Задачи цикл for цикл с параметром
Цикл с параметром был уже рассмотрен нами в разделе “Алгоритм” в теме “Виды алгоритмов”.
Цикл с параметром используется, когда заранее известно сколько раз должен выполниться цикл.
Формат записи цикла:
For <пар.цикла> := <нач.знач> to <кон.знач.> do <оператор>
Здесь for, to, do – зарезервированные слова (для, до, выполнить);
<пар. цикла> – параметр цикла – переменная целочисленного типа (типа integer);
<нач. знач.> – начальное значение – число или переменная целочисленного типа (типа integer);
<кон. знач.> – конечное значение – число или переменная целочисленного типа (типа integer);
<оператор> – произвольный оператор Паскаля.
Пример: For i:=1 to n do <оператор>
здесь i – параметр цикла
1 – начальное значение
n – конечное значение
Если в теле цикла используется несколько операторов, тогда, используются операторные скобки: begin … end.
При выполнении оператора for вначале вычисляется выражение <нач .знач.> и осуществляется присваивание его значения переменной цикла <пар .цикла> := <нач. знач.>. Далее сравниваются <пар .цикла> и <кон.знач.>. До тех пор, пока они не станут равными будет выполняться оператор (операторы). Значение переменной цикла <нач.знач> автоматически увеличивается на единицу в ходе выполнения цикла. Надо сразу заметить, что задать шаг цикла, отличный от 1 в этом операторе нельзя.
Пример:
Возможны такие записи оператора цикла:
1) for i:= 1 to n do s1;
2) for i:= 3 to 10 do s1;
3) for i := a to b do s1;
4) for i := a to b do
begin
s1;
s2;
…
sn
end;
Здесь s1, s2, s3, … sn – операторы цикла.
Пример:
Составить программу вывода на экран чисел от 1 до 10.
| Блок-схема: | Программный код: Program Problem; {Вывод чисел} var i : integer; begin for i:=1 to 10 do writeln (i); redaln; end. |
Пример:
Составить программу вычисления факториала числа n, т. е. n!. (0! = 1)
| Блок-схема: | Программный код: Program Problem1; {Вычисление факториала числа n!} var n, f, i : integer; begin write(‘Введите натуральное число’); readln(n); f := 1; if n <> 0 then for i := 1 to n do f := f*i; writeln (‘Факториал числа ‘, n, ‘ равен ‘, f); redaln; end. |
Объяснение программы:
Переменная n – для вводимого пользователем числа, факториал которого надо найти; f – переменная, в которой будет “накапливаться” значение факториала числа n; i – переменная цикла.
Устанавливается первоначальное значение переменной f := 1.
Далее начинается цикл. Переменной i присваивается начальное значение 1; оно сравнивается с конечным – n (1 <= n), если условие истинно, тогда выполняется оператор (в этой программе он один): f := f*i, 1*1=1; значение переменной цикла увеличивается на 1, т. е. станет равным: i := i + 1, 1 + 1 = 2 и цикл повторяется.
Когда значение i станет равным n, тогда цикл выполнится последний раз, потому что следующее значение i будет n + 1, что больше конечного значения n, условие i <= n – ложно, цикл не выполняется.
Существует другая форма оператора цикла For:
Формат записи цикла:
For <пар.цикла> := <нач.знач> downto <кон.знач.> do <оператор>
Замена зарезервированного слова to на downto означает, что шаг параметра цикла равен (-1).
Изменение значения параметра идет от большего значения к меньшему, т. е. <нач. знач.> <кон. знач.>.
Пример:
Возможны такие записи оператора цикла:
1) for i:= n downto 1 do s1;
2) for i:= 10 downto 3 do s1;
3) for i := b downto a do s1; (при условии, что b>a)
4) for i := b downto a do
begin
s1;
s2;
…
sn
end; (при условии, что b>a)
Здесь s1, s2, s3, … sn – операторы цикла.
Пример: Программу вычисления факториала числа можно составить, используя этот оператор цикла.
| Блок-схема | Программный код: var n, i, f : longint; begin write(“Введите натуральное число “); readln(n); f := 1; if n <> 0 then for i := n downto 1 do f := f*i; writeln(“Факториал числа “, n, ” равен “, f); end. |
Задачи
- Даны 10 чисел, вывести те из них, которые являются полными квадратами. Составить блок-схему и программу.
- Даны 10 чисел, найти их произведение. Составить блок-схему и программу.
- Даны 10 чисел, найти сумму четных. Составить блок-схему и программу.
- Даны 10 чисел, найти количество отрицательных. Составить блок-схему и программу.
- Даны n действительных чисел. Найти максимум и минимум. Составить блок-схему и программу.
- Даны n действительных чисел. Найти среднее арифметическое всех элементов. Составить блок-схему и программу.
- Даны n действительных чисел. Найти среднее арифметическое отрицательных и положительных элементов. Составить блок-схему и программу.
