Как оформить цикл for в блок схеме

Как оформить цикл for в блок схеме

Рассмотрим пример вычисления суммы чисел от 1 до 10.

Пошаговый цикл for позволяет выполнять блок операторов, заключенный в фигурные скобки задуманное количество раз.

В данном примере, когда оператор for начинает выполняться, объявляется и инициализируется счетчик цикла i ( i=0). Затем проверяется условие продолжения цикла i < 10. Поскольку начальное значение i равно 0, условие удовлетворяется, и выполняется блок операторов внутри цикла (тело цикла). Затем выражение ++ i выполняет приращение счетчику i ( i=1), и цикл снова начинается с проверки условия продолжения. Этот процесс продолжается, пока тело цикла не будет исполнено 10 раз и управляющая переменная i не увеличится до 10, это приведет к тому, что проверка условия продолжения даст отрицательный результат, и повторение будет прервано. Выполнение программы продолжится с первого оператора, расположенного после оператора for.

1.8.2 Пошаговый цикл for

Общая форма оператора for, и соответствующая ему блок-схема показаны в таблице.

В заголовке цикла указывается выражение инициализации, которое задает начальное значение счетчику цикла, условие, должен ли цикл продолжать свое выполнение, а выражение приращения модифицирует счетчик цикла.

Если условие продолжения цикла с самого начала ложно, то операторы тела for не исполняются и управление сразу передается оператору, следующему за for.

В большинстве случаев оператор for можно представить эквивалентным оператором while:

Если выражение инициализации в заголовке оператора for объявляет счетчик цикла (т.е. перед именем переменной указан ее тип), то переменная может использоваться только в теле оператора for – вне оператора for эта переменная будет неизвестна. Такое ограничение на использование имени переменной называют областью действия переменной. Область действия переменной определяет, где в программе она может использоваться.

Переменная-счетчик всегда должна иметь целочисленный тип данных. Если переменная была объявлена в цикле (все равно в каком), по завершении цикла эта переменная будет уничтожена.

Еще несколько примеров заголовков цикла:

• изменение управляющей переменной от 1 до 100 с шагом 1:
  for ( int i = 1; i <= 100; i++)
• изменение управляющей переменной от 100 до 1 с шагом -1 (с уменьшением на 1):
  for ( int i = 100; i > 0; i—)
• изменение управляющей переменной от 7 до 77 с шагом 7:
  for ( int i = 7; i <= 77; i += 7)
• изменение управляющей переменной от 20 до 2 с шагом -2:
  for ( int i = 20; i >= 2; i -= 2)
• изменение управляющей переменной в следующей последовательности: 2, 5, 8, 11, 14:
  for ( int j = 2; j <= 20; j += 3)
• изменение управляющей переменной в следующей последовательности: 99, 88, 77, 66, 55, 44, 33, 22, 11, 0:
  for ( int j = 99; j >= 0; j -= 11)

Выражения инициализации и приращения могут быть списками выражений, разделенных запятыми. Например, в одном операторе for может быть несколько управляющих переменных, которые нужно инициализировать и модифицировать:

for ( int x = 0, y=0; x < 10; x++, y++)

Поскольку числа с плавающей точкой являются приближенными, использование в качестве счетчиков цикла переменных с плавающей точкой может приводить к неточным значениям счетчика и неправильным результатам проверки условия окончания. Поэтому в качестве счетчиков цикла всегда следует использовать целые переменные.

На самом деле, все три выражения в операторе for являются необязательными. Если опущено выражение для условия продолжения цикла, C++ предполагает, что условие всегда истинно и, таким образом, получается бесконечный цикл. Можно опустить выражение инициализации, если управляющая переменная инициализируется в программе ранее. Можно опустить и выражение приращения, если приращение переменной выполняется в теле цикла или оно вообще не требуется.

Например, цикл for ( int i = 0; i < 100; i++) можно записать следующим образом:

1.8.3 Операторы break и continue

Когда оператор break исполняется в операторе while, for, do. while или switch, происходит немедленный выход из цикла (или switch) и исполнение программы продолжается со следующего оператора. Типичным применением оператора break является досрочное прерывание цикла или пропуск оставшейся части оператора switch.

