Цикл с заданным числом повторений

Рассмотренные типы циклических структур имеют один недостаток: при ошибочном задании исходных данных может произойти зацикливание, т.е. возникает неприятная ситуация, когда происходит бесконечное повторение операторов, входящих в тело цикла. В этом случае приходится принудительно завершать работу программы, иногда это связано с потерей несохраненных данных и самой программы.

В практических инженерных задачах обычно известны начальные значения изменяемых величин, закон изменения и конечное число повторений. Переменная, изменение которой организуется в ходе реализации цикла, называется параметром цикла или управляющей переменной. Алгоритм работы цикла с заданным числом повторений (иногда его называют циклом с параметром) приведен на рис. 16.

Предварительные вычисления, присваивание параметру начального значения Проверка условия окончания цикла Расчеты при текущем значении параметра цикла   Изменение параметра цикла по заданному закону и переход к блоку 2

Рис. 16. Развернутая схема цикла с заданным числом повторений

Следует подчеркнуть, что цикл с заданным числом повторений представляет собой соединение линейной структуры (начало цикла), структуры цикл-ПОКА (условие в нем заменено на противоположное) и снова линейной (последовательной) структуры в теле цикла.

Прочитать этот алгоритм можно следующим образом: «Меняя параметр от начального значения до конечного значения, повторять тело цикла».

Алгоритм, приведенный на рис. 16, принято называть развернутой схемой цикла с заданным числом повторений. Такая схема удобна для анализа алгоритма и поиска ошибок. Однако при написании алгоритма можно использовать и компактную запись. В псевдокодах она выглядит так:

Цикл по параметр от начальное значение

до конечное значение шаг приращение;

операторы тела цикла;

Конец-цикла.

Необходимо подчеркнуть, что развернутая и компактная записи после реализации в машине дают один и тот же результат. Компактная запись менее громоздка за счет того, что в ней не задаются в явном виде связи между отдельными элементами структуры.

Рассмотрим использование циклической структуры этого типа на примере: составить алгоритм печати таблицы значений х, х², sin(х) и 1/х при изменениях х от 1 с шагом 0.1, пока выполняется условие х ≤ 10.

Составим алгоритм в виде псевдокодов:

1. Начало;

2. Список данных:

x, fl, f2, f3 — вещественный;

3. Цикл по х от 1 до 10 шаг 0.1;

4. fl:=x²;

f2:=sin(x);

f3:=l/x;

5. Вывод(х, fl, f2, f3);

6. Конец-цикла 3;

7. Конец.

Отметим, что алгоритм состоит из 7 пунктов. Та же самая задача была решена в подразд. 2.3.1, но там в качестве циклической структуры для построения алгоритма использовался цикл-ПОКА, алгоритм состоял из 9 пунктов. Сокращение алгоритма оказалось возможным за счет использования в нашем случае цикла с заданным числом повторений, в структуре которого уже предусмотрены присваивание начального значения параметру и приращение параметра.

Для изображения компактной графической схемы цикла с параметром могут быть использованы символы «Подготовка» или «Граница цикла» (см. табл. 1), как показано на рис. 17.

Рис. 17. Компактная запись цикла с параметром:

а — с использованием символа «Подготовка»; б — с использованием

символа «Граница цикла»; i — параметр цикла; i_н— начальное

значение параметра; i_к — конечное значение параметра;

Δi — приращение (шаг)

Если величина шага в цикле с параметром равна единице, то в заголовке цикла шаг можно не указывать. Приведем для сравнения развернутые графические схемы циклов с заданным числом повторений с возрастающим и убывающим параметрами (рис. 18).

Рис. 18. Развернутая схема цикла с заданным числом повторений: а — с возрастающим параметром; б — с убывающим параметром

Схемы отличаются знаками в блоке проверяемого логического условия и в блоке изменения параметра цикла.