Использование цикла while c

Иногда необходимо повторять одно и то же действие несколько раз подряд. Для этого используют циклы. В этом уроке мы научимся программировать циклы на C++, после чего посчитаем сумму всех чисел от 1 до 1000.

Цикл for

Если мы знаем точное количество действий (итераций) цикла, то можем использовать цикл for. Синтаксис его выглядит примерно так:

for (действие до начала цикла;
условие продолжения цикла;
действия в конце каждой итерации цикла) {
инструкция цикла;
инструкция цикла 2;
инструкция цикла N;
}

Итерацией цикла называется один проход этого цикла

Существует частный случай этой записи, который мы сегодня и разберем:

for (счетчик = значение; счетчик < значение; шаг цикла) {
тело цикла;
}

Счетчик цикла — это переменная, в которой хранится количество проходов данного цикла.

Описание синтаксиса

Сначала присваивается первоначальное значение счетчику, после чего ставится точка с запятой.
Затем задается конечное значение счетчика цикла. После того, как значение счетчика достигнет указанного предела, цикл завершится. Снова ставим точку с запятой.
Задаем шаг цикла. Шаг цикла — это значение, на которое будет увеличиваться или уменьшаться счетчик цикла при каждом проходе.

Пример кода

Напишем программу, которая будет считать сумму всех чисел от 1 до 1000.

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
int i; // счетчик цикла
int sum = 0; // сумма чисел от 1 до 1000.
setlocale(0, “”);
for (i = 1; i <= 1000; i++) // задаем начальное значение 1, конечное 1000 и задаем шаг цикла – 1.
{
sum = sum + i;
}
cout << “Сумма чисел от 1 до 1000 = ” << sum << endl;
return 0;
}

Если мы скомпилируем этот код и запустим программу, то она покажет нам ответ: 500500. Это и есть сумма всех целых чисел от 1 до 1000. Если считать это вручную, понадобится очень много времени и сил. Цикл выполнил всю рутинную работу за нас.

Заметьте, что конечное значение счетчика я задал нестрогим неравенством (
<= — меньше либо равно), поскольку, если бы я поставил знак меньше, то
цикл произвел бы 999 итераций, т.е. на одну меньше, чем требуется. Это
довольно важный момент, т.к. здесь новички часто допускают ошибки, особенно при работе с массивами (о них будет рассказано в следующем уроке). Значение шага цикла я задал равное единице. i++ — это тоже самое, что и i = i + 1.

В теле цикла, при каждом проходе программа увеличивает значение переменной sum на i. Еще один очень важный момент — в начале
программы я присвоил переменной sum значение нуля. Если бы я этого не сделал, программа вылетела вы в сегфолт. При объявлении переменной без ее инициализации что эта переменная будет хранить «мусор».

Естественно к мусору мы ничего прибавить не можем. Некоторые компиляторы, такие как gcc, инициализирует переменную нулем при ее объявлении.

Цикл while

Когда мы не знаем, сколько итераций должен произвести цикл, нам понадобится цикл while или do…while. Синтаксис цикла while в C++ выглядит следующим образом.

while (Условие) {
Тело цикла;
}

Данный цикл будет выполняться, пока условие, указанное в круглых скобках
является истиной. Решим ту же задачу с помощью цикла while. Хотя здесь мы точно знаем, сколько итераций должен выполнить цикл, очень часто бывают ситуации, когда это значение неизвестно.

Ниже приведен исходный код программы, считающей сумму всех целых чисел от 1 до 1000.

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
setlocale(0, “”);
int i = 0; // инициализируем счетчик цикла.
int sum = 0; // инициализируем счетчик суммы.
while (i < 1000)
{
i++;
sum += i;
}
cout << “Сумма чисел от 1 до 1000 = ” << sum << endl;
return 0;
}

После компиляции программа выдаст результат, аналогичный результату работы предыдущей программы. Но поясним несколько важных моментов. Я задал строгое неравенство в условии цикла и инициализировал счетчик i нулем, так как в цикле while происходит на одну итерацию больше, потому он будет выполняться, до тех пор, пока значение счетчика перестает удовлетворять условию, но данная итерация все равно выполнится. Если бы мы поставили нестрогое неравенство, то цикл бы закончился, когда переменная i стала бы равна 1001 и выполнилось бы на одну итерацию больше.

