Листинг 3.6

#include “stdafx.h”

#include < iostream>

#include < math.h>

using namespace std;

// Точность вычислений.

const double eps = 1e-10;

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

double x = 1., xp, a;

setlocale(LC_ALL, " Russian");

cout < < “Введите значение a: “;

cin > > a;

if(a < = 0)

{

cout < < “Неверное значение a! \n”;

return 1;

}

do

{

xp = x; // Предыдущее значение x.

x = (x + a/x)/2; // Текущее значение x.

} while(fabs(x - xp) > eps)

cout < < “Квадратный корень “ < < x < < endl < <

“Точное значение “ < < sqrt(a) < < endl;

getch();

return 0;

}

Любой цикл while может быть приведен к эквивалентному ему циклу for и, наоборот, по следующей схеме:

for(b1; b2; b3) оператор;

b1;

while(b2)

{

оператор;

b3;

}

Часто встречающиеся ошибки при программировании циклов - использование в теле цикла неинициализированных переменных и неверная запись условия вы­хода из цикла.

Чтобы избежать ошибок, рекомендуется:

- проверить, всем ли переменным, встречающимся в правой части операторов присваивания в теле цикла, присвоены до этого начальные значения (а также возможно ли выполнение других операторов);

- проверить, изменяется ли в цикле хотя бы одна переменная, входящая в усло­вие выхода из цикла;

- предусмотреть аварийный выход из цикла по достижению некоторого коли­чества итераций

- если в теле цикла требуется выполнить бо­лее одного оператора, нужно заключать их в фигурные скобки.

Операторы цикла взаимозаменяемы, но можно привести некоторые рекоменда­ции по выбору наилучшего в каждом конкретном случае.

Оператор do while обычно используют, когда цикл требуется обязательно выпол­нить хотя бы раз (например, если в цикле производится ввод данных).

Оператор for предпочтительнее в большинстве остальных случаев (однознач­но - для организации циклов со счетчиками).

Оператором while удобнее пользоваться в случаях, когда число итераций заранее не известно, очевидных параметров цикла нет или модификацию параметров удобнее записывать не в конце тела цикла.

В C++ есть четыре оператора, изменяющих естественный порядок выполнения вычислений:

- оператор безусловного перехода goto;

- оператор выхода из цикла break;

- оператор перехода к следующей итерации цикла continue;

- оператор возврата из функции return.

Оператор безусловного перехода goto. Оператор безусловного перехода имеет вид:

goto идентификатор;

где идентификатор - имя метки оператора, расположенного в той же функции, где используется оператор безусловного перехода.

Передача управления разрешена на любой помеченный оператор в теле функции. Однако существует одно важное ограничение: запреще­но «перескакивать» через описания, содержащие инициализацию объ­ектов. Это ограничение не распространяется на вложенные блоки, которые можно обходить целиком. Следующий фрагмент иллюстри­рует сказанное:

goto В; // Ошибочный переход, минуя описание

float х = 0.0; // Инициализация

// не будет выполнена

goto В; // Допустимый переход, минуя блок

{

int n = 10; /* Внутри блока определена

переменная*/

x = n*x + x;

}

В: cout < < " \tx = " < < х;

Все операторы блока достижимы для перехода к ним из внешних блоков. Однако при таких переходах необходимо соблюдать то же самое правило: нельзя передавать управление в блок, обходя инициа­лизацию. Следовательно, будет ошибочным переход к операторам блока, перед которыми помещены описания с явной или неявной ини­циализацией. Это же требование обязательного выполнения инициа­лизации справедливо и при внутренних переходах в блоке.

Принятая в настоящее время дисциплина программирования ре­комендует либо вовсе отказаться от оператора goto, либо свести его применение к минимуму и строго придерживаться следующих реко­мендаций:

- не входить внутрь блока извне;

- не входить внутрь условного оператора, т.е. не передавать управление операторам, размещенным после служебных слов if или else;

- не входить извне внутрь переключателя (switch);

- не передавать управление внутрь цикла.

