Арифметические и логические операции в Си-шарп

В этом уроке мы поговорим об арифметических и логических операциях, без которых сложно представить любую программу.

Все операции делятся на два типа: унарные и бинарные. К унарным относятся операции, в которых участвует один операнд. В бинарных операциях – два операнда. Операнд – это данные, которые принимают участие в операции. Например, оператор сложения «+» – бинарный 2+3, здесь операндами являются числа 2 и 3. Список бинарных арифметических операций приведен в таблице:

 

Операция	Запись
Сложение	a + b
Вычитание	a - b
Деление	a / b
Умножение	a * b
Нахождение остатка от деления	a % b

При делении двух целых чисел результатом также будет целое число. Например при делении 9/5 результатом будет число 1. Чтобы получить точный результат с десятичной точкой, нужно чтобы делимое и/или делитель были типа float или double. Например, при делении 9 / 5f (суффикс f указывает, что данная константа типа float) результатом будет 1.8.

Оператор «%» возвращает остаток от деления. Результатом операции 9 % 5 будет 4. Примером применения оператора «%» может быть процесс проверки числа на четность. Для этого мы ищем остаток от деления числа на 2. Если число четное, результатом будет 0, если нечетное – 1.

Чтобы повысить приоритет операции, используются скобки, как и в обычной арифметике.

2+2*2=6
(2+2)*2=8

При использовании оператора «+» для строк, он выполняет операцию конкатенации. Конкатенация – объединение нескольких объектов (например строк) в один.

 

static void Main(string[] args)
{
string str1 = "Hello", str2 = "World";
Console.WriteLine(str1 + ", " + str2); //выводит на экран "Hello, World"
}

Унарные операторы в Си-шарп

Унарных арифметических операторов в Си-шарп есть всего два: инкрементация «++» и декрементация «--»;

Инкрементация увеличивает операнд на единицу, а декрементация - уменьшает на единицу.

 

static void Main(string[] args)
{
int a = 0, b = 5;
a++; // a=1;
b--; // b=4
}

Инкрементация и декрементация может быть префиксной и постфиксной. При Префиксной форме оператор стоит перед операндом, а при постфиксной-после.
Префиксная форма сначала увеличивает(уменьшает) значение, и после этого выполняются остальные действия, а при постфиксной форме наоборот - сначала выполнятся все действия, а после увеличится(уменьшится) значение:

 

static void Main(string[] args)
{
int a = 2, b = 3, c, d = 3;
c = a + ++b; // c = 6, сначала инкремент, потом сложение
с = a + d++; // c = 5, сначала сложение, потом инкремент
}

Везде где можно использовать инкрементацию/декрементацию стоит это делать, так как она работает быстрее оператора сложения/вычитания.

В Си-шарп также есть возможность использования краткой формы выражения:

 

static void Main(string[] args)
{
int a = 2, b = 3;
a += b; // равноценно выражению a = a + b;
a -= b; // равноценно выражению a = a - b;
a *= b; // равноценно выражению a = a * b;
a /= b; // равноценно выражению a = a / b;
a %= b; // равноценно выражению a = a % b;
}

Класс Math

В классе Math собраны все основные тригонометрические функции, функция возведение числа в степень, нахождение квадратного корня и другие.

Для возведения числа в степень, используется функция Pow([число], [степень]);

 

static void Main(string[] args)
{
float a, b = 9;
a = (float) Math.Pow(b, 2); // возводим переменную b в степень 2. Pow() возвращает результат в типе данных double, поэтому мы тут применили явное преобразование. Конечно, можно было обойтись без преобразования, объявив переменную a типа double
Console.WriteLine(a); // выводит на экран число 81
Console.ReadKey();
}

Для нахождения квадратного корня служит функция Sqrt([число]); возвращаемый результат также в типе данных double

 

static void Main(string[] args)
{
double a, b = 9;
a = Math.Sqrt(b);
Console.WriteLine(a); // выводит на экран число 3
Console.ReadKey();
}

Для нахождения косинуса и синуса используются cos([угол в радианах]) и sin([угол в радианах]) соответственно.