Теперь давайте рассмотрим по порядку исходный код нашей программы. Сначала мы инициализируем счетчик цикла и переменную, хранящую сумму чисел.

В данном случае мы обязательно должны присвоить счетчику цикла какое-либо значение, т.к. в предыдущей программе мы это значение присваивали внутри цикла for, здесь же, если мы не инициализируем счетчик цикла, то в него попадет «мусор» и компилятор в лучшем случае выдаст нам ошибку, а в худшем, если программа соберется — сегфолт практически неизбежен.

Затем мы описываем условие цикла — «пока переменная i меньше 1000 — выполняй цикл». При каждой итерации цикла значение переменной-счетчика i увеличивается на единицу внутри цикла.

Когда выполнится 1000 итераций цикла, счетчик станет равным 999 и следующая итерация уже не выполнится, поскольку 1000 не меньше 1000. Выражение sum += i является укороченной записью sum = sum + i.

После окончания выполнения цикла, выводим сообщение с ответом.

Цикл do while

Цикл do while очень похож на цикл while. Единственное их различие в том, что при выполнении цикла do while один проход цикла будет выполнен независимо от условия. Решение задачи на поиск суммы чисел от 1 до 1000, с применением цикла do while.

#include <iostream>
using namespace std;

int main ()
{
setlocale(0, “”);
int i = 0; // инициализируем счетчик цикла.
int sum = 0; // инициализируем счетчик суммы.
do {// выполняем цикл.
i++;
sum += i;
} while (i < 1000); // пока выполняется условие.
cout << “Сумма чисел от 1 до 1000 = ” << sum << endl;
return 0;
}

Принципиального отличия нет, но если присвоить переменной i значение,
большее, чем 1000, то цикл все равно выполнит хотя бы один проход.

Попрактикуйтесь, поэкспериментируйте над собственными примерами задач. Циклы — очень важная вещь, поэтому им стоит уделить побольше внимания. Когда поймете, как работают циклы — можете смело переходить к изучению следующего урока.

Следующий урок — Массивы в C++ →.

Источник

Циклы

Последнее обновление: 19.06.2017

Циклы являются управляющими конструкциями, позволяя в зависимости от определенных условий выполнять некоторое действие множество раз. В
C# имеются следующие виды циклов:

for
foreach
while
do…while

Цикл for

Цикл for имеет следующее формальное определение:

for ([инициализация счетчика]; [условие]; [изменение счетчика])
{
// действия
}

Рассмотрим стандартный цикл for:

for (int i = 0; i < 9; i++)
{
Console.WriteLine($”Квадрат числа {i} равен {i*i}”);
}

Первая часть объявления цикла – int i = 0 – создает и инициализирует счетчик i. Счетчик необязательно должен представлять тип
int. Это может быть и другой числовой тип, например, float. И перед выполнением цикла его значение будет равно 0. В данном
случае это то же самое, что и объявление переменной.

Вторая часть – условие, при котором будет выполняться цикл. Пока условное выражение возвращает true, будет выполняться цикл.
В данном случае цикл будет выполняться, пока счетчик i не достигнет 9.

И третья часть – приращение счетчика на единицу. Опять же нам необязательно увеличивать на единицу. Можно уменьшать: i–.

В итоге блок цикла сработает 9 раз, пока значение i не станет равным 9. И каждый раз это значение будет увеличиваться на 1.

Нам необязательно указывать все условия при объявлении цикла. Например, мы можем написать так:

int i = 0;
for (; 😉
{
Console.WriteLine($”Квадрат числа {++i} равен {i * i}”);
}

Формально определение цикла осталось тем же, только теперь блоки в определении у нас пустые: for (; i <;). У нас нет
инициализированной переменной-счетчика, нет условия, поэтому цикл будет работать вечно – бесконечный цикл.

Мы также можем опустить ряд блоков:

int i = 0;
for (; i<9;)
{
Console.WriteLine($”Квадрат числа {++i} равен {i * i}”);
}

Этот пример по сути эквивалентен первому примеру: у нас также есть счетчик, только создан он вне цикла. У нас есть условие выполнения цикла.
И есть приращение счетчика уже в самом блоке for.

