Цикл с параметром примеры. §9 Инструкция цикла с параметром for. Цикл for основанный на диапазоне. Два важных примечания

Операторы цикла с параметром (for)

Операторы цикла с параметром (которые начинаются со слова for ) вызывает повторяющееся выполнение оператора (который может быть составным оператором) пока управляющей переменной присваивается возрастающая последовательность значений.

For параметр цикла:= начальное значение to конечное значение do оператор.

В качестве управляющей переменной должен использоваться идентификатор переменной. Управляющая переменная должна иметь перечислимый тип. Начальное и конечное значения должны иметь тип, совместимый по присваиванию с перечислимым типом. Когда начинает выполняться оператор for , начальное и конечное значения определяются один раз, и эти значения сохраняются на протяжении всего выполнения оператора for . Оператор, который содержится в теле оператора for , выполняется один раз для каждого значения в диапазоне между начальным и конечным значением. Управляющая переменная всегда инициализируется начальным значением. Когда работает оператор for и используется ключевое слово to , значение управляющей переменной увеличивается при каждом повторении на единицу. Если начальное значение превышает конечное значение, то содержащийся в теле оператора for оператор не выполнятся. Когда в операторе цикла используется ключевое слово downto , значение управляющей переменной уменьшается при каждом повторении на единицу. Если начальное значение в таком операторе меньше, чем конечное значение, то содержащийся в теле оператора цикла оператор не выполнятся.

Если оператор, содержащийся в теле оператора for , изменяет значение управляющей переменной, то это является ошибкой. После выполнения оператора for значение управляющей переменной становится неопределенным, если только выполнение оператора for не было прервано с помощью оператора перехода.

На параметр цикла в операторе for накладываются следующие ограничения:

1) параметр цикла, а также его начальное и конечное значения не могут быть изменены никаким оператором в теле цикла;

2) вход в цикл ТОЛЬКО через его начало.

Массив - это упорядоченная совокупность переменных одного типа, называемых элементами массива. Все элементы имеют одно и то же имя, совпадающее с именем массива. Каждый элемент снабжается индексом (порядковым номером), определяющим его относительную позицию в ряду других элементов, и называется индексированной переменной. Индекс элемента записывается вслед за его именем в квадратных скобках, например, a, max и т.д. Характеристиками каждого массива являютnя его имя, размерность и длина. Имя массива выбирается по тем же правилам, что и имя простой (неиндексированной) переменной. Понятие размерности массива аналогично понятию размерности матрицы в математике. Так одномерный массив соответствует вектору - строке, двумерный - матрице такой же размерности и т.д.

Длина массива - это количество составляющих его элементов. Массивы относятся к одной из разновидностей составного типа, а именно к регулярному типу.

Определение регулярного типа имеет вид

array of t1

где array - массив (ключевоеое слово);

of - из (ключевое слово);

t1 - тип элементов массива (базовый тип);

t2 - тип индексов элементов массива.

В качестве элементов массива могут выступать переменные любого типа, допустимого в языке. Тип индекса задаёт количество элементов в массиве, т.е. его длину; это количество определяется числом возможных значений типа,указанного в описании массива. Для индексации элементов массива чаще всего используется ограниченный тип, который образуется из какого-либо стандартного типа (например, целого) путём наложения ограничений на допустимый диапазон его значений. Эти ограничения задаются минимальным и максимальным значениями индекса, разделёнными двумя стоящими подряд точками и заключёнными в квадратные скобки, например, , [-5..35] и т.д.

В программе каждый массив должен быть описан. Его описание может быть сделано либо в разделе описания переменных - var , либо в двух разделах: описания типов - type и описания переменных. Но в любом случае в описании массива должно присутствовать определение регулярного типа.

Описание массива в разделе переменных выглядит так:

var

имя массива: array of t1;

Цикл с параметром имеет следующий формат:

for (инициализация; выражение; модификации) оператор;

Инициализация используется для объявления и присвоения начальных значений величинам, используемым в цикле. В этой части можно записать несколько опе­раторов, разделенных запятой (операцией «последовательное выполнение»), на­пример, так:

for (int i = 0, j = 2; ...

for (k = 1, m = 0; ...

Областью действия переменных, объявленных в части инициализации цикла, яв­ляется цикл 1 . Инициализация выполняется один раз в начале исполнения цикла.

