Программирование требует от пользователя наличия определенного багажа знаний и навыков. Без понимания некоторых базовых принципов создание качественного программного обеспечения невозможно.
Огромную роль при написании софта играют циклы. В данной статье речь зайдет о такой блок-схеме как For. Будут рассмотрены примеры, написанные на языках СИ-семейства. Все это пригодится новичкам, которые только познакомились с разработкой.
Термины – базовые понятия
Циклы, включая блок For – это не так трудно, как кажется на первых порах. Такая схема есть почти во всех языках программирования. Только перед его более детальном рассмотрением рекомендуется запомнить несколько базовых определений. Соответствующие термины помогут не запутаться новичкам, а также освежат знания опытных разработчиков.
Запомнить стоит такие понятия:
- Алгоритм – принципы, а также правила, помогающие решать конкретные задачи.
- Переменные – единицы хранения информации. Именованные ячейки.
- Константы – значения, которые не будут корректироваться по ходу реализации программного кода.
- Оператор – то, что умеет манипулировать через операнды.
- Операнд – объект, которым можно управлять через операторы.
- Итерация – один проход через набор операций в пределах исполняемого кода.
- Ключевое слово – специальное слово, зарезервированное языком программирования. Помогает описывать команды и операции, выполнять различные действия. Ключевое слово не может выступать именем переменной.
- Петля – инструкции, которые повторяют один и тот же процесс. Происходит это до тех пор, пока не будет выдана команда на остановку или пока не выполнено заданное условие.
Последний термин можно также описать словом «цикл». Программирование предусматривает огромное множество подобных «компонентов». Самый распространенный – это схема For.
25 Цикл for. Обход списков и строк Python
Но сначала стоит запомнить, что есть еще и бесконечный цикл. Он представлен непрерывным повторением фрагмента приложения. Не прекращается самостоятельно. Чтобы затормозить соответствующий процесс, программисту предстоит использовать принудительную остановку.
Описание цикла
Оператор цикла For – это оператор управляющего характера в языке Си. Он позволяет реализовывать выполнения петли непосредственно в алгоритме. Пользуется спросом как у новичков, так и у опытных разработчиков.
Имеет такой синтаксис:
For (счетчик; условие; итератор)
Именно такую схему необходимо использовать в будущем контенте. Но ее необходимо грамотно применять. А еще – понять принцип работы соответствующего блока.
Как функционирует
For – это цикл, который распространен в языках программирования. Встречается не только в СИ-семейству. Позволяет выполнять разнообразные команды по принципу петли. Работает по следующему алгоритму:
- Предусматривает три переменные в своем цикле. А именно – итератор, условие и счетчик.
- Объявляется при помощи ключевого слова «For».
- Счет объявляется всего один раз. Делается это в самом начале блока. Инициализация обычно происходит непосредственно после объявления.
- Происходит проверка заданного условия. Соответствующее «требование» — это булево выражение. Оно будет возвращать значение True/False.
- Если условие – это «Истина», то выполняются инструкции, прописанные внутри заданного цикла. Далее – инициализируется итератор. Обычно процесс предусматривает корректировку значения переменной. Происходит повторная проверка условия. Операция повторяется до тех пор, пока заданный «критерий» не определится системой как «Ложный».
- Когда условие, прописанное в теле For, изначально имеет «статус» False, происходит завершение «петли».
Соответствующий алгоритм помогает при различных задачах в разработке программного обеспечения. Пример – сортировка данных в пределах заданного массива.
Оператор повтора (циклы) в Pascal — 07
Схематичное представление
Ниже представлена схема цикла For:
Эта визуальная форма представления «петли» поможет лучше понять, как функционирует заданная схема.
Итерации
А вот наглядный пример кода, который способствует более быстрому пониманию и усвоению итераций внутри For:
- счетчик – это int i = 1;
- условие – переменная < = 5;
- итератор – i++.
После того, как приложение окажется запущенным, произойдет следующее:
- Объявляется и проходит инициализацию переменная с именем i. Она получает значение 1.
- Проверяется условие, в котором i меньше или равно 5.
- Если утверждение верно, обрабатывается тело цикла. В представленной схеме происходит увеличение значения переменной на +1.