Цикл do

В цикле do сначала выполняется код цикла, а потом происходит проверка условия в инструкции while. И пока это условие истинно,
цикл повторяется. Например:

int i = 6;
do
{
Console.WriteLine(i);
i–;
}
while (i > 0);

Здесь код цикла сработает 6 раз, пока i не станет равным нулю. Но важно отметить, что цикл do гарантирует хотя бы единократное выполнение действий,
даже если условие в инструкции while не будет истинно. То есть мы можем написать:

int i = -1;
do
{
Console.WriteLine(i);
i–;
}
while (i > 0);

Хотя у нас переменная i меньше 0, цикл все равно один раз выполнится.

Цикл while

В отличие от цикла do цикл while сразу проверяет истинность некоторого условия, и если условие истинно, то код цикла выполняется:

int i = 6;
while (i > 0)
{
Console.WriteLine(i);
i–;
}

Операторы continue и break

Иногда возникает ситуация, когда требуется выйти из цикла, не дожидаясь его завершения. В этом случае мы можем воспользоваться оператором
break.

Например:

for (int i = 0; i < 9; i++)
{
if (i == 5)
break;
Console.WriteLine(i);
}

Хотя в условии цикла сказано, что цикл будет выполняться, пока счетчик i не достигнет значения 9, в реальности цикл сработает 5 раз.
Так как при достижении счетчиком i значения 5, сработает оператор break, и цикл завершится.

Теперь поставим себе другую задачу. А что если мы хотим, чтобы при проверке цикл не завершался, а просто пропускал текущую итерацию.
Для этого мы можем воспользоваться оператором continue:

for (int i = 0; i < 9; i++)
{
if (i == 5)
continue;
Console.WriteLine(i);
}

В этом случае цикл, когда дойдет до числа 5, которое не удовлетворяет условию проверки, просто пропустит это число и перейдет к следующей итерации:

Цикл foreach

Цикл foreach перебирает коллекции, например, массивы, и будет рассмотрен далее в теме массивов.

Источник

Обновл. 24 Сен 2020 |

На этом уроке мы детально рассмотрим цикл while, его конструкцию, особенности и использование.

Цикл while

Цикл while является самым простым из 4-х циклов, которые есть в языке C++. Он очень похож на ветвление if/else:

while (условие)
тело цикла;

Цикл while объявляется с использованием ключевого слова while. В начале цикла обрабатывается условие. Если его значением является true (любое ненулевое значение), то тогда выполняется тело цикла.

Однако, в отличие от оператора if, после завершения выполнения тела цикла, управление возвращается обратно к while и процесс проверки условия повторяется. Если условие опять является true, то тогда тело цикла выполняется еще раз.

Например, следующая программа выводит все числа от 0 до 9:

#include <iostream>

int main()

{

int count = 0;

while (count < 10)

{

std::cout << count << ” “;

++count;

}

std::cout << “done!”;

return 0;

}

Результат выполнения программы:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 done!

Рассмотрим детально эту программу. Во-первых, инициализируется переменная: int count = 0;. Условие 0 < 10 имеет значение true, поэтому выполняется тело цикла. В первом стейтменте мы выводим 0, а во втором — выполняем инкремент переменной count. Затем управление возвращается к началу цикла while для повторной проверки условия. Условие 1 < 10 имеет значение true, поэтому тело цикла выполняется еще раз. Тело цикла будет повторно выполняться до тех пор, пока переменная count не будет равна 10, только в том случае, когда результат условия 10 < 10 будет false, цикл завершится.

Тело цикла while может и вообще не выполняться, например:

#include <iostream>

int main()

{

int count = 15;

while (count < 10)

{

std::cout << count << ” “;

++count;

}

std::cout << “done!”;

return 0;

}

Условие 15 < 10 сразу принимает значение false, и тело цикла пропускается. Единственное, что выведет эта программа:

done!

Бесконечные циклы

С другой стороны, если условие цикла всегда принимает значение true, то и сам цикл будет выполняться бесконечно. Это называется бесконечным циклом. Например:

#include <iostream>

int main()

{

int count = 0;

while (count < 10) // это условие никогда не будет false

std::cout << count << ” “; // поэтому эта строка будет выполняться постоянно

return 0; // а эта строка никогда не выполнится

}

Поскольку переменная count не увеличивается на единицу в этой программе, то условие count < 10 всегда будет true. Следовательно, цикл никогда не будет завершен, и программа будет постоянно выводить 0 0 0 0 0….

Мы можем преднамеренно объявить бесконечный цикл следующим образом:

while (1) // или while (true)

{

// Этот цикл будет выполняться бесконечно

}

Единственный способ выйти из бесконечного цикла — использовать операторы return, break, goto, выбросить исключение или воспользоваться функцией exit().

Программы, которые работают до тех пор, пока пользователь не решит остановить их, иногда преднамеренно используют бесконечные циклы вместе с операторами return, break или функцией exit() для завершения цикла. Распространена такая практика в серверных веб-приложениях, которые работают непрерывно и постоянно обслуживают веб-запросы.

Счетчик цикла while

Часто нам нужно будет, чтобы цикл выполнялся определенное количество раз. Для этого обычно используется переменная в виде счетчика цикла. Счетчик цикла — это целочисленная переменная, которая объявляется с единственной целью: считать, сколько раз выполнился цикл. В вышеприведенных примерах переменная count является счетчиком цикла.

Счетчикам цикла часто дают простые имена, такие как i, j или k. Однако в этих именах есть одна серьезная проблема. Если вы захотите узнать, где в вашей программе используется счетчик цикла и воспользуетесь функцией поиска символов i, j или k, то в результате получите половину своей программы, так как i, j или k используются во многих именах. Следовательно, лучше использовать iii, jjj или kkk в качестве имен для счетчиков. Они более уникальны, их значительно проще найти, и они выделяются в коде. А еще лучше использовать «реальные» имена для переменных, например, count или любое другое имя, которое предоставляет контекст использования этой переменной.

Также для счетчиков цикла лучше использовать тип signed int. Использование unsigned int может привести к неожиданным результатам. Например:

#include <iostream>

int main()

{

unsigned int count = 10;

// Считаем от 10 к 0

while (count >= 0)

{

if (count == 0)

std::cout << “blastoff!”;

else

std::cout << count << ” “;

–count;

}

return 0;

}

Взгляните на эту программу еще раз и постарайтесь найти ошибку.

Оказывается, эта программа представляет собой бесконечный цикл. Она начинается с вывода 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 blastoff!, как и предполагалось, но затем «сходит с рельсов» и начинает отсчет с 4294967295. Почему? Потому что условие цикла count >= 0 никогда не будет ложным! Когда count = 0, то и условие 0 >= 0 имеет значение true, выводится blastoff, а затем выполняется декремент переменной count, происходит переполнение и значением переменной становится 4294967295. И так как условие 4294967295 >= 0 является истинным, то программа продолжает свое выполнение. А поскольку счетчик цикла является типа unsigned, то он никогда не сможет быть отрицательным, а так как он никогда не сможет быть отрицательным, то цикл никогда не завершится.

Правило: Всегда используйте тип signed int для счетчиков цикла.

Итерации

Каждое выполнение цикла называется итерацией (или «повтором»).

Поскольку тело цикла обычно является блоком, и поскольку этот блок выполняется по новой с каждым повтором, то любые переменные, объявленные внутри тела цикла, создаются, а затем и уничтожаются по новой. В следующем примере переменная z создается и уничтожается 6 раз:

#include <iostream>

int main()

{

int count = 1;

int result = 0; // переменная result определена здесь, поскольку она нам понадобится позже (вне тела цикла)

while (count <= 6) // итераций будет 6

{

int z; // z создается здесь по новой с каждой итерацией

std::cout << “Enter integer #” << count << ‘:’;

std::cin >> z;

result += z;

// Увеличиваем значение счетчика цикла на единицу

++count;

} // z уничтожается здесь по новой с каждой итерацией

std::cout << “The sum of all numbers entered is: ” << result;

return 0;

}

Для фундаментальных типов переменных это нормально. Для не фундаментальных типов переменных (таких как структуры или классы) это может сказаться на производительности. Следовательно, не фундаментальные типы переменных лучше определять перед циклом.

