Общие пояснения. 1. Программы циклической структуры используются, когда необходимо несколько раз выполнить однотипные действия с различными данными

1. Программы циклической структуры используются, когда необходимо несколько раз выполнить однотипные действия с различными данными. Если количество повторений тела цикла известно перед началом цикла, он называется арифметическим, если нет – итеративным. Для организации арифметического цикла в блок-схеме алгоритма используется блок " модификатор", а в программе – соответствующий ему оператор " for... ".

Итеративный цикл строится с использованием блока " решение", в котором один из альтернативных путей представляет выход из тела цикла. В программе такой цикл может выполняться с помощью специальных операторов итеративных циклов или оператора условного перехода. В данной работе будет использоваться только " if... " оператор.

Рассмотрим сначала арифметический цикл. Оператор состоит из заголовка и тела цикла. Заголовок имеет вид:

for < имя параметра цикла>: = < начальное значение> to < конечное значение> do

Далее идет тело цикла: простой или составной оператор (до символа "; "). Если оператор составной, он заключается в операторные скобки begin... end;

В качестве параметра цикла можно использовать любую целочисленную переменную, в которой в это время не хранится нужное в дальнейшем значение. Эта переменная изменяется в цикле автоматически. Параметр цикла – это переменная, обычно играющая роль не только счетчика количества выполненных повторений цикла, но одновременно служащая порядковым номером обрабатываемого числа или элемента массива.

Начальное и конечное значения параметра цикла могут быть выражениями, но они вычисляются только один раз – при первом входе в цикл. В теле цикла они не должны меняться. При каждом возврате к заголовку в цикле, счетчик автоматически увеличивается на единицу.

Тело цикла выполняется, пока счетчик не станет больше конечного значения (если счетчик равен конечному значению – цикл выполняется). Если требуется организовать цикл, в котором параметр уменьшается на единицу с каждым возвратом, то используют ключевое слово " downto ", вместо " to ".

Примеры написания оператора:

for i: =1 to 25 do write('*'); {вывод строки из 25 *}

for k: =L+1 to N-1 do { значения L и N должны }

begin { быть определены до цикла }

...

end;

for i: =N downto 2 do S: =S+i; {Сумма целых чисел 2..N}

Если нужно менять счетчик с другим шагом (не один), используют второй счетчик, изменяющийся в теле цикла по рекуррентной формуле, например j: =j+3; или вычисляемый через первый счетчик, например: j: = 2+(i-1)*3;

Итеративные циклы для завершения требуют проверки такого условия, результат которого может измениться в процессе выполнения тела цикла. По выполнении этого условия осуществляется переход на оператор, следующий за телом цикла. Возврат на начало тела цикла в этом случае выполняется оператором безусловного перехода. В программе при такой организации цикла требуется иметь две метки:

Start:

...

if A=Priznak then goto Finish;

...

goto Start;

Finish:...

Часто проверяют условие продолжения цикла, и по его выполнению возвращаются на начало тела цикла, иначе цикл заканчивается. В этом случае достаточно обычно одной метки:

Start:

...

if A< > Priznak then goto Start;

...

Тело итеративного цикла при таких способах построения в скобки begin... end заключать не обязательно.

2. Циклические процессы почти всегда требуют некоторых подготовительных действий, выполняемых до начала цикла. Это связано с использованием в теле цикла так называемых " рекуррентных соотношений", в которых некоторая переменная вычисляется с использованием своего старого значения, например:

N: =N-1; P: =-2*P/i; S: =S+A и т.д.

Все такие переменные перед циклом должны получить определенные значения, чтобы правильно вычисляться внутри цикла. Например, при вычислении суммы последовательно вводимых слагаемых, ячейка (переменная) для суммы должна обнуляться; переменная для накопления произведения делается равной единице (или первому сомножителю).

