Операторы цикла. Цикл for в Паскаль. На языке Паскаль существует три вида операторов цикла Оператор цикла for в языке программирования pascal
Операторы цикла заставляют выполнять входящие в их состав операторы
несколько раз.
В Паскале существует три вида операторов цикла: оператор цикла с параметром, оператор цикла с предусловием, оператор цикла с постусловием.
Оператор цикла с параметром
Формат оператора цикла с параметром:
for V:=E1 to E2 do S
где V - переменная порядкоавого типа, Е1, Е2 - выражения того же типа, S - оператор, называемый телом цикла. Выражения Е1 и Е2 вычисляются один раз при входе в цикл. Параметр V принимает сначала значение Е1 затем непос редственно следующее за ним (SUCC(V)) и т.д. до достижения Е2. При каждом значении V выполняется оператор S. Если в теле цикла необходимо выполнить несколько операторов, то их объединяют в один с помощью составного оператора. Если конечное значение Е2 меньше начального Е1, то оператор S не выполняется ни разу.
Оператор цикла с параметром применяется также в следующем виде:
for V:=Е1 downto E2 do S
В отличии от первого случая V изменяется от Е1 до Е2, переходя от V к pred(V).
Отметим, что если V, Е1, Е2 типа INTEGER, то в первом случае это цикл с шагом +1, а во втором с шагом -1.
Оператор цикла с предусловием
Формат оператора цикла с предусловием:
где B - логическое выражение, S - оператор. Оператор S будет выполняться пока условие B будет истинно. Выполнение оператора цикла завершится когда выражение B впервые примет значение false.
Оператор цикла с постусловием
Формат оператора цикла с постусловием:
repeat S until B
где B - логическое выражение, S - оператор. Оператор S выполняется до тех пор, пока B не станет истинным. Оператор REPEAT выполняется по крайней мере один раз, так как проверка истинности условия B осуществляется после выполнения оператора S.
Служебные слова REPEAT и UNTIL уже играют роль скобок, поэтому операторные скобки BEGIN и END являются необязательными.
Примеры программ
В качестве примера использования операторов цикла рассмотрим программу вычисления факториала.
Программа 2.1.1. Цикл с параметром (шаг +1)
PROGRAM FACTORIAL1;
VAR I,N:INTEGER;
WRITE("ВВЕДИТЕ N");
READLN(N); F:=1;
FOR I:=1 TO N DO F:=F*I;
Программа 2.1.2. Цикл с параметром (шаг -1)
PROGRAM FACTORIAL2;
VAR I,N:INTEGER;
WRITE("ВВЕДИТЕ N");
READLN(N); F:=1;
FOR I:=N DOWNTO 1 DO F:=F*I;
WRITELN ("ФАКТОРИАЛ ОТ ",N," РАВЕН ",F)
Программа 2.2. Цикл с предусловием
PROGRAM FACTORIAL3;
VAR I,N:INTEGER;
WRITE("ВВЕДИТЕ N");
READLN(N); F:=1; I:=1;
WHILE I<=N DO
WRITELN ("ФАКТОРИАЛ ОТ ",N," РАВЕН ",F)
С помощью этого оператора переменные в Турбо Паскале могут получать свои значения программным путем (то есть не с клавиатуры). Формат:
<идентификатор (имя) переменной>:= <выражение>
Система сначала вычисляет значение выражения, затем присваивает его переменной.
Составной оператор.
Составной оператор – это последовательность любых операторов Турбо Паскаля, заключенная в операторные скобки begin и end. Например:
begin a:=5; write (‘a=’,a); end;
Среди операторов составного оператора могут быть другие составные операторы, то есть допускается любая глубина их вложения. Например:
Операторы условного перехода.
Они существуют для организации ветвлений в зависимости от истинности или ложности некоторого условия. Таких операторов два: полный условный оператор и неполный условный оператор.
Полный условный оператор
Реализует алгоритмическую конструкцию «полная развилка»:
Его формат:
if <логическое выражение> then <оператор 1> else <оператор 2>
If, then, else – служебные слова «если», «тогда», «иначе». Перед словом else точка с запятой не ставится. Оператор 1 и оператор 2 могут быть как простыми операторами, так и составными. Составной оператор следует заключать в операторные скобки begin и end.
