Циклы. Циклические алгоритмы. Циклы с предусловием и постусловием Оператор цикла с предусловием выполняется

Циклический вычислительный процесс (ЦВП) характеризуется повторением одних и тех же вычислений над некоторым набором данных. Числом повторений цикла управляет специальная переменная, называемая его счетчиком илиуправляющей переменной цикла. На счетчик накладывается условие, определяющее, до каких пор следует выполнять цикл.

Повторяемый блок вычислений называют телом цикла. В теле цикла должно быть обеспеченоизменение значения счетчика , чтобы он мог завершиться. Если тело цикла состоит более, чем из одного оператора, онозаключается в операторные скобки begin ... end;. Однократное выполнение тела цикла называют егошагом .

Таким образом, для программирования цикла достаточно определить условие, управляющее числом его повторений и описать операторы, образующие тело цикла. С этой точки зрения, теоретически возможны всего два вида циклов – проверка условия либо предшествует выполнению тела цикла, либо происходит после него. Изобразим эти циклы в виде блок-схем с соответствующими описаниями:

Цикл с предусловием : сначала проверяется условие, затем, в зависимости от того, истинно оно или ложно, либо выполняется тело цикла, либо следует переход к оператору, следующему за телом цикла. После завершения тела цикла управление вновь передается на проверку условия. Естественно, предполагается, что в теле цикла было обеспечено некоторое изменение входящих в условие переменных – в противном случае произойдетзацикливание и программа "зависнет".

Цикл с постусловием : сначала выполняется тело цикла, затем управление передается на проверку условия. В зависимости от истинности или ложности условия, тело цикла выполняется повторно или же происходит переход к оператору, следующему за телом цикла. Всё, сказанное о возможном зацикливании для цикла с предусловием, справедливо и для цикла с постусловием.

Исходя из приведенных блок-схем, очевидно основное различие двух циклов: цикл с постусловием гарантированно выполняется хотя бы раз, а цикл с предусловием может не выполняться ни разу , если условие сразу же окажется ложным.

В языке Паскаль реализованы оба вида циклов. Цикл с предусловием имеет следующий общий вид:

while логическое_выражение do begin

{операторы тела цикла}

Работу цикла можно описать словами: "пока логическое выражение истинно, повторяется тело цикла ".

Логическое выражение строится по правилам, изученным в главе 7. Тело цикла могут образовывать любые операторы Паскаля. Если в теле цикла всего один оператор, операторные скобки можно и не писать.

Общая запись цикла с постусловием следующая:

{операторы тела цикла}

until логическое_выражение;

Работает цикл с постусловием следующим образом: "тело цикла повторяется до тех пор, пока логическое выражение не станет истинным ". Обратите внимание, что, в отличие отwhile, циклrepeatв Паскале работает, пока условиеложно . Это отличие подчеркивается использованием ключевого словаuntil("до тех пор, покане ") вместоwhile("до тех пор, пока"). Кроме того, в виде исключения, тело циклаrepeat, даже если оно состоит из нескольких операторов, можноне заключать в операторные скобки.

Довольно часто циклы взаимозаменяемы. Представим, например, что для каждого из значений переменной x=1,2,…,20, нужно выполнить некоторый расчет (математически этот закон измененияxможно записать как
или
). Покажем общий вид цикловwhileиrepeat:

while x<=20 do begin {операторы расчета}

{операторы расчета}

Как видно из листинга, управляющей переменной xв обоих случаях присвоено начальное значение1, оба цикла изменяют значениеxи, соответственно, условие цикла, операторомx:=x+1;, но для циклаrepeatусловие "перевернуто" ("покаxне станет больше20"), а тело не заключено в операторные скобки.

Зачастую использование одного из циклов выглядит предпочтительней. Например, обработка ввода пользователя с клавиатуры удобней с помощью repeat(сначала пользователь должен нажать клавишу, затем следуют проверки и обработка).

Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность инструкций организованная любым способом Определения Последовательность инструкций предназначенная для многократного исполнения называется телом цикла. Единичное выполнение тела цикла называется итерацией. Выражение определяющее будет в очередной раз выполняться итерация или цикл завершится называется условием выхода или условием окончания цикла либо условием продолжения в зависимости от того как интерпретируется его истинность как признак необходимости...

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

Цикл — разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования , предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций . Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность инструкций, организованная любым способом

Определения

Последовательность инструкций, предназначенная для многократного исполнения, называется телом цикла . Единичное выполнение тела цикла называется итерацией . Выражение определяющее, будет в очередной раз выполняться итерация, или цикл завершится, называется условием выхода или условием окончания цикла (либо условием продолжения в зависимости от того, как интерпретируется его истинность — как признак необходимости завершения или продолжения цикла). Переменная , хранящая текущий номер итерации, называется счётчиком итераций цикла или просто счётчиком цикла . Цикл не обязательно содержит счётчик, счётчик не обязан быть один — условие выхода из цикла может зависеть от нескольких изменяемых в цикле переменных, а может определяться внешними условиями (например, наступлением определённого времени), в последнем случае счётчик может вообще не понадобиться.