Поиск максимумов (минимумов) или их порядковых номеров в рядах значений также выполняется по рекуррентным зависимостям (если новая величина больше максимума, сделаем максимум равным...) – сперва используется старое значение максимума, чтобы создать новое значение.

При поисках максимума можно использовать два варианта начального задания: или в качестве максимума берется первое рассматриваемое значение (и цикл начинает выполняться начиная со второго числа), или в качестве начального задается фиктивное значение – гарантированно меньшее, чем любое число сравниваемого ряда (т.е. теоретически минимальное возможное число). При этом циклическая обработка одинаково выполняется для всех чисел, начиная с первого.

3. Если в программе требуется обрабатывать нечисловые данные, для них можно заводить переменные нечисловых типов, которые также необходимо включить в блок описаний. Для символьных переменных используется описатель char, а для логических – описатель boolean. Например:

VAR

i, j: integer;

A, S: real;

C, Sim: char;

Q, Priz: boolean;

...

Символьные переменные можно сравнивать с символьными константами и между собой с помощью всех операций отношений (=, <, >, и т.д.), например:

if Sim > 'A' then... или

if C = Sim then...

Логические переменные можно использовать в условных операторах, причем не нужно записывать if Q=TRUE then..., а просто if Q then..., так как само значение Q может быть TRUE или FALSE.

Наконец несколько замечаний по контролю за вводимыми величинами. Поскольку в программе предполагается ввод исходных данных пользователем программы путем набора значений на клавиатуре, в программе должны быть предусмотрены выводы на экран запросов на ввод того или иного параметра, нужного программе. Эти запросы представляют собой операторы вывода некоторого текста, например:

Writeln(' Сколько чисел будет обрабатываться? '); или

Writeln(' Вводи очередной сомножитель');

Такие запросы должны быть перед каждым оператором ввода данных с клавиатуры. Другой момент, который следует отметить, это необходимость контроля за вводимыми величинами. Недопустимое значение может не только привести к неправильному ответу, но и просто " подвесить" программу или привести к ее аварийному снятию операционной системой. Поэтому все данные, на которые по их смыслу (или по возможностям реализованного метода решения) накладываются ограничения, должны проверяться после их ввода на попадание в допустимый диапазон.

Обычно считается, что можно найти сумму нуля и большего количества слагаемых, произведение одного или более сомножителей, выбрать наибольшее или найти среднее значение из одного или нескольких чисел, вычислить факториал нуля или большего целого числа и т.д. Иногда ограничения накладываются не только снизу, но и сверху.

Если, например, допустимый диапазон для значений переменной A ограничен числами –0.5 и 11.0, то проверку на ошибочное значение можно осуществить оператором:

if (A > 11.0) or (A < -0.5) then...

Если такая проверка даст значение TRUE (т.е. A имеет недопустимое значение), тогда нужно выдать сообщение об этом и либо закончить выполнение программы, либо (что более разумно) вернуться к оператору запроса ввода этой величины еще раз. Так как оба эти действия следует выполнять по срабатыванию одного и того же условия, операторы, задающие эти действия следует поместить в скобки begin... end, например:

if (A > 11.0) or (A < -0.5) then

begin

Writeln(' Вы задали недопустимое значение');

goto Vvod_A;

end; { здесь Vvod_A – метка перед оператором запроса на ввод параметра, соответствующего переменной A }

Наконец, следует помнить, что не при всяких наборах исходных данных задача может иметь решение. Если по каким-либо причинам ответ выдать невозможно, следует об этом сообщить в понятной форме, а не выводить неправильное или невозможное для ответа значение. Например, если в задаче требуется делить что-то на сумму нескольких чисел с разными знаками, то сумма может случайно оказаться равной нулю, после чего деление невозможно и решения у задачи не окажется.

Тогда выдача результата может выглядеть так:

...

if Sum = 0 then

Writeln(' Нет решения, так как сумма равна 0')

else

begin

R: =.../Sum;

Writeln(' Отношение =', R:...);

end;

Разбор контрольного варианта