5.4.Программирование циклических алгоритмов

Циклические алгоритмы (циклы) – это алгоритмы, которые содержат повторяющиеся вычисления, зависящие от некоторой переменной. Такая переменная называется переменной цикла, а сами повторяющиеся вычисления составляют тело цикла.

Для реализации циклических вычислений на панели Programming (Программирование) предусмотрено два оператора: for и while.

Рассмотрим сначала создание оператора цикла for.

Для создания оператора цикла for необходимо:

• установить курсор в нужном месте документа и на панели программирования нажать кнопку for, появится шаблон с тремя местами ввода (рис. 9);

• справа от слова for (Поле 1) ввести имя переменной цикла, справа от знака (Поле 2) ввести диапазон изменения переменной цикла. Переменной цикла может быть: ряд чисел, вектор, список скаляров или диапазон векторов, разделенных запятой;

Рис. 9. Шаблон оператора цикла for

• в оставшееся поле ввода (внизу под словом for) (Поле 3) ввести выражение, которое вычисляется в цикле;

• если в цикле необходимо вычислять несколько выражений, то вначале нужно установить курсор на место ввода и нажать кнопку <Add Line> столько раз, сколько строк будет содержать цикл. Затем заполнить места ввода нужными выражениями и удалить лишние места ввода.

Пример 3. Создать программу-функцию для вычисления массива значений произвольной функции при изменении ее аргумента на отрезке с шагом .

Вид функции и вызов ее в документе Mathcad приведен ниже.

Пример 4. Создать программу-функцию для вычисления значения выражения , где

Ниже приводится вид функции и вызов ее в документе Mathcad.

В рассматриваемом примере переменная цикла последовательно принимает все значения элементов вектора V.

Перейдем к рассмотрению оператора цикла while.

Для создания оператора цикла while необходимо:

• установить курсор в нужном месте документа и на панели программирования нажать кнопку while, появится шаблон с двумя местами ввода (рис. 10);

• справа от слова while (Поле 1) ввести условие выполнения цикла, обычно это логическое выражение;

Рис. 10. Шаблон оператора цикла while

• в оставшееся поле ввода (внизу под словом while) (Поле 2) ввести выражение, которое вычисляется в цикле;

• если в цикле необходимо вычислять несколько выражений, то вначале нужно установить курсор на место ввода и нажать кнопку <Add Line> столько раз, сколько строк будет содержать цикл. Затем заполнить места ввода нужными выражениями и удалить лишние места ввода.

Рассмотрим пример функции с использованием оператора while.

Создадим программу-функцию по условию примера «Пример 1», но с использованием оператора while.

Ниже приводится вид функции и ее вызов в документе Mathcad.

5.5.Операторы управления вычислительным процессом

На панели Programming (Программирование) расположены кнопки для создания еще трех операторов, которые используются в программах-функциях для управления вычислительным процессом. Это операторы return, break и continue.

Их назначение заключается в следующем:

• оператор return обеспечивает досрочный выход и любого места программы-функции с возвращением результата;

• оператор break обеспечивает выход из цикла по некоторому условию;

• оператор continue обеспечивает переход к началу цикла до полного прохода его тела по некоторому условию.

Операторы return, break и continue нельзя набирать на клавиатуре, их необходимо вводить только с панели Programming (Программирование).

Рассмотрим некоторые примеры создания программ-функций с использованием этих операторов.

Пример 5. Создать функцию для вычисления выражения

Ниже приводится вид функции и ее вызов в документе Mathcad.

Пример 6. Создать функцию, которая суммирует случайные числа из отрезка и возвращает число слагаемых в сумме. Суммирование прекращается, когда текущая сумма превысит заданное значение.

Ниже приводится вид функции и ее вызов в документе Mathcad.

Пример 7. Создать функцию, которая из одномерного массива (вектора) формирует другой массив, содержащий только положительные значения первого массива. Если первый массив не содержит положительных чисел, то функция должна возвратить значение –1.

Ниже приводится вид функции и ее вызов в документе Mathcad.