Исполнение любого цикла включает первоначальную инициализацию переменных цикла, проверку условия выхода, исполнение тела цикла и обновление переменной цикла на каждой итерации. Кроме того, большинство языков программирования предоставляют средства для досрочного управления циклом, например, операторы завершения цикла, то есть выхода из цикла независимо от истинности условия выхода

Цикл с предусловием

Цикл с предусловием — цикл, который выполняется пока истинно некоторое условие, указанное перед его началом. Это условие проверяется до выполнения тела цикла, поэтому тело может быть не выполнено ни разу (если условие с самого начала ложно). В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором while , отсюда его второе название — while-цикл. На языке Pascal цикл с предусловием имеет следующий вид:

while <условие> do

begin

<тело цикла>

end ;

Цикл с постусловием

Цикл с постусловием — цикл, в котором условие проверяется после выполнения тела цикла. Отсюда следует, что тело всегда выполняется хотя бы один раз. В языке Паскаль этот цикл реализует оператор repeat..until; в Си — do…while.
На языке Pascal цикл с постусловием имеет следующий вид::

repeat

<тело цикла>

until <условие выхода>

Цикл с выходом из середины

Цикл с выходом из середины — наиболее общая форма условного цикла. Синтаксически такой цикл оформляется с помощью трёх конструкций: начала цикла, конца цикла и команды выхода из цикла. Конструкция начала маркирует точку программы, в которой начинается тело цикла, конструкция конца — точку, где тело заканчивается. Внутри тела должна присутствовать команда выхода из цикла, при выполнении которой цикл заканчивается и управление передаётся на оператор, следующий за конструкцией конца цикла. Естественно, чтобы цикл выполнился более одного раза, команда выхода должна вызываться не безусловно, а только при выполнении условия выхода из цикла.

собственно это и есть break ;

Цикл со счётчиком

Цикл со счётчиком — цикл, в котором некоторая переменная изменяет своё значение от заданного начального значения до конечного значения с некоторым шагом, и для каждого значения этой переменной тело цикла выполняется один раз. В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором for , в котором указывается счётчик (так называемая «переменная цикла»), требуемое количество проходов (или граничное значение счётчика) и, возможно, шаг, с которым изменяется счётчик.

for i := 0 to 9 do

begin

Тело цикла

end ;

Досрочный выход из цикла

Команда досрочного выхода применяется, когда необходимо прервать выполнение цикла, в котором условие выхода ещё не достигнуто. Такое бывает, например, когда при выполнении тела цикла обнаруживается ошибка, после которой дальнейшая работа цикла не имеет смысла.

Команда досрочного выхода обычно называется EXIT или break , а её действие аналогично действию команды безусловного перехода (goto ) на команду, непосредственно следующую за циклом, внутри которого эта команда находится.

Вложенные циклы

Существует возможность организовать цикл внутри тела другого цикла. Такой цикл будет называться вложенным циклом . Вложенный цикл по отношению к циклу в тело которого он вложен будет именоваться внутренним циклом , и наоборот цикл в теле которого существует вложенный цикл будет именоваться внешним по отношению к вложенному. Внутри вложенного цикла в свою очередь может быть вложен еще один цикл, образуя следующий уровень вложенности и так далее. Количество уровней вложенности, как правило, не ограничивается.

Полное число исполнений тела внутреннего цикла не превышает произведения числа итераций внутреннего и всех внешних циклов. Например взяв три вложенных друг в друга цикла, каждый по 10 итераций, получим 10 исполнений тела для внешнего цикла, 100 для цикла второго уровня и 1000 в самом внутреннем цикле.

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.вшм>
2740.		Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием	16.37 KB
	Познакомимся с первым из них – оператором цикла с предусловием while. Циклы с предусловием используются тогда когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла. Общая форма записи следующая while условие do begin тело цикла end; На русском языке это звучит примерно так: пока выполняется это условие делай от начала группа операторов до конца; Вполне понятно что операторные скобки ставят чтобы отделить от остальной программы ту...
7903.		Производственный цикл	39.35 KB
	Рабочий период состоит из времени выполнения технологических и нетехнологических операций; к числу последних относятся все контрольные и транспортные операции с момента выполнения первой производственной операции и до момента сдачи законченной продукции. При последовательном виде движения производственный заказ – одна деталь или одна собираемая машина или партия деталей 1 серия машин 2 – в процессе их производства переходит на каждую последующую операцию процесса только после окончания обработки сборки всех деталей машин данной партии...
7548.		Жизненный цикл ЭИС	34.12 KB
	Жизненный цикл ЭИС Потребность в создании ЭИС может обусловливаться либо необходимостью автоматизации или модернизации существующих информационных процессов либо необходимостью коренной реорганизации в деятельности предприятия проведения бизнес реинжиниринга. Потребности создания ЭИС указывают вопервых для достижения каких именно целей необходимо разработать систему; во вторых к какому моменту времени целесообразно осуществить разработку; втретьих какие затраты необходимо осуществить для проектирования системы. Проектирование ЭИС...
7492.		ПРОЕКТНЫЙ ЦИКЛ	5.37 MB
	Жизненный цикл проекта исходное понятие для исследования проблем финансирования работ по проекту и принятия соответствующих решений. Каждый проект независимо от сложности и объема работ необходимых для его выполнения проходит в своем развитии определенные состояния: от состояния когда проекта еще нет до состояния когда проекта уже нет. Для деловых людей начало проекта связано с началом его реализации и началом вложения денежных средств в его выполнение.
8075.		Второй цикл вычислений	9.25 KB
	Во втором случае получились так называемые эквивалентные d-кубы для элемента 8, которые отличаются от первых только инверсией символа d, поэтому надо взять эквивалентный d-куб И получить решение.
21755.		Жизненный цикл проекта	154.99 KB
	Эффективность и устойчивость деятельности современной организации во многом определяется качеством осуществляемых управленческих мероприятий в сфере руководства проектным циклом. Компетентное управление проектным циклом является показателем правильного направления стратегического развития в соответствии с имеющимися возможностями.
2742.		Цикл с постусловием REPEAT	12.49 KB
	Вы уже умеете организовать цикл при помощи оператора while. Напомним, что при выполнении этого оператора компьютер проверяет значение условия. Если условие истинно, то исполнительная часть оператора while будет повторяться до тех пор
20265.		Життєвий цикл компанії “FERRERO”	13.74 KB
	Але зупинила я свій вибір на всім більш-менш знайомій кондитерській компанії Ferrero . Доля майже кожного четвертого горіха в світі - опинитися в роті ласуни який балує себе ласощами італійської групи Ferrero якій з моменту заснування в наступному році виповниться 70 років Ви ніколи не замислювалися про те хто ж придумав одне з улюблених ласощів дітей і дорослих популярну і таку смачну шоколадно-горіхову пасту під назвою Nutell...
1002.		Проверка условия, цикл с дополнительным условием	2.25 MB
	Язык ассемблера -система обозначений, используемая для представления в удобочитаемой форме программ, записанных в машинном коде. Язык ассемблера позволяет программисту пользоваться алфавитными мнемоническими кодами операций
2341.		Жизненный цикл товара и потребительское поведение	14.84 KB
	Жизненный цикл товара и потребительское поведение ЖЦТ состоит из нескольких этапов стадий: исследование и разработка; внедрение; увеличение объема продаж; зрелость; спад. Первый этап ЖЦТ исследование и разработка товара. Для предприятия данный этап создания товара это только затраты и возможные будущие доходы. Процедура выведения товара на рынок требует времени; в этот период сбыт увеличивается медленно что может объясняться такими обстоятельствами: задержками с расширением производственных мощностей; техническими проблемами;...

