Написание программы на Паскале с использованием

Операторов повтора (For, Repeat)

Цель работы: формирование знаний и умений по работе с операторами языка. Приобретение навыков написания программ с использованием операторов повтора.

Краткие теоретические сведения

Операторы повтора

Если в программе возникает необходимость неоднократно выполнить некоторые операторы, то используются операторы повтора (цикла). В языке Паскаль различают три вида операторов цикла: while, repeat, for. Они используются для организации циклов различных типов. Выражение, управляющее повторениями, должно иметь булевский тип.

Если число повторений оператора (составного оператора) заранее неизвестно, а задано лишь условие его повторения (или окончания), используются операторы while, repeat. Оператор for используется, если число повторений заранее известно.

Оператор повтора for

В случаях, когда число повторений может быть заранее известно, для организации циклической обработки информации применяется оператор повтора for. Часто этот оператор повтора называют оператором цикла с параметром, так как число повторений задается переменной, называемой параметром цикла, или управляющей переменной. Оператор повтора for состоит из заголовка и тела цикла.

Он может быть представлен в двух форматах:

• for <параметр цикла>:= <S1> to <S2> do <оператор>;

• for <параметр цикла>:= <S1> downto <S2> do <оператор>;

где Sl и S2 — выражения, определяющие соответственно начальное и конечное значения параметра цикла;

for... do — заголовок цикла;

<оператор> — тело цикла.

Тело цикла может быть простым или составным оператором. Оператор for обеспечивает выполнение тела цикла до тех пор, пока не будут перебраны все значения параметра цикла от начального до конечного.

Заголовок оператора повтора for определяет:

• диапазон изменения значений управляющей переменной (параметра цикла) и одновременно число повторений оператора, содержащегося в теле цикла;

• направление изменения значения параметра цикла (возрастание — to или убывание— downto).

Пример использования оператора for:

for I:= 1 to 100 do Read(M[I]); {Чтение элементов массива}

for I:= 100 downto 1 do Write(M[I]); {Вывод элементов массива}

При первом обращении к оператору for вначале вычисляются выражения S1, S2 и осуществляется присваивание <параметр цикла> := S1.

После этого циклически повторяются следующие действия:

1. Проверяется условие <параметр цикла>: <= S2.

2. Если условие выполнено, то оператор for продолжает работу (выполняется оператор в теле цикла), если условие <параметр цикла>: <= S2 не выполнено, то оператор for завершает работу, и управление в программе передается на оператор, следующий за циклом.

3. Значение управляющей переменной изменяется на +1 (в случае to) или –1 (в случае downto).

Шаг изменения управляющей переменной - единица.

Ограничения использования параметра цикла в операторе for. На использование управляющей переменной (параметра цикла) в цикле for налагаются следующие ограничения:

1. В качестве параметра должна использоваться простая переменная, опи­санная в текущем блоке.

2. Управляющая переменная должна иметь дискретный тип.

3. Начальные и конечные значения диапазона должны иметь тип, совместимый с типом управляющей переменной. При этом допустим любой скалярный тип, кроме вещественного.

4. В теле цикла запрещается явное изменение значения управляющей переменной (например, оператором присваивания).

5. После завершения оператора значение управляющей переменной становится неопределенным, если только выполнение оператора не было прервано оператором

перехода.

Примеры программ с использованием оператора for

Программа DemoFor1 выводит на экран таблицу перевода из градусов по шкале Цельсия(С) в градусы по Фаренгейту(Р) для значений от 15°С до 30°С с шагом 1 градус. Перевод осуществляется по формуле: F = С*1.8+32.

program DemoFor1;

var

I: integer;

F: real;

begin

Writeln (' Температура ');

for I:= 15 to 30 do {Заголовок цикла с параметром}

begin {Начало тела цикла}

F:= I*1.8+32;

Writeln('no Цельсию= ',I,' по Фаренгейту= ', F:5:2)

end; {Конец тела цикла}

end.

В блоке описания переменных описаны параметр цикла I типа integer и переменная F — температура по Фаренгейту типа real. Переменная I, помимо функций управляющей переменной, является переменной, хранящей целочисленные значения температуры по шкале Цельсия. В начале выполнения программы на экран выводится надпись ' Температура ', а затем оператором повтора выводится таблица соотношения температуры в шкалах Цельсия и Фаренгейта. Печать таблицы выполняется оператором Writeln('По Цельсию= ',I,' по Фаренгейту= ', F: 5:2).

Цикл выполняется следующим образом.

При первом обращении к оператору for вычисляются значения начального (15) конечного (30) параметров цикла, и управляющей переменной I присваивается начальное значение 15.

Затем циклически выполняется следующее:

1. Проверяется условие I<=30.

2. Если оно соблюдается, то выполняется составной оператор в теле цикла, т.е. рассчитывается значение выражения I* 1.8+32, затем оно присваивается переменной F, и на экран выводится сообщение: 'По Цельсию= ', I, ' по Фаренгейту= ', F:5:2.

Если условие I<=30 не соблюдается, т. е. как только I станет > 30, оператор тела цикла не выполняется, а управление в программе передается за пределы оператора for, в нашем примере на оператор end. Программа завершает работу.

3. Значение параметра цикла I увеличивается на единицу, и управление передается в заголовок цикла for для проверки условия.

Далее цикл повторяется, начиная с пункта 1.

Вторым примером оператора цикла for может служить программа DemoFor2, которая печатает на экране символы американскою стандартного кода обмена информацией (ASCII) в порядке убывания кода.

program DemoFor2;

var

A: integer;

begin

for A:= 255 downto 0 do { Цикл с убыванием параметра}

Writeln('код символа = ',А, ' символ == ',Chr(A));

end.

