Оператор цикла с проверкой условия до тела цикла while

Оператор цикла while называется циклом с предусловием и имеет следующий формат:

 

while (выражение) тело цикла;

Оператор while содержит условную операцию (такую же, как в операторе if), и вызывает исполнение операторов в этом блоке до тех пор, пока условие верно. Проверка условия производится до выполнения тела цикла, поэтому оператор тела цикла может быть не выполнен ни разу. В качестве выражения допускается использовать любое выражение языка C, а в качестве тела любой оператор, в том числе пустой или составной. Схема выполнения оператора while следующая:

53. Вычисляется выражение.

54. Если выражение ложно, то выполнение оператора while заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение истинно, то выполняется тело цикла (которое может быть составным оператором)

55. Процесс повторяется с пункта 1.

56. Оператор while может быть полезен для ожидания срабатывания какого-либо устройства микроконтроллера, например таймера:

... while(!TF0); //Программа ожидает переполнения таймера T0 TF0=0; TL0=time; //Настроить таймер T0 TН0=time>>8; //на очередной интервал времени...

В следующем примере оператор while используется для пошагового прохождения по элементам массива Table до тех пор, пока очередной элемент не превысит значение скалярной переменной с именем Level (уровень англ.):

 

i = 0; while(table(i)<=Level)i++;

В приведённом примере Table — это предварительно объявленный массив. Переменные Level и i тоже должны быть предварительно объявлены.

Переменной i первоначально присваивается значение 0, затем она используется как индекс для массива Table. Так как i увеличивается при каждом проходе цикла while, то каждый раз, когда выполняется оператор внутри блока while, с переменной Level сравнивается следующий элемент массива Table. Когда найден элемент, превышающий значение переменной Level, то условие в операторе while больше неверно, выполнение блока не повторяется и управление передается следующему за циклом while оператору. С этого момента переменная i является индексом первого элемента массива Table, который превышает значение переменной Level.

Оператор цикла с проверкой условия после тела цикла do while

Оператор цикла while называется циклом с постусловием и имеет следующий формат:

 

do тело цикла while (выражение);

Оператор do while содержит условную операцию (такую же, как в операторе if), и вызывает исполнение операторов в этом блоке до тех пор, пока условие верно. Проверка условия производится после выполнения тела цикла, поэтому оператор тела цикла будет выполнен хотя бы один раз. В качестве выражения допускается использовать любое выражение языка Си, а в качестве тела любой оператор, в том числе пустой или составной. Схема выполнения оператора do while следующая:

57. Выполняется тело цикла (которое может быть составным оператором)

58. Вычисляется выражение.

59. Если выражение ложно, то выполнение оператора do while заканчивается и выполняется следующий по порядку оператор. Если выражение истинно, то выполнение оператора продолжается с пункта 1.

Чтобы прервать выполнение цикла до того, как условие станет ложным, можно использовать оператор break.

Оператор do while в большинстве случаев соответствует одной машинной команде, поэтому может быть использован для написания эффективных по коду и быстродействию программ. Например:

 

i=10do тело цикла; while(--i<0);

Однако, конкретно в реализации компилятора C‑51, намного эффективнее следующая конструкция:

 

for(i=10;i>0;i--) тело цикла;

Операторы while и do while могут быть вложенными.

Пример использования вложенных операторов цикла:

 

int i,j,k;... i=0;j=0;k=0; do{i++;j--; while (a[k]<i)k++; } while(i<30&&j<-30);

Оператор break

Оператор break обеспечивает прекращение выполнения самого внутреннего из охватывающих его операторов switch, do, for, while. После выполнения оператора break управление передается оператору, следующему за прерванным оператором цикла или выбора.

Оператор continue

Оператор continue, как и оператор break, используется только внутри операторов цикла, но в отличие от него выполнение цикла не прерывается, а начинается следующая итерация цикла. Формат записи оператора:

continue;

Пример использования оператора continue:

 

int main(){int a,b; for(a=1,b=0;a<100;b+=a,a++) {if(b%2)continue;... /* обработка четных сумм */ } return 0;}

Когда сумма чисел от 1 до а становится нечетной, оператор continue передает управление на очередную итерацию цикла for, не выполняя операторы обработки четных сумм.

Оператор continue, как и оператор break, прерывает самый внутренний из объемлющих его циклов.

Оператор выбора switch

Оператор switch предназначен для организации выбора из множества различных вариантов. Формат оператора следующий:

 

switch (выражение) {[объявление]... [ case константное-выражение1]: [ список-операторов1] [ case константное-выражение2]: [ список-операторов2]...... [ default: [ список операторов ]] }

 

Выражение, следующее за ключевым словом switch в круглых скобках, может быть любым выражением, допустимыми в языке C, значение которого должно быть целым. Отметим, что можно использовать явное приведение к целому типу.

Значение этого выражения является ключевым для выбора из нескольких вариантов. Тело оператора switch состоит из нескольких операторов, помеченных ключевым словом case с последующим константным выражением.

Так как константное выражение вычисляется во время трансляции, оно не может содержать переменные или вызовы функций. Обычно в качестве константного выражения используются целые или символьные константы.

Все константные выражения в операторе switch должны быть уникальны. Кроме операторов, помеченных ключевым словом case, может быть, но обязательно один, фрагмент помеченный ключевым словом default.

Список операторов может быть пустым, либо содержать один или более операторов. Причем в операторе switch не требуется заключать последовательность операторов в фигурные скобки.

Отметим также, что в операторе switch можно использовать свои локальные переменные, объявления которых находятся перед первым ключевым словом case, однако в объявлениях не должна использоваться инициализация.

Схема выполнения оператора switch следующая:

60. вычисляется выражение в круглых скобках;

61. вычисленные значения последовательно сравниваются с константными выражениями, следующими за ключевыми словами case;

62. если одно из константных выражений совпадает со значением выражения, то управление передается на оператор, помеченный соответствующим ключевым словом case;

63. если ни одно из константных выражений не равно выражению, то управление передается на оператор, помеченный ключевым словом default, а в случае его отсутствия управление передается на следующий после switch оператор.

Отметим интересную особенность использования оператора switch: конструкция со словом default может быть не последней в теле оператора switch. Ключевые слова case и default в теле оператора switch существенны только при начальной проверке, когда определяется начальная точка выполнения тела оператора switch. Все операторы, между начальным оператором и концом тела, выполняются вне зависимости от ключевых слов, если только какой-то из операторов не передаст управления из тела оператора switch. Таким образом, программист должен сам позаботится о выходе из оператора case, если это необходимо. Чаще всего для этого используется оператор break.

Для того чтобы выполнить одни и те же действия для различных значений выражения, можно пометить один и тот же оператор несколькими ключевыми словами case.

Если значение выражения равно 0, то выполняется только первый оператор присваивания, и 0 будет присвоен переменной red (красный англ.). Если значение выражения равно 1, то будет выполнен только второй оператор присваивания и переменной blue (голубой англ.) будет присвоен 0. Значения выражения 2 и 3 вызовет присваивание 0 переменным green (зеленый англ.) и gray (серый англ.) соответственно.

Следует отметить, что с точки зрения программиста этот оператор выглядит очень эффектно. Однако при рассмотрении машинного кода получается довольно страшная конструкция с использованием таблиц переходов. Использование нескольких условных операторов if несмотря на то, что они не очень красиво выглядят в исходном тексте программы, приводит к короткому и быстродействующему машинному коду программы.