Операторы цикла
Предположим, нам нужно вычислить сумму всех целых чисел от 0 до 100. Для этого воспользуемся оператором цикла for:
int sum = 0; int i; for (i = 1; i = 100; i = i + 1) // заголовок цикла sum = sum + i; // тело цикла
Оператор цикла состоит из заголовка цикла и тела цикла. Тело цикла – это оператор, который будет повторно выполняться (в данном случае – увеличение значения переменной sum на величину переменной i). Заголовок – это ключевое слово for, после которого в круглых скобках записаны три выражения, разделенные точкой с запятой. Первое выражение вычисляется один раз до начала выполнения цикла. Второе – это условие цикла. Тело цикла будет повторяться до тех пор, пока условие цикла истинно. Третье выражение вычисляется после каждого повторения тела цикла.
Оператор for реализует фундаментальный принцип вычислений в программировании – итерацию. Тело цикла повторяется для разных, в данном случае последовательных, значений переменной i. Повторение иногда называется итерацией. Мы как бы проходим по последовательности значений переменной i, выполняя с текущим значением одно и то же действие, тем самым постепенно вычисляя нужное значение. С каждой итерацией мы подходим к нему все ближе и ближе. С другим принципом вычислений в программировании – рекурсией – мы познакомимся в разделе, описывающем функции.
Любое из трех выражений в заголовке цикла может быть опущено (в том числе и все три). То же самое можно записать следующим образом:
int sum = 0; int i = 1; for (; i = 100; ) { sum = sum + i; i = i + 1; }
Заметим, что вместо одного оператора цикла мы записали несколько операторов, заключенных в фигурные скобки – блок. Другой вариант:
int sum = 0; int i = 1; for (; ;) { if (i 100) break; sum = sum + i; i = i + 1; }
В последнем примере мы опять встречаем оператор break. Оператор break завершает выполнение цикла. Еще одним вспомогательным оператором при выполнении циклов служит оператор продолжения continue. Оператор continue заставляет пропустить остаток тела цикла и перейти к следующей итерации (повторению). Например, если мы хотим найти сумму всех целых чисел от 0 до 100, которые не делятся на 7, можно записать это так:
int sum = 0; for (int i = 1; i = 100; i = i+1) { if ( i % 7 == 0) continue; sum = sum + i; }
Еще одно полезное свойство цикла for: в первом выражении заголовка цикла можно объявить переменную. Эта переменная будет действительна только в пределах цикла.
Другой формой оператора цикла является оператор while. Его форма следующая:
while (условие) оператор
Условие – как и в условном операторе if – это выражение, которое принимает логическое значение "истина" или "ложь". Выполнение оператора повторяется до тех пор, пока значением условия является true (истина). Условие вычисляется заново перед каждой итерацией. Подсчитать, сколько десятичных цифр нужно для записи целого положительного числа N, можно с помощью следующего фрагмента:
int digits =0; while (N 0) { digits = digits + 1; N = N / 10; }
Третьей формой оператора цикла является цикл do while. Он имеет форму:
do { операторы } while ( условие);
Отличие от предыдущей формы цикла while заключается в том, что условие проверяется после выполнения тела цикла. Предположим, требуется прочитать символы с терминала до тех пор, пока не будет введен символ "звездочка".
char ch; do { ch = getch(); // функция getch возвращает // символ, введёный с // клавиатуры } while (ch != '*');
В операторах while и do также можно использовать операторы break и continue.
Как легко заметить, операторы цикла взаимозаменяемы. Оператор while соответствует оператору for:
for ( ; условие ; ) оператор
Пример чтения символов с терминала можно переписать в виде:
char ch; ch = getch(); while (ch != '*') { ch = getch(); }
Разные формы нужны для удобства и наглядности записи.
