Нейбауер А. - Моя первая программа на С C++ - 2002
.pdf
Рис. 9.4. Значения, которые имеют переменные во время каждого повтора цикла
В результате работы программы на экране появятся 100 звездочек: 10 внутренних циклов сформируют 10 колонок, а 10 внешних циклов— 10 рядов. Значения, которые переменные приобретают при каждом повторе цикла, показаны на рис.9.4.
Обратите внимание на положение инструкции putchar('\n');. Она не относится к внутреннему циклу, но в то же время находится внутри фигурных скобок, ограничивающих внешний цикл. Эта инструкция выполняется десять раз, по одному на каждый повтор внешнего цикла, вставляя код «новая строка» после каждого ряда звездочек.
В Листинге 9.1 приведен другой пример использования вложенных циклов. Десять внешних и десять внутренних циклов здесь используются для того, чтобы создать таблицу умножения. Вместо того чтобы просто выводить на экран ряды звездочек, программа выводит результаты произведения значения переменной row на значение переменной column.
Листинг 9.1. Программа создания таблицы умножения.
/*timestab.c*/
main()
{
int row, column; puts("\t\tТаблица Пифагора\n\n"); for(row = 1; row <= 10; row++)
Ⱦɚɧɧɚɹ ɜɟɪɫɢɹ ɤɧɢɝɢ ɜɵɩɭɳɟɧɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɦ ɢɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨɦ %RRNV VKRS Ɋɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟ ɩɪɨɞɚɠɚ ɩɟɪɟɡɚɩɢɫɶ ɞɚɧɧɨɣ ɤɧɢɝɢ ɢɥɢ ɟɟ ɱɚɫɬɟɣ ɁȺɉɊȿɓȿɇɕ Ɉ ɜɫɟɯ ɧɚɪɭɲɟɧɢɹɯ ɩɪɨɫɶɛɚ ɫɨɨɛɳɚɬɶ ɩɨ ɚɞɪɟɫɭ piracy@books-shop.com
{
for(column = 1; column <= 10; column++) printf("%6d", row * column);
putchar('\n');
}
}
Рис. 9.5. Результат работы программы, создающей таблицу умножения
Результат работы программы, названной нами TIMESTAB.C, изображен на рис.9.5. Наконец, рассмотрим следующую программу:
main()
{
int row, column;
for (row = 1; row <= 10; row++)
{
for (column = 1; column <= row; column++) printf("*");
putchar('\n');
}
}
Она выводит на экран последовательность звездочек, показанную на рис.9.6.
www.books-shop.com
Рис. 9.6. Количество повторов внутреннего циклаопределяется номером повтора внешнего цикла
Мы видим, что каждый ряд звездочек имеет разную длину. Это обусловлено тем, что количество повторов внутреннего цикла не одинаково, а возрастает с каждым следующим выполнением внешнего цикла: одна звездочка в первом ряду, две звездочки во втором ряду, три в третьем и так далее. Количество колонок совпадает с номером ряда. Мы добились такого эффекта, используя переменную row в качестве условия внутреннего цикла.
При первом выполнении внешнего цикла внутренний цикл выполняется только один раз, выводя на экран одну звездочку. При втором повторе внешнего цикла внутренний цикл выполняется два раза, выводя две звездочки. В результате продолжения этого процесса получается узор из звездочек.
Будьте внимательны, когда пишете программу, содержащую два и больше вложенных циклов for. Если в программе указано 100 повторов внешнего и 100 повторов внутреннего цикла, это означает, что потребуется выполнить 10 тысяч повторов!
Использование цикла do...while
Цикл do...while используется в тех случаях, когда вы не знаете точного количества повторов, но в то же время вам известно, что цикл необходимо выполнить, по меньшей мере, один раз. Структура цикла do...while приведена на рис.9.7.
Выполнение инструкций, заключенных в фигурные скобки, повторяется до тех пор, пока является истинным условие, указанное в while. Правильность условия проверяется только в конце цикла, так что, даже если условие с самого начала не было истинным, цикл будет выполнен, по меньшей мере, один раз.
Рис. 9.7. Структура цикла do...while
Используя цикл do...while, следует указывать условие так, чтобы выполнение его не оказалось бесконечным. Ведь если условие все время будет выполняться, остановить повторение цикла можно будет только перезагрузкой системы с помощью кнопки Reset или комбинации клавиш Ctrl+Alt+Del.
www.books-shop.com
Цикл do...while часто используется для того, чтобы повторять программу до тех пор, пока пользователь не решит закончить ввод:
main()
{
int temp; float celsius; char repeat; do
{
printf("Введите значение температуры: "); scanf("%d", &temp);
celsius = (5.0 / 9.0) * (temp - 32); printf("%d градусов по
Фаренгейту соответствует %6.2f по Цельсию\n", temp, celsius);
printf("Желаете ввести еще значение?"); repeat = getchar();
putchar('\n');
}
while (repeat == 'y' || repeat == 'Y');
}
Чтобы избежать проблем, связанных с использованием функции getchar() после функции scanf(), применяйте вместо getchar() функции getch() или getche(), либо вызывайте функцию fflush(stdin) для очистки буфера. Вопрос подробно рассматривался
вглаве 8.
Вэтом примере практически весь текст программы, исключая определение переменных, входит в большой блок do...while. Цикл будет повторяться до тех пор, пока в ответ на запрос будет вводиться символ Y или y. Обратите внимание, что инструкция, выводящая на экран запрос о продолжении работы, является последней инструкцией в блоке.
Цикл do...while также используют и для того, чтобы обеспечить правильность ввода данных. Например, у нас есть программа, в которой требуется ввести процент скидки стоимости товара в виде десятичной дроби. Если пользователь вводит значение, не соответствующее формату, например, меньше 0 либо больше или равно 1, можно, с помощью цикла do...while, предложить ему повторить ввод, написав инструкции примерно следующего содержания:
do
{
printf("Введите размер скидки:"); scanf("%f", &discount);
}
while (discount < 0 || discount >= 1);
Условие, записанное в while с использованием логического оператора ИЛИ, проверяет, находится ли введенное число в определенных допустимых границах. Цикл будет повторяться до тех пор, пока пользователь не введет данные надлежащим образом. Но тут есть одна тонкость.
Описанная процедура может дать хорошие результаты только в том случае, если пользователь в конце концов поймет, что от него требуется, и введет правильное число. Если же вы имеете дело с человеком, который не имеет представления о том, что такое десятичная дробь, цикл может повторяться до бесконечности. Одним из способов справиться с такой ситуацией является использование алгоритма счетчика. Например, можно написать следующую программу:
www.books-shop.com
main()
{
int count; float discount; count=0;
do
{
printf("Введите размер скидки: "); scanf("%f", &discount);
count++;
}
while ((discount < 0 || discount >= 1)
&& count < 20);
if (count == 20)
puts ("Дурак");
}
Теперь у пользователя есть 20 попыток, чтобы ввести правильные данные. Значение переменной count увеличивается на единицу после каждой неправильной попытки.
Для того чтобы выполнить только одну инструкцию в цикле do...while, нет необходимости использовать фигурные скобки. Например, следующая программа позволяет вводить символы, пока не будет нажата клавиша Y:
main()
{
int a; do
a = getchar(); while (a != 'y' && a != 'Y');
}
www.books-shop.com
Рис. 9.8. Вложенные циклы do...while
Вложенные циклы do
Вложенные циклы do...while можно использовать для того, чтобы обеспечить несколько уровней повторов. Можно, например, использовать внешний цикл, чтобы повторять всю программу, пока пользователь не решит заняться чем-нибудь другим, и одновременно внутренний цикл для проверки правильности ввода, как это показано на рис.9.8. Внутренний цикл используют для ввода чисел, значения которых должны изменяться в промежутке от 0 до 100. Если ввод данных соответствует этому условию, внутренний цикл завершается и выполняются инструкции внешнего цикла. Выполнение внешнего цикла повторяется, пока является истинным условие
while (repeat == 'y' || repeat == 'Y');
Как только пользователь вводит какой-нибудь другой символ, внешний цикл завершается, приводя тем самым к завершению всей программы.
Использование цикла while
Цикл while используется в том случае, когда не известно точное число повторов и при этом нет необходимости, чтобы цикл непременно был выполнен хотя бы один раз. Структура цикла while такова:
while (condition) instruction;
Синтаксис показан на рис.9.9. Составные инструкции записываются следующим образом: while (condition)
{
instructions;
}
www.books-shop.com
Рис. 9.9. Структура цикла while
Так же, как и цикл do, цикл while выполняется до тех пор, пока является истинным условие, но в отличие от конструкции do...while, условие проверяется до начала выполнения цикла, даже если цикл выполняется первый раз. Если условие окажется ложным, цикл не будет выполнен ни разу.
Используя цикл для проверки правильности ввода, помещайте первую инструкцию ввода вне цикла. После этого можно продолжать запрос о вводе данных до тех пор, пока не будет введено правильное значение. Например, таким образом:Так же, как и цикл do, цикл while выполняется до тех пор, пока является истинным условие, но в отличие от конструкции do...while, условие проверяется до начала выполнения цикла, даже если цикл выполняется первый раз. Если условие окажется ложным, цикл не будет выполнен ни разу.
printf("Введите размер скидки: "); scanf("%f", &discount);
while (discount < 0 || discount >= 1)
{
printf("Вы ввели неправильное значение"); scanf("%f", &discount);
}
Комбинирование циклов разных типов
В программе можно использовать любые комбинации вложенных циклов всех типов: while, for и do...while, если этого требует логика построения программы. В приведенной ниже программе, например, используется цикл while, вложенный внутрь цикла for. В программе осуществляется преобразование десяти значений температуры, находящихся в пределах от 0 до 100. Значения вводятся с клавиатуры.
/*mixed.c*/
main()
{
int temp, count; float celsius;
for (count = 1; count <= 10; count++)
{
printf("Введите значение температуры в пределах от 1 до 100: ");
scanf("%d", &temp);
while (temp < 0 || temp > 100)
{
printf("Ошибка,
повторите ввод: ");
scanf("%d", &temp); |
|
} |
|
celsius = (5.0 / 9.0) * (temp - 32); |
|
printf("%d градусов по Фаренгейту |
|
соответствует %6.2f по Цельсию\n", |
temp, celsius); |
www.books-shop.com
}
}
Внешний цикл for повторяется ровно 10 раз. Внутренний цикл будет повторяться до тех пор, пока пользователь не введет правильные данные.
Проектирование программы
Использование циклов добавляет еще один уровень сложности в проектирование программы. Вам придется тщательно разрабатывать и тестировать алгоритмы программы, чтобы быть уверенным в том, что все они работают правильно.
Во-первых, следует выбрать, какой цикл— for, do...while или while— вы будете использовать. Начните с вопроса:
•Знаю ли я, сколько раз нужно повторить цикл, а если нет, то буду ли знать к моменту запуска программы на выполнение?
Если вы отвечаете на этот вопрос утвердительно, то используйте цикл for. Если ответ отрицательный, то ответьте на следующий вопрос:
•Нужно ли мне, чтобы цикл был обязательно выполнен, по меньшей мере, один раз?
Если на этот вопрос вы ответили положительно, вам следует использовать цикл do...while, если отрицательно— можно использовать цикл while.
Допустим для примера, что вы хотите рассчитать среднее арифметическое значение последовательности чисел. Если неизвестно точное количество чисел в последовательности, вам следует использовать циклы do...while или while, но не цикл for. Возможно, вы хотите предоставить пользователю возможность прекратить выполнение программы сразу после ее запуска, без того, чтобы цикл был выполнен хотя бы один раз. Следовательно, надо использовать цикл while.
Но как прекратить повторение циклов? Необходимо, чтобы пользователь мог как-то сообщить программе, что он уже закончил ввод данных и хочет завершить процедуру ввода. Одним из способов, позволяющих сделать это, является вывод на экран запроса, в котором после каждого повтора цикла пользователю предлагается продолжить или закончить ввод. Но такая процедура требует двух вводов на каждый повтор цикла, а именно, числа, которое добавляется в данные, и символа Y (y), указывающего на желание продолжить ввод.
Возможно, более удобным вариантом является использование некоторого значения, которое, будучи введенным, укажет программе на необходимость завершения процедуры. Пример программы, в которой используется такой способ, приведен в Листинге9.2. Выполнение этой программы прекращается после ввода отрицательного числа. Ввод первого значения находится за пределами цикла, так что программу можно остановить сразу же после запуска, путем ввода первого отрицательного значения. При вводе каждого положительного числа происходит увеличение счетчика на единицу, а число добавляется к сумме введенных значений. Обратите внимание, каждое последующее число вводится в самом конце цикла непосредственно перед тем, как while проверяет условие до начала следующего повторения.
Отметьте также, что условие if (count > 0)
проверяется до того, как вычисляется среднее арифметическое. Это сделано для того, чтобы избежать деления на нуль, которое вызывает ошибку выполнения в большинстве компьютерных систем.
Листинг 9.2. Программа вычисления среднего арифметического значения.
/*average.c*/
main()
{
float number, total; int count;
total = 0.0; count = 0;
printf("Введите число. Отрицательное значение заканчивает ввод: ");
scanf("%f", &number); while (number >= 0 )
www.books-shop.com
{
count++;
total += number;
printf("Введите число. Отрицательное значение заканчивает ввод: ");
scanf("%f", &number);
}
if (count > 0)
{
number = total / count;
printf("Сумма = %.2f Количество = %d Среднее = %.2f", number, count, total);
}
}
Теперь предположим, что мы написали программу, в которой все значения вводятся внутри цикла: while (a >= 0)
{
scanf("%f", &a); count++;
total += a;
}
Если теперь ввести отрицательное значение для прекращения выполнения цикла, оно ошибочно будет расценено как ввод и добавлено к общей сумме прежде, чем while проверит выполнение условия.
Если в программе есть вложенные циклы, следует быть очень внимательным при использовании счетчиков и аккумуляторов. Допустим, например, что мы решили повторять программу расчета среднего арифметического, включив ее в цикл do...while, как это продемонстрировано в Листинге9.3. Эта программа будет работать неверно из-за неправильного размещения инструкций
total = 0.0; count = 0;
Листинг 9.3. Неправильное размещение операций присваивания.
/*ave_bad.c*/ main()
{
char repeat;
float number, total; int count;
total = 0.0; count = 0; do
{
printf("Введите число. Отрицательное значение заканчивает ввод: ");
scanf("%f", &number); while (number >=0)
{
www.books-shop.com
count++;
total += number;
printf("Введите число. Отрицательное значение заканчивает ввод: ");
scanf("%f", &number);
}
if(count > 0)
{
number = total / count;
printf("Сумма = %.2f Количество = %d Среднее = %.2f", number, count, total);
printf("Желаете ввести другую последовательность чисел?");
repeat = getchar(); putchar('\n');
}
}
while ((repeat == 'y') || (repeat == 'Y'));
}
Из-за того, что операции присваивания расположены вне основного цикла, они будут выполнены только один раз, при запуске программы на выполнение. Потом, при каждом повторе основного цикла, в котором вводятся новые последовательности чисел, счетчик и аккумулятор будут сохранять свои прежние значения. В результате будет происходить расчет среднего, общего для всех введенных во всех циклах чисел. Эти две инструкции присваивания следовало бы поместить внутри внешнего цикла. Если написать текст следующим образом:
do
{
total = 0; count = 0;
значения счетчика и аккумулятора будут обновляться при начале ввода каждой новой серии чисел. Обратите внимание, что в программе используется цикл while, вложенный в цикл do...while.
Использование флагов
Флагом (flag) называется алгоритм, который сообщает программе о том, что выполнено некоторое условие или произошло какое-то событие, так же как настоящий флаг, оставленный астронавтами на Луне, свидетельствует о том, что на лунную поверхность ступала нога человека. Переменной-флагу присваивается значение в начале выполнения программы или во внешнем цикле, а затем ей присваивается другое значение, указывающее на то, что произошло некоторое событие или было выполнено определенное условие.
Например, программа перевода значений температур использует цикл do...while для ввода значений: do
{
printf("Введите значение температуры в пределах от 0 до 100: ");
scanf("%d", &temp);
}
Одна и та же подсказка появляется во всех случаях как при первом вводе, так и в случае ввода ошибочного значения. Возможно, было бы неплохо вывести на экран другое сообщение, указывающее пользова-
www.books-shop.com
- #
- #
- #13.08.201334.52 Mб108Липман С., Лажойе Ж., Му Б. - Язык программирования C++. Вводный курс - 2007.djvu
- #13.08.201347.18 Mб154Литвиненко Н.А. - Технология программирования на C++. Win32 API-приложения - 2010.djvu
- #
- #
- #13.08.201317.53 Mб116Оберг Р., Торстейсон П. - Архитектура .NET и программирование на Visual C++ - 2002.pdf
- #
- #
- #
- #