Почему инструкцию while называют циклом с предусловием

Здравствуйте, дорогие читатели! Вот мы с вами и подошли к изучению циклов. Циклы в Паскаль. Что это такое? Как этим пользоваться? Для чего они нужны? Именно на эти вопросы я сегодня и отвечу.
Если вы читали этот урок, то знаете, что существует три вида алгоритмов: линейный, разветвляющийся и циклический. Мы с вами уже знаем, как реализовывать линейные и разветвляющиеся алгоритмы на Паскале. Приступим к изучению последнего типа алгоритмов.
В языке Pascal, как и в большинстве языков программирования, существует три типа циклических конструкций.

Любой цикл состоит из тела и заголовка. Тело цикла — это набор повторяющихся операторов, а условие — это логическое выражение, в зависимости от результата которого и происходит повторное выполнение цикла.

Возьмем одну задачу, которую будем решать, используя различные виды циклов.

Задача 1. Вывести все числа от 1 до числа, введенного с клавиатуры.

Как вы, наверное, уже поняли из названия, while — это цикл, в котором условие стоит перед телом. Причем тело цикла выполняется тогда и только тогда, когда условие true; как только условие становится false, выполнение цикла прекращается.

While имеет формат:

while < условие> do <оператор 1>;  {Пока … делай ….}

Данный цикл подходит только для одного оператора, если же вы хотите использовать несколько операторов в своем коде, вам следует заключить их в операторные скобки — begin и end;.

Решение задачи.

program example_while; 

var
  i, N: integer; { объявляем переменные }

begin
  i := 1; { Присваиваем i значение 1 }
  readln(N); { Считываем последнее число }
  while i <= N do {Как только i станет больше N, цикл прекратится (можно было бы написать просто <, но пришлось бы добавлять 1 к N) }
  begin {Открываем операторные скобки}
    write(i, ' '); {Выводим i}
    Inc(i);  {увеличиваем i на один.}
  end; { закрываем скобки }
end.

Repeat, или цикл с постусловием

Repeat  — полная противоположность while. Repeat — это цикл, в котором условие стоит после тела. Причем оно выполняется тогда и только тогда, когда результат условия false; как только логическое выражение становится true, выполнение цикла прекращается.

Repeat имеет формат:

repeat { повторяй … }
<оператор 1>;
< оператор 2>;
…
until {до…} <условие>

Begin и end не требуются.

Решение задачи.

program example_repeat;

var
  i, N: integer;{ объявляем переменные }

begin
  i := 1; { Присваиваем i значение 1 }
  readln(N); { Считываем последнее число }
  repeat {после repeat не требуется begin и end }
    write(i, ' '); {Выводим i}
    Inc(i);  {увеличиваем i на один.}
  until i = N + 1; {Например, i = 11, а N = 10. Цикл прекратится, так условие стало true.}
end.

For, или цикл с параметром

For — это  цикл, в котором тело выполняется заданное количество раз.

Существует две формы записи этого цикла:

Первая форма

for <счетчик1> := <значение1> to <конечное_значение> do <оператор1>;

После каждой итерации значение <счетчик1> будет увеличиваться на 1.

<значение1> — это начальное значение счетчика. Это может быть переменная или число.
<конечное_значение> : как только значение <счетчик1> станет больше <конечное_значение>, выполнение цикла прекратится.

Если требуется написать несколько операторов в теле цикла, используем begin и end.

И <счетчик1>, и <конечное_значение>, и <значение1> —  переменные целого типа.

Чаще всего в качестве счетчика используется переменная i.

Вторая форма

for <счетчик2> := <значение2> downto <конечное_значение> do <оператор1>;

После каждой итерации значение <счетчик2> будет уменьшатся на 1.

<значение2> — это начальное значение счетчика.
<конечное_значение> : как только значение <счетчик2> станет меньше <конечное_значение>, выполнение цикла прекратится.

Два важных примечания:

1. Цикл повторяется, пока значение значение счетчика лежит в отрезке [значение ; конечное_значение].
2. Изменять значение счетчика внутри тела нельзя!  Вот что выводит компилятор:

Решение задачи:

 
program example_for;

var
  i, N: integer;

begin
  read(N); {предположим, что мы ввели 10}
  for i := 1 to N do write(i, ' '); {количество итераций - 10 - 1 + 1 = 10}
end.

Согласитесь,  данный код проще и лаконичнее, чем все предыдущие. И цикл for — не совсем обычный цикл, в нем нет логического условия. Поэтому цикл с параметром в программировании называют синтаксическим сахаром. Синтаксический сахар — это дополнения синтаксиса языка программирования, которые не добавляют новых возможностей, а делают использование языка более удобным для человека.

Давайте решим пару задач.

