Цикл с параметрами for в языке с
Обновл. 15 Сен 2020 |
Безусловно, наиболее используемым циклом в языке C++ является цикл for.
Цикл for
Цикл for в языке С++ идеален, когда известно необходимое количество итераций. Выглядит он следующим образом:
for (объявление переменных; условие; инкремент/декремент счетчика)
тело цикла;
Или, преобразуя for в эквивалентный цикл while:
{ // обратите внимание, цикл находится в блоке
объявление переменных;
while (условие)
{
тело цикла;
инкремент/декремент счетчика;
}
} // переменные, объявленные внутри цикла, выходят из области видимости здесь
Переменные, определенные внутри цикла for, имеют специальный тип области видимости: область видимости цикла. Такие переменные существуют только внутри цикла и недоступны за его пределами.
Выполнение цикла for
Цикл for в C++ выполняется в 3 шага:
Шаг №1: Объявление переменных. Как правило, здесь выполняется определение и инициализация счетчиков цикла, а точнее – одного счетчика цикла. Эта часть выполняется только один раз, когда цикл выполняется впервые.
Шаг №2: Условие. Если оно равно false, то цикл немедленно завершает свое выполнение. Если же условие равно true, то выполняется тело цикла.
Шаг №3: Инкремент/декремент счетчика цикла. Переменная увеличивается или уменьшается на единицу. После этого цикл возвращается к шагу №2.
Рассмотрим пример цикла for и разберемся детально, как он работает:
#include <iostream> int main() { for (int count = 0; count < 10; ++count) std::cout << count << ” “; return 0; } |
Сначала мы объявляем переменную count и присваиваем ей значение 0. Далее проверяется условие count < 10, а так как count равен 0, то условие 0 < 10 имеет значение true. Следовательно, выполняется тело цикла, в котором мы выводим в консоль переменную count (т.е. значение 0).
Затем выполняется выражение ++count, т.е. инкремент переменной. Затем цикл снова возвращается к проверке условия. Условие 1 < 10 имеет значение true, поэтому тело цикла выполняется опять. Выводится 1, а переменная count увеличивается уже до значения 2. Условие 2 < 10 является истинным, поэтому выводится 2, а count увеличивается до 3 и так далее.
В конце концов, count увеличивается до 10, а условие 10 < 10 является ложным, и цикл завершается. Следовательно, результат выполнения программы:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Циклы for могут быть несколько сложны для новичков, однако опытные кодеры любят их, так как эти циклы очень компактны и удобны. Для наглядности, давайте преобразуем цикл for, приведенный выше, в эквивалентный цикл while:
#include <iostream> int main() { { // внешние скобки нужны для обеспечения области видимости цикла int count = 0; while (count < 10) { std::cout << count << ” “; ++count; } } return 0; } |
Обратите внимание, внешние фигурные скобки здесь необходимы, так как переменная count выходит из области видимости при завершении цикла.
Еще примеры циклов for
Давайте, используя цикл for, напишем функцию вычисления значений в степени n:
int pow(int base, int exponent) { int total = 1; for (int count=0; count < exponent; ++count) total *= base; return total; } |
Функция возвращает значение base^exponent (число в степени n). base – это число, которое нужно возвести в степень, а exponent – это степень, в которую нужно возвести base.
Если экспонент равен 0, то цикл for выполняется 0 раз, и функция возвращает 1.
Если экспонент равен 1, то цикл for выполняется 1 раз, и функция возвращает 1 * base.
Если экспонент равен 2, то цикл for выполняется 2 раза, и функция возвращает 1 * base * base.
Хотя в большинстве циклов используется инкремент счетчика, мы также можем использовать и декремент счетчика:
#include <iostream> int main() { for (int count = 8; count >= 0; –count) std::cout << count << ” “; return 0; } |
Результат:
8 7 6 5 4 3 2 1 0
Также с каждой новой итерацией мы можем увеличить или уменьшить значение счетчика больше, чем на единицу:
#include <iostream> int main() { for (int count = 9; count >= 0; count -= 2) std::cout << count << ” “; return 0; } |
Результат:
9 7 5 3 1
Ошибка неучтенной единицы
Одна из самых больших проблем с которой приходится сталкиваться начинающим программистам в циклах for (а также и в других типах циклов) – это ошибка на единицу (или «ошибка неучтенной единицы»). Она возникает, когда цикл повторяется на 1 раз больше или на 1 раз меньше нужного количества итераций. Это обычно происходит из-за того, что в условии используется некорректный оператор сравнения (например, > вместо >= или наоборот). Как правило, эти ошибки трудно отследить, так как компилятор не будет жаловаться на них, программа будет работать, но её результаты будут неправильными.