180 [градусов] = пи [радиан].

Чтобы перевести градусы в радианы, необходимо значение в градусах умножить на Пи и разделить на 180. Число Пи объявлено константой в классе Math.

 

static void Main(string[] args)
{
double a;
a = Math.Cos(60 * Math.PI / 180); // переводим 60 градусов в радианы
Console.WriteLine(a); // выводит на экран 0.5
a = Math.Sin(60 * Math.PI / 180);
Console.WriteLine(a); // выводит на экран 0.866…
Console.ReadKey();
}

Логические операторы в Си-шарп

Логические операторы в Си-шарп служат для работы с логическим типом данных (bool), который может принимать только два значения – true или false. Их можно разделить на две категории: простые логические операторы и операторы сравнения.

В Си-шарп есть следующие логические операторы:

! – оператор «НЕ» является унарным и возвращает противоположное значение операнда.

 

static void Main(string[] args)
{
bool a, b = true, c = false;
a = !b; // a = false
a = !c; // a = true
}

|| - оператор «ИЛИ» является бинарным и возвращает false только тогда, когда оба операнда равны false, в остальных случаях результат будет true;

 

static void Main(string[] args)
{
bool a, bTrue = true, bFalse = false;
a = bFalse || bFalse; // a = false
a = bFalse || bTrue; // a = true
a = bTrue || bFalse; // a = true
a = bTrue || bTrue; // a = true
}

&& - оператор «И» является бинарным и возвращает true только тогда, когда оба операнда равны true, в остальных случаях результат будет false;

 

static void Main(string[] args)
{
bool a, bTrue = true, bFalse = false;
a = bFalse && bFalse; // a = false
a = bFalse && bTrue; // a = false
a = bTrue && bFalse; // a = false
a = bTrue && bTrue; // a = true
}

К операторам сравнения относятся:

 

Оператор	Название
>	больше
<	меньше
>=	больше или равно
<=	меньше или равно
==	равно
!=	неравно

 

static void Main(string[] args)
{
bool a;
int b = 2, c = 3, d = 2;
a = b > c; // a = false
a = b < c; // a = true
a = b >= c; // a = false
a = b >= d; // a = true
a = b == c; // a = false
a = b == d; // a = true
a = b != c; // a = true
}

Логические операторы в первую очередь используются в условных операторах, о которых мы поговорим в следующем уроке.

Домашнее задание

Есть прямоугольный треугольник с катетами а=5, b=7. Найдите площадь треугольника, s=?. Используя теорему Пифагора, найдите длину гипотенузы, с=?. Кроме этого, найдите длину гипотенузы еще и с помощью теоремы косинусов. Угол между катетами, думаю и так понятен, 90 градусов :) Не помните формулу - ищите в поисковике.

 

Урок 4

Условные операторы в Си-шарп. Тернарный оператор

Условные операторы служат для ветвления программы. В зависимости от некоторого условия выполняется тот или другой набор команд.

В Си-шарп есть три условных оператора: «if-else», «switch» и «?:» - тернарный оператор.

Оператор «if-else»

Данный оператор имеет следующую структуру:

 

if ([условное выражение])
{
Блок кода, который нужно выполнить при удовлетворении условия, [условное выражение] = true (истина)
}
else
{
Блок кода, который нужно выполнить при неудовлетворении условия, [условное выражение] = false (ложь)
}

 

Часть else не является обязательной и может отсутствовать.

Пример использования оператора «if-else» в программе, которая проверяет вводимое число на чётность:

 

static void Main(string[] args)
{
int a;
Console.WriteLine("Введите число:");
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); // вводим данные с клавиатуры*
if (a % 2 == 0) //проверяем число на чётность путем нахождения остатка от деления числа на 2
{
Console.WriteLine("Число " + a + " - чётное");
}
else
{
Console.WriteLine("Число " + a + " - нечётное");
}
Console.ReadKey();
}

* Функция Console.ReadLine() позволяет ввести данные с клавиатуры. Данные вводятся как строка, а так как нужно число, мы преобразовываем ее в числовой тип. Для преобразования мы используем функцию Convert.ToInt32().

