Теги: Си циклы. C loops. Цикл с постусловием. Цикл с предусловием. Цикл со сщётчиком. while. do while. for. break. continue

Введение. Циклы с предусловием.

П ри решении практических задач постоянно возникает необходимость в повторении действия заданное количество раз, или до достижения какого-либо условия. Например, вывести список всех пользователей, замостить плоскость текстурой, провести вычисления над каждым элементом массива данных и т.п. В си для этих целей используются три вида циклов: с предусловием , постусловием и цикл for со счётчиком (хотя, это условное название, потому что счётчика может и не быть).

Любой цикл состоит из тела и проверки условия, при котором этот цикл должен быть прекращён. Тело цикла - это тот набор инструкций, который необходимо повторять. Каждое повторение цикла называют итерацией.

Рассмотрим цикл с предусловием.

Int i = 0; while (i < 10) { printf("%d\n", i); i++; }

Этот цикл выполняется до тех пор, пока истинно условие, заданное после ключевого слова while. Тело цикла - это две строки, одна выводит число, вторая изменяет его. Очевидно, что этот цикл будет выполнен 10 раз и выведет на экран
0
1
2
3
и так далее до 9.

Очень важно, чтобы условие выхода из цикла когда-нибудь выполнилось, иначе произойдёт зацикливание, и программа не завершится. К примеру

Int i = 0; while (i < 10) { printf("%d\n", i); }

В этом цикле не изменяется переменная i, которая служит для определения условия останова, поэтому цикл не завершится.

Int i = 0; while (i > 0) { printf("%d\n", i); i++; }

В этой программе цикл, конечно, завершится, но из-за неправильного действия он будет выполнен гораздо больше 10 раз. Так как си не следит за переполнением переменной, нужно будет ждать, пока переменная переполнится и станет меньше нуля.

Int i; while (i < 10) { printf("%d\n", i); i++; }

У этого примера неопределённое поведение. Так как переменная i заранее не инициализирована, то она хранит мусор, заранее неизвестное значение. При различном содержимом переменной i будет меняться поведение.

Если тело цикла while содержит один оператор, то фигурные скобки можно опустить.

Int i = 0; while (i < 10) printf("%d\n", i++);

Здесь мы инкрементируем переменную i при вызове функции printf. Следует избегать такого стиля кодирования. Отсутствие фигурных скобок, особенно в начале обучения, может приводить к ошибкам. Кроме того, код читается хуже, да и лишние скобки не сильно раздувают листинги.

Циклы с постусловием.

Ц икл с постусловием отличается от цикла while тем, что условие в нём проверяется после выполнения цикла, то есть этот цикл будет повторён как минимум один раз (в отличие от цикла while, который может вообще не выполняться). Синтаксис цикла

Do { тело цикла } while(условие);

Предыдущий пример с использованием цикла do будет выглядеть как

Int i = 0; do { printf("%d\n", i); i++; } while(i < 10);

Давайте рассмотрим пример использования цикла с постусловием и предусловием. Пусть нам необходимо проинтегрировать функцию.

Рис. 1 Численное интегрирование функции ∫ a b f ⁡ x d x

Интеграл - это сумма бесконечно малых. Мы можем представить интеграл как сумму, а бесконечно малые значения просто заменить маленькими значениями.

∫ a b f ⁡ x d x = ∑ i = a b f ⁡ i h

Из формулы видно, что мы на самом деле разбили площадь под графиком на множество прямоугольников, где высота прямоугольника - это значение функции в точке, а ширина - это наш шаг. Сложив площади всех прямоугольников, мы тем самым получим значение интеграла с некоторой погрешностью.

левых прямоугольников" src="/images/c_loop_rectangles_left.png" alt="Численное интегрирование функции методом
левых прямоугольников"> Рис. 2 Численное интегрирование функции методом
левых прямоугольников

Пусть искомой функцией будет x 2 . Нам понадобятся следующие переменные. Во-первых, аккумулятор sum для хранения интеграла. Во-вторых, левая и правая границы a и b, в третьих - шаг h. Также нам понадобится текущее значение аргумента функции x.

Для нахождения интеграла необходимо пройти от a до b с некоторым шагом h , и прибавлять к сумме площадь прямоугольника со сторонами f(x) и h .

#include #include int main() { double sum = 0.0; double a = 0.0; double b = 1.0; double h = 0.01; double x = a; while (x < b) { sum += x*x * h; x += h; } printf("%.3f", sum); getch(); }

Программа выводит 0.328.

∫ 0 1 x 2 d x = x 3 3 | 0 1 = 1 3 ≈ 0.333

Если посмотреть на график, то видно, что каждый раз мы находим значение функции в левой точке. Поэтому такой метод численного интегрирования называют методом левых прямоугольников. Аналогично, можно взять правое значение. Тогда это будет метод правых прямоугольников.

While (x < b) { x += h; sum += x*x * h; } правых прямоугольников" src="/images/c_loop_rectangles_right.png" alt="Численное интегрирование функции методом
правых прямоугольников"> Рис. 3 Численное интегрирование функции методом
правых прямоугольников

Сумма в этом случае будет равна 0.338. Метод левых и правых прямоугольников не очень точен. Мы фактически аппроксимировали (приблизили) гладкий график монотонно возрастающей функции гистограммой. Если немного подумать, то аппроксимацию можно проводить не только суммируя прямоугольники, но и суммируя трапеции.

трапеций" src="/images/c_loop_integral_trapezium.png" alt="Численное интегрирование функции методом
трапеций"> Рис. 4 Численное интегрирование функции методом
трапеций

Приближение с помощью трапеций на самом деле является кусочной аппроксимацией кривыми первого порядка (ax+b). Мы соединяем точки на графике с помощью отрезков. Можно усложнить, соединяя точки не отрезками, а кусками параболы, тогда это будет метод Симпсона . Если ещё усложнить, то придём к сплайн интерполяции , но это уже другой, очень долгий разговор.

Вернёмся к нашим баранам. Рассмотрим 4 цикла.

Int i = 0; while (i++ < 3) { printf("%d ", i); } int i = 0; while (++i < 3) { printf("%d ", i); } int i = 0; do { printf("%d ", i); } while(i++ < 3); int i = 0; do { printf("%d ", i); } while(++i < 3);

Если выполнить эти примеры, то будет видно, что циклы выполняются от двух, до четырёх раз. На это стоит обратить внимание, потому что неверное изменение счётчика цикла часто приводит к ошибкам.

Часто случается, что нам необходимо выйти из цикла, не дожидаясь, пока будет поднят какой-то флаг, или значение переменной изменится. Для этих целей служит оператор break , который заставляет программу выйти из текущего цикла.

Давайте решим простую задачу. Пользователь вводит числа до тех пор, пока не будет введено число 0, после этого выводит самое большое из введённых. Здесь есть одна загвоздка. Сколько чисел введёт пользователь не известно. Поэтому мы создадим бесконечный цикл, а выходить из него будем с помощью оператора break . Внутри цикла мы будем получать от пользователя данные и выбирать максимальное число.

#include #include int main() { int num = 0; int max = num; printf("To quit, enter 0\n"); /*бесконечный цикл*/ while (1) { printf("Please, enter number: "); scanf("%d", &num); /*условие выхода из цикла*/ if (num == 0) { break; } if (num > max) { max = num; } } printf("max number was %d", max); getch(); }

Напомню, что в си нет специального булевого типа. Вместо него используются числа. Ноль - это ложь, все остальные значения – это истина. Цикл while(1) будет выполняться бесконечно. Единственной точкой выхода из него является условие

If (num == 0)

В этом случае мы выходим из цикла с помощью break ; Для начала в качестве максимального задаём 0. Пользователь вводит число, после чего мы проверяем, ноль это или нет. Если это не ноль, то сравниваем его с текущим максимальным.

Бесконечные циклы используются достаточно часто, так как не всегда заранее известны входные данные, либо они могут меняться во время работы программы.

Когда нам необходимо пропустить тело цикла, но при этом продолжить выполнение цикла, используется оператор continue . Простой пример: пользователь вводит десять чисел. Найти сумму всех положительных чисел, которые он ввёл.

#include #include int main() { int i = 0; int positiveCnt = 0; float sum = 0.0f; float input; printf("Enter 10 numbers\n"); while (i < 10) { i++; printf("%2d: ", i); scanf("%f", &input); if (input <= 0.0) { continue; } sum += input; positiveCnt++; } printf("Sum of %d positive numbers = %f", positiveCnt, sum); getch(); }

Пример кажется несколько притянутым за уши, хотя в общем он отражает смысл оператора continue . В этом примере переменная positiveCnt является счётчиком положительных чисел, sum сумма, а input - временная переменная для ввода чисел.

Вот ещё один пример. Необходимо, чтобы пользователь ввёл целое число больше нуля и меньше 100. Пока необходимое число не будет введено, программа будет продолжать опрос.

Do { printf("Please, enter number: "); scanf("%d", &n); if (n < 0 || n>100) { printf("bad number, try again\n"); continue; } else { break; } } while (1);

Цикл for

О дним из самых используемых является цикл со счётчиком for . Его синтаксис

For (<инициализация>; <условие продолжения>; <изменение счётчика>){ <тело цикла> }

Например, выведем квадраты первых ста чисел.

Int i; for (i = 1; i < 101; i++) { printf("%d ", i*i); }

Одним из замечательных моментов цикла for является то, что он может работать не только с целыми числами.

Float num; for (num = 5.3f; num > 0f; num -= 0.2) { printf("%.2f ", num); }

Этот цикл выведет числа от 5.3 до 0.1. Цикл for может не иметь некоторых "блоков" кода, например, может отсутствовать инициализация, проверка (тогда цикл становится бесконечным) или изменение счётчика. Вот пример с интегралом, реализованный с применением счётчика for

#include #include int main() { double sum = 0.0; double a = 0.0; double b = 1.0; double h = 0.01; double x; for (x = a; x < b; x += h) { sum += x*x * h; } printf("%.3f", sum); getch(); }

Давайте рассмотрим кусок кода

Double x ; for (x = a; x < b; x += h) { sum += x*x * h; }

Его можно изменить так

Double x = a; for (; x < b; x+=h) { sum += x*x*h; }

Более того, используя оператор break , можно убрать условие и написать

Double x; for (x = a;; x += h){ if (x>b){ break; } sum += x*x*h; }

Double x = a; for (;;){ if (x > b){ break; } sum += x*x*h; x += h; }

кроме того, используя оператор ",", можно часть действий перенести

Double x ; for (x = a; x < b; x += h, sum += x*x*h) ;

ЗАМЕЧАНИЕ: несмотря на то, что так можно делать, пожалуйста, не делайте так! Это ухудшает читаемость кода и приводит к трудноуловимым ошибкам.

Давайте решим какую-нибудь практическую задачу посложнее. Пусть у нас имеется функция f(x). Найдём максимум её производной на отрезке. Как найти производную функции численно? Очевидно, по определению). Производная функции в точке - это тангенс угла наклона касательной.

F ⁡ x ′ = d x d y

Возьмём точку на кривой с координатами (x; f(x)), сдвинемся на шаг h вперёд, получим точку (x+h, f(x+h)), тогда производная будет

D x d y = f ⁡ (x + h) - f ⁡ x (x + h - x) = tg ⁡ α

То есть, отношение малого приращения функции к малому приращению аргумента. Внимательный читатель может задать вопрос, почему мы двигаемся вперёд по функции, а не назад. Ну пойдёмте назад