Выражение определяет условие выполнения цикла: если его результат, приве­денный к типу bool , равен true, цикл выполняется. Цикл с параметром реализо­ван как цикл с предусловием.

Модификации выполняются после каждой итерации цикла и служат обычно для изменения параметров цикла. В части модификаций можно записать несколько операторов через запятую. Простой или составной оператор представляет собой тело цикла. Любая из частей оператора for может быть опущена (но точки с запя­той надо оставить на своих местах!).

Пример (оператор, вычисляющий сумму чисел от 1 до 100):

for (Int i = 1, s = 0; 1<=100; i++) s += i;

Пример (программа печатает таблицу значений функции у=х 2 +1 во введенном диапазоне):

#Include

float Xn, Xk, Dx, X;

printf (“Введите диапазон и шаг изменения аргумента: ");

scanf (“%f%f%f”, &Xn, &Xk, &Dx);

printf (“| X | Y |\n");

for (X = Xn; X<=Xk; X+=Dx)

printf (" | %5.2f | %5.2f |\n”, X*X + 1);

Пример (программа находит все делители целого положительного числа):

#Include Int main(){

Int num, half, div;

cout << “\n Введите число: "; cin >> num;

for (half = num / 2, div = 2; div <= half; div++)

if (!(num %div))cout << div <<"\n";

Два последних примера выполняют те же действия, что и примеры для цикла с предусловием, но записаны более компактно и наглядно: все действия, связан­ные с управлением циклом, локализованы в его заголовке.

Любой цикл while может быть приведен к эквивалентному ему циклу for и на­оборот по следующей схеме:

for (b1: b2; bЗ) оператор b1;

while (b2){ оператор; bЗ;}

Часто встречающиеся ошибки при программировании циклов - использование в теле цикла неинициализированных переменных и неверная запись условия вы­хода из цикла.

q проверить, всем ли переменным, встречающимся в правой части операторов присваивания в теле цикла, присвоены до этого начальные значения (а также возможно ли выполнение других операторов);

q проверить, изменяется ли в цикле хотя бы одна переменная, входящая в усло­вие выхода из цикла;

q предусмотреть аварийный выход из цикла по достижению некоторого коли­чества итераций;

q и, конечно, не забывать о том, что если в теле цикла требуется выполнить бо­лее одного оператора, нужно заключать их в фигурные скобки.

Операторы цикла взаимозаменяемы, но можно привести некоторые рекоменда­ции по выбору наилучшего в каждом конкретном случае.

Оператор do while обычно используют, когда цикл требуется обязательно выпол­нить хотя бы раз (например, если в цикле производится ввод данных).

Оператором whiIe удобнее пользоваться в случаях, когда число итераций заранее не известно, очевидных параметров цикла нет или модификацию параметров удобнее записывать не в конце тела цикла.

Оператор for предпочтительнее в большинстве остальных случаев (однознач­но - для организации циклов со счетчиками).

Цикл с параметром был уже рассмотрен нами в разделе "Алгоритм" в теме "Виды алгоритмов".
Цикл с параметром используется, когда заранее известно сколько раз должен выполниться цикл.

Формат записи цикла:

Здесь for, to, do - зарезервированные слова (для, до, выполнить);

<пар. цикла> - параметр цикла – переменная целочисленного типа (типа integer);
<нач. знач.> - начальное значение - число или переменная целочисленного типа (типа integer);
<кон. знач.> - конечное значение - число или переменная целочисленного типа (типа integer);
<оператор> - произвольный оператор Паскаля.

Пример: For i:=1 to n do <оператор>
здесь i - параметр цикла
1 - начальное значение
n - конечное значение
Если в теле цикла используется несколько операторов, тогда, используются операторные скобки: begin ... end.
При выполнении оператора for вначале вычисляется выражение <нач.знач.> и осуществляется присваивание его значения переменной цикла <пар.цикла> := <нач. знач.>. Далее сравниваются <пар.цикла> и <кон.знач.>. До тех пор, пока они не станут равными будет выполняться оператор (операторы). Значение переменной цикла <нач.знач> автоматически увеличивается на единицу в ходе выполнения цикла. Надо сразу заметить, что задать шаг цикла, отличный от 1 в этом операторе нельзя.
Пример:
Возможны такие записи оператора цикла:

1) for i:= 1 to n do s1;

2) for i:= 3 to 10 do s1;

3) for i:= a to b do s1;

4) for i:= a to b do
begin

s1;
s2;
...
sn

end;

Здесь s1, s2, s3, ... sn - операторы цикла.