- Осуществляется замена i с последующей проверкой условия.
- Когда переменная в For будет равна 6, приложение завершит цикл.
А вот еще один пример. Он поможет вычислить сумму первых n натуральных чисел в заданной последовательности:
Результатом окажется надпись «Сумма первых 5 натуральных чисел = 15». В предложенном фрагменте объявлены сразу две переменные – n и sum.
Несколько выражений
Внутри For можно использовать сразу несколько выражений. Это значит, что схема предусматривает инициализацию пары-тройки счетчиков, а также итераторов. Лучше всего рассматривать данный процесс на наглядном примере:
Здесь произошла инициализация переменных, которые выступают в виде счетчиков – i и j. У итератора тоже присутствуют два выражения. На каждой итерации цикла j и i происходит увеличение на единицу.
Без объявления
Еще одна ситуация, предусматриваемая в программировании – это использование изучаемого цикла без предварительного объявления счетчиков и итераторов. В For соответствующие операции не являются обязательными. Запуск «петли» возможен без них. В этом случае принцип работы цикла подобен while:
- Счетчик и итератор не были объявлены программистом.
- Переменная i объявлена до заданного цикла. Ее значение будет увеличиваться внутри тела For.
- Представленный пример аналогичен первому представленному ранее образцу.
Условие цикла – это еще один необязательный компонент. Если оно отсутствует, имеет смысл говорить о бесконечной «петле».
Бесконечность
Бесконечный «повторяющийся блок кода» выполняется тогда, когда прописанное условие всегда выступает в качестве «истины». Наглядно ситуация выглядит так:
- Переменная i получила значение, равное 1.
- Условие, которое проверяется на истинность – i больше 0.
- Во время каждой совершаемой итерации значение i будет увеличиваться на единицу.
- Из вышесказанного следует, что на выходе приложение начнет ссылаться на то, что прописанное условие – истина. Значение False никогда не встретится.
Описанная ситуация приведет к бесконечному исполнению кода. Инициализировать цикл удается при помощи замены условия пробелом. Вот примеры:
Break и Continue
Работая с For, нужно обратить внимание на операторы break и continue. Первая «команда» помогает незамедлительно выйти из цикла. Исполнение утилиты продолжается со следующего идущего оператора.
Continue – это оператор, который вызывает пропуск оставшейся части тела. Далее – переводит программу к последующей итерации. В For и While continue помогает оценивать условие продолжения.
Пример с факториалом
Рассмотренный цикл – это то, что позволяет быстро производить весьма сложные вычисления. Вот – наглядный пример подсчета факториала:
Хотите освоить современную IT-специальность? Огромный выбор курсов по востребованным IT-направлениям есть в Otus!
Источник: otus.ru
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:
где Sl и S2 — выражения, определяющие соответственно начальное и конечное значения параметра цикла;
for . do — заголовок 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.
• 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:
При первом обращении к оператору for вначале вычисляются выражения S1, S2 и осуществляется присваивание :=S1.
После этого циклически повторяются следующие действия:
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
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.
for I:= 15 to 30 do
Writeln(‘no Цельсию= ‘,I,’ по Фаренгейту= ‘, F:5:2)
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:
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 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.
Writeln(‘код символа = ‘,А, ‘ символ == ‘,Chr(A));
В данной программе применяется цикл for с убыванием значения управляющей переменной А (используется указание downto — убывание).
Источник: studfile.net
Оператор циклa for
Полноформатный оператор цикла for состоит из заголовка, содержащего Выражение_1, Условие и Выражение_2, и исполняемого тела цикла, обрамлённого фигурными скобками.
Если в операторе for тело цикла составляет один оператор, то фигурные скобки можно опустить.
Допускается отсутствие Выражения_1, Условия и Выражения_2. При этом наличие разделяющего знака ; (точка с запятой) обязательно.
for ( ; Условие; Выражение_2) // Отсутствует Выражение_1
// Открывающая фигурная скобка
Блок операторов, // Тело цикла может состоять ..
составляющих тело цикла //.. из нескольких операторов
> // Закрывающая фигурная скобка
// — ———————————————————————————
for (Выражение_1; ; Выражение_2) // Отсутствует Условие
// Открывающая фигурная скобка
Блок операторов, // Тело цикла может состоять ..