D x d y = f ⁡ x - f ⁡ (x - h) h = tg ⁡ β

Возьмём среднее от этих двух значений, получим

F ⁡ (x + h) - f ⁡ (x - h) 2h

В общем-то теперь задача становится тривиальной: идём от точки a до точки b и находим минимальное значение производной, а также точку, в которой производная принимает это значение. Для решения нам понадобятся, как и в задаче с интегралом, переменные для границ области поиска a и b , текущее значение x и шаг h . Кроме того, необходимо максимальное значение maxVal и координата maxX этого максимального значения. Для работы возьмём функцию x sin ⁡ x

#include #include #include int main() { double a = 0; double b = 3.0; double h = 0.001; double h2 = h * 2.0; double maxVal = a*sin(a); double maxX = a; double curVal; double x; // Проходим по всей области от a до b // и ищем максимум первой производной // Используем функцию x*sin(x) for (x = a; x < b; x += h) { curVal = ((x+h)*sin(x+h)-(x-h)*sin(x-h))/h2; if (curVal > maxVal) { maxVal = curVal; maxX = x; } } printf("max value = %.3f at %.3f", maxVal, maxX); getch(); }

На выходе программа выдаёт max value = 1.391 at 1.077

Численное решение даёт такие же (с точностью до погрешности) результаты, что и наша программа.

Вложенные циклы

Рассмотрим пример, где циклы вложены друг в друга. Выведем таблицу умножения.

#include #include #include int main() { int i, j; // Для каждого i for (i = 1; i < 11; i++) { // Выводим строку из произведения i на j for (j = 1; j < 11; j++) { printf("%4d", i*j); } // После чего переходим на новую строку printf("\n"); } getch(); }

В этом примере в первый цикл по переменной i вложен второй цикл по переменной j . Последовательность действий такая: сначала мы входим в цикл по i , после этого для текущего i 10 раз подряд осуществляется вывод чисел. После этого необходимо перейти на новую строку. Теперь давайте выведем только элементы под главной диагональю

For (i = 1; i < 11; i++) { for (j = 1; j < 11; j++) { if (j > i) { break; } printf("%4d", i*j); } printf("\n"); }

Как вы видите, оператор break позволяет выйти только из текущего цикла. Этот пример может быть переписан следующим образом

For (i = 1; i < 11; i++) { for (j = 1; j <= i; j++) { printf("%4d", i*j); } printf("\n"); }

В данном случае мы используем во вложенном цикле счётчик первого цикла.

Ru-Cyrl 18- tutorial Sypachev S.S. 1989-04-14 [email protected] Stepan Sypachev students

Всё ещё не понятно? – пиши вопросы на ящик

Чтобы приступить к использованию циклов, нужно узнать, что они собой представляют, на что способны и зачем нужны в сценариях. Цикл - это блок кода, позволяющий повторять выполнение некоторых действий (инструкций) определенное количество раз. Каждое отдельное исполнение (одно или более повторений) последовательности инструкций в цикле называется - итерация .

Каждый цикл состоит из двух основных частей. Первая определяет, когда должно быть остановлено исполнение цикла. Вторая - собственно фрагмент программного кода, выполняющий необходимые действия, который может состоять из одной единственной инструкции или из нескольких инструкций, заключенных в фигурные скобки.

Программный код цикла исполняется до тех пор, пока условное выражение цикла возвращает значение TRUE . Чтобы избежать бесконечного цикла, который будет крутиться вечно, код тела цикла должен заставить условное выражение в определенный момент вернуть значение FALSE . Когда это произойдет, работа цикла прекратится, и исполнение продолжится со строки кода, расположенной непосредственно после цикла.

Цикл while

Цикл while является простейшим видом цикла в PHP. Его синтаксис:

Ниже приводится пример цикла while , тело которого исполняется 10 раз:

\n"; $num++; } ?>

Перед началом цикла значение переменной $num устанавливается равным 1 (значение может быть любым). Это называется инициализацией переменной-счетчика. Каждый раз, когда исполняется тело цикла, с помощью инкремента $num++ значение переменной $num увеличивается на единицу. Значение выражения ($num <= 10) проверяется каждый раз перед итерацией цикла. После десяти итераций условное выражение вернет значение FALSE (так как значение переменной $num уже будет не меньше или равно 10) и работа цикла прекратится. В том случае, если условное выражение while будет равно FALSE с самого начала, тело цикла ни разу не будут выполнено.