For1. Даны целые числа K и N  (N > 0). Вывести N раз число K.

Организовываем простой цикл от 1 до требуемого числа.

program for1;

var
  K, N, i: integer;

begin
  read(K, N);
  for i := 1 to N do write(K, ' '); {Пишем К через пробел }
end.

For2. Даны два целых числа A и B (A < B). Вывести в порядке возрастания все целые числа, расположенные между A и B (включая сами числа A и B), а также количество N этих чисел.

Так как A < B, то цикл должен будет выводить все числа от А до B. Чтобы сосчитать количество чисел, используем формулу: <конечное_значение> — <начальное_значение> + 1.

program for2;

var
  A, B, i, count: integer;

begin
  read(A, B);
  for i := A to B do write(i, ' '); {выписываем числа от меньшего к большему}
  count := B - A + 1; {считаем количество чисел}
  writeln;
  write( 'Количество чисел - ', count);
end.

For9. Даны два целых числа A и B (A < B). Найти сумму квадратов всех целых чисел от A до B включительно.

Организовываем такой же цикл, как и в предыдущей задаче, но одновременно суммируем квадраты всех чисел. Чтобы высчитать квадрат, используем функцию Sqr.

program for9;

var
  A, B, i, S: integer;

begin
  read(A, B);
  S := 0; {PascalABC делает это автоматически, но если у вас другой компилятор советуем обнулять переменные вручную}
  for i := A to B do S := S + Sqr(i);  {складываем все квадраты}
  writeln;
  write( 'Сумма квадратов - ', S);
end.

For13°. Дано целое число N (> 0). Найти значение выражения 1.1 – 1.2 + 1.3 – … (N слагаемых, знаки чередуются). Условный оператор не использовать.

Для того, чтобы поменять знак, каждую итерацию цикла меняем значение специальной переменной на противоположное.

program for13;

var
  N, A, i: integer;
  S: real;

begin
  Write('N = ');
  readln(N); 
  S := 1.1; 
  A := 1; {Сначала положительное}
  for i := 2 to N do {первую итерацию цикла мы уже произвели, поэтому начинаем отсчет с 2}
  begin 
   A := -A; {Теперь отрицательное}
   S := S + A * (1 + i / 10);  {Складываем}
  end;
  Writeln(S:5:1); {Отдадим под дробную часть одно знакоместо}
end.

While1°. Даны положительные числа A и B (A > B). На отрезке длины A размещено максимально возможное количество отрезков длины B (без наложений). Не используя операции умножения и деления, найти длину незанятой части отрезка A.

Каждый раз вычитаем B из А, пока А — В  >= 0.

program while1;

var
  A, B: integer;

begin
  readln(A, B);
  while (A - B) >=  0 do A := A - B; {Пока разница положительная, вычитаем. Необходимо предусмотреть вариант с кратностью А и B, поэтому >=}
  write(A);
end.

While4°. Дано целое число N (> 0). Если оно является степенью числа 3, то вывести True, если не является — вывести False.

Действуем следующим образом: пока N делится нацело на три, делим N нацело. Затем, если N = 1 — число является степенью тройки; если N <> 1, тогда число — не степень тройки. Для того чтобы решить эту задачу, требуется знать, что такое div и   mod,  и как работают логические выражения.

program while4;

var
  N: integer;

begin
  readln(N);
  while N mod 3 = 0 do N := N div 3; {Пока остаток от деления на три равен нулю, делим N нацело } 
  writeln(N = 1); {логическое выражение}
end.

На сегодня все! Не забывайте почаще заходить на наш сайт и кликать по кнопочкам, которые расположены перед комментариями.

Оператор
цикла while
называется
циклом с предусловием, поскольку условие
выполнения цикла проверяется перед
входом в него, он имеет следующий формат:
while
(выражение) тело цикла ;

В
качестве выражения допускается
использовать любое выражение языка Си,
а в качестве тела любой оператор, в том
числе пустой или составной. Схема
выполнения оператора while
следующая:

1. Вычисляется
   выражение в скобках, затем проводится
   его проверка.

2. Если
   выражение ложно, то выполнение оператора
   while заканчивается
   и выполняется следующий по порядку
   оператор. Если выражение истинно, то
   выполняется блок операторов (тело цикла
   while).

3. Процесс
   повторяется с пункта 1.

Блок-схема
цикла с предусловием.

Таким
образом, блок операторов, следующий за
while
будет выполняться пока проверка условия
дает результат отличный от нуля, true
(истина). Разумеется, после выхода по
условию выполнение программы продолжится
с оператора, следующего за циклом.

