Лекции по программированию

Оператор цикла while организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз. Формат цикла while:

while ( B ) S ;

где B – выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S – тело цикла: один оператор(простой или составной).

Перед каждым выполнением  тела цикла анализируется значение выражения В:если оно истинно, то выполняется тело цикла, и управление передается на повторную проверку условия В; если значение В ложно – цикл завершается и управление передается на оператор, следующий за оператором S .

Если результат  выражения B окажется ложным при первой проверке, то тело цикла не выполнится ни разу. Отметим, что если условие B во время работы цикла не будет изменяться, то возможна ситуация зацикливания, то есть невозможность выхода из цикла. Поэтому внутри тела должны находиться операторы,приводящие к изменению значения выражения B так, чтобы цикл мог корректно завершиться.

В качестве иллюстрации  выполнения цикла while рассмотрим программу вывода на экран целых чисел из интервала от 1 до n .

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int n, i=1;

cout <<" n ="; cin >> n ;

while ( i <= n ) //пока i меньше или равно n

{ 

cout << i <<"\ t "; //выводим на экран значение i

++ i ; // увеличиваем i на единицу

}

return 0; 

} 

Результаты  работы программы:

n 10

ответ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  

Оператор цикла do while также организует выполнение одного оператора(простого или составного) неизвестное заранее число раз. Однако в отличие от цикла while условие завершения цикла проверяется после выполнения тела цикла. Формат цикла do while:

do S while ( B );

где В –выражение, истинность которого проверяется (условие завершения цикла); S – тело цикла: один оператор (простой или блок).

Сначала выполняется  оператор S , а затем анализируется значение выражения В: если оно истинно, то управление передается оператору S , если ложно - цикл завершается, и управление передается на оператор, следующий за условием B .

В операторе do while , также как и в операторе while , возможна ситуация зацикливания в случае, если условие В всегда будет оставаться истинным. Но так как условие В проверяется после выполнения тела цикла, то в любом случае тело цикла выполнится хотя бы один раз.

В качестве иллюстрации  выполнения цикла do while рассмотрим программу вывода на экран целых чисел из интервала от 1 до n .

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{

int n, i=1;

cout <<"n=";

cin >>n;

do

{

//выводим  на экран i, а замет увеличиваем

cout<<i++<<"\t";//ее значении на единицу

} 

while (i<=n);//до тех пор пока i меньше или равна n

return 0; 

 
} 

Результаты  работы программы:

n 10

ответ 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

Цикл с параметром for имеет следующую структуру:

for ( <инициализация>; <выражение>; <модификации>) <оператор>;

Инициализация используется для объявления и присвоения начальных значений величинам, используемым в цикле. В этой части можно записать несколько операторов, разделенных запятой. Областью действия переменных, объявленных в части инициализации цикла, является цикл и вложенные блоки. Инициализация выполняется один раз в начале исполнения цикла. Выражение определяет условие выполнения цикла: если его результат истинен, цикл выполняется. Истинность выражения проверяется перед каждым выполнением тела цикла, таким образом, цикл с параметром реализован как цикл с предусловием. Модификации выполняются после каждой итерации цикла и служат обычно для изменения параметров цикла. В части модификаций можно записать несколько операторов через запятую. Оператор (простой или составной) представляет собой тело цикла.

Любая из частей оператора for (инициализация, выражение, модификация, оператор) может отсутствовать, но точку с запятой, определяющую позицию пропускаемой части, надо оставить.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{ 

int n;

cout <<"n="; 

cin >>n;

for (int i=1; i<=n;i++) //для i от 1 до n с шагом 1

cout << i <<"\t "; //выводить на экран значение i

return 0;

 
}

Результаты  работы программы:

n 10

ответ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

Циклы могут быть простые  или вложенные(кратные, циклы в цикле). Вложенными могут быть циклы любых типов: while , do while , for . Структура вложенных цикловна примере типа for приведена ниже:

Каждый внутренний цикл должен быть полностью вложен во все внешние циклы. «Пересечения» циклов не допускается.

Рассмотрим пример использования вложенных циклов, который позволит вывести на экран  следующую таблицу:

 
 

В данном случае таблица  состоит из пяти строчек, в каждой из которых печатаются только нечетные числа. Причем последнее нечетное число в строчке зависит от ее номера. Эта зависимость выражается через формулуk = 2 i -1 (зависимость проверить самостоятельно), где k – последнее число в строке, i – номер текущей строки. Внешний цикл следит за номером текущей строки i , а внутренний цикл будет печатать нечетные числа из диапазона от 1 до 2 i -1 .  

3.5. Примеры использования операторов цикла при решении задач

1. Написать программу,  которая выводит на экран квадраты  всех четных чисел из диапазона  от А до В (А и В целые числа, при этом А ≤ В).

Указания  по решению задачи. Из диапазона целых чисел от А до В необходимо выбрать только четные числа. Напомним, что четными называются числа, которые делятся на два без остатка. Кроме того,четные числа представляют собой упорядоченную последовательность, в которой каждое число отличается от предыдущего на 2. Решить эту задачу можно с помощью каждого оператора цикла.

Начальное значение переменной i определяется с помощью тернарной операции. Если a нечетное число, то при делении на 2 мы получим остаток 1, который трактуется компилятором как истина, и, следовательно, переменной i будет присвоено значение a+1.Если же a четное число, то при делении на 2 мы получим остаток 0, который трактуется компилятором как ложь, и следовательно переменной i будет присвоено значение a. В результате независимо от значения переменной а переменной i будет присвоено четное значение. 

#include <iostream>

using namespace std;

int main()

{ 

int a, b;

cout <<"a="; cin >>a;

cout <<"b="; cin >>b;

for (int i=(a%2)? a+1: a; i<=b; i+=2)

cout<<i*i<<"\t";

return 0; 

 
} 

Три программы дадут  нам одинаковый результат:

а

3

b 
 
9 
 
ответ 
 
16 3664

2. Постройте таблицу значений функции 

для х из интервала [ a , b ] с шагом h . 

# include < iostream >

# include < cmath >

using namespace std ;

float f(float x) //вспомогательная функция: возвращает значение функции в точке x

{ 

if(x<0) return pow(pow(x,3)+1,2); //условие первой ветви

else if ( x <1) return 0; //условие второй ветви

else return fabs ( x * x -5* x +1); 

} 

// по умолчанию третья  ветвь

int main() // главная функция

{

float a,b,h,x;

cout <<"a="; 

cin>>a;

cout <<"b="; 

cin>>b;

cout <<" h ="; 

cin >> h ;

cout <<" x \ tf ( x )\ n "; //выводим заголовок таблицы

for ( x = a ; x <= b ; x += h ) //перебираем все числа из отрезка [ a , b ] с шагом h и выводим на

cout << x <<"\ t "<< f ( x )<< endl ; //экран значение x и значение функции в точке х

return 0; 

}

Результат работы программы для a=-3, b=3, h=1.5

 

 3.6. Операторы безусловного  перехода