Пример:
Составить программу вывода на экран чисел от 1 до 10.

Пример:
Составить программу вычисления факториала числа n, т. е. n!. (0! = 1)

Объяснение программы:
Переменная n - для вводимого пользователем числа, факториал которого надо найти; f - переменная, в которой будет "накапливаться" значение факториала числа n; i - переменная цикла.
Устанавливается первоначальное значение переменной f:= 1.
Далее начинается цикл. Переменной i присваивается начальное значение 1; оно сравнивается с конечным - n (1 <= n), если условие истинно, тогда выполняется оператор (в этой программе он один): f:= f*i, 1*1=1; значение переменной цикла увеличивается на 1, т. е. станет равным: i:= i + 1, 1 + 1 = 2 и цикл повторяется.
Когда значение i станет равным n, тогда цикл выполнится последний раз, потому что следующее значение i будет n + 1, что больше конечного значения n, условие i <= n - ложно, цикл не выполняется.

Существует другая форма оператора цикла For:
Формат записи цикла:

Замена зарезервированного слова to на downto означает, что шаг параметра цикла равен (-1).
Изменение значения параметра идет от большего значения к меньшему, т. е. <нач. знач.> <кон. знач.>.

Пример:
Возможны такие записи оператора цикла:

1) for i:= n downto 1 do s1;

2) for i:= 10 downto 3 do s1;

3) for i:= b downto a do s1; (при условии, что b>a)

4) for i:= b downto a do
begin

S1;
s2;
...
sn

end; (при условии, что b>a)

Здесь s1, s2, s3, ... sn - операторы цикла.

Пример: Программу вычисления факториала числа можно составить, используя этот оператор цикла.

Задачи

1. Даны 10 чисел, вывести те из них, которые являются полными квадратами.
2. Даны 10 чисел, найти их произведение. Составить блок-схему и программу.
3. Даны 10 чисел, найти сумму четных. Составить блок-схему и программу.
4. Даны 10 чисел, найти количество отрицательных. Составить блок-схему и программу.
5. Даны n действительных чисел. Найти максимум и минимум. Составить блок-схему и программу.
6. Даны n действительных чисел. Найти среднее арифметическое всех элементов. Составить блок-схему и программу.
7. Даны n действительных чисел. Найти среднее арифметическое отрицательных и положительных элементов. Составить блок-схему и программу.
8. Даны n натуральных чисел. Найти сумму и произведение элементов, кратных 3 и 5. Составить блок-схему и программу.
9. Даны n натуральных чисел. Вывести те числа, значения которых являются степенями двойки (1, 2, 4, 8, 16, ...). Составить блок-схему и программу.
10. Даны n натуральных чисел. Вывести те числа, значения которых находятся в отрезке . Составить блок-схему и программу.
11. Даны n натуральных чисел. Вывести на экран те числа, значения которых являются квадратами какого-либо числа. Составить блок-схему и программу.
12. Дано натуральное число n. Найти n 2. Составить блок-схему и программу.
13. Даны натуральные числа a, n. Найти a n. Составить блок-схему и программу.
14. Дано натуральное число n. Определить его разрядность, цифру старшего разряда числа увеличить на 2
15. Дано натуральное число n. Поменять местами первую и последнюю цифры числа
16. Дано натуральное число n. Цифры числа, кратные 2 заменить на 0.
17. Дано натуральное число n. Цифры числа, кратные 3 заменить на 1.
18. Дано натуральное число n. Вычислить произведение (2n-1)*(3n-1)*(4n-1)*...*(10n-1). Составить блок-схему и программу.
19. Вычислить сумму 2+4+6+...+100. Составить блок-схему и программу.
20. Дано натуральное число n, действительное x. Вычислить произведение x+x/2+x/3+...+x/n. Составить блок-схему и программу.
21. Дано натуральное число n. Вычислить P=(1-1/2)(1-1/3)...(1-1/n), где n>2. Составить блок-схему и программу.
22. Дано натуральное число n. Вычислить P=(1+x)/n+(2+x)/(n-1)+...+(n+x)/1. Составить блок-схему и программу.
23. Даны n натуральных чисел. Вычислить сумму ряда 1+x/1!+x 2 /2!+x 3 /3!+ ... +x n /n!. Составить блок-схему и программу.