составляющих тело цикла //.. из нескольких операторов
> // Закрывающая фигурная скобка
// — ———————————————————————————
for ( ; ; ) // Отсутств. Выражения и Условие
// Открывающая фигурная скобка
Блок операторов, // Тело цикла может состоять ..
составляющих тело цикла //.. из нескольких операторов
> // Закрывающая фигурная скобка
Правило исполнения оператора for
 |
При передаче управления оператору for исполнить Выражение_1. Пока Условие оператора for является истинным: передать управление первому оператору тела цикла, а после выполнения всех операторов тела цикла исполнить Выражение_2 и передать управление в заголовок для проверки истинности Условия. Если Условие оператора for является ложным, то: передать управление оператору, следующему за оператором for. |
Посмотрим, как работает оператор цикла for. Для этого решим задачу.
 |
Задача 13. Дана последовательность целых чисел: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 . Составить программу, вычисляющую сумму элементов этой последовательности, начиная с номера N1, заканчивая номером N2. |
С точки зрения математики эта задача решается просто. Предположим, необходимо высчитать сумму элементов с третьего по седьмой. Решением будет сумма: 3 + 4 + 5 + 6 + 7 = 25. Такое решение годится только для частного случая, когда номера первого и последнего элементов, составляющих сумму, равны соответственно 3 и 7. Программа должна быть составлена так, чтобы при необходимости вычисления суммы в другом интервале последовательности (например, от 15-го до 23-го элемента) можно было легко заменить численные значения номеров элементов в одном месте, не меняя программные строки в других местах. Вот один из вариантов такой программы (скрипт sumtotal.mq4):
В первых строках программы объявлены переменные (с комментариями, поясняющими смысл каждой переменной). В строках
Nom_1 = 3; // Задаём численное значение
Nom_2 = 7; // Задаём численное значение
численно определены значения первого и последнего элементов интервала. Обратите внимание, нигде в других местах программы эти значения не указываются. При необходимости эти значения можно легко изменить (в одном месте), не меняя код в других строках, и задача будет решена для другого интервала. После выполнения последнего из этих операторов управление передаётся оператору цикла for:
Ключевая фраза — правило исполнения оператора for такая: «Начиная с . до тех пор пока. с шагом.. выполнять следующее: ..». Употребление слов «с шагом» уместно в том случае, если в качестве Выражения_2 используется накопительный счётчик, например, i++ или i=i+2. В данном примере ключевая фраза звучит так: начиная с i, равного Nom_1, до тех пор, пока i меньше или равно Nom_2, с шагом 1 выполнять следующее: (и далее — анализ тела цикла).
В соответствии с правилом исполнения оператора for в этом блоке программы будет выполнено следующее:
1. Исполнение Выражения_1:
i=Nom_1
Переменная i получит численное значение переменной Nom_1, т.е. целое число 3. Выражение_1 выполняется один раз, — в тот момент, когда управление передаётся оператору for и ни в каких последующих событиях Выражение_1 не участвует.
2. Выполняется проверка Условия:
iNom_2
Значение переменной Nom_2 на первой итерации — целое число 7, а значение переменной i равно 3. Это значит, что Условие является истинным (т.к. 3 меньше 7), а значит, управление будет передано в тело цикла для его исполнения.
3. В данном примере тело цикла составляют два оператора, которые будут последовательно исполнены:
Sum = Sum + i; // Сумма накапливается
Alert(«i=»,i,» Sum=»,Sum); // Сообщение на экран
Переменная Sum не получила при инициализации какое-либо начальное значение, поэтому до начала первой итерации её значение равно нулю. В процессе вычислений значение переменной Sum увеличивается на величину i и по окончании первой итерации равно 3. Это значение можно увидеть в окне функции Alert() :
| i=3 Sum=3 |
4. Последним событием, которое происходит при выполнении оператора цикла, является исполнение Выражения_2:
Значение переменной i увеличивается на единицу. На этом заканчивается первая итерация, и управление передаётся на проверку Условия.