Действия условного оператора: если логическое выражение имеет значение true, то выполняется оператор 1, если логическое выражение имеет значение false, то выполняется оператор 2.
Неполный условный оператор
Реализует алгоритмическую конструкцию «неполная развилка»
Его формат:
if <логическое выражение> then <оператор >
If, then – служебные слова «если», «тогда». Оператор может быть как простыми оператором, так и составным.
Действия условного оператора: если логическое выражение имеет значение true, то выполняется оператор, если логическое выражение имеет значение false, то условный оператор пропускается и выполняется оператор, следующий за ним.
Условные операторы (полный и неполный) могут иметь вложенную конструкцию, то есть после слов THEN или ELSE опять используется условный оператор. Служебное слово ELSE всегда относится к ближайшему слева слову THEN.
В состав условного оператора может входить один простой оператор. Если по смыслу задачи требуется вставить несколько операторов, то они объединяются в составной.
Замечание: после слова THEN не может сразу записываться новый условный оператор, а после ELSE – может. Например:
В тех случаях, когда требуется проверить несколько условий, применяются сложные условные операторы. В них используются логические операции and, not, or. Например:
if ((x>3) and (y>3) and (z>3)) then ...
Операторы организации цикла.
Цикл – это многократно повторяемый участок программы. Для организации цикла в Паскале используются три оператора: оператор с предусловием, оператор с постусловием и оператор с параметром.
Оператор цикла с предусловием
Этот оператор реализует блок-схему цикла с предусловием:
Его формат:
While <логическое выражение> Do <тело цикла>
While («пока»), Do («делать») - служебные слова.
Действия оператора: пока логическое выражение имеет значение true, выполняется тело цикла; как только логическое выражение принимает значение false, действие оператора заканчивается и выполняется оператор, следующий за ним. Значение логического выражения проверяется перед телом цикла. Если логическое выражение ложно с самого начала, то тело цикла сразу опускается.
Если тело цикла содержит последовательность операторов, то говорят, что оно образует составной оператор, в начале и в конце которого надо писать операторные скобки Begin и End.
Если же тело цикла - один оператор (не составной), то операторных скобок не требуется. Тогда транслятор считает, что тело цикла заканчивается на ближайшем знаке «;». В Паскале нет специальных слов для обозначения начала цикла и конца цикла. На все случаи есть универсальные слова Begin и End.
Оператор цикла с постусловием
Этот оператор реализует блок-схему цикла с постусловием:
Его формат:
Repeat <тело цикла> Until <логическое выражение>
Repeat («повторять»), Until («до тех пор») - служебные слова.
Тело цикла может быть как одиночным, так и составным оператором, однако употребления Begin и End не требуется, поскольку сами слова Repeat и Until выполняют роль операторных скобок.
Действия оператора: выполняется тело цикла, затем проверяется значение логического выражения. Если логическое выражение имеет значение false, то опять выполняется тело цикла. Так продолжается до тех пор, пока логическое выражение не примет значение true. То есть тело цикла повторяет свое выполнение, если условие ложно. Повторение кончается, когда условие станет истинным. Действие оператора заканчивается и выполняется оператор, следующий за ним. Значение логического выражения проверяется после тела цикла.
Замечания:
Перед каждым выполнением тела цикла логическое выражение должно иметь конкретное значение.
Тело цикла должно иметь хотя бы один оператор, влияющий на значение логического выражения, иначе цикл будет выполняться бесконечно.
В конце концов логическое выражение должно принять значение, заканчивающее цикл.
Оператор цикла с параметром
Этот оператор реализует блок-схему цикла со счетчиком. Его формат:
for <параметр цикла>:= <арифметическое выражение 1> to <арифметическое выражение 2> do <тело цикла>
for < параметр цикла >:= < арифметическое выражение 1> downto < арифметическое выражение 2> do <тело цикла>
Параметр цикла – это переменная любого типа, кроме real.
Арифметические выражения 1 и 2 должны иметь тот же тип, что и параметр цикла. Тело цикла – любой оператор Паскаля (простой, сложный, составной).