Следование перечисленным рекомендациям позволяет исключить возможные нежелательные последствия бессистемного использования оператора безусловного перехода. Полностью отказываться от опера­тора goto вряд ли стоит. Есть случаи, когда этот оператор обеспечи­вает наиболее простые и понятные решения. Один из них - это ситуация, когда в рамках текста одной функции необходимо из раз­ных мест переходить к одному участку программы. Если по каким-либо причинам эту часть программы нельзя оформить в виде функции (например, это может быть текст на ассемблере), то наиболее простое решение - применение безусловного перехода с помощью оператора goto. Такое положение возникает, например, при необходимости об­рабатывать ошибки, выявляемые в процессе выполнения программы.

Второй случай возникает, когда нужно выйти из нескольких вло­женных друг в друга циклов или переключателей. Оператор break прерывания цикла и выхода из переключателя здесь не поможет, так как он обеспечивает выход только из самого внутреннего вложенного цикла или переключателя. Например, в задаче поиска в матрице хотя бы одного элемента с заданным значением для перебора элементов матрицы обычно используют два вложенных цикла. Как только эле­мент с заданным значением будет найден, нужно выйти сразу из двух циклов, что удобно сделать с помощью goto.

Оператор break. Оператор break служит для принудительного выхода из цикла или переключателя. Определение «принудительный» подчеркивает без­условность перехода. Например, в случае цикла не проверяются и не учитываются условия дальнейшего продолжения итераций. Оператор break прекращает выполнение оператора цикла или переключателя и осуществляет передачу управления (переход) к следующему за циклом или переключателем оператору. При этом в отличие от перехода с помощью goto оператор, к которому выполняется передача управле­ния, не должен быть помечен. Оператор break нельзя использовать нигде, кроме циклов и переключателей.

Необходимость в использовании оператора break в теле цикла возникает, когда условия продолжения итераций нужно проверять не в начале итерации (циклы for, while), не в конце итерации (цикл do), а в середине тела цикла. В этом случае тело цикла может иметь такую структуру:

{

операторы;

if(условие) break;

операторы;

}

Циклы и переключатели могут быть многократно вложенными. Однако следует помнить, что оператор break позволяет выйти только из самого внутреннего цикла или переключателя.

При многократном вложении циклов и переключателей оператор break не может вызвать передачу управления из самого внутреннего уровня непосредственно на самый внешний. Например, при решении задачи поиска в матрице хотя бы одного элемента с заданным значе­нием удобнее всего пользоваться не оператором break, а оператором безусловной передачи управления (goto).

Оператор continue. Оператор continue употребляется только в операторах цикла. С его помощью завершается текущая итерация и начинается проверка усло­вия дальнейшего продолжения цикла, т.е. условий начала следующей итерации. Для объяснений действия оператора continue рекомендуется рассматривать следующие три формы основных операторов цикла:

while(< условие>)

{

…

if(< условие_прерывания>) continue;

…

}

do

{

…

if(< условие_прерывания>) continue;

…

} while(< условие>);

for(< список_инициализации>; < условие>;

< следующая_итерация>)

{

…

if(< условие_прерывания>) continue;

…

}

В каждой из форм многоточием обозначены операторы тела цикла.

Вслед за ними размещен пустой оператор с меткой continue. Если среди операторов тела цикла есть оператор continue и он выполняется, то его действие эквивалентно оператору безусловного перехода на метку continue.

Пример 3.7. Вычислить значение специальной функции (интегральной показательной функции)

.

(3.11)

по ее разложению в ряд с точностью , аргумент функции вводится с клавиатуры.

Чтобы вычислить сумму ряда найдем рекуррентное соотношение, позволяющее определить следующий член ряда исходя из значения текущего. Для этого разделим следующий член ряда на текущий. Текущий член ряда задается выражением

,

(3.12)

тогда как следующий член ряда может быть определен следующим образом

.

(3.13)

воспользовавшись свойством факториала последнее выражение может быть записано следующим образом

.

(3.14)

Отношение следующего и текущего членов ряда

,

(3.15)

Следовательно

.

(3.16)

Первый член ряда

.

(3.17)

Условие завершения вычисления суммы ряда может быть записано следующим образом . Программа имеет следующий вид: