Как составить цикл в с

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 чрезвычайно важны в программирования на C++, да и в остальных языках. Начнем с теории.

Цикл – это повторение одного и того же участка кода в программе. Последовательность действий, которые повторяются, называют телом цикла. Один проход цикла – это шаг или итерация. Переменные, изменяющиеся внутри цикла и влияющие на его окончание, называются параметрами цикла.

В C++ предусмотрены три оператора, реализующих циклический процесс: while, do..while и for. Рассмотрим каждый из них.

Оператор с предусловием (while)

Он работает следующим образом. Вычисляется значение выражения. Если оно истинно, то выполняется оператор. В противном случае цикл заканчивается. Если состоит более чем из одного оператора, необходимо использовать составной оператор:

while условие

{

оператор_1;

оператор_2;

…

оператор_n;

}

Рассмотрим пример. Пусть нам необходимо составить программу, которая в зависимости от возраста пользователя определяла сколько лет ему осталось до выхода на пенсию. При условии, что пенсионный возраст наступает в 56 лет.

#include “stdafx.h”

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

int x, y, i, pen; //описаваем нужные переменные

x=0; //стартовое значение переменной

y=56; //определяем пенсионный возраст

while (x<=3) //пока параметр цикла не превышает конечное значение.

//выполнять тело цикла

{

cout<<“How old are you? n”;

cin>>i;

pen=y-i;

cout<<“Remained until retirement (years) = “<<pen<<endl;

x++; //изменение параметра цикла (аналогично x=x+1 (расмотрим в последующих уроках))

}

system (“pause”);

return 0;

}

Вот результат работы программы:

Как составить цикл в с

Цикл с постусловием (do…while)

Иногда возникает необходимость, чтобы тело цикла выполнилось хотя бы один раз, но условие не позволяет этому случится. Вот именно тут нам поможет цикл с постусловие do…while. Который реализован следующей конструкцией:

do оператор while (выражение);

Работает цикл следующим образом. В начале выполняется оператор, затем вычисляется значение выражения. Если оно истинно, оператор тела цикла выполняется еще раз.

Рассмотрим код на примере прошлой программы, изменив некоторые строки.

#include “stdafx.h”

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

int x, y, i, pen; //описаваем нужные переменные

x=0; //стартовое значение переменной

y=56; //определяем пенсионный возраст

{

cout<<“How old are you? n”;

cin>>i;

pen=y-i;

cout<<“Remained until retirement (years) = “<<pen<<endl;

x++; //изменение параметра цикла (аналогично x=x+1)

}

while (x<=-1); //условие ложно, но цикл выполняется 1 раз

system (“pause”);

return 0;

}

Цикл с параметром (for)

Данный цикл можно представить такой конструкцией;

for (начальные_присваивания; выражение; приращение) оператор;

Здесь начальные_присваивания – оператор или группа операторов, применяемые для присвоения начальных значений величинам используемым в цикле; выражение – определяет условие выполнения цикла, если оно истинно, то цикл выполняется; приращение – оператор, который выполняется после каждого шага (прохода) по телу цикла; оператор – любой оператор.

Давайте на примере задачи рассмотрим цикл с параметром. Нам необходимо посчитать сумму чисел от 1 до 500. Делаем:

#include “stdafx.h”

#include <iostream>

using namespace std;

int main ()

{

int i; //определяем переменную

int sum = 0;

for (i=1; i<=500; i=i+1) // задаем начальное значение, конечное 500, шаг цикла

{

sum = sum + i;

}

cout << “The sum of the numbers from 1 to 500 = ” <<sum<<endl;

system (“pause”);

return 0;

}

Ответ будет 125250.

Похожие записи:
Перегрузка операций в C++. ООП
Разработка приложений на Visual C++ MFC
C++. Использование указателей в качестве аргументов функции
Hellow, Word, первая программа на языке C++
C++. Операции над массивами

Источник

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