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

Иногда заранее нельзя предсказать, какое количество раз должен выполниться цикл. Но при этом известно некоторое условие, когда цикл должен остановиться. Например:

Программа: Игральный кубик.

Программа заменяет обычный игральный кубик.

Управление:

• 1 -- бросить кубик;
• 0 -- закончить игру.

Давайте напишем заготовку для нашей игры.

Листинг 1.

#include #include #include int main(void) { srand(time(NULL)); printf("########### Devil\"s bones ###########\n"); printf("# #\n"); printf("# Commands: #\n"); printf("# #\n"); printf("# 1 - new game #\n"); printf("# 0 - exit #\n"); printf("# #\n"); printf("########################################\n\n"); int control; int value = 0; printf("Enter command: "); scanf("%d", &control); if(control == 1){ value = 1 + rand()%6; printf("Result: %d\n", value); } return 0; }

Тут-то мы и сталкиваемся с проблемой. Понятно, что заранее узнать, когда игра закончится невозможно. А значит использовать цикл for напрямую не получится. Одним из выходов из подобной ситуации является использование других циклических конструкций. Например, цикла while .

Цикл с предусловием while

Листинг 2.

While (условие) оператор;

1. Программа встречает ключевое слово while , значит дальше идёт циклическая конструкция;
2. Проверяется условие. Вычисляется логическое выражение, записанное в скобках;
3. Если значение условия ИСТИНА , то выполняется тело цикла. Переходим к пункту 2;
4. Если значение условия ЛОЖЬ , то цикл завершается. Управление передаётся на оператор, следующий за телом цикла.

Под оператором понимается один оператор. Если нужно выполнить в цикле несколько команд, то необходимо использовать составной оператор {} .

Давайте перепишем нашу программу с использованием данного цикла.

Листинг 3.

#include #include #include int main(void) { srand(time(NULL)); printf("########### Devil\"s bones ###########\n"); printf("# #\n"); printf("# Commands: #\n"); printf("# #\n"); printf("# 1 - new game #\n"); printf("# 0 - exit #\n"); printf("# #\n"); printf("########################################\n\n"); int control; int value = 0; printf("Enter command: "); scanf("%d", &control); while(control != 0){ switch(control){ case 1: value = 1 + rand()%6; printf("Result: %d\n", value); break; default: printf("Error! Try again...\n"); break; } printf("Enter command: "); scanf("%d", &control); } printf("Good bye!\n"); return 0; }

Опишем словами алгоритм работы данной программы:

1. Выводим меню пользователя и предложение ввести команду;
2. Запускаем цикл while . Проверяем условие;
3. Если пользователь ввёл 0 , то условие выполнения цикла принимает значение ЛОЖЬ . Тело цикла не выполняется. Управление передаётся на следующий за циклом оператор. Выводится строка Good bye! . Программа завершается;
   1. Оператор выбора:
      1. Если пользователь ввёл 1 , то генерируем случайное число от 1 до 6 и выводим его на экран. Выходим из оператора выбора;
      2. Если пользователь ввёл что-то иное, выводим сообщение об ошибке. Выходим из оператора выбора.
   2. Выводим пользователю предложение ввести новую команду;
   3. Считываем код команды в переменную control ;
   4. Возвращаемся к проверке условия. Пункт 3.

Цикл while называют циклом с предусловием, т.к. прежде, чем выполнить тело цикла, проверяется условие. Это значит, например, что возможна такая ситуация, что тело цикла не выполнится вообще ни один раз. Другое название цикла while – цикла ПОКА . Дословный перевод с английского. Это название отображает саму суть цикла.

Мнемоническое правило:

ПОКА условие ИСТИНА, выполняй тело цикла.

