Циклы и все, что нужно знать об их параметрах
В программировании не всегда все операции выполняются по одному разу. Иногда для решения поставленной задачи требуется многократное их повторение. Это касается как языка Pascal, так и других.
На помощь в таких случаях приходят специальные конструкции. Они носят название циклов. В данной статье будет рассказано о том, как работают такие компоненты. А еще – какие параметры они имеют.
Цикл – это…
Цикл – блок кода, который требуется выполнять много раз в процессе работы созданного приложения. Иногда называется петлей.
Цикл – последовательность инструкций, которые будут повторять один и тот же процесс снова и снова. Осуществляется это до тех пор, пока программа не получит команду на остановку или не будет достигнуто заранее выставленное условие.
Есть еще и бесконечный цикл. Характеризуется непрерывным повторением фрагмента утилиты, которое будет вечным. Обычно вызывается ситуация условными операторами и функциями, перенаправляющими код обратно в «первоначальный блок». И так до бесконечности.
Составляющие
При записи рассматриваемого компонента можно выделить:
- Тело цикла. Оно содержит выражения, операторы и иные инструкции, которые нужно будет выполнять. Можно назвать тело описанием. Реализовывается тогда, когда значение прописанного изначально условия имеет параметр true.
- Заголовок. Он определяет, до каких пор или сколько раз тело выполняется.
Далее будут изучены операторы циклов с параметрами. Они применяются разработчиками для того, чтобы сделать исходное приложение грамотно функционирующим. Но каждый вариант требует определенных навыков, умений и знаний.
Типы операторов цикла
В Pascal существуют разнообразные виды рассматриваемого компонента:
- For;
- While;
- Repeat.
Схема каждого варианта указана ниже. Наглядное изображение поможет быстрее понять, что предусматривает каждый циклический блок кода.
Блок с For
Название цикла For – «со счетчиком». Он применяется тогда, когда количество повторений напрямую связано с тем, что происходит непосредственно в теле. Именно такое определение дают поисковики и специализированная литература.
Оператор For приходит на помощь, когда количество повторений заранее известно.В заголовке указываются два значения:
- Значение, которое получает переменная счетчик. От него начинается отсчет итераций. Он происходит шаг за шагом. Данный параметр равняется +1 на каждом новом «этапе».
- Значение, которое будет отвечать за значение счетчика для остановки. Отражает количество итераций цикла.
Ниже – примеры того, в каких формах представления можно выразить в Pascal рассматриваемый «оператор».
Стоит обратить внимание на то, что если между начальным и конечным значением переменных счетчика стоит to – на каждом шаге значение увеличивается на +1. При downto происходит уменьшение на аналогичный параметр.
Счетчик – переменная любого из перечисляемых типов. Начальные и конечные значения тут бывают не только значениями, но и целыми выражениями, отвечающими за возврат совместимых с типов счетчика типов данных.
Изучая параметры и выполнение цикла в Pascal, стоит более детально рассмотреть каждую существующую схему «повторяющихся блоков». Эта информация поможет не запутаться в процессе создания уникальных крупных проектов.
Количество итераций в for определено еще до выполнения «петли». Ниже – примеры того, как клиент будет отвечать за соответствующий параметр. Значение тут присваивается переменной, после чего оно используется в заголовке. К этому моменту понятно, сколько «петля» повторится:
Работа с While
While – это цикл с параметром, схема которого представлена выше. А именно – оператор с предусловием. В заголовке будет находиться логическое выражение. Когда оно возвращает «истину», тело выполняется. В противном случае – нет. Программа просто перейдет к следующему фрагменту в коде.
Здесь стоит обратить внимание на следующие моменты:
- При выполнении тела ход программы снова возвращается к заголовку.
- Описание условия выполнения тела снова проходит стадию проверки.
- Выполнение осуществляется в «операторе» столько раз, сколько выражение логического характера возвращает себе «истину».
- В теле важно предусматривать все корректировки переменных, используемых в заголовках. Сделать это так, чтобы когда-нибудь наступала ситуация логической лжи. Если пренебречь этим моментом, произойдет зацикливание.
Так, While повторит код число n раз, которое заранее неизвестно. Определение происходит непосредственно по мере работы контента. Ниже – примеры выполнения соответствующего оператора.
С repeat
Рассматривая параметры циклов, стоит обратить внимание на так называемый оператор с repeat. While может не выполняться, если логическое выражение в заголовке сразу получило false. Но это не всегда удобно и применимо на практике.
Иногда происходит так, что тело должно выполняться хотя бы один раз, независимо от значения, который вернул оператор. Тогда на помощь приходит repeat. Его официальное определение – петля с постусловием.
- Оператор repeat предусматривает логическое условие после тела петли.
- Если параметр – false, приложение выполнит требование. В противном случае – нет.
Второй описанный момент – это ключевая разница, которую имеет пара while-repeat. Вот – пример использования цикла с параметром в случае с repeat:
Выход
Для того, чтобы выходить из петли в Pascal, есть несколько процедур:
- Break. Он отвечает за досрочное прекращение выполнения петли в написанной программе.
