67

4.Программы циклической структуры

4.1.Средства разработки программ циклической структуры

Программой циклической структуры называют такую программу, в которой операторы могут повторно, при изменяющихся значениях переменных выполняться несколько раз, образуя цикл. Различают следующие виды циклов (для их организации используются специальные сложные операторы - операторы циклов):

цикл с заданным числом повторений или цикл с параметром (операторы цикла for), цикл с предусловием (оператор цикла while),

цикл с постусловием (оператор цикла do while).

В циклах можно выделить управляющие части, определяющие начало и условия выполнения цикла, и тело цикла - части из одного оператора или блока, выполняющие необходимые преобразования данных. Цикл называют простым, если в его теле нет других циклов.

Цикл с параметром (for)

Структура оператора цикла for описывается синтаксической диаграммой for ( Сп1 ; W ; Сп2 ) Oп

где используются следующие обозначения:

Сп1 – список операторов присваивания, задающих начальные значения одной или нескольким переменным - параметрам цикла, которые могут испольльзоваться в выражении W и других частях цикла. Список может отсутствовать, если параметры получили требуемые значения до входа в цикл.

W – выражение, вычисляемое перед передачей управления в тело цикла, если его значение «истина» (не ноль), или следующему за циклом оператору, если его значение «ложь» (ноль). Выражение может отсутствовать, если выход из цикла организован в его теле, например, с помощью оператора break (см. ниже).

Сп2 – список операторов, задающих новые значения одному или нескольким параметрам цикла. Он может отсутствовать, если значения параметров цикла изменяются, при необходимости, в теле цикла.

Оп - тело цикла, в качестве которого должен использоваться или блок, или один оператор, возможно, пустой.

Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров «Практикум по программированию на языке C в среде VS C++» Оглавление

68

Алгоритма выполнения цикла представляет следующая схема

Например, в программе

#include "stdafx.h" #include "math.h"

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

int i;

for (i=0; i<=6; i++) printf("%10d%8.2f\n",i*10,sin(3.14/18*i));

return 0;

}

оператор printf будет выполняться 7 раз при значениях параметра целого типа i, изменяющемся от 0 до 6 с шагом 1.

На экран будет выведена таблица, в первом столбце которой будут целые числа 0, 10, 20, …, 60, представляющие величины углов в градусах, а во втором – соответствующие им значения синуса:

0 0.00

10 0.17

20 0.34

30 0.50

40 0.64

Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров «Практикум по программированию на языке C в среде VS C++» Оглавление

69

50 0.77

60 0.87

Параметром цикла for может быть и вещественная переменная, а при наличии в списках Сп1 и Сп2 нескольких операторов они будут выполняться в порядке слева направо, как в следующем примере

int i; float r;

. . .

for (i=1, r=-1.0; i<=6; ++i, r/=-i) printf("%10d%8.4f\n",i,r);

Результатом выполнения этого фрагмента программы будет таблица

1-1.0000

20.5000

3-0.1667

40.0417

5-0.0083

60.0014

Вприведенном примере переменная i является основным параметром цикла, определяющим условие выхода из него, а переменная r – дополнительным параметром цикла, изменялись синхронно с i, но по закону геометрической прогрессии.

При наличии в первом и последнем разделах заголовка цикла for нескольких операторов (как в рассмотренном примере) они должны разделяться знаком «запятая», и выполняться будут в порядке слева направо. Это позволяет сделать компактное описание цикла, возможно, в ущерб пониманию алгоритма. Для улучшения читаемости алгоритма лучше вынести все работы, связанные с собственно обработкой данных, а не организацией цикла, за пределы его заголовка, разместив соответствующие операторы в теле цикла и, если требуется, до входа в цикл. Для рассмотренного примера это выглядело бы так

int i; float r;

. . .

r=-1.0;

for (i=1; i<=6; ++i)

{

Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров «Практикум по программированию на языке C в среде VS C++» Оглавление

70

printf("%10d%8.4f\n",i,r); r/=-i-1;

}

В общем случае условие выхода из цикла может строиться на основе переменных, изменяющих свои значения в теле цикла, а не в заголовке цикла for. Например, в последнем фрагменте программы заголовок цикла можно заменить следующим

for (i=1; fabs(r)>0.0013; ++i)

Цикл с предусловием (while)

Структура оператора цикла while описывается синтаксической диаграммой while ( W ) Oп

где используются следующие обозначения: W – выражение,

Oп – тело цикла - оператор или блок, выполняемый внутри цикла.

Заголовок цикла – конструкция, предшествующая части Оп, управляет выполнением цикла следующим образом: тело цикла будет последовательно выполняться, пока выражение W имеет отличное от нуля значение («истина»), или не будет выполняться вообще, если при входе в цикл значение выражения окажется равным нулю («ложь»).

Например, фрагмент программы i=0;

while (i<=60)

{

printf("%10d%8.2f\n",i,sin(3.14/180*i)); i=i+10;

}

буде выполнять ту же работу, что и в первом из предыдущих примеров на оператор for.

Цикл с постусловием (do while)

Структура оператора цикла do while описывается синтаксической диаграммой

Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров «Практикум по программированию на языке C в среде VS C++» Оглавление

71

Внутри такого цикла может находиться либо один оператор, либо блок, который будет выполняться один или более раз до получения выражением W значения ноль («ложь»).. Например, такую же таблицу, что и в первом примере с применением оператора for, будет выводить следующий фрагмент программы:

i=0; do

{

printf("%10d%8.2f\n",i,sin(3.14/180*i)); i=i+10;

}

while (i<=60);

Существует возможность и досрочного выхода из любого цикла, организованного рассмотренными операторами, либо с помощью оператора безусловного перехода goto (их мы не будем использовать), либо с помощью оператора break.

В теле любого из рассмотренных циклов допускается использовать оператор continue. Его действие сводится к тому, что сразу происходит переход к очередному выполнению тела цикла (в циклах for с очередным значением параметра), или выход из цикла, если выполнено условие его завершения.

Следующий пример - на использование операторов break и continue

. . .

#include "conio.h"

. . .

int d,i;

. . .

d=0;

for (i=1; i<=3; ++i)

{

printf(Ruc("\nВведите перввый символ пароля: "));

if (getch() != 'a') //getch требует #include "conio.h" continue;

printf(Ruc("\nВведите второй символ пароля: ")); if (getch() == 'b')

{

Ю. Е. Алексеев, А. В. Куров «Практикум по программированию на языке C в среде VS C++» Оглавление