Большинство циклов имеют переменные-счетчики, аналогичные $num . Чаще всего в качестве счетчиков цикла выступают переменные с именами i, j и k , хотя для того чтобы сделать программный код более понятным, следует давать счетчикам более наглядные имена.

Цикл do while

Цикл do while очень похож на цикл while , с тем отличием, что условное выражения проверяется в конце итерации, а не в начале. Синтаксис этого цикла:

Между циклом do while и обычным циклом while имеется два отличия. Во-первых, цикл do while требует как ключевого слова do (для отметки начала цикла), так и ключевого слова while (для отметки конца цикла и указания условия). Во-вторых, в отличие от цикла while , цикл do while завершается точкой с запятой. Данная разновидность цикла полезна, когда тело цикла должно быть исполнено хотя бы один раз, независимо от значения условного выражения.

Попробуем выполнить те же самые действия, что и в предыдущем примере:

\n"; $num++; } while ($num <= 10); ?>

Учимся индексировать массивы в js , удалять и добавлять их элементы.

Массив в JavaScript - это глобальный объект, предназначенный для хранения списка значений.

Он похож на другие переменные тем, что может хранить данные любого типа. Но у массива есть одно важное отличие от переменной: в нём может одновременно храниться больше одного элемента.

Массив - это упорядоченный набор значений. Каждое значение называется элементом и имеет свой номер, который называется индекс.

Элемент внутри массива может быть любого типа. Причём элементы одного массива могут быть разных типов: числа, строки, логические элементы и даже объекты или другие массивы.

Порядок элементов массива отсчитывается с 0 . Получается, что в массиве всегда будет смещение индекса на единицу: у первого элемента будет индекс 0 , у второго 1 , и т.д.

Вот пример массива с элементами различных типов:

Создание (объявление) массива

Массивы очень удобны, потому что в них можно хранить столько данных, сколько нужно. Максимально возможный размер js -массива — 2 32 элемента.

Нужно сказать JavaScript , что мы хотим создать именно массив. Для этого есть два варианта: значение в квадратных скобках или ключевое слово new .

Короткая запись: при помощи квадратных скобок

Заключённый в квадратные скобки список значений, разделённых запятыми.

var myArray = [ "Джек", "Сойер", "Джон", "Дезмонд" ];

Содержимое массива определяется тем, что находится между квадратными скобками. При этом каждое значение отделяется запятой.

Значения задаются так же, как и простые переменные, то есть строки нужно объявлять заключёнными в кавычки и т.д.

Чтобы объявить пустой массив, оставьте скобки пустыми:

var myArray = ;

Длинная запись: при помощи конструктора Array()

var lostArray = new Array("Джек", "Сойер", "Джон", "Дезмонд"); var twinPeaksArray = new Array("Лора", 2, ["Боб", "Лиланд", "Дейл"]);

Ключевое слово new говорит JavaScript создать новый массив, значения которого передаются как параметры.

Если вы заранее знаете, сколько элементов будет в вашем массиве, можно сразу передать это значение в конструкторе.

var myArray = new Array(80);

Выражение, приведенное выше, создаст пустой массив, состоящий из 80 слотов со значениями undefined .

Объявление пустого массива:

var myArray = new Array();

Доступ к элементам массива

С помощью индекса каждого элемента можно работать с любыми данными в массиве, обращаясь к ним при помощи оператора :

var myArray = ["Джек", "Сойер", "Джон", "Дезмонд"]; console.log(myArray); // Выводит “Джек” console.log(myArray); // Выводит “Дезмонд”

В массиве может быть несколько уровней, то есть каждый элемент может сам быть массивом. В итоге получится двумерный js -массив . Как же обратиться к этим массивам, которые располагаются внутри других - «многомерным массивам »?