Рассмотрим
следующий фрагмент программы:

int
x=0;

while
(x<10)

{
printf(«%dn»,x);

x++;

}

printf(«The
end
«);

Такой
цикл выполнится 10 раз, напечатав значения
х
от 0
до 9,
и только после этого управление перейдет
на второй, стоящий за циклом printf().

Цикл с постусловием (Оператор do … while)

По
поведению он очень похож на предыдущий
цикл while(),
за тем исключением, что условие проверяется
после выполнения тела цикла. Если условие
окажется ложным, цикл на этом заканчивается,
в противном случае – выполняется
очередная итерация цикла. Этот тип цикла
используется в тех случаях, когда
необходимо выполнить тело цикла хотя
бы один раз. Формат оператора имеет
следующий вид: do
тело цикла while
(выражение);

Блок-схема
цикла с постусловием.

Чтобы
прервать выполнение цикла до того, как
условие станет ложным, можно использовать
оператор break.
Напечатаем значения х
от 0
до 9
с использованием цикла do
… while

int
x=0;

do

{
printf(«%dn», x);

x++;

}
while (x<10);

printf(«The
end»);

Пример:
Этот цикл выполнится один раз, прежде
чем определит, что х
равно нулю.

int
x=0;

do

{

printf(«х=%dn»,
x);

}
while
(x!=0);

Цикл со счетчиком (оператор for)

Оператор
for —
это наиболее общий способ организации
цикла. Он имеет следующий формат:

for
( выражение 1 ; выражение 2 ; выражение 3
) тело цикла

Выражение
1 обычно
используется для установки начальных
значений переменных, используемых в
цикле («блок инициализации»).
Выражение
2 определяет
условие, при котором тело цикла будет
выполняться.
Выражение
3 определяет
регулярные изменения переменных после
каждого прохода тела цикла («блок
модификации»).

Блок-схема
пошагового цикла.

Схема
выполнения оператора for:

1. Вычисляется
   выражение 1 ,один раз перед входом в
   цикл .

2. Вычисляется
   выражение 2 (перед каждым проходом
   цикла), если оно отлично от нуля –true
   (истина),
   то выполняется тело цикла, иначе (если
   выражение ложно) – цикл прекращается
   и управление передается оператору,
   следующему за оператором for.

3. Вычисляется
   выражение 3 (модификация данных после
   каждой итерации цикла), переход к
   пункту 2.

Существенно
то, что проверка условия выполняется в
начале цикла, а это значит, что тело
цикла может ни разу не выполниться, если
первый результат проверки будет false.

Пример
: Эта программа, как и две предыдущие
напечатает цифры от 0
до 9

int
x;

for
(x=0; x<10; x++)

printf(«%dn«,x);

Можно
опустить любую из трех частей заголовка
цикла, или даже все три, но точки с
запятыми опускать нельзя.

Пример:
Вот как будет выглядеть тот же алгоритм
с отсутствующими частями инициализации
и модификации в цикле for:

int
x;

x=0;

for
( ; x<10 ; )

{printf(«%dn»,x);

x++;

}

Как
видите, x=0
теперь стоит
перед циклом, а оператор x++
стал последним в теле цикла.

Можно
опустить и условие выхода, тогда программа
будет считать, что условие всегда истинно
и будет печатать строку «hello» до
бесконечности.

for
(;;)

printf(«hellon«);

аналогичный
бесконечный цикл while
будет выглядеть так :

while
(1)

printf(«hellon»);

while
(1) – это
короткая
запись оператора
while (1!=0), то
есть проверка условия 1!=0
всегда будет
давать результат
– true

Бесконечные
циклы применяются, когда условие выхода
из цикла не известно заранее, для выхода
из такого цикла требуется проверка
дополнительного условия в теле цикла
и оператор break.

Пример:
Вычислять квадраты натуральных чисел
от 0
до k,
где k
вводится с клавиатуры.

#include
<iostream>

using
namespace std;

void
main()

{
int i=0,b,k;

cout<<«k=»; //
вывод текста «k=»
на экран дисплея

cin>>k; //
ввод данных
с клавиатуры в переменную
k

cout<<endl; //
перевод
строки (вывод «конец строки» на экран)

for
(;;)

{ i=i+1;

b=i*i;

cout<<endl<<«x=»<<i<<«t»<<«x*x=»<<b<<endl;

if
(i==k)
break; //
выход из цикла по условию

}

}

Усложним
условие задачи, пусть необходимо в
начале цикла задать начальные значения
не одной, а двум переменным (допустим x
и y),
а в цикле изменить значения их обеих.
Можно сделать эту работу следующим
образом:

int
y, x=0;

for
(y=10; x<y; x+=2 )

{
printf(«x=%dty=%dn», x, y);

y—;

}

Благодаря
оператору « ,
» (запятая) можно поступить проще:

int
y, x;

for
( x=0, y=10; x<y; x+=2, y— )

{
printf(«x=%dty=%dn», x, y);

}

From Wikipedia, the free encyclopedia

In most computer programming languages, a while loop is a control flow statement that allows code to be executed repeatedly based on a given Boolean condition. The while loop can be thought of as a repeating if statement.