- Даны n натуральных чисел. Найти сумму и произведение элементов, кратных 3 и 5. Составить блок-схему и программу.
- Даны n натуральных чисел. Вывести те числа, значения которых являются степенями двойки (1, 2, 4, 8, 16, …). Составить блок-схему и программу.
- Даны n натуральных чисел. Вывести те числа, значения которых находятся в отрезке [a, b]. Составить блок-схему и программу.
- Даны n натуральных чисел. Вывести на экран те числа, значения которых являются квадратами какого-либо числа.Составить блок-схему и программу.
- Дано натуральное число n. Найти n2. Составить блок-схему и программу.
- Даны натуральные числа a, n. Найти an. Составить блок-схему и программу.
- Дано натуральное число n. Определить его разрядность, цифру старшего разряда числа увеличить на 2
- Дано натуральное число n. Поменять местами первую и последнюю цифры числа
- Дано натуральное число n. Цифры числа, кратные 2 заменить на 0.
- Дано натуральное число n. Цифры числа, кратные 3 заменить на 1.
- Дано натуральное число n. Вычислить произведение (2n-1)*(3n-1)*(4n-1)*…*(10n-1). Составить блок-схему и программу.
- Вычислить сумму 2+4+6+…+100. Составить блок-схему и программу.
- Дано натуральное число n, действительное x. Вычислить произведение x+x/2+x/3+…+x/n. Составить блок-схему и программу.
- Дано натуральное число n. Вычислить P=(1-1/2)(1-1/3)…(1-1/n), где n>2. Составить блок-схему и программу.
- Дано натуральное число n. Вычислить P=(1+x)/n+(2+x)/(n-1)+…+(n+x)/1. Составить блок-схему и программу.
- Даны n натуральных чисел. Вычислить сумму ряда 1+x/1!+x2/2!+x3/3!+ …+xn/n!. Составить блок-схему и программу.
Наверх
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
Здравствуйте, дорогие читатели! Вот мы с вами и подошли к изучению циклов. Циклы в Паскаль. Что это такое? Как этим пользоваться? Для чего они нужны? Именно на эти вопросы я сегодня и отвечу.
Если вы читали этот урок, то знаете, что существует три вида алгоритмов: линейный, разветвляющийся и циклический. Мы с вами уже знаем, как реализовывать линейные и разветвляющиеся алгоритмы на Паскале. Приступим к изучению последнего типа алгоритмов.
В языке Pascal, как и в большинстве языков программирования, существует три типа циклических конструкций.
Любой цикл состоит из тела и заголовка. Тело цикла – это набор повторяющихся операторов, а условие – это логическое выражение, в зависимости от результата которого и происходит повторное выполнение цикла.
Возьмем одну задачу, которую будем решать, используя различные виды циклов.
Задача 1. Вывести все числа от 1 до числа, введенного с клавиатуры.
While, или цикл с предусловием
Как вы, наверное, уже поняли из названия, while – это цикл, в котором условие стоит перед телом. Причем тело цикла выполняется тогда и только тогда, когда условие true; как только условие становится false, выполнение цикла прекращается.
While имеет формат:
while < условие> do <оператор 1>; {Пока … делай ….}
Данный цикл подходит только для одного оператора, если же вы хотите использовать несколько операторов в своем коде, вам следует заключить их в операторные скобки – begin и end;.
Решение задачи.
program example_while; var i, N: integer; { объявляем переменные } begin i := 1; { Присваиваем i значение 1 } readln(N); { Считываем последнее число } while i <= N do {Как только i станет больше N, цикл прекратится (можно было бы написать просто <, но пришлось бы добавлять 1 к N) } begin {Открываем операторные скобки} write(i, ‘ ‘); {Выводим i} Inc(i); {увеличиваем i на один.} end; { закрываем скобки } end.
Repeat, или цикл с постусловием
Repeat – полная противоположность while. Repeat – это цикл, в котором условие стоит после тела. Причем оно выполняется тогда и только тогда, когда результат условия false; как только логическое выражение становится true, выполнение цикла прекращается.
Repeat имеет формат:
repeat { повторяй … }
<оператор 1>;
< оператор 2>;
…
until {до…} <условие>
Begin и end не требуются.
Решение задачи.
program example_repeat; var i, N: integer;{ объявляем переменные } begin i := 1; { Присваиваем i значение 1 } readln(N); { Считываем последнее число } repeat {после repeat не требуется begin и end } write(i, ‘ ‘); {Выводим i} Inc(i); {увеличиваем i на один.} until i = N + 1; {Например, i = 11, а N = 10. Цикл прекратится, так условие стало true.} end.
For, или цикл с параметром
For – это цикл, в котором тело выполняется заданное количество раз.
Существует две формы записи этого цикла:
Первая форма
for <счетчик1> := <значение1> to <конечное_значение> do <оператор1>;
После каждой итерации значение <счетчик1> будет увеличиваться на 1.
<значение1> – это начальное значение счетчика. Это может быть переменная или число.