При написании циклов for помните, что цикл будет выполняться до тех пор, пока условие является истинным. Рекомендуется тестировать циклы, используя разные значения для проверки работоспособности цикла. Хорошей практикой является проверять циклы с помощью данных ввода (чисел, символов и прочего), которые заставляют цикл выполниться 0, 1 и 2 раза. Если цикл работает исправно, значит всё ОК.
Правило: Тестируйте свои циклы, используя входные данные, которые заставляют цикл выполниться 0, 1 и 2 раза.
Пропущенные выражения в цикле
Также в циклах можно пропускать одно или сразу все выражения, например:
#include <iostream> int main() { int count = 0; for (; count < 10; ) { std::cout << count << ” “; ++count; } return 0; } |
Результат:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Инициализацию счетчика мы прописали вне тела цикла, а инкремент счетчика – внутри тела цикла. В самом операторе for мы указали только условие. Иногда бывают случаи, когда не требуется объявлять счетчик цикла (потому что у нас он уже есть) или увеличивать его (так как мы увеличиваем его каким-то другим способом).
Хоть это и не часто можно наблюдать, но в операторе for можно вообще ничего не указывать. Стоит отметить, что подобное приведет к бесконечному циклу:
for (;;)
тело цикла;
Вышеприведенный пример эквивалентен:
while (true)
тело цикла;
Объявления переменных в цикле for
Хотя в циклах for обычно используется только один счетчик, иногда могут возникать ситуации, когда нужно работать сразу с несколькими переменными. Для этого используется оператор Запятая. Например:
#include <iostream> int main() { int aaa, bbb; for (aaa = 0, bbb = 9; aaa < 10; ++aaa, –bbb) std::cout << aaa << ” ” << bbb << std::endl; return 0; } |
Этот цикл присваивает значения двум ранее объявленным переменным: aaa = 0 и bbb = 9. Только с каждой итерацией переменная aaa увеличивается на единицу, а bbb – уменьшается на единицу.
Результат выполнения программы:
0 9
1 8
2 7
3 6
4 5
5 4
6 3
7 2
8 1
9 0
Примечание: Вышеприведенный цикл можно переписать следующим образом:
#include <iostream> int main() { for (int aaa = 0, bbb = 9; aaa < 10; ++aaa, –bbb) std::cout << aaa << ” ” << bbb << std::endl; return 0; } |
В этом случае запятая в объявлении переменных является частью синтаксиса, а не использованием оператора Запятая. Но эффект идентичен.
Использование циклов for в старых версиях С++
В старых версиях C++ переменные, объявленные в цикле for, не уничтожались при завершении этого цикла. Т.е. у вас могло получиться что-то вроде следующего:
for (int count=0; count < 10; ++count) std::cout << count << ” “; // В старых версиях С++ переменная count здесь не уничтожается std::cout << “n”; std::cout << “I counted to: ” << count << “n”; // поэтому мы можем использовать count даже здесь |
Позднее это было запрещено, но вы все еще можете увидеть подобное в старом коде.
Вложенные циклы for
Подобно другим типам циклов, одни циклы for могут быть вложены в другие циклы for. В следующем примере мы разместили один for внутри другого for:
#include <iostream> int main() { for (char c = ‘a’; c <= ‘e’; ++c) // внешний цикл по буквам { std::cout << c; // сначала выводим букву for (int i = 0; i < 3; ++i) // внутренний цикл по числам std::cout << i; std::cout << ‘n’; } return 0; } |
С одной итерацией внешнего цикла выполняется три итерации внутреннего цикла. Следовательно, результат выполнения программы:
a012
b012
c012
d012
e012
Заключение
Циклы for являются наиболее часто используемыми циклами в языке C++. Несмотря на то, что их синтаксис, как правило, немного запутывает начинающих программистов, вы очень скоро к нему привыкните и ощутите всю мощь и удобство этих циклов.
