11824

Операторы цикла и передачи управления

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа №4. Операторы цикла и передачи управления 1 Цель и порядок работы Цель работы – изучить операторы используемые при организации программ циклических вычислительных процессов получить практические навыки в составлении программ. Порядок выпо...

Русский

2013-04-12

110 KB

31 чел.

Лабораторная работа №4. Операторы цикла и передачи управления

1 Цель и порядок работы

Цель работы – изучить операторы, используемые при организации программ циклических вычислительных процессов, получить практические навыки в составлении программ.

Порядок выполнения работы:

  •  ознакомиться с описанием лабораторной работы;
  •  получить задание у преподавателя, согласно своему варианту;
  •  написать программу и отладить ее на ЭВМ;
  •  оформить отчет.

2 Краткая теория

2.1 Операторы цикла

Многократно повторяемые действия могут быть заданы с помощью операторов цикла. Язык C++ поддерживает три вида циклов:

- цикл с предусловием;

- цикл с постусловием;

- цикл с параметром (итерационный цикл).

2.1.1 Цикл с предусловием (while)

Цикла с предусловием задается при помощи оператора while. Он имеет следующую форму записи:

while (условие) тело_цикла; 

Условие – это скалярное выражение, определяющее условия продолжения выполнения операций. Оно принимает логическое значение "истина" (true или любое не нулевое или не пустое значение) или "ложь" (fasle, ноль или пустое значение (null)). Выполнение оператора повторяется до тех пор, пока значением условия является "истина".

Тело цикла не может быть описанием или определением. Это либо отдельный (в том числе пустой) оператор, либо блок (один или несколько операторов помещенных в фигурные скобки). Условие вычисляется заново перед каждой итерацией.

Рисунок 4.1 – Блок-схема оператора цикла с предусловием

Предположим, необходимо подсчитать, сколько десятичных цифр нужно для записи целого положительного числа N, можно с помощью следующего фрагмента:

int digits = 0;

while (N > 0)

{

  digits = digits + 1;

  N = N / 10;

}

2.1.2 Цикл с предусловием (do while)

Оператор цикла с постусловием начинается со служебного слова do и заканчивается служебным словом while, между которыми располагается тело цикла.

Синтаксис записи оператора:

do

  тело_цикла;

while (условие);

Отличие от предыдущей формы цикла while заключается в том, что условие проверяется после выполнения тела цикла.

Рисунок 4.2 – Блок-схема оператора цикла с постусловием

Предположим, необходимо вычислить произведение нечетных чисел от 1 до 10 включительно.

 

int i = 1, p = 1;

do

{

  p *= i;  // умножим произведение на i (p = p * i)

  i += 2;  // перейдем к следующему нечетному числу (i = i + 2)

} while (i < 10);            

В операторах циклов while и do while можно использовать операторы break и continue, предназначенные для прекращения работы цикла и пропуска остатка цикла с переходом к следующей итерации соответственно.

2.1.3 Цикл с параметром (for)

Цикл с параметром или итерационный цикл реализует фундаментальный принцип вычислений в программировании – итерацию. Во время работы данного оператора, тело цикла будет повторяться, а повторение иногда называют итерацией. Т.е. при этом выполняется перебор значений переменной, которая используется для работы операторов, входящих в тело цикла.

Оператор цикла состоит из заголовка цикла и тела цикла. Тело цикла – это оператор, который будет повторно выполняться. Заголовок – это ключевое слово for, после которого в круглых скобках записаны три выражения, разделенные точкой с запятой. Первое выражение (инициализация цикла) вычисляется один раз до начала выполнения цикла. Второе – это условие цикла. Тело цикла будет повторяться до тех пор, пока условие цикла истинно. Третье выражение, последовательность скалярных выражений разделенных запятыми ",", вычисляется после каждого повторения тела цикла.

for (инициализация; условие; модификация)

   тело_цикла;

Первое выражение обычно используется для установления начального значения переменных, управляющих циклом. Второе выражение – это выражение, определяющее условие, при котором тело цикла будет выполняться. Третье выражение определяет изменение переменных, управляющих циклом после каждого выполнения тела цикла.