Overview[edit]

The while construct consists of a block of code and a condition/expression.^[1] The condition/expression is evaluated, and if the condition/expression is true,^[1] the code within all of their following in the block is executed. This repeats until the condition/expression becomes false. Because the while loop checks the condition/expression before the block is executed, the control structure is often also known as a pre-test loop. Compare this with the do while loop, which tests the condition/expression after the loop has executed.

For example, in the C programming language (as well as Java, C#,^[2] Objective-C, and C++, which use the same syntax in this case), the code fragment

int x = 0;

while (x < 5) {
    printf ("x = %dn", x);
    x++;
}

first checks whether x is less than 5, which it is, so then the {loop body} is entered, where the printf function is run and x is incremented by 1. After completing all the statements in the loop body, the condition, (x < 5), is checked again, and the loop is executed again, this process repeating until the variable x has the value 5.

Note that it is possible, and in some cases desirable, for the condition to always evaluate to true, creating an infinite loop. When such a loop is created intentionally, there is usually another control structure (such as a break statement) that controls termination of the loop.
For example:

while (true) {
    // do complicated stuff
    if (someCondition)
        break;
    // more stuff
}

Demonstrating while loops[edit]

These while loops will calculate the factorial of the number 5:

ActionScript 3[edit]

var counter: int = 5;
var factorial: int = 1;

while (counter > 1) {
    factorial *= counter;
    counter--;
}

Printf("Factorial = %d", factorial);

Ada[edit]

with Ada.Integer_Text_IO;

procedure Factorial is
    Counter   : Integer := 5;
    Factorial : Integer := 1;
begin
    while Counter > 0 loop
        Factorial := Factorial * Counter;
        Counter   := Counter - 1;
    end loop;

    Ada.Integer_Text_IO.Put (Factorial);
end Factorial;

APL[edit]

counter ← 5
factorial ← 1

:While counter > 0
    factorial ×← counter
    counter -← 1    
:EndWhile

⎕ ← factorial

AutoHotkey[edit]

counter := 5
factorial := 1

While counter > 0
    factorial *= counter--    

MsgBox % factorial

Microsoft Small Basic[edit]

counter = 5    ' Counter = 5
factorial = 1  ' initial value of variable "factorial"

While counter > 0
    factorial = factorial * counter
    counter = counter - 1
    TextWindow.WriteLine(counter)
EndWhile

Visual Basic[edit]

Dim counter As Integer = 5    ' init variable and set value
Dim factorial As Integer = 1  ' initialize factorial variable

Do While counter > 0
    factorial = factorial * counter
    counter = counter - 1
Loop     ' program goes here, until counter = 0

'Debug.Print factorial         ' Console.WriteLine(factorial) in Visual Basic .NET

Bourne (Unix) shell[edit]

counter=5
factorial=1
while [ $counter -gt 0 ]; do
    factorial=$((factorial * counter))
    counter=$((counter - 1))
done

echo $factorial

C or C++[edit]

int main() {
    int count = 5;
    int factorial = 1;

    while (count > 1)
        factorial *= count--;

    printf("%d", factorial);
}

CFML[edit]

Script syntax[edit]

counter = 5;
factorial = 1;
 
while (counter > 1) {
    factorial *= counter--;
}

writeOutput(factorial);

Tag syntax[edit]

<cfset counter = 5>
<cfset factorial = 1>
<cfloop condition="counter GT 1">
    <cfset factorial *= counter-->
</cfloop>
<cfoutput>#factorial#</cfoutput>

Fortran[edit]

program FactorialProg
    integer :: counter = 5
    integer :: factorial = 1

    do while (counter > 0)
        factorial = factorial * counter
        counter = counter - 1
    end do

    print *, factorial
end program FactorialProg

Go[edit]

Go does not have a while statement, but it has the function of a for statement if you omit some elements of the for statement.

counter, factorial := 5, 1

for counter > 1 {
	counter, factorial = counter-1, factorial*counter
}

Java, C#, D[edit]

The code for the loop is the same for Java, C# and D:

int counter = 5;
int factorial = 1;

while (counter > 1)
    factorial *= counter--;

JavaScript[edit]

let counter = 5;
let factorial = 1;

while (counter > 1)
    factorial *= counter--;

console.log(factorial);

Lua[edit]

counter = 5
factorial = 1

while counter > 0 do
  factorial = factorial * counter
  counter = counter - 1
end

print(factorial)