Тест
Задание №1
Напишите цикл for, который выводит каждое четное число в диапазоне от 0 до 20.
Ответ №1
#include <iostream> int main() { for (int count = 0; count <= 20; count += 2) std::cout << count << std::endl; return 0; } |
Задание №2
Напишите функцию sumTo(), которая принимает целочисленный параметр с именем value и возвращает сумму всех чисел от 1 до значения value.
Например, если значением value является 5, то sumTo(5) должен возвратить 15, исходя из 1 + 2 + 3 + 4 + 5.
Подсказка: Используйте переменную вне тела цикла для хранения суммы чисел, как в примере с функцией pow() в подзаголовке «Еще примеры циклов for».
Ответ №2
int sumTo(int value) { int total(0); for (int count=1; count <= value; ++count) total += count; return total; } |
Задание №3
Что не так со следующим циклом?
// Выводим все числа от 8 до 0 for (uned int count=8; count >= 0; –count) cout << count << ” “; |
Ответ №3
Этот цикл for выполняется до тех пор, пока count >= 0. Другими словами, он работает до тех пор, пока переменная count не станет отрицательным числом. Однако, поскольку count является типа uned, то эта переменная никогда не сможет быть отрицательной. Следовательно, этот цикл бесконечный! Как правило, рекомендуется избегать использования типов uned в цикле, если на это нет веских причин.
Оценить статью:
Загрузка…
Источник
Что мы делаем ежедневно? Думаю, у каждого из нас свой список дел. Однако раз за разом повторяются одни и те же операции для достижения одних и тех же целей. Это и есть цикл. В программировании циклы используются при обработке множеств / файлов или же для вычисления математических выражений.
Смотрите моё видео на тему Циклы C#
Подпишись на группу Вконтакте и Телеграм-канал. Там еще больше полезного контента для программистов.
А на YouTube-канале ты найдешь обучающие видео по программированию. Подписывайся!
Выделяют несколько видов циклов:
- while … do (с предусловием );
- do … while (с постусловием);
- for (с параметром)
Цикл с параметром – Цикл for C#
Может использоваться в ситуациях, когда до входа в цикл известно количество итераций (повторений цикла). Имеет следующий вид:
for(<инициализация>; <условие>; <порядок выполнения>) { <действия> }
- Инициализация – установка начальных параметров счетчика;
- Условие – условие выхода из цикла, как только оно вернет ложь – произойдет выход из цикла;
- Порядок выполнения – команда увеличения счетчика.
Действия, выполняемые циклически, называются телом цикла. Рассмотрим наиболее общий пример: поиск факториала числа. Факториал числа вычисляется по формуле:
N = 1 * 2 * 3 * … * N
Как вы видите, мы заранее знаем, сколько раз должно повториться тело цикла, потому можем использовать счетчик.
int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); // Пользователь вводит число. int factorial = 1; for(int i = 2; i <= n; i++) // Вычисление факториала. { factorial *= i; } Console.WriteLine(factorial); // Выводим факториал пользователю.
Итак, пользователь вводит любое число. После чего, мы вычисляем факториал по вышеуказанной формуле. Начальное значение факториала необходимо установить в единицу. Цикл начинаем с двойки и повторяем до тех пор, пока счетчик меньше или равен введенному пользователем значению. Если использовать оператор «меньше», мы потеряем умножение на старшее число при вычислении факториала. Порядок выполнения указан как i++, это значит, что на каждой итерации цикла счетчик i увеличивается на единицу. В виде порядка управления может выступать и более сложная математическая формула.
Цикл с предусловием – Цикл while C#
В данном случае действия цикла повторяются до тех пор, пока выполняется указанное условие. Этот цикл функционирует по принципу: «Сперва думаем, после делаем». В общем виде выглядит так:
while(<Условие>) { <Действия> }
Рассмотрим пример вычисления факториала при помощи while.
int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); // Пользователь вводит число. int factorial = 1; int i = 2; while(i <= n) // Вычисление факториала. { factorial *= i; i++; // Увеличиваем счетчик. } Console.WriteLine(factorial); // Выводим факториал пользователю.
Чтобы не получить бесконечного цикла, необходимо изменять параметр, проверяемый в условии. Именно для этого мы увеличиваем i.