Если после if или else необходимо выполнить лишь одну команду, фигурные скобки можно опускать:

if ([условное выражение])
[команда1] // команда1 выполнится лишь если условное выражение истинно
[команда2]// команда2 выполнится в любом случае

Оператор if может иметь несколько условий:

if ([логическое выражение1])
{блок1}
else if ([логическое выражение2])
{блок2}
else
{блок3}

Пример программы, которая определяет, какое из двух введенных чисел больше:

 

static void Main(string[] args)
{
int a, b;
Console.WriteLine("Введите первое число:");
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Введите второе число:");
b = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
if (a > b)
Console.WriteLine("Первое число больше второго");
else if (a < b)
Console.WriteLine("Второе число больше первого");
else
Console.WriteLine("Числа равны");

Console.ReadKey();
}

Логическое выражение может быть сложнее. Здесь и используются логические операторы «!», «||» и «&&».

Пример программы которая дает совет, что делать, в зависимости от температуры на дворе:

 

static void Main(string[] args)
{
int t;
Console.WriteLine("Введите температуру во дворе");
t = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
if (t < -20 || t > 40) //если температура меньше -20 или больше 40
Console.WriteLine("Вам лучше посидеть дома!");
else
Console.WriteLine("Можете идти гулять");
Console.ReadKey();
}

Оператор switch

В некоторых случаях удобно использовать условный оператор «switch» вместо «if-else». Он имеет следующую структуру:

switch (выражение)
{
case значение1:
блок1;
break;
case значение2:
блок2;
break;
...
case значениеN:
блокN;
break;
default:
блокN+1;
break;
}

Выражение сравнивается последовательно со значениями. Если выражение равно значению – выполняется соответственный блок кода и при достижении ключевого слова break оператор switch заканчивает работу. Если выражение не будет соответствовать ни одному значению, тогда выполнится блок после default.

Пример программы с использованием switch, которая выводит на экран название дня недели соответственно вводимому порядковому номер дня:

 

static void Main(string[] args)
{
int a;
Console.WriteLine("Введите порядковый номер дня недели:");
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
switch (a)
{
case 1:
Console.WriteLine("Понедельник");
break;
case 2:
Console.WriteLine("Вторник");
break;
case 3:
Console.WriteLine("Среда");
break;
case 4:
Console.WriteLine("Четверг");
break;
case 5:
Console.WriteLine("Пятница");
break;
case 6:
Console.WriteLine("Суббота");
break;
case 7:
Console.WriteLine("Воскресенье");
break;
default :
Console.WriteLine("Ошибка");
break;
}
Console.ReadKey();
}

Тернарный оператор «?:»

Этот оператор используется для сокращения объема кода. Им можно заменять простые по сложности операторы if-else. Тернарный оператор имеет такую структуру:

логическое выражение ? выражение1 : выражение2

Сначала вычисляется логическое выражение. Если оно истинно, то вычисляется выражение1, в противном случае - вычисляется выражение2.

Пример использования тернарного оператора «?:» в той же программе для проверки числа на чётность:

 

static void Main(string[] args)
{
int a;
Console.WriteLine("Введите число:");
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
Console.WriteLine( a % 2 == 0 ? "Число чётное" : "Число нечётное" );
Console.ReadKey();
}

«?:» также можно использовать для присваивания значений. Пример программы, которая находит большее число из двух вводимых:

 

static void Main(string[] args)
{
int a, b, max;
Console.WriteLine("Введите первое число:");
a = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Введите второе число:");
b = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
max = a > b ? a : b;
}

Домашнее задание

1) С клавиатуры вводятся два числа – количество забитых голов хозяевами и гостями в футбольном матче. Вывести на экран результат игры – победили хозяева/гости/ничья.

2) Напишите программу, которая будет проверять число на кратность 3-м и 7-ми (это числа 21, 42, 63…). Вывести на экран соответствующее сообщение.

Урок 5