Оператор цикла с параметром используется именно в таких случаях, когда необходимо организовать цикл с заданным числом повторений

for <параметр_цикла>:=<начальное_знач> to <конечное_знач> do <оператор>;

for <параметр_цикла>:=<конечное_знач> downto <начальное_зна.> do <оператор>;

Оператор, представляющий собой тело цикла, может быть простым или составным.

Параметр цикла, а также диапазон его изменения могут быть только целочисленного или перечислимого типа.

Параметр описывается совместно с другими переменными.

Шаг цикла for всегда постоянный и равен "1" или "-1".

Вывести на экран первые десять положительных целых чисел

var i: integer; //вводится счетчик

fori:=1to10do//пока значение счетчика от 1 до 10 выполнять следующее

writeln(i); //вывод значения счетчика

vari,sum:integer;

sum:=0; //обнуление значения переменной

fori:=10to99do//перебор двузначных положительных чисел

if i mod 3=0 then //кратность 3

sum:=sum+i; //сумма предыдущего значения переменной и числа, соответствующего условию

Вывести на экран произведение десяти первых четных положительных чисел

vari,pr:integer;

pr:=1; //при нахождении произведения начальное значение переменной не 0, а 1

for i:=1 to 10 do

if i mod 2=0 then //определение четности

Даны два целых числа A и B (A < B). Вывести в порядке возрастания все целые числа, расположенные между A и B (в том числе A и B), a также количество N этих чисел .

var i,pr: integer;

k:=0; //обнуляем значение переменной, означающей количество

fori:=AtoBdo//перебор чисел из заданного диапазона

writeln(i); //вывод в чисел порядке возрастания

k:=k+1; //подсчет количества чисел

writeln(k); //вывод количества происходит вне цикла т.к. выводится один раз

Ввести N различных чисел. Найти среднее арифметическое всех чисел.

Var n,i,a:integer;

For i:=1 to N do

Writeln("среднее арифметическое= ",s/n:4:2);

Оператор цикла с предусловием while ... Do (пока…)

Оператор while ... do предназначен для реализации циклов с предусловием.

Условие выполнения тела цикла while проверяется до начала каждого шага. Поэтому если условие сразу не выполняется, то тело цикла игнорируется, и управление передается оператору, стоящему сразу за телом цикла.

Обращение к оператору while ... do переводится как «пока... делать» и выглядит так:

while <условие> do <оператор>

В цикле while подразумевается такой алгоритм: пока условие истинно, выполняются операторы тела цикла.

Само условие может быть логической константой, переменной или логическим выражением.

При написании циклов с предусловием следует помнить следующее.

чтобы цикл имел шанс когда-нибудь закончиться, содержимое его тела должно обязательно влиять на условие цикла.

условие должно состоять из корректных выражений и значений, определенных еще до первого выполнения тела цикла.

Если условие цикла ложно цикл не выполнится ни разу!

Особенное место в Turbo Pascal занимают циклы. Их начинают изучать сразу же после отработки навыков ввода-вывода информации на экран. Ведь большинство задач сводится к тому, что циклы с параметром и другие конструкции помогают облегчить написание и функционирование определенного блока программы.

Разновидности циклов

Всего различают три разновидности:

• с параметром,
• с предусловием,
• с постусловием.

Циклы с параметром, иначе их называют For … to … do или For … downto …. do, многократно повторяют определенную последовательность действий. В принципе, и другие разновидности используются с этой же целью, только в for-цикле заранее известно количество шагов.

В двух других конструкциях (While и Repeat) количество итераций изначально неизвестно. Поэтому при изучении задания уже необходимо понимать, какой цикл будет использован.

Основные определения по теме

Циклы с параметрами - многократно повторяющиеся итерации. Счетчик - основной показатель, с помощью которого выполняется заданная конструкция. Границы промежутка показывают, в каких пределах будут выполняться те или иные итерации. Кстати, совершенно не обязательно, чтобы начальное значение было равно 1. Пользователь самостоятельно задает обе границы промежутка. Тело цикла - набор команд, для которых уже определено количество повторений.