<конечное_значение> : как только значение <счетчик1> станет больше <конечное_значение>, выполнение цикла прекратится.
Если требуется написать несколько операторов в теле цикла, используем begin и end.
И <счетчик1>, и <конечное_значение>, и <значение1> – переменные целого типа.
Чаще всего в качестве счетчика используется переменная i.
Вторая форма
for <счетчик2> := <значение2> downto <конечное_значение> do <оператор1>;
После каждой итерации значение <счетчик2> будет уменьшатся на 1.
<значение2> – это начальное значение счетчика.
<конечное_значение> : как только значение <счетчик2> станет меньше <конечное_значение>, выполнение цикла прекратится.
Два важных примечания:
- Цикл повторяется, пока значение значение счетчика лежит в отрезке [значение ; конечное_значение].
- Изменять значение счетчика внутри тела нельзя! Вот что выводит компилятор:
Решение задачи:
program example_for; var i, N: integer; begin read(N); {предположим, что мы ввели 10} for i := 1 to N do write(i, ‘ ‘); {количество итераций – 10 – 1 + 1 = 10} end.
Согласитесь, данный код проще и лаконичнее, чем все предыдущие. И цикл for – не совсем обычный цикл, в нем нет логического условия. Поэтому цикл с параметром в программировании называют синтаксическим сахаром. Синтаксический сахар – это дополнения синтаксиса языка программирования, которые не добавляют новых возможностей, а делают использование языка более удобным для человека.
Давайте решим пару задач.
For1. Даны целые числа K и N (N > 0). Вывести N раз число K.
Организовываем простой цикл от 1 до требуемого числа.
program for1; var K, N, i: integer; begin read(K, N); for i := 1 to N do write(K, ‘ ‘); {Пишем К через пробел } end.
For2. Даны два целых числа A и B (A < B). Вывести в порядке возрастания все целые числа, расположенные между A и B (включая сами числа A и B), а также количество N этих чисел.
Так как A < B, то цикл должен будет выводить все числа от А до B. Чтобы сосчитать количество чисел, используем формулу: <конечное_значение> – <начальное_значение> + 1.
program for2; var A, B, i, count: integer; begin read(A, B); for i := A to B do write(i, ‘ ‘); {выписываем числа от меньшего к большему} count := B – A + 1; {считаем количество чисел} writeln; write( ‘Количество чисел – ‘, count); end.
For9. Даны два целых числа A и B (A < B). Найти сумму квадратов всех целых чисел от A до B включительно.
Организовываем такой же цикл, как и в предыдущей задаче, но одновременно суммируем квадраты всех чисел. Чтобы высчитать квадрат, используем функцию Sqr.
program for9; var A, B, i, S: integer; begin read(A, B); S := 0; {PascalABC делает это автоматически, но если у вас другой компилятор советуем обнулять переменные вручную} for i := A to B do S := S + Sqr(i); {складываем все квадраты} writeln; write( ‘Сумма квадратов – ‘, S); end.
For13°. Дано целое число N (> 0). Найти значение выражения 1.1 – 1.2 + 1.3 – … (N слагаемых, знаки чередуются). Условный оператор не использовать.
Для того, чтобы поменять знак, каждую итерацию цикла меняем значение специальной переменной на противоположное.
program for13; var N, A, i: integer; S: real; begin Write(‘N = ‘); readln(N); S := 1.1; A := 1; {Сначала положительное} for i := 2 to N do {первую итерацию цикла мы уже произвели, поэтому начинаем отсчет с 2} begin A := -A; {Теперь отрицательное} S := S + A * (1 + i / 10); {Складываем} end; Writeln(S:5:1); {Отдадим под дробную часть одно знакоместо} end.
While1°. Даны положительные числа A и B (A > B). На отрезке длины A размещено максимально возможное количество отрезков длины B (без наложений). Не используя операции умножения и деления, найти длину незанятой части отрезка A.
Каждый раз вычитаем B из А, пока А – В >= 0.
program while1; var A, B: integer; begin readln(A, B); while (A – B) >= 0 do A := A – B; {Пока разница положительная, вычитаем. Необходимо предусмотреть вариант с кратностью А и B, поэтому >=} write(A); end.
While4°. Дано целое число N (> 0). Если оно является степенью числа 3, то вывести True, если не является – вывести False.
Действуем следующим образом: пока N делится нацело на три, делим N нацело. Затем, если N = 1 – число является степенью тройки; если N <> 1, тогда число – не степень тройки. Для того чтобы решить эту задачу, требуется знать, что такое div и mod, и как работают логические выражения.
program while4; var N: integer; begin readln(N); while N mod 3 = 0 do N := N div 3; {Пока остаток от деления на три равен нулю, делим N нацело } writeln(N = 1); {логическое выражение} end.
На сегодня все! Не забывайте почаще заходить на наш сайт и кликать по кнопочкам, которые расположены перед комментариями.
Источник