Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием.

Очень многие алгоритмы, выполнение которых поручается компьютеру, по своей природе являются циклическими. И это не случайно, потому что человек обычно поручает машине рутинную работу, где нужно много считать, и счет производится по некоторым одинаковым правилам.

Определение. Цикл – это последовательность операторов, которая может выполняться более одного раза.

Определение. Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий один или несколько циклов.

Возьмем для примера задачу: найти сумму некоторого количества чисел, задаваемых пользователем.

Исходными данными в этом случае являются переменная N - количество чисел и сами эти числа. Значение очередного числа обозначим переменной Х. Результатом работы алгоритма станет сумма этих чисел, которую обозначим переменной S.

S=x1+x2+x3+...+xn

Допустимые значения переменной N должны удовлетворять условию n>0, так как количество слагаемых не может быть числом отрицательным.

Как же мы должны решать эту задачу? Сначала нужно запросить, сколько чисел нужно будет сложить и считать это число в переменную N. Затем нужно так организовать операторы, чтобы программа запрашивала очередное число и каждый раз складывала его с предыдущими; и повторяла эту группу операторов N раз.

В языке Паскаль существуют более удобные конструкции для организации циклов:

• цикл с предусловием;
• цикл с постусловием;
• цикл со счетчиком.

Познакомимся с первым из них – оператором цикла с предусловием while.

Циклы с предусловием используются тогда, когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла.

При выполнении оператора while определенная группа операторов выполняется до тех пор, пока определенное в операторе while булево условие истинно. Если условие сразу ложно, то оператор не выполнится ни разу.

Общая форма записи следующая

while <булево выражение> do
begin
группа операторов
end;

На русском языке это звучит примерно так:

пока выполняется это условие делай

от начала
группа операторов
до конца;

Вполне понятно, что операторные скобки ставят, чтобы отделить от остальной программы ту группу операторов, которую нужно повторить в цикле. Если в цикле нужно выполнить только один оператор, то операторные скобки не ставят.

При использовании цикла с предусловием надо помнить следующее:

1. значение условия выполнения цикла должно быть определено до начала цикла;

2. если значение условия истинно, то выполняется тело цикла, после чего повторяется проверка условия. Если условие ложно, то происходит выход из цикла;

3. хотя бы один из операторов, входящих в тело цикла, должен влиять на значение условия выполнения цикла, иначе цикл будет повторяться бесконечное число раз.

В этом примере известно заранее количество повторений - N раз. Но чаще всего этот вид цикла используется тогда, когда количество повторений заранее не известно и зависит от выполнения какого-либо условия. Рассмотрим еще один пример.

Отвлечемся от цифр и вспомним окружающую жизнь. Сколько циклических алгоритмов можно увидеть вокруг, если внимательно посмотреть на события: чередование времен года, посещения магазинов, школы или секции, получение за контрольные оценок и др. Попробуем записать их.

Например, рассмотрите следующие циклические алгоритмы

а) Пока не сдал выпускные экзамены делай
начало
готовь уроки;
посещай школу;
конец;

б) Пока есть желание, возможность и здоровье делай
посещай занятия спортом

Листинг задачи:

Program Summa;
Uses
Crt;
Var
i,
N: integer;
x, S: real;
Begin
ClrScr;
write (‘Сколько чисел для сложения? ‘);
readln (N);
S:=0;
i:=1;
while i<=N do
begin
write (‘Введите ‘,i,’-е число ’);
readln (x);
S:=S+x;
i:=i+1;
end;
write (‘Сумма введенных чисел равна ‘,s:5:2);
readln;
End.

Билет 15.

Цикл с постусловием REPEAT.

При выполнении оператора while компьютер вычисляет значение условия. Если условие истинно, то исполнительная часть оператора while будет выполняться до тех пор, пока это условие не примет значение False. Если значение условия есть False в самом начале, то исполнительная часть оператора while вообще не будет выполняться.

Иногда при решении задач возникает необходимость выполнить тело цикла хотя бы один раз, а потом исследовать условие повторять ли его еще раз. Эту задачу выполнит другой вид цикла Repeat.

repeat повторяй
операторы операторы
until <условие>; до тех пор, пока условие не будет верным

Есть небольшое отличие в организации цикла repeat по сравнению с while: для выполнения в цикле repeat нескольких операторов не следует помещать эти операторы в операторные скобки begin... end. Зарезервированные слова repeat и until действуют как операторные скобки.

Конструкция repeat... until работает аналогично циклу while. Различие заключается в том, что цикл while проверяет условие до выполнения действий, в то время как repeat проверяет условие после выполнения действий. это гарантирует хотя бы одно выполнение действий до завершения цикла.

Например,

a) repeat read (Number); Sum:= Sum+Number; until Number=-1

b) repeat i:= i+1; writeln (Sqr(i)) until Number=-1

Задача. Определить, является ли введенное число простым.

Алгоритм решения этой задачи будет следующий. При помощи операции mod проводим проверку всех целых чисел от 2 до введенного числа Number. Мы проверяем является ли очередное проверяемое число делителем нашего числа (значит, остаток от деления введенного числа на проверяемое число равен нулю). Если такой делитель найден, значит, цикл досрочно завершает свою работу на некотором i-том шаге. Если делитель не найден, значит цикл проверил все числа и значение переменной цикла i будет равно конечному значению, т.е. Number. Поэтому, после записи цикла следует анализ значения переменной i и выводится соответствующее сообщение.

Примечание. Напомним, что простым называется число, которое не имеет делителей кроме 1 и самого себя.

Цикл не может продолжаться бесконечно, так как любое число всегда делится само на себя.

Program Prostoe;
Uses
Crt;
Var
i, {возможный делитель}
Number: integer; {исследуемое число}
Begin
ClrScr;
writeln (‘Какое число должно быть проверено? ‘);
read (Number);
i:= 1;
repeat
i:= i+1;
until Number mod i = 0;
if Number=i
then
writeln (Number,’ является простым‘)
else
writeln (Number,’ делится на ‘,i);
readln;
End.

При построении циклов нужно быть очень аккуратным: следить за отсутствием ошибок как в фазе входа в цикл, так и в фазе завершения цикла.