Действия оператора: параметру цикла присваивается значение арифметического выражения 1. Если оно меньше (для for - to - do ) или больше (для for - downto - do ) значения арифметического выражения 2, то выполняется тело цикла. Затем параметр цикла увеличивается (уменьшается) на величину, указанную в теле цикла. Потом он снова сравнивается с арифметическим выражением 2. И так до тех пор, пока параметр цикла не станет больше (меньше) значения арифметического выражения 2. Далее оператор цикла заканчивает работу и выполняется следующий за ним оператор.
Если параметр цикла имеет тип integer, то при слове to шаг изменения параметра равен единице (при downto шаг равен -1).
Этот оператор имеет ограниченное применение, то есть его можно использовать только в тех случаях, когда известно число повторений тела цикла
В общих чертах, сегодня узнаем о каждом из циклов в паскале поподробней и увидим как они задаются. Будем разбирать цикл while с предусловием , цикл for с параметром и цикл repeat - until с постусловием .
1. Цикл с параметром в Паскале - FOR
Цикл FOR задаёт определённое условие по которому программа будет работать до его выполнения, допустим нужно нам 5 (или n) раз зациклить программу, то это легко сделать с помощью данного цикла. У цикла FOR есть характерная черта - счетчик который обычно обозначается буквой i или j.
Внешний вид цикла с параметром в паскале:
for i:= 1 to n do // присваиваем i сначала одному, потом двум, трем, ..., n
После 1-го прохода переменной i присваиваем 1, после второго присваиваем 2 и так до тех пор, пока не дойдем до n. to - это до.. в порядке возрастания, также есть downto - до.. в порядке убывания.
Блок - схема цикла с параметром:
2. Цикл с предусловием в Паскале - WHILE
Оператор цикла с предусловием выполняет действия заранее неизвестное число раз. Выход из цикла осуществляется, если некоторое логическое выражение или его результат окажется ложным. Так как верность логического выражения проверяется в начале, тело цикла может не выполнится ни одного разу.
Структура цикла с предусловием:
WHILE DO begin end;
Логическое выражение, истинность которого проверяется вначале выполнения циклического оператора;
Любые выполняемые операторы языка.
Порядок выполнения цикла:
Пока условие истинно выполняется тело цикла. Как только условие становится ложно выполнение цикла прекращается.
Блок - схема цикла с предусловием:
Примечание: в прямоугольных блоках показано любое действие, которое выполняется в цикле или после него (шаг цикла), в овалах - начало или конец всей программы или её части. Главную роль в данной блок - схеме играет её центральная часть.
Пример:
Задача: вычислить сумму ряда 1+1.5+2+2.5+3+3.5+ .. + 30
program example-while;
Var sum:real; n:real; BEGIN sum:=0; n:=1; while n
3. Цикл с постусловием - Repeat - until.
Этот оператор аналогичен оператору цикла с предусловием, но отличается от него тем, что проверка условия производится после выполнения тела (действий) цикла. Это обеспечивает его выполнение хотя бы один раз в отличие от ранее разобранных циклов.
Обратите внимание на то, что данный оператор цикла предполагает наличие нескольких операторов в теле цикла, то есть можно выполнять несколько действий, поэтому служебные слова Begin и End не нужны.
Последовательность операторов, входящих в тело цикла выполняется один раз, после чего проверяется соблюдение условия, записанного следом за служебным словом Until. Если условие не соблюдается, цикл завершается. В противном случае - тело цикла повторяется ещё раз, после чего снова проверяется соблюдение условия.
Блок - схема цикла с постусловием:
Формат записи, структура цикла:
REPEAT
UNTIL ;
Пример:
Program test2; Var b:Real; Begin b:=100; Repeat b:=b/2; Until b
Выводы:
1.Цикл с параметром используется переменная, называемая параметром цикла или счётчиком. Перед выполнением цикла параметру (счётчику) устанавливается начальное значение. После выполнения шага цикла значение параметра увеличивается на единицу. Цикл продолжается до тех пор пока параметр не достигнет своего конечного значения, которое указывается после to (downto).
2. Цикл с предусловием выполняется до тех пор, пока условие выполнения не станет ложным, и продолжается, если условие истинно.
3. Цикл с постусловием выполняется до тех пор, пока условие не станет истинно, если условие ложно, цикл продолжается.