Понятие «циклы с параметрами» означает, что в данной конструкции проверяется условие, после чего выполняется набор итераций. Счетчик увеличивается (или уменьшается), и все повторяется. Тело цикла будет задействовано до тех пор, пока условие истинно.

For … to … do: алгоритм работы, синтаксис

Как уже было сказано, циклы с параметром используются в задачах, в которых указан «промежуток», в котором предстоит работать. Так, это может быть массив чисел, дней недели, строк стихотворения и т. д.

Выделяют 2 вида конструкции: на увеличение счетчика и на его уменьшение. Первая конструкция будет прописана следующим образом:

for исх.переменная := граница 1 to граница 2 do

тело цикла ;

Здесь: исх. переменная объявляется пользователем в начале программы или блока; граница 1 и граница 2 - начальное и конечное значение промежутка; в теле цикла прописывается ряд действий, которые должны выполняться программой. Необходимо помнить, что если тело цикла содержит всего 1 команду, тогда операторные скобки begin…end можно опустить. В таком варианте конструкции счетчик, а именно <исх.переменная>, будет увеличиваться с шагом, равным 1.

for исх.переменная := граница 1 downto граница 2 do

тело цикла ;

Здесь же исх. переменная будет уменьшаться с шагом, равным 1.

Схема работы цикла с параметром For … to … do будет выглядеть следующим образом:

• Задается значение верхней границы промежутка, т. е. граница 2 .

• Исх.переменной присваивается значение параметра граница 1 .

• Проходит проверка условия: исх.переменная ≤ граница 2 .

• При получении результата True (Истина ) выполняется тело цикла.

• Счетчик увеличивается на шаг, равный 1.

• Выполнение пунктов 3-5 происходит ровно до того момента, пока условие истинно: исх.переменная > граница 2 . Как только это произошло, происходит выход из цикла и управление передается команде, следующей за данной конструкцией.

В For … downto … do алгоритм работы схож с вышеуказанным, за исключением некоторых пунктов:

• В 3-м пункте проверяется условие: исх.переменная ≥ граница 2 .

• В 5-й строчке алгоритма счетчик уменьшается на 1.

• В 6-м пункте команды 3-5 будут выполняться до тех пор, пока не будет удовлетворено условие: исх.переменная < граница 2.

Все остальное аналогично в обоих алгоритмах работы.

Блок-схема цикла с параметром

Циклы с параметром имеют следующий вид блок-схемы (хотя выше она уже была представлена). Здесь же показана упрощенная организация конструкции.

Основные требования к циклу с параметром

Циклы с параметрами требуют определенного рода условий.

• Счетчик и границы промежутка (т. е. исх.переменная, граница 1 и граница 2) должны принадлежать одному типу данных. Если имеется лишь совместимость между начальным и конечным значениями отрезка и исходной переменной, то программа может повести себя неправильно, поскольку границы будут преобразованы по типу данных исходного параметра.

• Тип данных, которому должны принадлежать значения параметров, должен быть целочисленным. Крайне не рекомендуется использовать вещественный тип.

• Изменять значение параметра исх.переменная в теле цикла принудительно нежелательно. Иначе пользователь с трудом сможет отследить возможные появившиеся ошибки.

• В отличие от других видов циклов, в For … to … do илиFor … downto … do шаг не может менятьсяна параметр, отличный от 1.

Turbo Pascal: как выйти из цикла

Нередко встречаются задачи, в которых происходит зацикливание, т. е. проверяемое условие всегда истинно. Процедура Break помогает выйти из циклов с предусловием, постусловием, параметром. Т. е. их работа прекращается досрочно.

Циклы с параметром в паскале (программирование которых предполагает «извечную» истинность условия) можно остановить с помощью Continue. Здесь работа налажена следующим образом: текущая итерация досрочно заканчивает свое выполнение, управление передается следующей команде, но без выхода из цикла.

Процедура Exit необходима для того, чтобы завершить работу того или иного блока в программном коде. Ее вызывают внутри процедуры (функции) и в тот же момент, исполнение этого «куска» немедленно прекращается. Если же Exit находится в основном блоке программы, тогда она завершает свою работу.