MATLAB & GNU Octave[edit]

counter = 5;
factorial = 1;

while (counter > 0)
    factorial = factorial * counter;      %Multiply
    counter = counter - 1;                %Decrement
end

factorial

Mathematica[edit]

Block[{counter=5,factorial=1},  (*localize counter and factorial*)
    While[counter>0,            (*While loop*)
        factorial*=counter;     (*Multiply*)
        counter--;              (*Decrement*)
    ];

    factorial
]

Oberon, Oberon-2 (programming language), Oberon-07, or Component Pascal[edit]

MODULE Factorial;
IMPORT Out;
VAR
    Counter, Factorial: INTEGER;
BEGIN
    Counter := 5;
    Factorial := 1;

    WHILE Counter > 0 DO
        Factorial := Factorial * Counter;
        DEC(Counter)
    END;
    
    Out.Int(Factorial,0)
END Factorial.

Maya Embedded Language[edit]

int $counter = 5;
int $factorial = 1;

int $multiplication;

while ($counter > 0) {
    $multiplication = $factorial * $counter;

    $counter -= 1;
    
    print("Counter is: " + $counter + ", multiplication is: " + $multiplication + "n");
}

Nim[edit]

var
  counter = 5            # Set counter value to 5
  factorial = 1          # Set factorial value to 1

while counter > 0:       # While counter is greater than 0
    factorial *= counter # Set new value of factorial to counter.
    dec counter          # Set the counter to counter - 1.

echo factorial

Non-terminating while loop:

while true:
  echo "Help! I'm stuck in a loop!"

Pascal[edit]

Pascal has two forms of the while loop, while and repeat. While repeats one statement (unless enclosed in a begin-end block) as long as the condition is true. The repeat statement repetitively executes a block of one or more statements through an until statement and continues repeating unless the condition is false. The main difference between the two is the while loop may execute zero times if the condition is initially false, the repeat-until loop always executes at least once.

program Factorial1;
var
    Fv: integer;

    procedure fact(counter:integer);
    var
        Factorial: integer;

    begin       
         Factorial := 1;
    
         while Counter > 0 do
         begin
             Factorial := Factorial * Counter;
             Counter := Counter - 1
         end;

         WriteLn(Factorial)
     end;

begin
    Write('Enter a number to return its factorial: ');
    readln(fv);
    repeat
         fact(fv);
         Write('Enter another number to return its factorial (or 0 to quit): '); 
     until fv=0;
end.

Perl[edit]

my $counter   = 5;
my $factorial = 1;

while ($counter > 0) {
    $factorial *= $counter--; # Multiply, then decrement
}

print $factorial;

While loops are frequently used for reading data line by line (as defined by the $/ line separator) from open filehandles:

open IN, "<test.txt";

while (<IN>) {
    print;
}

close IN;

PHP[edit]

$counter = 5;
$factorial = 1;

while ($counter > 0) {
    $factorial *= $counter--; // Multiply, then decrement.
}

echo $factorial;

PL/I[edit]

declare counter   fixed initial(5);
declare factorial fixed initial(1);

do while(counter > 0)
    factorial = factorial * counter;
    counter = counter - 1;
end;

Python[edit]

counter = 5                           # Set the value to 5 
factorial = 1                         # Set the value to 1

while counter > 0:                    # While counter(5) is greater than 0  
    factorial *= counter              # Set new value of factorial to counter.
    counter -= 1                      # Set the counter to counter - 1.

print(factorial)                      # Print the value of factorial.

Non-terminating while loop:

while True:
    print("Help! I'm stuck in a loop!")

Racket[edit]

In Racket, as in other Scheme implementations, a named-let is a popular way to implement loops:

#lang racket
(define counter 5)
(define factorial 1)
(let loop ()
    (when (> counter 0)
        (set! factorial (* factorial counter))
        (set! counter (sub1 counter))
        (loop)))
(displayln factorial)

Using a macro system, implementing a while loop is a trivial exercise (commonly used to introduce macros):

#lang racket
(define-syntax-rule (while test body ...) ; implements a while loop
    (let loop () (when test body ... (loop))))
(define counter 5)
(define factorial 1)
(while (> counter 0)
    (set! factorial (* factorial counter))
    (set! counter (sub1 counter)))
(displayln factorial)

But note that an imperative programming style is often discouraged in Racket (as in Scheme).

Ruby[edit]

# Calculate the factorial of 5
i = 1
factorial = 1

while i <= 5
  factorial *= i
  i += 1
end

puts factorial

Rust[edit]

fn main() {
    let mut counter = 5;
    let mut factorial = 1;

    while counter > 1 {
        factorial *= counter;
        counter -= 1;
    }

    println!("{}", factorial);
}

Smalltalk[edit]

Contrary to other languages, in Smalltalk a while loop is not a language construct but defined in the class BlockClosure as a method with one parameter, the body as a closure, using self as the condition.