Цикл с постусловием – Цикл do while C#
Этот вид цикла подобен while, с той лишь разницей, что проверка условия производится после выполнения тела цикла.
do { <Действия> } while(<Условие>);
И снова рассмотрим вычисление факториала.
int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine()); // Пользователь вводит число. int factorial = 1; int i = 2; do // Вычисление факториала. { factorial *= i; i++; // Увеличиваем счетчик. } while(i <= n); Console.WriteLine(factorial); // Выводим факториал пользователю.
Перебор коллекций – Цикл foreach C#
Допустим, мы имеем массив значений, не важно каких: числа, строки, символы… Для перебора массива удобно использовать этот вид цикла. Выглядит он следующим образом:
foreach(var <Элемент массива> in <Массив>) { <Действия> }
Предположим, у нас есть список городов, и нужно найти все города, начинающиеся с заданного символа.
var sym = Console.ReadKey(); // Читаем символ с клавиатуры var cities = {“Москва”, “Казань”, “Петергоф”, “Пермь”, “Минск”, “Сан-Диего”, “Вызима”}; var founded = “”; // Найденные города. foreach(var city in cities) { if(city.StartsWith(sym)) { founded += city + ” “; } } Console.WriteLine(founded);
Пользователь вводит символ, после чего для каждого элемента массива проверяется, начинается ли он с заданного символа. И, если условие выполняется, элемент массива запоминается в результирующей строке. Главным плюсом foreach является то, что он исключает возможность выхода за границы массива.
Управление циклом. Команды break и countinue
Для управления циклом в языке C# используются два оператора: break и continue.
Оператор break используется для прерывания выполнения цикла. Пусть, нам нужно найти некоторый элемент в массиве. Так, используя цикл, мы можем выйти из цикла, как только найдем искомый элемент.
int index = 0; var wanted = Console.ReadLine(); var array; for(int i = 0; i < array.Length; i++) { if(array[i] == wanted) { index = i; break; } }
Так мы находим индекс искомого слова в массиве, при этом не выполняем лишних операций после того, как найдем искомый элемент.
Оператор continue используется для перехода к следующей итерации цикла. Рассмотрим задачу: необходимо вычислить сумму пяти частных вида:
1 / (i – a)
Как вы видите, при i = a будет получена ошибка «Деление на ноль». В данном случае мы можем пропускать значение счетчика, которое приводит к ошибке.
var sum = 0; for(int i = 0; i < n; i++) { if (i – a == 0) { continue; } sum+= 1 / (i – a); }
Циклы C# – Итоги
Вот мы и рассмотрели основы работы с циклами в C#. Удачных вам экспериментов, коллеги.
Рекомендую также изучить статью Логические операции и условные операторы C#. А также подписывайтесь на группу ВКонтакте, Telegram и YouTube-канал. Там еще больше полезного и интересного для программистов.
Источник
Цикл – многократное прохождение по одному и тому же коду программы. Циклы необходимы программисту для многократного выполнения одного и того же кода, пока истинно какое-то условие. Если условие всегда истинно, то такой цикл называется бесконечным, у такого цикла нет точки выхода.
В языке программирования С++ существуют такие циклы:
- цикл for
- цикл while
- цикл do while
Тело цикла будет выполняться до тех пор, пока условие будет истинно(т. е. true).
// форма записи оператора цикла for: for (/*выражение1*/; /*выражение2*/; /*выражение3*/ ) { /*один оператор или блок операторов*/; }
Если в теле цикла for должен выполнится один оператор, тогда фигурные скобки можно опустить:
for (/*выражение1*/; /*выражение2*/; /*выражение3*/) /*один оператор*/;
Рассмотрим подробно три выражения записанные в круглых скобках цикла for. Выражение 1 – объявление (и) или инициализация, ранее объявленной, переменной-счетчика, которая будет отвечать за истинность условия в цикле for. Пример:
int counter = 0; // отсюда видно, что была объявлена переменная counter типа int и инициализирована значением 0
Переменная-счетчик всегда должна иметь целочисленный тип данных. Если переменная была объявлена в цикле (все равно в каком), по завершении цикла эта переменная будет уничтожена.