Процедура Halt сводит принцип функционирования к следующему: полностью оканчивается работа программы.

Примеры заданий с решением

Пользователю будет полезно после изучения темы «Циклы с параметром в паскале» примеры сначала изучить, а затем тренироваться писать код самостоятельно. Простые задачи помогают будущему программисту узнавать теорию в практике, а затем успешно ее применять. По теме «Циклы с параметром» примеры задач с решением можно найти легкие и сложные. Здесь представлены 3 задачи, в которых разбираются алгоритмы работы и даются пояснения и комментарии к каждому решению.

Задача 1

Дан двумерный массив натуральных чисел в диапазоне , выбранных случайно. Найти количество всех двузначных чисел, сумма цифр которых кратна 2.

Алгоритм действий:

1. Создать двумерный массив.
2. Проверить каждое число на соответствие условиям:

a) если 9 < Х < 100, то разделить его нацело на 10 посредством div;

b) выделить вторую цифру числа посредством деления через mod;

c) сложить выделенные цифры;

d) поделить посредством mod заданную сумму на 2;

e) если результат будет равен 0, то счетчик увеличивается на 1.

Задача 2

Дан одномерный массив целочисленных элементов. Найти количество положительных чисел.

Алгоритм действий:

1. Создать массив целочисленных элементов, созданных посредством randomize.
2. В цикл с параметром вложить IF, который будет проверять заданный элемент на соответствие условию: Х>0.
3. Если условие выполняется, то счетчик увеличивается на 1.
4. После цикла следует вывести на экран получившееся значение счетчика.

Данные, указанные в скобках {}, являются комментариями. В строке 11 можно вывести массив на экран двумя способами: оставить пробел между числами либо отвести под каждый элемент определенное количество ячеек (в данном случае их 5).

В строке 12 переменную counter можно увеличить также двумя способами: либо к предыдущему значению прибавить 1, либо воспользоваться стандартной функцией Inc.

Задача 3

Дана квадратная матрица. Найти количество положительных элементов, находящихся на главной диагонали.

Пояснения:

В массиве чисел главная диагональ тянется из верхнего левого угла в правый нижний. Особенностью ее является тот факт, что индексы строки и столбца совпадают. Поэтому достаточно организовать 1 цикл для перехода по строкам без перебора остальных элементов.

Алгоритм действий:

1. Создать квадратную матрицу.
2. Присвоить переменной, ответственной за подсчет положительных элементов, значение «0».
3. Составить цикл по созданию квадратной матрицы.
4. Организовать цикл по проверке условия: если число на главной диагонали >0, тогда счетчик увеличивается на 1.
5. После окончания действия цикла на экран вывести значение переменной, хранящей количество положительных элементов.

Противостояние двух языков программирования: С и Turbo Pascal

Как правило, уважающий себя программист знает несколько языков. К примеру, это могут быть С++, Turbo Pascal, Delphi, Java и т. д. Противостояние двух из них было ярко выражено еще в 80-е гг. (С и турбо паскаль). В конце ХХ века такая же борьба наблюдалась между Си++ и Java.

В виртуальном пространстве среди трех десятков языков программирования можно выделить три самые яркие пары, противостояние которых поражало величайшие умы киберпространства: алгол-60 и фортран, Pascal и C, Java и С++. Конечно, эти ощущения субъективные, но в тот или иной период один из пары был лидером. Это объяснялось требованиями промышленности и необходимости в том или ином программном продукте. В 70-х гг. «управлял миром» фортран, в 80-х - Turbo Pascal, в 90-х - С++. Конечно, ни один из них не «умер». Скорее, они преобразовались в усовершенствованные программные продукты.

При изучении языков программирования можно заметить, что в некоторых темах синтаксис схож. Так, циклы с параметром в C аналогичны подобным конструкциям в Pascal, за исключением некоторых моментов.

Интересно, что разработчики Turbo Pascal (Старый Свет) пользовались результатами наработок американских ученых, в то время как в Новом Свете активно применяли итоги исследований европейских специалистов. В Европе разработчики ратуют в большей степени за чистоту и компактность языков программирования, а американские умы склоняются больше к использованию новомодных веяний в написании кода.