Обратите внимание, переменная count объявлена вне тела цикла. Это важно и необходимо, поскольку нам нужно, чтобы значение переменной сохранялось на протяжении всех итераций (не уничтожалось по новой с каждым повтором цикла).

Иногда нам может понадобиться выполнить что-то при достижении определенного количества итераций, например, вставить символ новой строки. Это легко осуществить, используя оператор остатка от деления со счетчиком цикла:

#include <iostream>

int main()

{

int count = 1;

while (count <= 50)

{

// Выводим числа до 10 (перед каждым числом добавляем 0)

if (count < 10)

std::cout << “0” << count << ” “;

else

std::cout << count << ” “; // выводим остальные числа

// Если счетчик цикла делится на 10 без остатка, то тогда вставляем символ новой строки

if (count % 10 == 0)

std::cout << “n”;

// Увеличиваем значение счетчика цикла на единицу

++count;

}

return 0;

}

Результат выполнения программы:

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Вложенные циклы while

Также одни циклы while могут быть вложены внутри других циклов while. В следующем примере внутренний и внешний циклы имеют свои собственные счетчики. Однако, обратите внимание, условие внутреннего цикла использует счетчик внешнего цикла!

#include <iostream>

int main()

{

int outer = 1;

while (outer <= 5)

{

int inner = 1;

while (inner <= outer)

std::cout << inner++ << ” “;

// Вставляем символ новой строки в конце каждого ряда

std::cout << “n”;

++outer;

}

return 0;

}

Результат выполнения программы:

1
1 2
1 2 3
1 2 3 4
1 2 3 4 5

Тест

Задание №1

Почему в программе, приведенной выше, переменная inner объявлена внутри блока while, а не сразу после объявления переменной outer (вне блока while)?

Ответ №1

Переменная inner объявлена внутри блока while так, чтобы она была восстановлена (и повторно инициализирована значением 1) каждый раз, когда выполняется внешний цикл. Если бы переменная inner была объявлена вне внешнего цикла while, то её значение никогда не было бы сброшено до 1, или нам бы пришлось это сделать самостоятельно с помощью операции присваивания. Кроме того, поскольку переменная inner используется только внутри внешнего цикла while, то имеет смысл объявить её именно там. Помните, что переменные нужно объявлять максимально близко к их первому использованию!

Задание №2

Напишите программу, которая выводит буквы английского алфавита от a до z вместе с кодами из ASCII-таблицы.

Подсказка: Чтобы выводить символы как целые числа — используйте оператор static_cast.

Ответ №2

#include <iostream>

int main()

{

char mychar = ‘a’;

while (mychar <= ‘z’)

{

std::cout << mychar << ” ” << static_cast<int>(mychar) << “n”;

++mychar;

}

return 0;

}

Задание №3

Измените программу из последнего подраздела «Вложенные циклы» так, чтобы она выводила следующее:

5 4 3 2 1
4 3 2 1
3 2 1
2 1
1

Ответ №3

#include <iostream>

int main()

{

int outer = 5;

while (outer >= 1)

{

int inner = outer;

while (inner >= 1)

std::cout << inner– << ” “;

// Вставляем символ новой строки в конце каждого ряда

std::cout << “n”;

–outer;

}

return 0;

}

Задание №4

Теперь сделайте так, чтобы цифры выводились следующим образом (используя программу из предыдущего задания):

        1
      2 1
    3 2 1
  4 3 2 1
5 4 3 2 1

Подсказка: Разберитесь сначала, как вывести числа следующим образом:

X X X X 1
X X X 2 1
X X 3 2 1
X 4 3 2 1
5 4 3 2 1

Ответ №4

#include <iostream>

int main()

{

// Цикл с 1 до 5

int outer = 1;

while (outer <= 5)

{

// Числа в рядах появляются в порядке убывания, поэтому цикл начинаем с 5 и до 1

int inner = 5;

while (inner >= 1)

{

// Первое число в любом ряде совпадает с номером этого ряда,

// поэтому числа должны выводиться только если <= номера ряда (в противном случае, выводится пробел)

if (inner <= outer)

std::cout << inner << ” “;

else

std::cout << ” “; // вставляем дополнительные пробелы

–inner;

}

// Этот ряд вывели, переходим к следующему

std::cout << “n”;

++outer;

}

Оценить статью:

Загрузка…

Источник