Далее начинается вторая итерация, пункты 2 — 4. В процессе вычислений переменные получают новые значения. В частности, на второй итерации значение переменной i будет равно 4, а Sum будет равно 7, о чём появится соответствующее сообщение. В целом, события в этой программе будут развиваться в соответствии со схемой:
Рис. 43. Функциональная схема исполнения оператора цикла for в программе sumtotal.mq4.
Программа будет циклически повторять исполнение оператора цикла, до тех пор, пока Условие не окажется ложным. Это произойдёт, когда значение переменной i будет равно 8, т.е. больше заданного значения переменной Nom_2, равного 7. В этом случае управление будет передано за пределы оператора for, а именно в строку:
Alert(«После выхода из цикла i=»,i,» Sum=»,Sum);// Вывод на экран
и дальше, на исполнение оператора return, завершающего работу специальной функции start().
Можно использовать эту программу для вычислений суммы любого другого интервала значений. Например, если заменить константы 3 и 7 на 10 и 15, то в результате исполнения этой же программы будет вычислена сумма значений для указанного интервала.
В некоторых языках программирования переменные, указанные в заголовке оператора цикла, после выхода из цикла теряют свои значения. В MQL4 это не так. Все переменные, участвующие в любых вычислениях, являются полноценными и сохраняют свои значения после завершения цикла. Вместе с тем, есть особенности, а скорее подробности, касающиеся значений переменных, участвующих в вычислениях.
Обратите внимание на 2 последние строки сообщений, оставшиеся после завершения всех вычислений и выгрузки скрипта:
| i=7 Sum=25 |
| После выхода из цикла i=8 Sum=25 |
Первое из этих сообщений появилось на стадии последней итерации, ещё до завершения цикла, а последнее сообщение выдано последней функцией Alert() перед завершением программы. Примечательно, что в этих строках отображаются разные значения переменной i. Ещё при выполнении цикла это значение равно 7, а после завершения цикла равно 8. Чтобы понять, почему это произошло, обратимся ещё раз к рис. 43.
Последняя (в данном случае — пятая) итерация начинается с проверки Условия. Значение i в этот момент равно 7. Поскольку 7 не больше, чем значение переменной Nom_2, то Условие истинно, а значит, будет выполняться тело цикла. По окончании выполнения операторов, составляющих тело цикла, осуществляется последняя операция: исполняется Выражение_2. Это необходимо ещё раз подчеркнуть особо:
 |
Последним событием, происходящим на каждой итерации при исполнении цикла for, является вычисление Выражения 2. |
В результате этого значение переменной i увеличивается на 1 и становится равным 8. Очередная проверка Условия (в начале следующей итерации) подтверждает, что теперь условие ложно, поэтому после проверки управление передаётся за пределы оператора цикла. При этом переменная i выходит из оператора цикла со значением 8, а значение переменной Sum остаётся равным 25, потому что исполнение тела цикла на этом этапе уже не происходит. Это замечание необходимо учитывать в случаях, когда количество итераций заранее неизвестно, и судить об этом программист предполагает, ориентируясь на значение переменной, вычисленной в Выражении_2.
Исключительным случаем можно считать ситуацию, при которой возникает зацикливание. Это становится возможным при различных ошибках. Например, если в качестве Выражения_2 ошибочно использовать оператор:
то значение счётчика на каждой итерации будет уменьшаться, поэтому Условие никогда не станет ложным.
Другим ошибочным случаем может быть неправильно составленное Условие:
В данном случае значение переменной i всегда будет больше или равным значению переменной Nom_1, поэтому Условие всегда будет оставаться истинным.
Взаимозаменяемость операторов циклов while и for
Использование того или иного оператора цикла полностью зависит от решения программиста. Здесь только нужно отметить, что эти операторы взаимозаменяемы; зачастую необходимо лишь немного доработать код программы.
Например, при решении Задачи 13, был использован оператор цикла for:
А так может выглядеть тот же фрагмент программы, но с использованием оператора цикла while:
Легко увидеть, что для подобной замены достаточно вынести Выражение_1 в строку, предшествующую оператору цикла, а Выражение_2 указать последним в теле цикла. Вы можете самостоятельно внести изменения в программу и запустить её на выполнение, чтобы убедиться, что результат при исполнении обоих вариантов окажется одинаковым.
Источник: book.mql4.com