Цикл с постусловием do-while

И последняя, третья циклическая конструкция – цикл do-while .

Данный цикл отличается от цикла while тем, что условие проверяется не перед выполнением тела цикла, а после выполнения тела цикла. Это значит, что тело цикла do-while выполнится хотя бы один раз обязательно.

Синтаксис данной циклической конструкции таков:

Листинг 4.

Do оператор; while (условие);

Работает эта конструкция следующим образом:

1. Программа встречает ключевое слово do . Значит перед ней цикл do-while ;
2. Выполняется тело цикла;
3. Проверяется условие;
4. Если условие ИСТИНА ,то снова выполняется тело цикла;
5. Если условие ЛОЖЬ , то работа циклической конструкции прекращается. Программы выполняет оператор, следующий за циклом do-while .

Давайте перепишем нашу программу с использованием данного типа циклической конструкции.

Листинг 5.

#include #include #include int main(void) { srand(time(NULL)); printf("########### Devil\"s bones ###########\n"); printf("# #\n"); printf("# Commands: #\n"); printf("# #\n"); printf("# 1 - new game #\n"); printf("# 0 - exit #\n"); printf("# #\n"); printf("########################################\n\n"); int ch_control; int value = 0; do { printf("Input command: "); scanf("%d", &ch_control); switch(ch_control){ case 0: break; case 1: value = 1 + rand()%6; printf("Result: %d\n", value); break; default: printf("Error! Try again...\n"); break; } }while(ch_control != 0); printf("Good bye!\n"); return 0; }

В общем-то очень похоже на предыдущий код. Правда, пришлось немножко поменять оператор выбора: добавить туда ветку case 0: . Иначе из-за того, что проверка производится после выполнения тела цикла, программа работала некорректно. При вводе нуля появлялось сообщение об ошибке. В прошлой программе (с циклом while ) подобной ситуации быть не могло, т.к. равенство нулю проверялось в условии цикла. При вводе нуля условие стало бы ложью, а значит цикл завершился бы и тело цикла не выполнилось.

ПЛАН-КОНСЕКТ УРОКА

ПО ИНФОРМАТИКЕ И ИКТ

В 10 КЛАССЕ ПО ТЕМЕ:

«Циклические алгоритмы. Циклы с предусловием и постусловием».

Предмет: Информатика и ИКТ

Тема урока: «Циклические алгоритмы. Циклы с предусловием и постусловием»

Тип урока: Изучение нового материала

Форма: урок-практикум

Цели урока

образовательные: Познакомиться с понятием «Циклы с предусловие и постусловием». Закрепить знания учеников об алгоритме.

развивающие: Воспитать трудолюбие, самостоятельность, культуру речи и общения.

воспитательные : Развивать мышление, память, речь и другие психические процессы.

Познавательные УУД: формируют и развивают компетентность в области использования ИКТ

(ИКТ-компетенции).

Регулятивные УУД: умеют соотносить свои действия с планируемыми результатами.

Коммуникативные УУД: умеют работать индивидуально и в группе.

Личностные УУД: понимают значимость подготовки в области информатики и ИКТ в условиях

развития информационного общества.

Средства обучения: проектор, персональный компьютер, специализированное программное обеспечение (среда программирования «PascalABC»).

Ход урока

1. Организация начала урока

Здравствуйте. Сегодня я, буду вести уроки «Информатики и ИКТ». Приветствую обучающихся, проверяю их готовность к уроку. Обучающиеся приветствуют друг друга.

2. Проверка выполнения домашнего задания

Спрашиваю у них пройденный материал.

1. Что такое линейный алгоритм?

Линейный алгоритм или следование – это тип алгоритма, в котором последовательность действий не меняется в его процессе выполнения. Алгоритм , в котором команды выполняются в порядке их записи, то есть последовательно друг за другом, называется линейным.

2. Как реализуется линейный алгоритм?

В программе линейный алгоритм реализуется последовательным размещением операторов.

Например, линейным является следующий алгоритм посадки дерева:

1) выкопать в земле ямку;
2) опустить в ямку саженец;
3) засыпать ямку с саженцем землей;
4) полить саженец водой.

3. Какая форма организации действий называется ветвлением?

Форма организации действий, при которой в зависимости от выполнения или невыполнения некоторого условия совершается либо одна, либо другая последовательность действий, называется ветвлением.

4. Как оформляют алгоритм ветвления?

Логику принятия решения можно описать так:

ЕСЛИ <условие> ТО <действия 1> ИНАЧЕ <действия 2>

Примеры:

ЕСЛИ хочешь быть здоров , ТО закаляйся, ИНАЧЕ валяйся весь день на диване;
ЕСЛИ низко ласточки летают, ТО будет дождь, ИНАЧЕ дождя не будет;
ЕСЛИ уроки выучены, ТО иди гулять, ИНАЧЕ учи уроки.

3. Изучение нового материала

Тема наших уроков будет: «Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием «Пока». Цикл с постусловием «До» ».

Целью нашего урока является: «знакомство с понятием цикла и развитие умения решать различные задачи по данной теме».

Давайте теперь запишем что же такое цикл?

Цикл - форма организации действий, при которой одна и та же последовательность действий совершается несколько раз до тех пор, пока выполняется какое - либо условие.

Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий один или несколько циклов.

Алгоритмическая структура «цикл» может быть зафик­сирована различными способами:

графически - с помощью блок-схемы;

на языке программирования, например на языке Паскаль с использованием специальных инструкций, реализующих циклы различного типа.