- Continue. Параметр в цикле, который позволяет выйти из текущей итерации. Сама петля не завершится. Она всего лишь перейдет к последующей стадии.
Вот – пример того, как происходит настройка отображения степени двойки в Pascal. Это – всего лишь фрагмент, который обычно рассматривается новичками.
Выше – результат работы с операторами и петлями.
Как быстро разобраться в теме
Операторы, а также параметр цикла, ключевые слова и другие особенности Паскаля достаточно трудно освоить тем, кто не имеет понятия о разработке. Но добиться желаемого результата быстро и без проблем удастся при помощи специализированных дистанционных компьютерных курсов.
Там обязательно расскажут обо всех операторах выбранного языка, его особенностях и принципах работы. Курсы – это быстрый способ получения современной профессии в мире информационных технологий. Рассчитаны на срок от нескольких месяцев до года. Гарантируют ученику удобный образовательный процесс в любое время. Достаточно просто иметь выход в интернет и подходящее устройство.
Компьютерные курсы по Pascal научат программировать с нуля. Для более опытных разработчиков тоже есть свои интересные предложения. Процесс сопровождается кураторством, а также постоянной практикой.
Тем, кто смог завершить обучение, будут вручены электронные сертификаты. Они помогут доказать полученные знания документально. Можно закончить одно или сразу несколько направлений.
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
Что такое тело цикла
При решении большенства задач может возникнуть необходимость повторить одни и те же действия несколько или множество раз. Такой многократно повторяющийся участок вычислительного процесса называется циклом. У циклов выделяют заголовок и тело. Заголовок определяет, до каких пор или сколько раз тело цикла будет выполняться ,а т ело содержит выражения, которые выполняются. После того как достигнута последняя инструкция тела, поток выполнения снова возвращается к заголовку цикла. Снова проверяется условие выполнения цикла. В зависимости от результата тело цикла либо повторяется, либо поток выполнения переходит к следующему выражению после всего цикла.
В языке программирования Паскаль существует три вида циклических конструкций :
Когда тело цикла было выполнено, то ход программы снова возвращается в заголовок цикла. Условие выполнения тела снова проверяется (находится значение логического выражения). Тело цикла выполнится столько раз, сколько раз логическое выражение вернет true. Поэтому очень важно в теле цикла предусмотреть изменение переменной, фигурирующей в заголовке цикла, таким образом, чтобы когда-нибудь обязательно наступала ситуация false. Иначе произойдет так называемое зацикливание, одна из самых неприятных ошибок в программировании.
В цикле repeat логическое выражение стоит после тела цикла. Причем, в отличие от цикла while, здесь всё наоборот: в случае true происходит выход из цикла, в случае false – его повторение.
Свойства алгоритма.
Не каждый набор команд можно назвать алгоритмом. Алгоритм обладает определенными свойствами:
1. Конечность . Суть свойства: алгоритм не может быть бесконечным, он должен закончиться за конечное число шагов.
2. Результативность . Суть свойства: выполнив алгоритм, должны получить результат. Установление факта, что задача решения не имеет, является тоже результатом исполнения алгоритма.
3. Дискретность (прерывистость). Суть свойства: алгоритм разбивается на отдельные шаги (команды), которые выполняются одна за другой.
4. Понятность . Суть свойства: команды алгоритма должны быть понятны исполнителю. В алгоритме используются только команды из системы команд исполнителя.
5. Определенность . Суть свойства: каждая команда однозначно определяет действия исполнителя.
6. Массовость . Суть свойства: алгоритм должен обеспечивать решение не одной конкретной задачи, а класса задач данного типа.
7. Эффективность . Суть свойства: каждый шаг алгоритма должен быть выполнен точно и за конечное время, а, значит, весь алгоритм должен быть выполнен за разумно конечное (эффективное) время.
Система команд исполнителя
Исполнитель – это тот, кто будет исполнять алгоритм.
Совокупность команд, которые могут быть выполнены конкретным исполнителем, называется системой команд исполнителя .
Формальное исполнение алгоритма
Исполнитель может не иметь представления о цели выполнения алгоритма. Он должен строго и точно выполнять действия, предписанные алгоритмом, не понимая, зачем и почему это надо делать. Такое исполнение называется формальным исполнением алгоритма , что позволяет передать исполнение алгоритма автомату.
Способы записи алгоритмов.
1. Естественный язык (словесная запись алгоритма)
Обычно используется для алгоритмов, ориентированных на исполнителя – человека. Команды алгоритма нумеруют, чтобы иметь возможность на них ссылаться. Словесная запись алгоритма была использована выше для составления алгоритма заварки чая (см. Пр. 1 , стр. 2)
2. Язык блок-схем (графическая запись алгоритмов).
Команды алгоритмов помещаются внутрь блоков, соединенных стрелками, показывающими очередность выполнения команд алгоритма.
- Овал обозначает начало и конец алгоритма (блок начало и блок конец).
- Команды обработки информации помещают в блоках имеющих вид прямоугольников (блок арифметических выражений, блок присваиваний).
- Проверка условий — ромб. В результате проверки условия возникают два возможных пути для продолжения алгоритма. Эти пути изображаются стрелками со знаками "+" и "–" (иногда пишут "да" и "нет"). Переход по стрелке со знаком "+" происходит если условие соблюдено а переход по стрелке "–", если условие не выполняется.