В данной программе применяется цикл for с убыванием значения управляющей переменной А (используется указание downto - убывание).

Оператор повтора Repeat

Оператор повтора repeat имеет две особенности:

1. Условие проверяется после очередного выполнения операторов тела цикла (очередной итерации) и таким образом гарантируется хотя бы однократное выполнение цикла.

2. Критерием прекращения цикла является равенство выражения константе True.

За это цикл repeat часто называют циклом с постусловием, или циклом "ДО", так как он прекращает выполняться, как только значение выражения условия, записанного после слова until, равно True (истина).

Оператор повтора repeat состоит из заголовка repeat, тела и условия окончания until.

Формат записи:

repeat

<оператор;>

…

<оператор>

until <условие окончания цикла>;

Операторы, заключенные между словами repeat и until, являются телом цикла. Вначале выполняется тело цикла, затем проверяется условие выхода из цикла. Именно поэтому цикл, организованный с помощью оператора repeat, в любом случае выполнится хотя бы один раз. Если результат булевского выражения равен False, то тело цикла активизируется еще раз; если результат True, происходит выход из цикла.

При программировании операторов тела цикла следует обеспечить влияние, по крайней мере, одного из операторов тела цикла на значение условия, иначе цикл будет выполняться бесконечно.

Пример программы с использованием оператора repeat

Примером действия оператора repeat может служить программа DemoRepeat, которая вводит и суммирует любое количество целочисленных значений. Если введено значение 999, то на экран выводится результат суммирования.

program DemoRepeat;

var

X: integer;

Sum; real;

begin

Sum:=0;

repeat {Повторять}

Write('Значение X= '); {Начало тела цикла}

Readln(X); {Сч итать очередное значение Х с клавиатуры}

if X <> 999 then

Sum:= Sum+X;

until X = 999; {Условие окончания цикла (пока Х не станет равным 999)}

Writeln('Сумма введенных чисел= ',Sum);

end.

В данном примере в разделе описания переменных описана переменная Х целочисленного типа integer и Sum вещественного типа real.

В начале выполнения программы обнуляется значение суммы чисел. Затем зарезервированным словом repeat объявляется цикл, после чего следуют операторы тела цикла, которые выводят на экран запрос 'Значение Х= ', считывают введенное с клавиатуры значение X. Оператор if проверяет его на неравенство числу 999 и, если оно не равно 999, увеличивает значение суммы Sum на значение числа X. В конце цикла оператор until X = 999 проверяет условие окончания цикла. Если значение выражения Х = 999 истинно, то цикл завершится, а управление в программе будет передано на оператор, находящийся за словом until, т. е. первый оператор за границей цикла repeat. Это вызов процедуры Writeln, которая выведет сообщение 'Сумма введенных чисел равна' и напечатает значение переменной Sum.

Пример программы с использованием операторов присваивания, повтора и выбора

Program DemoCalc;

var

X,Y,Rezult: real;

Operation, Ans: char;

begin

repeat {Начало цикла с постусловием}

Write('X = ');

Read(X); {Считывание первого операнда}

Write('У = ');

Readln(Y); {Считывание второго операнда}

Writeln('операция (+,—,*,/): ');

Readln(Operation); {Считывание знака операции}

case Operation of {Выбор арифметического действия}

'+': Rezult:= X+Y;

'-': Rezult:= X-Y;

'*': Rezult:= X*Y;

'/': Rezult:= Х/Y;

else

Writeln('Ошибка ввода');

end;

Writeln(X,Operation,Y,' =',Rezult); {Печать арифметического выражения}

Write('Продолжить (Y/N) ');

Readln(Ans); { Считывание ответа на вопрос}

Until (Ans='N') or (Ans='n'); {Проверка условия окончания цикла}

end.

В разделе описания переменных описаны переменные - операнды X, Y и результат арифметических операций Rezult вещественного типа, а также переменная Operation символьного типа, в которой хранится значение знака арифметической операции, и Ans- переменная символьного типа, которой присваивается значение "Y" или "N".

Процесс выполнения арифметических операций калькулятором организован с помощью оператора repeat и продолжается до тех пор, пока переменной Ans не будет присвоено значение 'N' или 'п'.

В теле цикла сначала запрашиваются и считываются с клавиатуры значения операндов X и Y, затем запрашивается и считывается знак арифметической операции. Оператор выбора case по значению переменной Operation (селектор) выбирает знак операции и в зависимости от его значения выполняет арифметическую операцию. Например, если значение переменной Operation равно значению константы выбора '-', то выполняется оператор присваивания Rezult:= Х-Y и т. д. Если значение переменной Operation не равно ни одному значению константы выбора, то управление передается на оператор, стоящий за словом else, и на экран выводится сообщение 'Ошибка ввода'. После этого на экран выводится запрос 'Продолжить (Y/N)' и с клавиатуры считывается значение переменной символьного типа Ans. Если значение выражения (Ans='N') or (Ans='n') будет False, то цикл повторится вновь, иначе цикл будет завершен и управление в программе будет передано на оператор end.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические сведения по теме: “Написание программы на Паскале с использованием операторов повтора (For, Repeat)”.

2. Получить индивидуальное задание у преподавателя и разработать программу в соответствии с поставленной задачей.

3. Показать работающую программу преподавателю.

4. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Операторы повтора. Общая характеристика.

2. Оператор повтора for. Форматы записи, описание работы цикла, ограничения использования параметра цикла.

3. Примеры использования оператора for. Различие to и downto.

4. Оператор повтора Repeat. Формат записи, особенности использования.

5. Примеры программ с использованием оператора repeat.

 

Лабораторная работа № 9