Smalltalk also has a corresponding whileFalse: method.

| count factorial |
count := 5.
factorial := 1.
[count > 0] whileTrue: 
    [factorial := factorial * count.
    count := count - 1].
Transcript show: factorial

Swift[edit]

var counter = 5                 // Set the initial counter value to 5 
var factorial = 1               // Set the initial factorial value to 1

while counter > 0 {             // While counter(5) is greater than 0  
    factorial *= counter        // Set new value of factorial to factorial x counter.
    counter -= 1                // Set the new value of counter to  counter - 1.
}

print(factorial)                // Print the value of factorial.

Tcl[edit]

set counter 5
set factorial 1

while {$counter > 0} {
    set factorial [expr $factorial * $counter] 
    incr counter -1 
}

puts $factorial

VEX[edit]

int counter = 5;
int factorial = 1;

while (counter > 1)
    factorial *= counter--;

printf("%d", factorial);

PowerShell[edit]

$counter = 5
$factorial = 1

while ($counter) {
    $factorial *= $counter--
}

$factorial

While programming language[edit]

The While programming language^[3] is a simple programming language constructed from assignments, sequential composition, conditionals and while statements, used in the theoretical analysis of imperative programming language semantics.^[4][5]

C := 5;
F := 1;

while (C > 1) do
    F := F * C;
    C := C - 1;

See also[edit]

• Do while loop
• For loop
• Foreach
• LOOP (programming language) – a programming language with the property that the functions it can compute are exactly the primitive recursive functions

References[edit]

Когда в алгоритме некоторое действие нужно выполнить несколько раз, используются циклы. В программирование цикл — это многократное повторение определенных инструкций. Циклы состоят из заголовка и тела. Заголовок содержит в себе условия, которые определяют работу цикла, а тело – повторяющиеся действия. В этом уроке рассмотрим:

• цикл со счетчиком (с параметром);
• цикл с предусловием;
• цикл с постусловием.
• вложенные циклы/a>.

Их алгоритмы выполнения различны, но есть и общее: после выполнения тела цикла, проверяется условие, и в зависимости от него работа цикла заканчивается, либо снова выполняется тело.

1 For — цикл с параметром

Цикл с параметром, известный также как цикл со счетчиком, используется при известном количестве повторений. Он имеет две формы записи. В любом случае он выполняет следующий после него оператор (как правило, это составной оператор заключенный в «операторные скобки» Begin..End), каждый раз изменяя переменную цикла с шагом 1

For <счетчик>:=< начальное значение> To <конечное значение> Do <тело цикла>;

For <счетчик>:=<начальное значение> Downto <конечное значение> Do <тело цикла>;

Счетчик – это переменная порядкового типа. Начальное и конечное значение должны быть того же типа, что и счетчик. Тело выполняется до тех пор пока условие истинно.

Условия выполнения цикла проверяются перед выполнением блока операторов. Если переменная цикла больше максимального значения (при to) или меньше минимального (downto), то цикл FOR не выполняется.

Формы записи, представленные выше, отличаются словами To и Downto. Если Вы используете цикл с To, то значение счетчика с каждым шагом будет увеличиваться на единицу, а если с Downto, то уменьшаться. Из этого следует, что в первом варианте начальное значение не должно превышать конечное, во втором — верно противоположное. В программе ниже, указанное пользователем количество раз, будут выводиться символы.

program for_primer;
uses crt;
var i, x: integer;
begin
  write('X=');
  readln(x);
  for i:=1 to x do
    write('a');
readkey;
end.

Здесь тело цикла не заключено в Begin-End, так как оператор всего один. Но если их будет больше, то операторные скобки обязательны. Стоит также отметить, что счетчик по выходу из цикла не будет иметь определенного значения, но если цикл закончиться раньше положенного, то счетчик сохранит последнее, записанное в него значение.

Другой пример — вычисление суммы чисел от A до B:

Program Summa;
Var a, b, S: Integer;
Begin
  ClrScr;
  Write('a = ');
  Readln(a);
  Write('b = ');
  Readln(b);
  S:=0;
  For I:=a To b Do
    S:=S + I;
  Writeln ('Cумма = ', S);
  ReadLn
End. 

2 While – цикл с предусловием

Оператор While – начинает описание цикла с предусловием. Такой вид цикла нужен, в тех алгоритмах, где число повторений неизвестно заранее. В общем виде он выглядит так:

While <выражение> Do <тело цикла>;

Если выражение истинно, то тело выполняется, иначе цикл завершается. Поэтому нужно составить такой код, чтобы на какой-то из итераций выражение стало ложным, и цикл не выполнялся бесконечно.