Исполнение оператора continue в операторе while, for или do. while вызывает пропуск оставшейся части тела оператора и переход к следующей итерации цикла. В операторах while и do. while сразу после исполнения оператора continue оценивается условие продолжения цикла. В операторе for сначала исполняется выражение приращения, и затем оценивается условие продолжения.

Цикл for в C++

В этом руководстве мы узнаем о цикле for в C++ и его работе с помощью примеров. В компьютерном программировании циклы используются для повторения блока кода.

Например, предположим, что мы хотим показать сообщение 100 раз. Тогда вместо того, чтобы писать оператор печати 100 раз, мы можем использовать цикл.

Это был простой пример, мы можем добиться гораздо большей эффективности и сложности в наших программах, используя циклы.

В С++ существует 3 типа циклов:

• цикл for;
• цикл while; .

В этом руководстве основное внимание уделяется циклу for в C++.

for loop

Синтаксис цикла for:

• initialization – инициализирует переменные и выполняется только один раз;
• condition – если true, то тело цикла for выполняется, если false, цикл for завершается;
• update – обновляет значение инициализированных переменных и снова проверяет условие.

Блок-схема цикла for

Пример 1: печать чисел от 1 до 5

Вот как работает эта программа:

Итерация	Переменная	i <= 5	Действие
1-й	я = 1	true	1 напечатан. i увеличивается до 2.
2-й	я = 2	true	2 напечатано. i увеличивается до 3.
3-й	я = 3	true	3 напечатано. i увеличивается до 4.
4-й	я = 4	true	4 напечатано. i увеличивается до 5.
5-й	я = 5	true	5 напечатано. i увеличивается до 6.
Шестой	я = 6	true	Цикл завершен

Пример 2: отображение текста 5 раз

Вот как работает эта программа в С++:

Итерация	Переменная	i <= 5	Действие
1-й	я = 1	true	Печатается Hello World!, и i увеличивается до 2.
2-й	я = 2	true	Печатается Hello World!, и i увеличивается до 3.
3-й	я = 3	true	Печатается Hello World!, и i увеличивается до 4.
4-й	я = 4	true	Печатается Hello World!, и i увеличивается до 5.
5-й	я = 5	true	Печатается Hello World!, и i увеличивается до 6.
Шестой	я = 6	false	Цикл завершен

Пример 3: нахождение суммы первых n чисел

В приведенном выше примере у нас есть две переменные – num и Sum. Переменной Sum присваивается 0, а переменной num присваивается значение, указанное пользователем.

Обратите внимание, что мы использовали цикл for.

• int count = 1: инициализирует переменную count;
• count <= num: запускает цикл до тех пор, пока count меньше или равно num;
• ++ count: увеличивайте переменную count на 1 на каждой итерации.

Когда count становится 11, условие ложно и Sum будет равна 0 + 1 + 2 + … + 10.

Представление цикла for

В C++ 11 был представлен новый цикл for на основе диапазона для работы с коллекциями, такими как массивы и векторы. Его синтаксис:

Здесь для каждого значения в collection выполняется цикл for, и значение присваивается variable.

Пример 4: на основе диапазона

В приведенной выше программе мы объявили и инициализировали массив int с именем num_array . В нем 10 элементов.

Здесь мы использовали цикл for на основе диапазона для доступа ко всем элементам в массиве C++.

Бесконечный цикл for

Если условие в цикле for всегда truth, оно выполняется бесконечно (пока память не заполнится). Например:

В приведенной выше программе условие всегда truth, после чего код будет выполняться бесконечное количество раз.

Как работает цикл For

Программирование требует от пользователя наличия определенного багажа знаний и навыков. Без понимания некоторых базовых принципов создание качественного программного обеспечения невозможно.

Огромную роль при написании софта играют циклы. В данной статье речь зайдет о такой блок-схеме как For. Будут рассмотрены примеры, написанные на языках СИ-семейства. Все это пригодится новичкам, которые только познакомились с разработкой.