Для примера давайте рассмотрим массив, представляющий семью. Дети из этой семьи записаны отдельным массивом внутри главного:

var familyArray = ["Мардж", "Гомер", ["Барт", "Лиза", "Мэгги"]];

Можно представить его следующим образом:

Для обращения к значению «Лиза »:

var lisa = familyArray; console.log(lisa); // выводит «Лиза»

Так можно продолжать практически бесконечно, что позволяет хранить в массивах вложенные друг в друга наборы данных и обращаться к ним при помощи индексов.

Добавление элементов в массив

Мы разобрались, как обращаться к элементам массива при помощи соответствующих им индексов. Похожим образом можно добавлять (или изменять) элементы, объявляя, например:

var myArray = [ "Кейт", "Сун"]; myArray = "Джулиет"; console.log(myArray); // Выводит "Кейт, Сун, Джулиет"

Что произойдёт, если я объявлю элемент с индексом, перед которым нет других элементов? Массив сам создаст все недостающие элементы и присвоит им значение undefined :

var myArray = ["Кейт", "Сун"]; myArray = "Джулиет"; console.log(myArray.length); // Выводит «6» console.log(myArray); // Prints ["Кейт", "Сун", undefined, undefined, undefined, "Джулиет"]

Узнать какова длина js -массива можно, воспользовавшись свойством length . В примере, приведенном выше, в массиве шесть элементов, и для трёх из них не было задано значение - они обозначены как undefined .

Метод push()

С помощью метода push() можно добавить в js -массив один или несколько элементов. Push() принимает неограниченное количество параметров, все они будут добавлены в конец массива.

var myArray = [ "Кейт", "Сут"]; myArray.push("Джулиет"); // Добавляет в конец массива элемент "Джулиет" myArray.push("Либби", "Шеннон");// Добавляет в конец массива элементы "Либби" и "Шеннон" console.log(myaArray); // Prints ["Кейт", "Сун", " Джулиет ", "Либби", "Шеннон"]

Метод unshift()

Метод unshift() работает также как и push() , только добавляет элементы в начало массива.

var myArray = [ "Кейт", "Сун"]; myArray.unshift("Джулиет"); // Добавляет в начало массива элемент "Джулиет" myArray.unshift("Либби", "Шеннон"); // Добавляет в начало массива элементы "Либби" и "Шеннон" console.log(myArray); // Выводит ["Либби", "Шеннон", "Джулиет", "Кейт", "Сун"]

Удаление элементов массива

Методы pop() и shift()

Методы pop() и shift() удаляют последний и первый элемент массива, соответственно:

var myArray = ["Джек", "Сойер", "Джон", "Дезмонд", "Кейт"]; myArray.pop(); // Удаляет элемент "Кейт" myArray.shift(); // Удаляет элемент "Джек" console.log(myArray); // Выводит ["Сойер", "Джон", "Дезмонд"]

Метод splice()

С помощью метода splice() можно удалять или добавлять элементы в массив, при этом точно указывая индекс элементов.

В следующем примере метод splice() добавляет два элемента, начиная с индекса 2 (то есть с третьего элемента ):

var fruitArray = ["яблоко", "персик", "апельсин", "лимон", "лайм", "вишня"]; fruitArray.splice(2, 0, "дыня", "банан"); console.log(fruitArray); // Выводит ["яблоко", "персик", "дыня", "банан", "апельсин", "лимон", "лайм", "вишня"]

Первый параметр метода splice() - индекс. Он указывает, на какой позиции нужно добавить/удалить элементы. В нашем примере мы выбрали индекс 2 (со значением «апельсин» ).

Второй параметр - количество элементов, которые требуется удалить. Мы указали значение 0, поэтому ничего не удалится.

Следующие параметры - необязательные. Они добавляют в массив новые значения. В нашем случае нужно добавить «дыню» и «банан», начиная с индекса 2.