Пример программы написанный с использованием цикла While:

program while_primer;
uses crt;
var i, x, limit: integer;
begin
  write('Предел=');
  readln(limit);
  write(' Числа Фибоначчи: ');
  i:=1; x:=1;
  while i<=limit do
  begin
    write(i,' ');
    i:=i+x;
    x:=i-x;
  end;
  readkey;
end.

В данном коде использовался составной оператор Begin-End, так как операторов в теле цикла несколько.

3 Repeat – цикл с постусловием

Главной особенностью цикла с постусловием (часто встречается название: цикл-ДО) является выполнение его тела минимум один раз. Это связано с тем, что условие записывается в конце и соответственно вначале выполнится тело, а затем провериться условие. Формально он выглядит так:

Repeat
  <тело цикла>
Until <условие>

В противоположность двум рассмотренным прежде циклам, этот прекращает свое выполнение тогда, когда условие становиться истинным, т. е. чтобы итерации продолжались условие должно быть ложно. Рассмотрим работу цикла с постусловием на примере:

program repeat_primer;
uses crt;
var i, otvet: integer;
begin
  i:=1;
  repeat
    i:=i+1;
    write(i,'+',i,'*2=');
    read(otvet);
  until otvet<>i+i*2;
  readkey;
end.

Программа продолжает работать до тех пор, пока пользователь не допустит ошибку в ответе. Думаю, Вы заметили, что в примере (непосредственно в цикле) составной оператор Begin-End, несмотря на количество операторов не поставлен. Просто его роль выполняют слова repeat и until.

Для переходных манипуляций с циклом обычно используются три оператора:

• Goto – переходит в отмеченную область;
• Break – производит безусловный выход из цикла;
• Continue – осуществляет переход к новой итерации.

4 Вложенные циклы

Циклы в паскаль могут вкладываться друг в друга. Житейский пример: например, у нас есть список студентов, у каждого из которых есть оценки — если мы захотим перебрать все оценки для каждого студента то один цикл (внешний) будет перебираться студентов, а второй (вложенный) — оценки конкретного студента. Обрабатывать списки (массивы) мы научимся дальше.

Рассмотрим вложенные циклы на примере цикла с параметром:

For <счетчик 1>:=<начальное знач.> To <конечное знач.> Do <тело цикла 1>;
For <счетчик 2>:=<начальное знач.> To <конечное знач.> Do <тело цикла 2>;
…
For <счетчик n>:=<начальное знач.> To <конечное знач.> Do <тело цикла n>;

Вернувшись к терминологии, отметим, что в таких структурах одни циклы называются внешними, а другие внутренними. Так цикл 2 относительно цикла 1 является внутренним, а для цикла n он внешний.

Принцип работы вложенных циклов заключается в следующем. Сначала один раз выполняется цикл, идущий первым в программе, затем управление передается следующему циклу (№2), и если после него нет никаких других циклов, то он прокручивается до конца и снова единожды выполняется внешний цикл, иначе, если после цикла №2 стоит еще один вложенный цикл, то №2 выполняется один раз, передавая управление циклу идущему после него. Такой алгоритм продолжается до тех пор, пока самый внешний цикл не выполниться необходимое количество раз.

Предположим у нас есть вложенные циклы for:

for i:=1 to m1 do
for j:=1 to m2 do
…
for k:=1 to mn do

Количество проходов по первому циклу = m1, второму = m2*m1, n-ому = mn*mn-1*mn-2*..*m2*m1. В качестве доказательства предлагаю разобраться в следующей программе.

program counter_performance;
uses crt;
var i, j, k, g, h: integer;
s_i, s_j, s_k, s_g, s_h: integer;
begin
  s_i:=0; s_j:=0; s_k:=0; s_g:=0; s_h:=0;
  for i:=1 to 5 do
  begin
    s_i:=s_i+1;
    for j:=1 to 3 do
    begin
      s_j:=s_j+1;
      for k:=1 to 19 do
      begin
        s_k:=s_k+1;
        for g:=1 to 10 do
        begin
          s_g:=s_g+1;
          for h:=1 to 6 do
            s_h:=s_h+1;
        end;
      end;
    end;
  end;
  write('i=',s_i,' j=',s_j,' k=',s_k,' g=',s_g,' h=',s_h);
  readkey;
end.