Сегодня мы познакомимся с циклами с предусловием и постусловием.

Циклы с предусловием используются тогда, когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла.

На русском языке это звучит примерно так:

пока выполняется это условие, делай
от начала
группа операторов
до конца;

При использовании цикла с предусловием надо помнить следующее:

значение условия выполнения цикла должно быть определено до начала цикла;

если значение условия истинно, то выполняется тело цикла, после чего повторяется проверка условия. Если условие ложно, то происходит выход из цикла;

хотя бы один из операторов, входящих в тело цикла, должен влиять на значение условия выполнения цикла, иначе цикл будет повторяться бесконечное число раз.

При выполнении оператора while определенная группа операторов выполняется до тех пор, пока определенное в операторе while булево условие истинно. Если условие сразу ложно, то оператор не выполнится ни разу.

Операторные скобки ставят, чтобы отделить от остальной программы ту группу операторов, которую нужно повторить в цикле. Если в цикле нужно выполнить только один оператор, то операторные скобки не ставят.

Выполняется данный оператор так: сначала условие, стоящее после слова WHILE, проверяется на истинность. Если оно имеет значение TRUE, то выполняется оператор, стоящий после слова DO, затем условие проверяется вновь и т.д. Как только на очередном шаге условие не выполняется (значение выражения становится равным FALSE), то выполнение оператора цикла прекращается.

Если выполняемый оператор не изменяет значения переменных, входящих в условие, то условие всегда будет истинным, и цикл будет выполняться вечно, при этом говорят, что программа зацикливается. Если же при первой проверке условия оно сразу оказывается ложным, то оператор цикла не выполняется вообще.

Если в цикле нам необходимо выполнять больше, чем один оператор, то применяется составной оператор, т.е. несколько операторов заключаются в операторные скобки BEGIN … END.

СЛАЙД (переключить)!!!

При построении программ со структурой цикла WHILE:

1) начальное значение логического выражения должно быть определено перед вхождением в цикл, т.е. перед WHILE;

2) последовательность выполняемых операторов в теле цикла должна быть логически связанной и содержать хотя бы один оператор, изменяющий значение параметра цикла, иначе цикл будет продолжаться бесконечно;

3) логическое выражение в заголовке цикла WHILE, чтобы цикл закончился, должно принять значение FALSE.

Работа оператора While

Давайте рассмотрим первый пример:

В блок-схеме таблица умножения на 3 выглядит так:

Попробуйте сами составить таблицу умножения на 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. Как она будет выглядеть в виде блок-схемы? (ученики составляют таблицу умножения в виде блок-схемы).

Теперь давайте рассмотрим особенности этого цикла и запишем к себе:

Давайте теперь попробуем самостоятельно решить задачу в Turbo Pascal .

Решение задачи о выводе 10 целых чисел на экран с использованием цикла While … do :

Задача:

Для решения данной задачи, давайте вспомним, что такое натуральный ряд чисел?

Натуральным рядом называется ряд из целых чисел начиная с 1. То есть, 1, 2, 3,…, и до какого-то числа N .

Решене данной задачи:

Задача:

Решение:

Program KOSHEY_vasilisa;

Var v,s:integer;

Begin

v:=18; {Возраст Василисы}

s:=27360; {Начальный капитал Кощея}

while s<30000 do

Begin

s:=s+33; {Каждый год Кощей становится богаче}

v:=v+1; {Каждый год Ваcилиса становится старше}

end;

writeln(" Василисе ",v," лет");

End.

Следующая задача, которую Вам предстоит самим решить дома, запишите задачу:

Начав тренировки, лыжник в первый день пробегал 10 км. Каждый следующий день он увеличивал длину пробега на 10% от предыдущего дня. Определить в какой день он пробежит больше 20 км, в какой день суммарный пробег за все дни превысит 100км.

Давайте разберем, сколько переменных у нас будет и какого они типа? Переменных у нас всего 2, одна будет у нас для вычисления дневного пробега больше 20 км, а другая будет вычислять в какой день суммарный пробег за все дни превысит 100 км. Какого типа будут переменные? Дневной пробег будет типа integer (то есть целое числа), а вторая real (то есть вещественное число или число с запятой), так как у нас имеется 10%, то если его перевести в число, мы получаем 0,1. У нас будет в программе иметься два цикла, первый цикл для определения дня когда лыжник пробежит больше 20 км, а второй для нахождения дня, когда суммарный пробег за все дни превысит 100 км.

Теперь познакомимся со следующей разновидность циклов - это циклы с постусловием.

Вы уже умеете организовать цикл при помощи оператора while. Напомним, что при выполнении этого оператора компьютер проверяет значение условия. Если условие истинно, то исполнительная часть оператора while будет повторяться до тех пор, пока это условие не примет значение False. Если значение условия есть False в самом начале, то тело цикла while вообще не будет выполняться.

Иногда при решении задач возникает необходимость выполнить тело цикла хотя бы один раз, а потом, проверив условие, определить, повторять ли тело цикла еще раз. Эту задачу выполнит другой вид цикла – цикл Repeat.

repeat {повторяй}
{операторы}
until <условие>; {до тех пор, пока условие не будет истинным}

Данная конструкция читается так:

Рассмотрим работу цикла с постусловием:

Особенности цикла с постусловием:

Решим туже самую задачу теперь с помощью цикла с постусловием:

Сравним цикл с пред и постусловием:

Как я уже говорила:

Есть небольшое отличие в организации цикла repeat по сравнению с while: для выполнения в цикле repeat нескольких операторов не следует помещать эти операторы в операторные скобки begin ... end. Зарезервированные слова repeat и until действуют как операторные скобки.

