Организация циклов

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал в г. Сызрани

Кафедра электротехники, информатики и компьютерных технологий

СОСТАВЛЕНИЕ И ОТЛАДКА ПРОГРАММ

С ЦИКЛАМИ

Методические указания к лабораторной работе № 3

по дисциплине "Программирование и основы алгоритмизации"

		Составитель: Будин В.И.
	Утверждено на заседании кафедры электротехники, информатики и компьютерных технологий 29.11.02.

СЫЗРАНЬ 2002
Лабораторная работа №3

СОСТАВЛЕНИЕ И ОТЛАДКА ПРОГРАММ С

ЦИКЛАМИ

Цель работы – закрепление теоретических знаний и приобретение практических навыков по составлению программ с циклическими вычислительными процессами и их отладке в интегрированной среде Borland C⁺⁺5.

Организация циклов

Для программирования многократно повторяющихся действий применяются операторы цикла. Любой цикл состоит в общем случае из следующих операций: начальные установки (инициализация), проверка условия выхода из цикла, выполнение операторов циклического вычислительного процесса, модификация (изменение) параметра цикла (переменной, изменяющейся в цикле и используемой в формировании условия).

В зависимости от местоположения условной операции выделяют две основных схемы операторов цикла: цикл с предусловием (рис. 1а) и цикл с постусловием (рис. 1б).

а) б)

Рис. 1. Блок-схемы циклического алгоритма:

а - цикл с предусловием; б – цикл с постусловием

Первая схема в С⁺⁺ реализуется операторами while и for, а вторая do.

Оператор цикла while имеет вид:

while (условие) тело_цикла,

где тело_цикла – блок операторов циклического вычислительного процесса вместе с оператором модификации параметра цикла.

Пример. Сумма n первых чисел натурального ряда.

.......

int n; cin>>n;

int s=0, i=1;

while (i<=n)

{s=s+i; i=i+1;}

cout<<s;

.......

Оператор for удобнее, чем while, так как его заголовок более информативен (содержит все основные параметры цикла). Он имеет следующую форму:

for (инициализация; условие; модификация) операторы

Любая из частей оператора for может быть опущена, но точки с запятой необходимо оставить на своих местах (пустые операторы), причем, если отсутствует условие, то результат проверки всегда истинен.

Пример. Вычисление факториала n!.

.......

int n,r; cin>>n;

for (int i=1, r=1; i<=n; i=i+1)

r=r*i; cout<<"n!="<<r;

.......

Для заголовка цикла for было введено специальное графическое обозначение. Для выше рассмотренного примера блок-схема оператора for будет иметь следующий вид:

Рис. 2. Пример использования оператора for

Оператор do является циклом с постусловием (рис. 1б) и используется в тех случаях, когда условие формировать в начале итерационного процесса не совсем удобно, а так же когда цикл необходимо выполнить хотя бы один раз. Этот цикл имеет следующую форму записи:

do тело_цикла while (условие)

Пример. Вычислить с заданной точностью eps по итерационной формуле

y_i=(y_i-1+x/y_i-1)/2 при начальном приближении y₀=1.

.......

double x, eps, y0, y=1;

cin>>x>>eps;

do { y0=y; y=(y0+x/y0)/2;

} while (fabs (y-y0)>=eps);

cout<<y;

.......

В практических задачах часто используются вложенные циклы, т.е. когда один цикл выполняется внутри другого. Во вложенных циклах в соответствии с логикой построения программы можно использовать любые комбинации операторов while, for, do.

В циклических структурах возможно зацикливание (бесконечный цикл) из-за вычислительной неустойчивости алгоритма или его неправильного программирования. Для исключения этой ситуации в операторах цикла на этапе отладки программы необходимо предусмотреть дополнительную проверку на сходимость или достижение заданного предельного числа повторений цикла. Существует два оператора выхода из цикла: goto и break.

Оператор goto идет вразрез с правильным стилем программирования и его в настоящее время использовать не рекомендуется, кроме исключительных случаев, когда без него сложно обойтись.

Обычно выполнение цикла прерывают с помощью оператора break. В результате управление передается оператору, следующему непосредственно за циклом.