Термины – базовые понятия

Циклы, включая блок For – это не так трудно, как кажется на первых порах. Такая схема есть почти во всех языках программирования. Только перед его более детальном рассмотрением рекомендуется запомнить несколько базовых определений. Соответствующие термины помогут не запутаться новичкам, а также освежат знания опытных разработчиков.

Запомнить стоит такие понятия:

1. Алгоритм – принципы, а также правила, помогающие решать конкретные задачи.
2. Переменные – единицы хранения информации. Именованные ячейки.
3. Константы – значения, которые не будут корректироваться по ходу реализации программного кода.
4. Оператор – то, что умеет манипулировать через операнды.
5. Операнд – объект, которым можно управлять через операторы.
6. Итерация – один проход через набор операций в пределах исполняемого кода.
7. Ключевое слово – специальное слово, зарезервированное языком программирования. Помогает описывать команды и операции, выполнять различные действия. Ключевое слово не может выступать именем переменной.
8. Петля – инструкции, которые повторяют один и тот же процесс. Происходит это до тех пор, пока не будет выдана команда на остановку или пока не выполнено заданное условие.

Последний термин можно также описать словом «цикл». Программирование предусматривает огромное множество подобных «компонентов». Самый распространенный – это схема For.

Но сначала стоит запомнить, что есть еще и бесконечный цикл. Он представлен непрерывным повторением фрагмента приложения. Не прекращается самостоятельно. Чтобы затормозить соответствующий процесс, программисту предстоит использовать принудительную остановку.

Описание цикла

Оператор цикла For – это оператор управляющего характера в языке Си. Он позволяет реализовывать выполнения петли непосредственно в алгоритме. Пользуется спросом как у новичков, так и у опытных разработчиков.

Имеет такой синтаксис:

For (счетчик; условие; итератор)

Именно такую схему необходимо использовать в будущем контенте. Но ее необходимо грамотно применять. А еще – понять принцип работы соответствующего блока.

Как функционирует

For – это цикл, который распространен в языках программирования. Встречается не только в СИ-семейству. Позволяет выполнять разнообразные команды по принципу петли. Работает по следующему алгоритму:

1. Предусматривает три переменные в своем цикле. А именно – итератор, условие и счетчик.
2. Объявляется при помощи ключевого слова «For».
3. Счет объявляется всего один раз. Делается это в самом начале блока. Инициализация обычно происходит непосредственно после объявления.
4. Происходит проверка заданного условия. Соответствующее «требование» — это булево выражение. Оно будет возвращать значение True/False.
5. Если условие – это «Истина», то выполняются инструкции, прописанные внутри заданного цикла. Далее – инициализируется итератор. Обычно процесс предусматривает корректировку значения переменной. Происходит повторная проверка условия. Операция повторяется до тех пор, пока заданный «критерий» не определится системой как «Ложный».
6. Когда условие, прописанное в теле For, изначально имеет «статус» False, происходит завершение «петли».

Соответствующий алгоритм помогает при различных задачах в разработке программного обеспечения. Пример – сортировка данных в пределах заданного массива.

Схематичное представление

Ниже представлена схема цикла For:

Эта визуальная форма представления «петли» поможет лучше понять, как функционирует заданная схема.

Итерации

А вот наглядный пример кода, который способствует более быстрому пониманию и усвоению итераций внутри For:

• счетчик – это int i = 1;
• условие – переменная < = 5;
• итератор – i++.

После того, как приложение окажется запущенным, произойдет следующее:

1. Объявляется и проходит инициализацию переменная с именем i. Она получает значение 1.
2. Проверяется условие, в котором i меньше или равно 5.
3. Если утверждение верно, обрабатывается тело цикла. В представленной схеме происходит увеличение значения переменной на +1.
4. Осуществляется замена i с последующей проверкой условия.
5. Когда переменная в For будет равна 6, приложение завершит цикл.

А вот еще один пример. Он поможет вычислить сумму первых n натуральных чисел в заданной последовательности:

Результатом окажется надпись «Сумма первых 5 натуральных чисел = 15». В предложенном фрагменте объявлены сразу две переменные – n и sum.