Конструкция repeat ... until работает аналогично циклу while. Различие заключается в том, что цикл while проверяет условие до выполнения действий, в то время как repeat проверяет условие после выполнения действий. Это гарантирует хотя бы одно выполнение действий до завершения цикла.

А так же есть и общее в этих циклах:

До цикла задается начальное значение переменных ,
входящих в условие. Условие - выражение булевского типа.

В теле цикла значение переменных, входящих в условие, должны обязательно изменять свое значение , иначе возникнет ситуация «зависания».

Для решения следующей задачи следует вспомнить геометрическую прогрессию.

А теперь сама задача:

Все увидели задачу, которую нужно решить с использованием цикла с постусловием. Вы все видите, что имеется блок-схема, составленная с использованием цикла с предусловием. Давайте ее разберем детально, а затем я дам задание. Все мы видим, что блок-схема имеет начало, затем происходит ввод данных, где i =7, так как это сын под номером 7, так как он забрал два последних изумруда из сундука отца, поэтому мы q даем значение равное двум. Так как первый сын взял половину того, что было в сундуке, значит разность геометрической прогрессии равна двум, то есть r мы присваиваем значение равное двум. Как раз буква r и показывает разность геометрической прогрессии. Условие у нас будет тем, что пока у нас i >1 мы выполняем следующею последовательность действий, то есть i :=i -1, то есть это действие показывает, что номер следующего сына уменьшается на единицу. Затем мы вычисляем итый член прогрессии выполняя действие: q =q *r . Данная последовательность из двух действий будет выполняться до тех пор, пока условие i >1 не станет ложной, после чего произойдет вывод сколько всего изумрудов было в сундуке и программа закончится.

Выставление оценок и озвучивание их ученикам.

Спасибо за участие и активную деятельность. До новых встреч.

5. Домашнее задание

Домашним заданием будет повторить что такое цикл, что такое цикл с пост и предусловием, а так же синтаксис их написания на языке программирования Паскаль. Затем, дома решить задачу про лыжника с помощью цикла с пост и предусловием и принести мне написанные программу в тетради с ответами на поставленные в задаче вопросы.

Теги: Си циклы. C loops. Цикл с постусловием. Цикл с предусловием. Цикл со сщётчиком. while. do while. for. break. continue

Введение. Циклы с предусловием.

П ри решении практических задач постоянно возникает необходимость в повторении действия заданное количество раз, или до достижения какого-либо условия. Например, вывести список всех пользователей, замостить плоскость текстурой, провести вычисления над каждым элементом массива данных и т.п. В си для этих целей используются три вида циклов: с предусловием , постусловием и цикл for со счётчиком (хотя, это условное название, потому что счётчика может и не быть).

Любой цикл состоит из тела и проверки условия, при котором этот цикл должен быть прекращён. Тело цикла - это тот набор инструкций, который необходимо повторять. Каждое повторение цикла называют итерацией.

Рассмотрим цикл с предусловием.

Int i = 0; while (i < 10) { printf("%d\n", i); i++; }

Этот цикл выполняется до тех пор, пока истинно условие, заданное после ключевого слова while. Тело цикла - это две строки, одна выводит число, вторая изменяет его. Очевидно, что этот цикл будет выполнен 10 раз и выведет на экран
0
1
2
3
и так далее до 9.

Очень важно, чтобы условие выхода из цикла когда-нибудь выполнилось, иначе произойдёт зацикливание, и программа не завершится. К примеру

Int i = 0; while (i < 10) { printf("%d\n", i); }

В этом цикле не изменяется переменная i, которая служит для определения условия останова, поэтому цикл не завершится.

Int i = 0; while (i > 0) { printf("%d\n", i); i++; }

В этой программе цикл, конечно, завершится, но из-за неправильного действия он будет выполнен гораздо больше 10 раз. Так как си не следит за переполнением переменной, нужно будет ждать, пока переменная переполнится и станет меньше нуля.

Int i; while (i < 10) { printf("%d\n", i); i++; }

У этого примера неопределённое поведение. Так как переменная i заранее не инициализирована, то она хранит мусор, заранее неизвестное значение. При различном содержимом переменной i будет меняться поведение.

Если тело цикла while содержит один оператор, то фигурные скобки можно опустить.

Int i = 0; while (i < 10) printf("%d\n", i++);

Здесь мы инкрементируем переменную i при вызове функции printf. Следует избегать такого стиля кодирования. Отсутствие фигурных скобок, особенно в начале обучения, может приводить к ошибкам. Кроме того, код читается хуже, да и лишние скобки не сильно раздувают листинги.

Циклы с постусловием.

Ц икл с постусловием отличается от цикла while тем, что условие в нём проверяется после выполнения цикла, то есть этот цикл будет повторён как минимум один раз (в отличие от цикла while, который может вообще не выполняться). Синтаксис цикла

Do { тело цикла } while(условие);

Предыдущий пример с использованием цикла do будет выглядеть как

Int i = 0; do { printf("%d\n", i); i++; } while(i < 10);

Давайте рассмотрим пример использования цикла с постусловием и предусловием. Пусть нам необходимо проинтегрировать функцию.

Рис. 1 Численное интегрирование функции ∫ a b f ⁡ x d x

Интеграл - это сумма бесконечно малых. Мы можем представить интеграл как сумму, а бесконечно малые значения просто заменить маленькими значениями.

