // b
      Відповідь: b
      Група 3

17. Що є результатом операції a % 2 у Python для непарного числа?

    • a) 2

    • b) 0

    • c) 1

    • d) -1
      Відповідь: c
      Група 1

18. Який результат буде, якщо умовний оператор у Python містить логічну помилку?

    • a) Програма виконається без помилок

    • b) Програма видасть помилку під час виконання

    • c) Програма завершиться раніше

    • d) Програма продовжить працювати
      Відповідь: b
      Група 4

19. Що станеться, якщо оператор умови написаний неправильно у Lazarus?

    • a) Програма не запуститься

    • b) Виконається неправильний код

    • c) Програма завершиться помилкою

    • d) Програма продовжить виконуватися
      Відповідь: a
      Група 4

20. Чому важливо тестувати програми з умовами на правильність?

    • a) Щоб прискорити роботу програми

    • b) Для запобігання логічним помилкам

    • c) Для зменшення коду

    • d) Для збільшення пам'яті
      Відповідь: b
      Група 4

21. Що відбувається, коли умова if виконується неправильно?

    • a) Код блокується

    • b) Викликається функція помилки

    • c) Виводиться попередження

    • d) Програма припиняється
      Відповідь: b
      Група 4

22. Як захиститися від помилок під час роботи з умовними операторами?

    • a) Використовувати перевірки типу даних

    • b) Використовувати вкладені умови

    • c) Використовувати функції

    • d) Виконувати тестування та дебаг
      Відповідь: d
      Група 4

23. Яким є стандартний синтаксис оператора if у Lazarus?

    • a) IF умова THEN дія ELSE інша дія;

    • b) if умова then дія

    • c) IF умова THEN дія; END.

    • d) IF умова THEN END;
      Відповідь: a
      Група 1

24. Чому корисно використовувати оператор elif?

    • a) Для скорочення коду при наявності кількох умов

    • b) Для виведення даних

    • c) Для введення даних

    • d) Для керування файлами
      Відповідь: a
      Група 3

25. Чому потрібно обирати правильний тип даних для умов?

    • a) Для економії пам'яті

    • b) Для запобігання помилок

    • c) Для скорочення часу роботи

    • d) Для більшої читабельності коду
      Відповідь: b
      Група 4

26. Як називається процес перевірки наявності помилок у коді?

    • a) Дебагінг

    • b) Кодування

    • c) Проєктування

    • d) Виконання
      Відповідь: a
      Група 4

27. Який метод дозволяє протестувати всі можливі умови виконання коду?

    • a) Написання умов без else

    • b) Використання вкладених умов

    • c) Використання коду з помилками

    • d) Тестування та дебаг
      Відповідь: d
      Група 4

28. Що означає "відповідальне використання інформаційних технологій"?

    • a) Використання лише дозволених програм

    • b) Безпека та етичність в онлайн-середовищі

    • c) Створення нових програм

    • d) Придбання програмного забезпечення
      Відповідь: b
      Група 4

29. Яка роль розгалужень у програмуванні?

    • a) Вони дозволяють створювати цикли

    • b) Вони дозволяють програмі виконувати різні дії в залежності від умов

    • c) Вони допомагають вводити дані

    • d) Вони забезпечують швидкість роботи програми
      Відповідь: b
      Група 2

30. Що таке розгалуження з використанням вкладених операторів?

    • a) Оператор, що виконує повторення дій

    • b) Оператор, що дозволяє виконати кілька перевірок умов

    • c) Оператор, що забезпечує введення даних

    • d) Оператор, що змінює тип даних
      Відповідь: b
      Група 2

Оцінювання за критеріями:

• Група 1: Працює з інформацією, даними, моделями
  Підходять питання: 1, 3, 4, 5, 7, 9, 12, 13, 17, 23.

• Група 2: Створює інформаційні продукти
  Підходять питання: 29, 30.

• Група 3: Працює в цифровому середовищі
  Підходять питання: 2, 6, 8, 14, 15, 16, 24.

• Група 4: Безпечно та відповідально використовує інформаційні технології
  Підходять питання: 18, 19, 20, 21, 22, 25, 26, 27, 28.