- Операции ввода и вывода помещают в блоки, имеющие вид параллелограммов (блок ввода/вывода).
Для записи команд внутри блоков используется естественный язык с элементами математической символики.
Задача . Даны длина и ширина прямо-угольника. Определить периметр этого прямоугольника.
Решение. Выделяем исходные данные и результаты.
Исходные данные : а – длина, b – ширина прямоугольника.
Результат : P – периметр прямоугольника.
Составим алгоритм решения задачи и запишем его на языке блок-схем (см. рис.)
3. Алгоритмический язык (псевдокоды).
Псевдокод представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языком.
С одной стороны он близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы на нем могут записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи.
Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций.
Запишем алгоритм нахождения периметра прямоу-гольника (см. Пр. 2 ), на алгоритмическом языке:
алг периметр прямоугольника
4. Формальный язык (язык программирования).
Обычно используется для алгоритмов, ориентированных на исполнителя – ЭВМ. Алгоритм, записанный на языке программирования – программа.
Структуры алгоритмов.
Из простых команд и проверок условий образуются составные команды (структуры).
Любой алгоритм может быть построен из базовых структур: следование, ветвление, цикл.
Структура следование
Эта структура образуется из последовательности команд, следующих одна за другой. При исполнении алгоритма команды выполняются одна за другой в том порядке, как они записаны.
Под действием понимается либо простая, либо составная команда.
Линейным называется алгоритм, в котором все этапы решения задачи выполняются строго последовательно.
Алгоритмы заварки чая, нахождения периметра прямоугольника, приведенные выше, являются линейными.
Структура ветвление (развилка).
Выбор одного из двух возможных действий, в зависимости от результата проверки условия, осуществляется с помощью развилки (ветвления ).
Ветвление может использоваться в двух видах: полное и неполное.
Блок-схема неполной развилки
Блок-схема полной развилки
Рассмотрим ветвление на конкретных примерах.
Пр. 3. Фрагмент алгоритма Пр. 4. Фрагмент алгоритма
«Поедание яблока» «Покупка билетов»
Подойти к кассе
Отойти от кассы
Структура повторение (цикл)
Цикл – алгоритмическая структура, организующая многократное повторение действий.
Действия, которые повторяются в цикле, называют телом цикла.
Циклы бывают двух видов: цикл «До» и цикл «Пока».
Блок-схема цикла «До»
Блок-схема цикла «Пока»
Цикл «Пока» — цикл с предусловием (сначала проверяется условие, потом выполняется тело цикла). В цикле «Пока» тело цикла выполняется, пока выполняется условие.
Цикл «До» — цикл с постусловием (сначала выполняется тело цикла, потом проверяется условие). В цикле «До» тело цикла выполняется до тех пор, пока не выполнится условие.
Рассмотрим циклы на конкретных примерах.
Пр. 5. Фрагмент алгоритма Пр. 6. Фрагмент алгоритма
«Перейти дорогу» «Помыть тарелки»
Посмотреть на светофор
Рассмотрим пример алгоритма, в котором внутри цикла находится ветвление.
Пр. 7 . Алгоритм Евклида для нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел:
1. Если числа равны, то взять первое число в качестве ответа и закончить исполнение алгоритма, иначе перейти к п.2
Циклы в Java
Циклы с предусловием: условие выполнения определяется перед первой итерацией.
Циклы с постусловием: условие выполнения определяется после первой итерации (поэтому они всегда выполняются минимум один раз). Полезны, когда нужно выполнять некое действие, пока не реализуется некое условие: например, считывать ввод пользователя, пока он не введет слово “stop”.
Циклы со счетчиком: количество итераций определяется смоделированным счетчиком. В условии цикла задается его начальное и конечное значение. Каждую итерацию счетчик наращивается. Мы можем заранее определить количество итераций.
Эти циклы бывают полезны, когда нужно перебрать все элементы в какой-то коллекции. Циклы со счетчиком называют “циклами для. ”. “Для каждого элемента некоторой коллекции осуществить следующие действия”.
Допустимы случаи, когда выполнение цикла можно прервать до достижения его условия. Например, если у нас есть коллекция из 100 чисел и нам необходимо понять, содержит ли она отрицательные числа. Мы можем начать перебор всех чисел, используя цикл “для”. Но когда мы найдем первое отрицательное число, нам не обязательно перебирать оставшиеся числа. Мы можем прервать выполнение цикла, если его дальнейшее выполнение не имеет смысла. Подобные ситуации называют прерыванием цикла.
Безусловные циклы — циклы, которые выполняются бесконечно. Например: “Пока 1=1, печатать “1=1””. Такая программа будет выполняться, пока ее вручную не прервут.
Данные циклы тоже бывают полезны, когда используются вместе с прерыванием цикла “изнутри”. Используйте их осторожно, чтобы не спровоцировать зависание программы.
Подробнее с циклами в языке программирования Java можно познакомиться на 4-ом уровне курса JavaRush. В частности, с циклами while и for.