∫ a b f ⁡ x d x = ∑ i = a b f ⁡ i h

Из формулы видно, что мы на самом деле разбили площадь под графиком на множество прямоугольников, где высота прямоугольника - это значение функции в точке, а ширина - это наш шаг. Сложив площади всех прямоугольников, мы тем самым получим значение интеграла с некоторой погрешностью.

левых прямоугольников" src="/images/c_loop_rectangles_left.png" alt="Численное интегрирование функции методом
левых прямоугольников"> Рис. 2 Численное интегрирование функции методом
левых прямоугольников

Пусть искомой функцией будет x 2 . Нам понадобятся следующие переменные. Во-первых, аккумулятор sum для хранения интеграла. Во-вторых, левая и правая границы a и b, в третьих - шаг h. Также нам понадобится текущее значение аргумента функции x.

Для нахождения интеграла необходимо пройти от a до b с некоторым шагом h , и прибавлять к сумме площадь прямоугольника со сторонами f(x) и h .

#include #include int main() { double sum = 0.0; double a = 0.0; double b = 1.0; double h = 0.01; double x = a; while (x < b) { sum += x*x * h; x += h; } printf("%.3f", sum); getch(); }

Программа выводит 0.328.

∫ 0 1 x 2 d x = x 3 3 | 0 1 = 1 3 ≈ 0.333

Если посмотреть на график, то видно, что каждый раз мы находим значение функции в левой точке. Поэтому такой метод численного интегрирования называют методом левых прямоугольников. Аналогично, можно взять правое значение. Тогда это будет метод правых прямоугольников.

While (x < b) { x += h; sum += x*x * h; } правых прямоугольников" src="/images/c_loop_rectangles_right.png" alt="Численное интегрирование функции методом
правых прямоугольников"> Рис. 3 Численное интегрирование функции методом
правых прямоугольников

Сумма в этом случае будет равна 0.338. Метод левых и правых прямоугольников не очень точен. Мы фактически аппроксимировали (приблизили) гладкий график монотонно возрастающей функции гистограммой. Если немного подумать, то аппроксимацию можно проводить не только суммируя прямоугольники, но и суммируя трапеции.

трапеций" src="/images/c_loop_integral_trapezium.png" alt="Численное интегрирование функции методом
трапеций"> Рис. 4 Численное интегрирование функции методом
трапеций

Приближение с помощью трапеций на самом деле является кусочной аппроксимацией кривыми первого порядка (ax+b). Мы соединяем точки на графике с помощью отрезков. Можно усложнить, соединяя точки не отрезками, а кусками параболы, тогда это будет метод Симпсона . Если ещё усложнить, то придём к сплайн интерполяции , но это уже другой, очень долгий разговор.

Вернёмся к нашим баранам. Рассмотрим 4 цикла.

Int i = 0; while (i++ < 3) { printf("%d ", i); } int i = 0; while (++i < 3) { printf("%d ", i); } int i = 0; do { printf("%d ", i); } while(i++ < 3); int i = 0; do { printf("%d ", i); } while(++i < 3);

Если выполнить эти примеры, то будет видно, что циклы выполняются от двух, до четырёх раз. На это стоит обратить внимание, потому что неверное изменение счётчика цикла часто приводит к ошибкам.

Часто случается, что нам необходимо выйти из цикла, не дожидаясь, пока будет поднят какой-то флаг, или значение переменной изменится. Для этих целей служит оператор break , который заставляет программу выйти из текущего цикла.

Давайте решим простую задачу. Пользователь вводит числа до тех пор, пока не будет введено число 0, после этого выводит самое большое из введённых. Здесь есть одна загвоздка. Сколько чисел введёт пользователь не известно. Поэтому мы создадим бесконечный цикл, а выходить из него будем с помощью оператора break . Внутри цикла мы будем получать от пользователя данные и выбирать максимальное число.

#include #include int main() { int num = 0; int max = num; printf("To quit, enter 0\n"); /*бесконечный цикл*/ while (1) { printf("Please, enter number: "); scanf("%d", &num); /*условие выхода из цикла*/ if (num == 0) { break; } if (num > max) { max = num; } } printf("max number was %d", max); getch(); }

Напомню, что в си нет специального булевого типа. Вместо него используются числа. Ноль - это ложь, все остальные значения – это истина. Цикл while(1) будет выполняться бесконечно. Единственной точкой выхода из него является условие

If (num == 0)

В этом случае мы выходим из цикла с помощью break ; Для начала в качестве максимального задаём 0. Пользователь вводит число, после чего мы проверяем, ноль это или нет. Если это не ноль, то сравниваем его с текущим максимальным.

Бесконечные циклы используются достаточно часто, так как не всегда заранее известны входные данные, либо они могут меняться во время работы программы.

Когда нам необходимо пропустить тело цикла, но при этом продолжить выполнение цикла, используется оператор continue . Простой пример: пользователь вводит десять чисел. Найти сумму всех положительных чисел, которые он ввёл.

#include #include int main() { int i = 0; int positiveCnt = 0; float sum = 0.0f; float input; printf("Enter 10 numbers\n"); while (i < 10) { i++; printf("%2d: ", i); scanf("%f", &input); if (input <= 0.0) { continue; } sum += input; positiveCnt++; } printf("Sum of %d positive numbers = %f", positiveCnt, sum); getch(); }

Пример кажется несколько притянутым за уши, хотя в общем он отражает смысл оператора continue . В этом примере переменная positiveCnt является счётчиком положительных чисел, sum сумма, а input - временная переменная для ввода чисел.