Имеются 5 циклов со счётчиками от i до h. В каждом из них при помощи переменных подсчитывается, сколько раз выполняется каждый цикл. Запустив программу на своем компьютере, Вы должны увидеть такой результат:

Результат работы вложенных циклов

Посчитав способом, изложенным выше, получите результат соответствующий величинам, отображенным на скриншоте. Вложенные конструкции аналогично работают в циклах с предусловием и постусловием. В следующей программе с помощью оператора while фигурка выводиться на экран.

program nested_loops;
uses crt;
var i, j: integer;
begin
  i:=1; j:=1;
  while i<20 do begin
    while j<i+1 do begin
      write('');
      j:=j+1;
    end;
    j:=1;
    i:=i+1;
    writeln;
  end;
  readkey;
end.

При работе с массивами очень часто применяются вложенные циклы, а когда дело доходит до матриц (двумерных массивов), то даже их заполнение, как правило, делается через рассмотренные нами в этой статье конструкции.

• блока проверки условия повторения цикла
• тела цикла

• while — цикл с предусловием;
• do…while — цикл с постусловием;
• for — параметрический цикл (цикл с заданным числом повторений).

Общая форма записи

Если Условие выполняется (выражение, проверяющее Условие, не равно нулю), то выполняется БлокОпераций, заключенный в фигурные скобки, затем Условие проверяется снова.
Последовательность действий, состоящая из проверки Условия и выполнения БлокаОпераций, повторяется до тех пор, пока выражение, проверяющее Условие, не станет ложным (равным нулю). При этом происходит выход из цикла, и производится выполнение операции, стоящей после оператора цикла.

Пример на Си: Посчитать сумму чисел от 1 до введенного k

Результат выполнения

При построении цикла while, в него необходимо включить конструкции, изменяющие величину проверяемого выражения так, чтобы в конце концов оно стало ложным (равным нулю). Иначе выполнение цикла будет осуществляться бесконечно (бесконечный цикл).

Пример бесконечного цикла

while — цикл с предусловием, поэтому вполне возможно, что тело цикла не будет выполнено ни разу если в момент первой проверки проверяемое условие окажется ложным.

Например, если в приведенном выше коде программы ввести k=-1, то получим результат

Цикл с постусловием do…while

Общая форма записи

Цикл do…while — это цикл с постусловием, где истинность выражения, проверяющего Условие проверяется после выполнения Блока Операций, заключенного в фигурные скобки. Тело цикла выполняется до тех пор, пока выражение, проверяющее Условие, не станет ложным, то есть тело цикла с постусловием выполнится хотя бы один раз.

Использовать цикл do…while лучше в тех случаях, когда должна быть выполнена хотя бы одна итерация, либо когда инициализация объектов, участвующих в проверке условия, происходит внутри тела цикла.

Пример на Си. Проверка, что пользователь ввел число от 0 до 10

Результат выполнения:

Параметрический цикл for

Общая форма записи

for — параметрический цикл (цикл с фиксированным числом повторений). Для организации такого цикла необходимо осуществить три операции:

• Инициализация — присваивание параметру цикла начального значения;
• Условие — проверка условия повторения цикла, чаще всего — сравнение величины параметра с некоторым граничным значением;
• Модификация — изменение значения параметра для следующего прохождения тела цикла.

Результат выполнения

В записи цикла for можно опустить одно или несколько выражений, но нельзя опускать точку с запятой, разделяющие три составляющие цикла.
Код предыдущего примера можно представить в виде

Параметры, находящиеся в выражениях в заголовке цикла можно изменить при выполнении операции в теле цикла, например

В цикле for может использоваться операция запятая — , — для разделения нескольких выражений. Это позволяет включить в спецификацию цикла несколько инициализирующих или корректирующих выражений. Выражения, к которым применяется операция запятая, будут вычисляться слева направо.

Пример на Си:

Результат выполнения

Вложенные циклы

В Си допускаются вложенные циклы, то есть когда один цикл находится внутри другого:

Пример: Вывести числа от 0 до 99, по 10 в каждой строке

Результат выполнения

Рекомендации по выбору цикла

Операторы прерывания и продолжения цикла break и continue

Результат выполнения

Пример на Си: Вывести числа от 0 до 99 исключая числа, оканчивающиеся на 5 или 8

Оператор безусловного перехода goto

Общая форма записи

Выполнение оператора goto вызывает передачу управления в программе операции, помеченной Меткой. По сути Метка является идентификатором адреса операции, которой должно быть передано управление. Для отделения Метки от Операции используется двоеточие — :.
Метка может располагаться в программе как до оператора goto, так и после него. Имена Меток образуются по тем же правилам, что и имена переменных.

Пример на Си: Вывести все целые числа от 5 до 0.

Результат выполнения

Использование оператора goto в программах на Си без крайней необходимости не рекомендуется, поскольку это может повлечь за собой ряд ошибок, связанных с плохой читаемостью кода программы. Использование операторов цикла позволяет практически полностью исключить необходимость использования оператора goto.

Назад: Язык Си