Задача 1: Визначення, чи є число парним або непарним.

Алгоритм:

1. Користувач вводить число через поле введення TEdit1.

2. Натискає кнопку TButton1 для перевірки, чи є число парним чи непарним.

3. Програма виводить результат у TLabel1.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Програма для перевірки парності числа

number = int(input("Введіть число: "))

if number % 2 == 0:

    print("Число парне")

else:

    print("Число непарне")

Розв'язок у Lazarus:

1. Створюємо новий проект в Lazarus.

2. Додаємо на форму:

   • TEdit1 для введення числа.

   • TButton1 для виконання перевірки.

   • TLabel1 для виведення результату.

Код у Lazarus:

pascal

Копіювати код

uses

  Classes, SysUtils, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

  number: Integer;

begin

  number := StrToInt(Edit1.Text); // Введення числа

  if number mod 2 = 0 then

    Label1.Caption := 'Число парне'

  else

    Label1.Caption := 'Число непарне';

end;

Пояснення:

• У Python використовується операція ділення за модулем (%) для перевірки парності числа.

• У Lazarus так само використовується операція mod для перевірки залишку при діленні на 2.

Задача 2: Визначення, чи є число додатним або від'ємним.

Алгоритм:

1. Користувач вводить число через поле введення TEdit1.

2. Натискає кнопку TButton1 для перевірки, чи є число додатним або від'ємним.

3. Програма виводить результат у TLabel1.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Програма для визначення, чи є число додатним чи від'ємним

number = int(input("Введіть число: "))

if number > 0:

    print("Число додатне")

elif number < 0:

    print("Число від'ємне")

else:

    print("Число нуль")

Розв'язок у Lazarus:

1. Створюємо новий проект в Lazarus.

2. Додаємо на форму:

   • TEdit1 для введення числа.

   • TButton1 для виконання перевірки.

   • TLabel1 для виведення результату.

Код у Lazarus:

pascal

Копіювати код

uses

  Classes, SysUtils, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

  number: Integer;

begin

  number := StrToInt(Edit1.Text); // Введення числа

  if number > 0 then

    Label1.Caption := 'Число додатне'

  else if number < 0 then

    Label1.Caption := 'Число від''ємне'

  else

    Label1.Caption := 'Число нуль';

end;

Пояснення:

• У Python використовується кілька умов (if, elif, else) для визначення додатне, від'ємне чи нульове число.

• У Lazarus аналогічно використовуються умови if, else if, і else.

Задача 3: Перевірка, чи число кратне 5.

Алгоритм:

1. Користувач вводить число через поле введення TEdit1.

2. Натискає кнопку TButton1 для перевірки, чи число кратне 5.

3. Програма виводить результат у TLabel1.

Розв'язок у Python:

python

Копіювати код

# Програма для перевірки, чи число кратне 5

number = int(input("Введіть число: "))

if number % 5 == 0:

    print("Число кратне 5")

else:

    print("Число не кратне 5")

Розв'язок у Lazarus:

1. Створюємо новий проект в Lazarus.

2. Додаємо на форму:

   • TEdit1 для введення числа.

   • TButton1 для виконання перевірки.

   • TLabel1 для виведення результату.

Код у Lazarus:

pascal

Копіювати код

uses

  Classes, SysUtils, Forms, Controls, Graphics, Dialogs, StdCtrls;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

  number: Integer;

begin

  number := StrToInt(Edit1.Text); // Введення числа

  if number mod 5 = 0 then

    Label1.Caption := 'Число кратне 5'

  else

    Label1.Caption := 'Число не кратне 5';

end;

Пояснення:

• У Python використовуємо оператор % для перевірки на кратність 5.

• У Lazarus застосовуємо оператор mod для перевірки на кратність 5.

Підсумок:

• У Python використовуються стандартні умови розгалуження (if, elif, else) для вирішення задач.

• У Lazarus використовуються аналогічні конструкції умов (if, else if, else) разом з відповідними компонентами форми для вводу та виводу даних.

Ці спрощені приклади дають зрозуміти основи роботи з розгалуженнями, дозволяючи працювати з різними типами перевірок.