Несколько выражений

Внутри For можно использовать сразу несколько выражений. Это значит, что схема предусматривает инициализацию пары-тройки счетчиков, а также итераторов. Лучше всего рассматривать данный процесс на наглядном примере:

Здесь произошла инициализация переменных, которые выступают в виде счетчиков – i и j. У итератора тоже присутствуют два выражения. На каждой итерации цикла j и i происходит увеличение на единицу.

Без объявления

Еще одна ситуация, предусматриваемая в программировании – это использование изучаемого цикла без предварительного объявления счетчиков и итераторов. В For соответствующие операции не являются обязательными. Запуск «петли» возможен без них. В этом случае принцип работы цикла подобен while:

1. Счетчик и итератор не были объявлены программистом.
2. Переменная i объявлена до заданного цикла. Ее значение будет увеличиваться внутри тела For.
3. Представленный пример аналогичен первому представленному ранее образцу.

Условие цикла – это еще один необязательный компонент. Если оно отсутствует, имеет смысл говорить о бесконечной «петле».

Бесконечность

Бесконечный «повторяющийся блок кода» выполняется тогда, когда прописанное условие всегда выступает в качестве «истины». Наглядно ситуация выглядит так:

1. Переменная i получила значение, равное 1.
2. Условие, которое проверяется на истинность – i больше 0.
3. Во время каждой совершаемой итерации значение i будет увеличиваться на единицу.
4. Из вышесказанного следует, что на выходе приложение начнет ссылаться на то, что прописанное условие – истина. Значение False никогда не встретится.

Описанная ситуация приведет к бесконечному исполнению кода. Инициализировать цикл удается при помощи замены условия пробелом. Вот примеры:

Break и Continue

Работая с For, нужно обратить внимание на операторы break и continue. Первая «команда» помогает незамедлительно выйти из цикла. Исполнение утилиты продолжается со следующего идущего оператора.

Continue – это оператор, который вызывает пропуск оставшейся части тела. Далее – переводит программу к последующей итерации. В For и While continue помогает оценивать условие продолжения.

Пример с факториалом

Рассмотренный цикл – это то, что позволяет быстро производить весьма сложные вычисления. Вот – наглядный пример подсчета факториала:

Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!

3. Цикл for

Современные компьютеры выполняют миллиарды операций в секунду. Однако к счастью, программистам не приходится писать программы из миллиардов строк кода. Чтобы с помощью короткой программы указать на необходимость выполнения большого количества операций используется оператор цикла, суть которого в многократном повторении одного и того же набора инструкций. На рис. 1 работа циклов показана с помощью блок-схем.

В варианте (а) если «условие» истинно выполняются «операторы». После этого снова проверяется «условие» и, если оно по прежнему истинно, то снова выполняются операторы и так далее, пока условие не станет ложным. Вариант (б) подобен варианту (а), отличие только в том, что сначала выполняются «операторы», а только затем делается проверка условия, на основе которой мы решаем, нужно ли повторять их выполнение.

Рис. 1. Блок-схемы циклов.

В языке Паскаль существует несколько вариантов организации циклов. Рассмотрим один из них – так называемый цикл с параметром или цикл for . Чтобы записать его нам потребуется переменная целого типа, например:

Схема его записи выглядит следующим образом:

for i:=<начальное значение> to <конечное значение> do begin

Здесь i – так называемая переменная-счетчик (разумеется, ее не обязательно называть именно i, это может быть любая переменная целого типа). Начальное и конечное значение это любые выражения, имеющее значение целого типа. Когда оператор цикла начинает работу переменная счетчик принимает начальное значение, затем выполняются <операторы>, после этого счетчик увеличивается на

единицу, и снова выполняются операторы. Процесс повторяется, пока счетчик не окажется больше конечного значения. Например, если начальное значение 2, а конечное 3, то <операторы> будут выполнены 2 раза. Область между словами begin и end , где располагаются повторяющие в цикле операторы, называется

На рис. 2 показан блок-схема работы этого цикла.

Рис. 2. Схема работы цикла с параметром (for).

Пример 1: Напечатать слово Hello на экране 100 раз.

Один раз слово Hello можно напечатать с помощью процедуры writeln(‘Hello’); Чтобы напечатать его 100 раз, надо эту инструкцию поместить внутрь оператора цикла, который выполнится нужное количество раз. А именно:

for n:=1 to 100 do begin

Переменной счетчику n будет присвоено начальное значение 1. Затем Hello будет напечатано 1-й раз. Счетчик увеличится на 1 и Hello напечатается 2-й раз и т.д.

Перечислим в одном месте все правила, касающиеся работы цикла с параметром :

1) Переменная-счетчик должна быть обязательно целого типа (например,

2) Начальное и конечное значения задаются выражениями, значение которых также имеет целый тип. Нельзя, например, записать цикл

for x:=0 to 2*Pi do … Но можно, например:

for k:=2*round(n*1000) to trunc(2*pi)+1 do …

3) Если конечное значение меньше начального цикл не выполнится ни разу.

4) После окончания работы переменная-счетчик «портится». Глядя на блоксхему можно предположить, что после окончания работы цикла она на единицу больше конечного значения. На практике это не так и она может иметь любое значение. Отсюда правило: если переменная используется, как счетчик шагов в цикле не следует обращаться к ней после того, как цикл завершил свою работу.

5) Если в теле цикла содержится всего один оператор, то слова begin и end ,

ограничивающие тело цикла можно опустить. Такая ситуация у нас была в примере 1. Там можно было написать:

for n:=1 to 100 do writeln(‘Hello’);

6) Важное стилистическое правило : хотя это и не запрещено, не следует в теле цикла использовать какие-либо операторы, меняющие значения переменнойсчетчика. В частности нельзя ей ничего присваивать. Нарушение этого правила ведет к увеличению вероятности сделать трудно обнаруживаемую ошибку. Соблюдение – никак не ограничивает ваши возможности.

7) Тело цикла может содержать любые операторы. Следовательно, туда можно поместить другой оператор цикла. Переменные-счетчики в этом случае у циклов должны быть разные. Если их сделать одинаковыми это нарушит предыдущее правило – внутренний цикл изменит значение переменной-счетчика внешнего.

8) Еще одно стилистическое правило: все операторы тела цикла должны быть дополнительно сдвинуты на 2-3 пробела вправо (см. запись программы в примере 1 и последующих примеров ниже по тексту).

Итак, одни и те же действия мы можем выполнять сколько угодно раз, но что полезного это дает? Печатать 100 раз Hello не очень важное приложение. Чтобы сделать что-то полезное, надо чтобы действия на каждом шаге цикла чем-то различались. Первый способ добиться этого состоит в использовании переменной счетчика, которая на каждом шаге принимает различные значения.

Пример 2: Напечатать все целые числа в диапазоне от 5 до 25.

for i:=5 to 25 do writeln(i);

Как видно, в данном примере на каждом шаге печатаются разные числа. Используем эту возможность для чего-то более полезного.

Пример 3: Табуляция функций.

Под табуляцией функций подразумевается составление таблицы значений функции для некоторого диапазона значений аргумента. Пусть требуется N значений функции f(x) в диапазоне от Xmin до Xmax. Рассматривая переменнуюсчетчик как номер аргумента функции, составим выражение, позволяющее по номеру получить значение аргумента:

x := Xmin + (Xmax — Xmin)*(i-1)/(N-1).

Убедитесь, что действительно первое значение аргумента (при i = 1) составляет x = Xmin, а N-е (i = N) x = Xmax. Вычисляя на каждом шаге значение аргумента, можем тут же вычислить функцию и составить требуемую таблицу.

for i:=1 to N do begin

writeln(x, ‘ ‘ , y); end ;

Вместо f(x) в приведенной программе следует подставить любое выражение, составленное по правилам языка Паскаль.

4.2. Прием накопления суммы

Данный алгоритмический прием используется, когда надо просуммировать большое количество чисел. Для этого переменной, в которую будет записываться сумма, в начале присваивается нулевое значение, затем делается цикл, где на каждом шаге к этой переменной добавляется очередное число.