Сложные выражения с оператором for

 

При профессиональном использовании цикл for становится мощным и гибким инструментом программирования. Тот факт, что оператор for допускает установку трех независимых параметров цикла (инициализацию, условие продолжения и шаг), открывает неограниченные возможности в управлении работой цикла.

 

Параметры цикла for

Синтаксис установок параметров цикла for следующий:

 

for (инициализация, проверка, операция)

выражения;

 

Выражение инициализации используется для установки начального значения счетчика цикла или для выполнения какой-нибудь другой операции, подготавливающей работу цикла. Под проверкой понимают некое выражение на языке C++, которое выполняется перед каждой новой итерацией цикла и возвращает логическое значение. Если возвращается значение true, то программа выполняет строки тела цикла. после чего выполняется третье выражение в параметрах цикла, которое, как правило/приращивает значение счетчика на заданную величину.

 

Пример 1:

// напечатать Hello десять раз

for(int 1=0; i<10; i++)

cout << "Hello!" << endl;

 

Пример 2:

for(int 1=0; i<10; i++)

{

cout << "Hello!" << endl;

cout << "the value of i is: " << i << endl;

}

 

Цикл for работает в такой последовательности:

1. Присваивается начальное значение счетчику цикла.

2. Вычисляется значения выражения, устанавливающего условие продолжения цикла.

3. Если выражение условия возвращает true, то сначала выполняется тело цикла, а затем заданная операция над счетчиком цикла.

На каждой итерации шаги 2 и 3 повторяются.

 

Множественные инициализации и приращения счетчиков цикла

 

Синтаксис задания цикла for позволяет инициализировать несколько переменных- счетчиков, проверять сложные условия продолжения цикла или последовательно выполнять несколько операций над счетчиками цикла. Если присваиваются значения нескольким счетчикам или выполняется несколько операций, они записываются последовательно и разделяются запятыми. В листинге 7.10 инициализируются два счетчика, значения которых после каждой итерации увеличиваются на единицу.

Листинг 7.10. Использование нескольких счетчиков в цикле for

1: // Листинг 7.10.

2: // Использование нескольких счетчиков

3: // в цикле for

4:

5: #include <iostream.h>

6:

7: int main()

8: {

9: for (int i=0, j=0; i<3; i++, j++)

10: cout << "i: " << i << " j: " << j << endl;

11: return 0;

12: }

 

Результат:

i: 0 j: 0

i: 1 j: 1

i: 2 j: 2

 

Анализ: В строке 9 переменные i и j инициализируются нулевыми значениями. Затем проверяется условие i<3 и, так как оно справедливо, выполняется первая итерация цикла. На каждой итерации осуществляется вывод значений счетчиков на экран. После этого выполняется третья часть конструкции for, в которой значения переменных-счетчиков увеличиваются на единицу. После выполнения строки 10 и изменения значений переменных условие проверяется снова. Если условие все еще справедливо, запускается следующая итерация цикла. Это происходит до тех пор, пока условие продолжения цикла не нарушится. В этом случае значения переменных не изменяются и управление передается следующему после цикла оператору.

 

Нулевые параметры цикла for

 

Любой параметр цикла for может быть опущен. Пропуск означает использование так называемого нулевого параметра. Нулевой параметр, как и любой другой, отделяется от остальных параметров цикла for символом точки с запятой (;). Если опустить первый и третий параметры цикла for, как показано в листинге 7.11, результат его применения будет аналогичен полученному при использовании оператора while.

Листинг 7.11. Нулевые параметры цикла for

1: // Листинг 7.11.

2: // Нулевые параметры цикла for

3:

4: #include <iostream.h>

5:

6: int main()

7: {

8: int counter = 0;

9:

10: for(; counter < 5;)

11: {

12: counter++;

13: cout << "Looping! ";

14: }

15:

16: cout << "\nCounter: " << counter << ".\n";

17: return 0;

18: }

 

Результат:

Looping! Looping! Looping! Looping! Looping!

Counter: 5.

 

Анализ: Очевидно, что результат выполнения такого цикла в точности совпадает с результатом выполнения цикла while из листинга 7.8. В строке 8 присваивается значение переменной counter. Установки параметров цикла for, показанные в строке 10, содержат только проверку условия продолжения цикла. Операция над переменной цикла в конструкции for также опущена. Таким образом, этот цикл можно представить в виде

 

while (counter < 5).

 

Рассмотренный пример еще раз показывает, что возможности языка C++ позволяют решить одну и ту же задачу множеством способов. Листинг 7.11 приведен скорее для иллюстрации гибкости возможностей C++, поскольку ни один опытный программист не будет использовать цикл for подобным образом. Тем не менее можно опустить даже все три параметра цикла for, а для управления циклом использовать операторы break и continue. Пример использования конструкции for без параметров приведен в листинге 7.12.

Листинг 7.12. Использование оператора for без параметров

1: //Листинг 7.12.

2: // Использование оператора for без параметров

3:

4: #include <iostream.h>

5:

6: int nain()

7: {

8: int counter=0;,// установка начального значения счетчика

9: int max;

10: cout << " How many hellos?";

11: cin >> max;

12: for (;;) // задание бесконечного цикла

13: {

14: if (counter < max) // проверка значения

15: {

16: cout << "Hello!\n";

17: counter++; // приращение значения счетчика

18: }

19: else

20: break;

21: }

22: return 0;

23: }

 

Результат:

How many hellos?

Hello!

Hello!

Hello!

 

Анализ: В этом примере набор параметров оператора for максимально минимизирован. Опущены все три параметра — инициализация, условие и операция. Начальное значение счетчика присваивается в строке 8 еще до начала работы цикла. Условие продолжения цикла также проверяется в отдельной строке (строка 14), и, если оно истинно, выполняется операция тела цикла, после чего в строке 17 увеличивается значение счетчика. Если условие не выполняется, оператор break в строке 20 прерывает выполнение цикла.

Несмотря на то что рассмотренная программа выглядит достаточно нелепо, встречаются ситуации, когда конструкции for(;;) и while(true) оказываются просто необходимыми. Более полезный пример использования таких конструкций будет приведен далее в этой главе после рассмотрения оператора switch.