Разница между объявлением и инициализацией переменной:
counter; // объявление переменой count counter = 9; // инициализация целочисленной переменой count значением 9.
Выражение 2 – это условие продолжения цикла for, оно проверяется на истинность.
counter < 10; // условие истинно пока count строго меньше десяти!
Выражение 3 изменяет значение переменной-счетчика. Без выражения 3 цикл считается бесконечным, так как изменение содержимого переменной count выполняться не будет, и если изначально условие было истинным, то цикл будет бесконечным, иначе программа даже не войдет в цикл. Выражения 1, 2, 3 отделяются друг от друга обязательными разделителями, точкой с запятой. Тело цикла обрамляется фигурными скобочками, если тело цикла состоит из одного оператора ,то фигурные скобочки не нужны. Под изменением значения переменной подразумевается уменьшение или приращение значения , например:
for ( int counter = 0; counter < 15; counter++) // выполняется приращение переменной counter с шагом 1 от 0 до 15
- ++ это операция инкремента, увеличение значения переменной на единицу;
- — это операция декремента, уменьшение значения переменной на единицу.
Очень часто неправильно интерпретируется запись пределов в цикле for, в нашем случае приращение переменной counter выполняется с шагом 1 от 0 до 15. Обратите внимание на конечный предел. В условии продолжения цикла стоит знак отношения строго меньше, а значит, когда значение в переменной counter будет равно 14, выполнится выход из цикла. Ниже показан пример работы программы (см. Рисунок 1).
// for.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include “stdafx.h” #include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char* argv[]) { for (int counter = 0; counter < 15; counter ++ ) // начало цикла cout << ” ” << counter; // тело цикла cout << endl; system(“pause”); return 0; }
В строках 9, 10 записан цикл for, причём без фигурных скобочек. А раз отсутствуют фигурные скобочки, значит, телом цикла является следующий оператор, после заголовка цикла, в нашем случае – это оператор вывода:
cout << ” ” << counter; // тело цикла
Заголовком цикла for является строка 9:
for (int counter = 0; counter < 15; counter ++ ) // заголовок цикла
Фигурные скобочки можно не опускать, это кому как удобно. Но в данном случае без фигурных скобочек запись кода более компактна, чем со скобочками.
Рисунок 1 – Цикл for в С++
for ( int counter = 14; counter >= 0; counter –) // декремент переменной counter от 14 до 0 включительно
Ниже показан результат работы программы с использованием декремента, для уменьшения значения переменой-счетчика (см. Рисунок 2).
// for_dec.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include “stdafx.h” #include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char* argv[]) { for (int count = 14; count >= 0; count –) // заголовок цикла cout << ” ” << count; // тело цикла cout << endl; system(“pause”); return 0; }
В заголовке цикла for в условии продолжения цикла мы использовали нестрогий знак отношения >=, чтобы последним значением переменой-счётчика был 0.
Рисунок 2 – Цикл for в С++
Шаг в цикле for может быть отличным от единицы, а точнее, любым целым числом.
for ( int counter = 0; counter <= 20; counter += 5) // приращение переменной counter от 0 до 20 включительно с шагом 5
В этом случае переменная counter будет равняться 5, 10, 15, и 20, после чего выполнится выход из цикла for.
for ( int counter = 20; counter >= 0; counter -= 5) // изменение переменной counter от 20 до 0 включительно с шагом 5
Далее показан код программы, которая подсчитывает количество чётных чисел в интервале от 0 до 50 включительно.
// for_example.cpp: определяет точку входа для консольного приложения. #include “stdafx.h” #include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char* argv[]) { int counter_even = 0; for (int count = 2; count <= 50; count += 2) // заголовок цикла counter_even ++; // подсчёт чётных чисел cout << “number of even numbers = ” << counter_even << endl; system(“pause”); return 0; }
В строке 9 объявлена и инициализирована нулём переменная для хранения количества чётных чисел. В заголовке цикла for в строке 10 переменная counter инициализирована двойкой, так как двойка – первое чётное число, начиная с 0. Шаг цикла равен двум, таким образом следующее чётное число это 4. В строке 11 переменная counter_even инкрементируется на каждом этапе цикла for. Результат работы программы показан ниже (см. Рисунок 3).
Рисунок 3 – Цикл for в С++
Источник