Модуль 4. Програмування лінійних, розгалужених та циклічних обчислювальних

Модуль 4. Програмування лінійних, розгалужених та циклічних обчислювальних процесів Заняття 5. Основи програмування циклічних обчислювальних процесів

Навчальні питання: 1. Оператор циклу з післяумовою 2. Оператор циклу з передумовою 3. Оператор циклу з лічильником

Циклом називають багаторазове повторення визначеної послідовності кроків алгоритму.

При кожному черговому виконанні циклу обов’язково перевіряється умова на продовження роботи, і, якщо умова набуває результату ІСТИНА, цикл виконується, а якщо ж умова набуває результату НЕПРАВДА — цикл не виконується.

Перевірка умови може бути організована на початку циклу, і такий цикл називається циклом з передумовою, або у кінці циклу — тоді такий цикл називається циклом з післяумовою.

Різниця між такими циклами полягає в тому, що цикл з післяумовою виконується хоча б один раз, а цикл з передумовою може не виконуватися жодного разу.

Цикл по лічильнику характерний тим, що заздалегідь відома кількість повторень циклу, і цикл буде виконуватися, доки значення лічильника циклу на перевищить зазначену кількість повторень.

Синтаксис оператора циклу з післяумовою : repeat <оператори> until <умова>.

Тут repeat, until - ключові слова, що визначають початок та кінець циклу (повторювати та доти); <оператори> - будь-які оператори, що складають тіло циклу); <умова> - логічний вираз типу порівняння, що використовується для виходу з циклу.

Оператор функціонує наступним чином: спочатку виконуються оператори, розташовані у тілі циклу, потім обчислюється умова, і якщо отриманий результат ІСТИНА, то здійснюється вихід з циклу.

Якщо значення виразу НЕПРАВДА, то виконання операторів тіла циклу повторюється, а потім знов перевіряється умова.

Таким чином, оператори тіла циклу виконуються хоча би один раз, а потів все залежить від результатів перевірки умови виходу з циклу. Очевидно, що один з операторів тіла циклу обов’язково має впливати на значення умовного виразу, у протилежному випадку цикл буде нескінченним.

Приклад: необхідно вивести непарні числа, менше за 10.

program pr10; var i:integer; begin i:=1; repeat writeln(i); i:=i+2; until i>10; end.

При виконанні програми будуть виведені стовпчиком всі непарні числа від 1 до 9.

На відміну від оператора циклу з післяумовою оператор циклу з передумовою обчислює та перевіряє умову до виконання операторів, що складають тіло циклу.

Синтаксис оператора циклу з передумовою : while <умова > do <оператор >.

Тут while, do - ключове слово (доти, виконувати);

<оператор> - будь-який оператор, в тому числі и складений (тіло циклу); <умова> - логічний вираз типу порівняння, що використовується для виходу з циклу.

Оператор функціонує наступним чином: спочатку обчислюється умова і якщо отриманий результат ІСТИНА, то виконуються оператори, розташовані у тілі циклу, потім знов перевіряється умова.

Якщо значення виразу НЕПРАВДА, то здійснюється вихід з циклу.

Таким чином, якщо умова була хибною при першому входженні у цикл, то оператори тіла циклу не будуть виконані жодного разу.

Очевидно, що один з операторів тіла циклу обов’язково має впливати на значення умовного виразу, у протилежному випадку цикл буде нескінченним.

Приклад: необхідно обчислити суму ряду s=1+1/2+1/3+1/4+ ... з визначеною точністю е.

Для обчислення суми ряду з точністю е необхідно завершити додавання членів ряду тоді, коли черговий член ряду виявиться менше е за абсолютною величиною.

program pr12; var i:integer; sum,{сума ряду} e,{точність} k:real;{черговий член pяду} begin sum:=0; i:=1; writeln(‘Введіть точність:'); read(e); k:=1/i; while k>e do begin sum:=sum+k; i:=i+1; k:=1/i; end; writeln (' Сума ряду дорівнює ', sum); end.

В циклах з лічильником виконання тіла циклу повторюється заздалегідь визначену кількість разів.

Цикл можна організувати за допомогою оператора циклу з післяумовою або з передумовою (вони є універсальними)

Синтаксис оператора циклу з лічильником наступний: for <з.ц.>:=<п.з> to <к.з.> do < оператор >.

Тут for, to, do - ключові слова (від, до, виконувати)

<з.ц.> - змінна циклу, яка може бути тільки порядкового типу; <п.з.> та <к.з.> - початкове та кінцеве значення відповідно - вирази, того же типу, що і змінна циклу; < оператор > - будь-який оператор, в тому числі и складений

Оператор функціонує наступним чином: спочатку обчислюється вираз, що відповідає початковому значенню, і результат присвоюється змінній циклу, потім перевіряється умова умова <п.з> <= <к.з.> і якщо отриманий результат ІСТИНА, то виконуються оператори, розташовані у тілі циклу, потім змінна циклу збільшується на 1 та знов перевіряється умова.

Приклад: оператор for i:=1 to 10 do writeln(i); виводить цілі числа від 1 до 10.

Якщо початкове значення змінної циклу більше кінцевого значення, оператори тіла циклу не виконуються, тобто оператор циклу з лічильником фактично є оператором циклу з передумовою.

Таким чином, оператор for i:=1 to 0 do writeln(i); не виконує ніяких дій.

Якщо необхідно виконати декілька операторів у тілі циклу, використовують складений оператор:

for i:=5 to 10 do begin k:=i*i; writeln('k=',k); end;

Оператор циклу з лічильником має другу форму подання, яка дозволяє зменшувати змінну циклу з кроком -1.

В цьому випадку синтаксис оператора наступний: for <з.ц.>:=<п.з.> downto <к.з.> do <оператор>;

Приклад: оператор for i:= 10 downto -10 do writeln(i); виводить цілі числа від -10 до 10.

Приклад: необхідно обчислити суму n перших членів ряду:

program pr12; var i,n:integer; sum,{ сума ряду } k:real;{черговий член ряду } begin sum:=0; writeln(' Введіть число членів pяду:'); read(n); k:=1; for i:=1 to n do begin k:=k*10/i; sum:=sum+k; end; writeln (' Сума ряду дорівнює ',sum); end.

Оператори break, continue и exit

Оператори break и continue можна використовувати виключно усередині циклів

Оператор break призначений для дострокового завершення циклу. Його виконання викликає негайний вихід з циклу та перехід до виконання оператора, наступного за циклом

Оператор continue завершує поточну ітерацію циклу, та здійснює перехід до завершення тіла циклу

flag:=False; for i:=1 to 10 do begin read(x); if x<0 then continue; // пропуск поточної ітерації циклу if x=5 then begin flag:=True; break; // вихід із циклу end; end;

Використання операторів break та continue поза тілом циклу помилково