Вот ещё один пример. Необходимо, чтобы пользователь ввёл целое число больше нуля и меньше 100. Пока необходимое число не будет введено, программа будет продолжать опрос.

Do { printf("Please, enter number: "); scanf("%d", &n); if (n < 0 || n>100) { printf("bad number, try again\n"); continue; } else { break; } } while (1);

Цикл for

О дним из самых используемых является цикл со счётчиком for . Его синтаксис

For (<инициализация>; <условие продолжения>; <изменение счётчика>){ <тело цикла> }

Например, выведем квадраты первых ста чисел.

Int i; for (i = 1; i < 101; i++) { printf("%d ", i*i); }

Одним из замечательных моментов цикла for является то, что он может работать не только с целыми числами.

Float num; for (num = 5.3f; num > 0f; num -= 0.2) { printf("%.2f ", num); }

Этот цикл выведет числа от 5.3 до 0.1. Цикл for может не иметь некоторых "блоков" кода, например, может отсутствовать инициализация, проверка (тогда цикл становится бесконечным) или изменение счётчика. Вот пример с интегралом, реализованный с применением счётчика for

#include #include int main() { double sum = 0.0; double a = 0.0; double b = 1.0; double h = 0.01; double x; for (x = a; x < b; x += h) { sum += x*x * h; } printf("%.3f", sum); getch(); }

Давайте рассмотрим кусок кода

Double x ; for (x = a; x < b; x += h) { sum += x*x * h; }

Его можно изменить так

Double x = a; for (; x < b; x+=h) { sum += x*x*h; }

Более того, используя оператор break , можно убрать условие и написать

Double x; for (x = a;; x += h){ if (x>b){ break; } sum += x*x*h; }

Double x = a; for (;;){ if (x > b){ break; } sum += x*x*h; x += h; }

кроме того, используя оператор ",", можно часть действий перенести

Double x ; for (x = a; x < b; x += h, sum += x*x*h) ;

ЗАМЕЧАНИЕ: несмотря на то, что так можно делать, пожалуйста, не делайте так! Это ухудшает читаемость кода и приводит к трудноуловимым ошибкам.

Давайте решим какую-нибудь практическую задачу посложнее. Пусть у нас имеется функция f(x). Найдём максимум её производной на отрезке. Как найти производную функции численно? Очевидно, по определению). Производная функции в точке - это тангенс угла наклона касательной.

F ⁡ x ′ = d x d y

Возьмём точку на кривой с координатами (x; f(x)), сдвинемся на шаг h вперёд, получим точку (x+h, f(x+h)), тогда производная будет

D x d y = f ⁡ (x + h) - f ⁡ x (x + h - x) = tg ⁡ α

То есть, отношение малого приращения функции к малому приращению аргумента. Внимательный читатель может задать вопрос, почему мы двигаемся вперёд по функции, а не назад. Ну пойдёмте назад

D x d y = f ⁡ x - f ⁡ (x - h) h = tg ⁡ β

Возьмём среднее от этих двух значений, получим

F ⁡ (x + h) - f ⁡ (x - h) 2h

В общем-то теперь задача становится тривиальной: идём от точки a до точки b и находим минимальное значение производной, а также точку, в которой производная принимает это значение. Для решения нам понадобятся, как и в задаче с интегралом, переменные для границ области поиска a и b , текущее значение x и шаг h . Кроме того, необходимо максимальное значение maxVal и координата maxX этого максимального значения. Для работы возьмём функцию x sin ⁡ x

#include #include #include int main() { double a = 0; double b = 3.0; double h = 0.001; double h2 = h * 2.0; double maxVal = a*sin(a); double maxX = a; double curVal; double x; // Проходим по всей области от a до b // и ищем максимум первой производной // Используем функцию x*sin(x) for (x = a; x < b; x += h) { curVal = ((x+h)*sin(x+h)-(x-h)*sin(x-h))/h2; if (curVal > maxVal) { maxVal = curVal; maxX = x; } } printf("max value = %.3f at %.3f", maxVal, maxX); getch(); }

На выходе программа выдаёт max value = 1.391 at 1.077

Численное решение даёт такие же (с точностью до погрешности) результаты, что и наша программа.

Вложенные циклы

Рассмотрим пример, где циклы вложены друг в друга. Выведем таблицу умножения.

#include #include #include int main() { int i, j; // Для каждого i for (i = 1; i < 11; i++) { // Выводим строку из произведения i на j for (j = 1; j < 11; j++) { printf("%4d", i*j); } // После чего переходим на новую строку printf("\n"); } getch(); }

В этом примере в первый цикл по переменной i вложен второй цикл по переменной j . Последовательность действий такая: сначала мы входим в цикл по i , после этого для текущего i 10 раз подряд осуществляется вывод чисел. После этого необходимо перейти на новую строку. Теперь давайте выведем только элементы под главной диагональю

For (i = 1; i < 11; i++) { for (j = 1; j < 11; j++) { if (j > i) { break; } printf("%4d", i*j); } printf("\n"); }

Как вы видите, оператор break позволяет выйти только из текущего цикла. Этот пример может быть переписан следующим образом

For (i = 1; i < 11; i++) { for (j = 1; j <= i; j++) { printf("%4d", i*j); } printf("\n"); }

В данном случае мы используем во вложенном цикле счётчик первого цикла.

Ru-Cyrl 18- tutorial Sypachev S.S. 1989-04-14 [email protected] Stepan Sypachev students

Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик