Программирование задачи

Анализ алгоритмов, реализующих циклы с пред- и пост-условиями, позволяет сделать вывод, что их программирование (выполнение блоков проверки условия) возможно с использованием укороченного оператора условной передачи управления вида if( усл_выр ) goto m.

Однако современный стиль программирования не рекомендует использование оператора безусловной передачи управления. Поэтому составление программ требует использования специальных конструкций языка Си/Си++ – операторов цикла.

Рис.5.4.Цикл Рис.5.5.Цикл Рис.5.6.Цикл

с предусловием с постусловием с параметром

Рис. 5.7. Развёрнутые изображения циклов:

а – с предусловием, б – с постусловием, в – с параметром

1. Операторы цикла

Операторы цикла – конструкции, позволяющие реализовать любую из полученных схем алгоритма – цикл с предусловием, цикл с постусловием, цикл с параметром.

В Си/Си++ существуют три оператора цикла. Каждый из них соответствует основному требованию структурирования – имеет один вход и один выход.

1. Оператор цикла с предусловием

Предназначен для программирования варианта цикла с предусловием – проверки текущего значения параметра цикла на соответствие диапазону изменения с реализацией тела цикла, если условие выполняется, и выходу из цикла при его невыполнении.

Структура оператора:

while( усл_выр )

{

тело

цикла

}

где while – ключевое слово (пока);

усл_выр – выражение, определяющее проверку условия повторения цикла;

( ) – ограничители выражения;

тело цикла – совокупность повторно вычисляемых операторов;

{ } – ограничители тела цикла.

• Внимание! В операторе цикла while символ окончания ( ; ) не указывается.

Первая строка оператора называется заголовком цикла.

Оператор выполняется следующим образом:

• вычисляется условное выражение (усл_выр);

• если выражение истинно (результат не равен нулю) – выполняется тело цикла и управление передается в заголовок для очередной проверки усл_выр;

• если усл_выр ложно (результат равен нулю) – тело цикла не выполняется и управление передается оператору, записанному под ним.

Естественный (нормальный) – выход из оператора цикла по результатам проверки условного выражения.

Схема выполнения оператора

while( усл_выр )

ЛОЖЬ ИСТИНА

{

тело

цикла

}

Стрелки определяют последовательность работы оператора в зависимости от результатов проверки условного выражения – ИСТИНА или ЛОЖЬ.

Например, фрагмент программы

. . .

while( zi <= b ) /* заголовок цикла */

{

yi = sin( xi ); /* вычисления в */

zi = 2.* yi; /* теле цикла */

}

sum = 0.;

. . .

предписывает повторение вычислений yi и zi пока zi <= b.

Как только условие перестанет выполняться, произойдет нормальный выход из цикла – управление передастся оператору sum = 0.

Правила записи и выполнения

1. В качестве усл_выр могут использоваться любые выражения Си/Си++. Арифметические, например (sin(b)+0.5), (2*c–d/f), (a) или простые (составные) логические выражения, например ( а != b ), ( sin( x ) < b ), ( x <= a && x >= b ).

2. Тело цикла может оформляться одним составным или одним простым оператором, например:

while( yi >= b | | yi <= c ) { yi=2. * cos( xi ); printf(“ %f %f”, xi, yi); }

while( xi<=a ) xi=sin( ci ); или while( xi<=a ) xi=sin( ci );

3. В теле цикла возможно использование специальных операторов break, goto, continue, обеспечивающих искусственный (принудительный) выход из цикла. Оператор break прекращает выполнение цикла и передает управление оператору, записанному непосредственно под телом цикла. Оператор goto m организует выход из цикла с передачей управления оператору, помеченному его меткой. Оператор continue прерывает выполнение тела цикла и возвращает управление заголовку цикла, например:

while( a > b ) { . . . if( c < a ) break; . . . } d = 15.;

while( a > b ) { . . . if( c < a ) goto k; . . . } d = 15.; . . . k: d=12.;

while( a > b ) { . . . if( c < a ) continue; . . . } d = 15.;

Первый фрагмент предписывает искусственный выход из цикла при выполнении в теле цикла условия c < a с передачей управления оператору d = 15. Второй – нарушает естественный порядок вычисления тела цикла при c < a с передачей управления оператору d=12., помеченному меткой k. Третий прерывает выполнение тела цикла по тому же условию, но управление возвращается заголовку цикла.

4. В теле цикла возможно использование других (вложенных) операторов цикла.

Вывод: оператор while позволяет программировать арифметические циклы с предусловием, например, представленные схемами рис. 5.4 (блоки 5, 6, 7, 8, 9); рис. 5.7а (блоки 5, 6, 7, 8), при условии, что начальное значение параметра цикла (блок 4) задается до входа в цикл, а изменение параметра (блок 8) осуществляется в теле цикла.