Очень часто возникает необходимость выполнить один и тот же оператор (или группу операторов) несколько раз. Для этого в языке Pascal предусмотрены операторы циклов.
1. Оператор цикла с предусловием.
Форма записи: while <условие> do <оператор>;
Здесь while (пока), do {делать) - зарезервированные слова.
В качестве оператора может быть любой простой или составной оператор. Здесь <оператор> выполняется только в том случае и до тех пор, пока истинно <условие>, которое проверяется каждый раз после выполнения оператора. Если с самого начала условие имеет значение false , оператор цикла не выполнится ни разу.
Блок-схема алгоритма работы такого оператора приведена на рис. 1.
Рис. 1. Оператор цикла с предусловием
Пример
I способ
. Вычисление факториала числа п (т.е. произведения 1 2 ... п ):
Program Fact_1;
Const n=5;
Var i, fact:integer;
Begin
i:=1; Fact:=1;
while i <=n do {заголовок цикла}
begin {начало цикла}
fact:= fact*i;
i:= i + 1
end; {конец цикла}
WriteLn("факториал", n, " = ",Fact:10)
End .
2. Оператор цикла с постусловием. Блок-схема алгоритма работы Оператора приведена на рис.2.
Форма записи:
Repeat
<оператор1>; <оператор2>;
Until <условие>;
Здесь Repeat {повторять до тех пор), Until (пока не будет выполнено условие) - зарезервированные слова.
Последовательность операторов может состоять из одного или нескольких любых операторов. В отличие от предыдущего, в этом цикле условие проверяется всегда после выполнения оператора (или последовательности операторов), если оно ложно - оператор снова выполняется, иначе - цикл прекращается. При такой структуре оператор хотя бы один раз обяза тельно выполнится.
Пример:
II способ
. Вычисление факториала числа п (т.е. произведения 1 2 ... п ):
Program Fact_2;
Const n=5;
Var i, fact:integer;
Begin
i:=1; Fact:=1;
Repeat
begin { начало цикла }
fact:= fact*i;
i:= i + 1
end; { конец тела цикла }
Until i >n; { условие }
WriteLn(‘ Факториал ", n, " = ",Fact:10)
End .
Здесь I – это счетчик повторов, который необходимо изменять вручную в цикле.
3. Оператор цикла с параметром.
Этот цикл позволяет повторять действия заведомо известное количество раз.
Счетчик – это переменная, которая считает количество повторов цикла. В таком цикле происходит автоматическое увеличение показателя счетчика ровно на 1.
Форма записи:
FOR счетчик= нач_значение TO конечное_значение DO
BEGIN
. . . .
END ;
Если необходимо, чтобы параметр уменьшался на 1, то исполь зуют слово Downto (начальное значение больше конечного значения).
Пример:
III способ
Вычисление факториала числа п (т.е. произведения 1 2 ... п ):
Program Fact_3;
Const n=5;
Var i, fact:integer;
Begin
Fact:=1;
for i:=1 to n do
begin { начало цикла }
fact:= fact*i;
end; { конец цикла }
WriteLn (" Факториал ", n, " = ",Fact:10)
End.
В качестве оператора можно использовать любой простой или со ставной оператор.
При использовании этого оператора цикла нужно помнить следующие правила:
1) в качестве параметра можно использовать простую переменную, описанную в этом же блоке;
2) параметр должен иметь дискретный тип;
3) начальное и конечное значения должны иметь тот же тип, что и параметр;
4)в теле цикла (операторе) явное изменение значения параметра (например, оператором присваивания) может привести к бесконечному циклу;
5) нельзя в теле цикла изменить начальное и конечное значения па раметра, если они заданы переменными;
6) после завершения работы цикла значение параметра становится равным конечному значению параметра, если цикл не был прерван оператором перехода.
САМОСТОЯТЕЛЬНО
1. Напишите программу, которая выводит на экран в зонном формате числа:
7 49
5 25
3 9
1 1
2. Решить задачу тремя способами (с помощью разных видов цикла):
Через сколько лет L величина вклада достигнет желаемой суммы S (руб.), при начальном вкладе V (руб.), если ежегодный процент, гарантированный банком, составляет 10% от величины вклада.
Исполнить алгоритм при S = 100000 руб., V = 10000 руб.