Схема выполнения оператора for:

1. Вычисляется первое выражение.

2. Вычисляется второе выражение.

3.1. Если значения второго выражения отлично от нуля (истина), выполняется тело цикла, вычисляется третье выражение и осуществляется переход к пункту 2.

3.2. Если второе выражение равно нулю (ложь), то управление передается на оператор, следующий за оператором for.

Существенно то, что проверка условия всегда выполняется в начале цикла. Это значит, что тело цикла может ни разу не выполниться, если условие выполнения сразу будет ложным.

Предположим, нам нужно вычислить сумму всех целых чисел от 0 до 100. Для этого воспользуемся оператором цикла for:

int sum = 0;

int i;

for (i = 1; i <= 100; i = i + 1)   // заголовок цикла

  sum = sum + i;                  // тело цикла

Любое из трех выражений в заголовке цикла может быть опущено (в том числе и все три). То же самое можно записать следующим образом:

int sum = 0;

int i = 1;

for ( ; i <= 100; ) 

{

  sum = sum + i;

  i = i + 1;

} 

           

Заметим, что вместо одного оператора в теле цикла записано несколько операторов, заключенных в фигурные скобки – блок.

Еще один вариант:

int sum = 0;

int i = 1;

for ( ; ; )

{

  if (i > 100)

      break;

  sum = sum + i;

      i = i + 1;

}

В последнем примере был использован оператор break, который завершает выполнение цикла.

Еще одно полезное свойство цикла for: в первом выражении заголовка цикла можно объявить переменную. Эта переменная будет действительна только в пределах цикла.

2.2 Операторы передачи управления

К операторам передачи управления  относят  оператор безусловного перехода goto,  оператор возврата из функции return, оператор выхода из цикла или переключателя break и оператор перехода к  следующей итерации цикла continue.

2.2.1 Оператор безусловного перехода (goto)

Оператор безусловного перехода имеет вид:

goto идентификатор;

Идентификатор - имя метки расположенной в той же функции, где используется goto. Передача управления разрешается на любой помеченный оператор в теле функции. Запрещено перескакивать через описания, содержащие инициализацию объектов. Это ограничение не распространяется на вложенные блоки, которые можно обойти циклом. Применение оператора goto необходимо свести к минимуму. Если же применяете его, то придерживайтесь следующих правил:

- не входить внутрь блока извне;

- не входить внутрь условного оператора;

- не входить внутрь переключателя;

- не передавать управление внутрь цикла.

2.2.2 Оператор возврата из функции (return)

Оператор возврата из функции имеет вид:

return выражение;

или

return;

Выражение может быть только скалярным.

Например, функция вычисляет и возвращает куб значения своего аргумента:

float cube(float z) { return i*i*i; }

Выражение в операторе return не может присутствовать, если возвращенное функцией значение имеет тип void.

2.2.3 Оператор выхода из цикла (break)

Оператор break служит для принудительного выхода из цикла или переключателя. Он осуществляет передачу управления к следующему за циклом или переключателем оператору.

Например, если необходимо применить дополнительное условие выхода из цикла:

while(i < j)

{

  i++;

  if (i == j)

      break;

  j=--;

}

Циклы и переключатели могут быть вложенными, break позволяет выйти только из самого внутреннего цикла или переключателя.

2.2.4 Оператор перехода к следующей итерации цикла (continue)

Еще одним оператором передачи управления является оператор перехода к  к следующей итерации (оператор продолжения) continue. Он употребляется только в операторах цикла. С его помощью завершается текущая итерация (при этом пропускается остаток тела цикла) и начинается проверка условия дальнейшего продолжения цикла, т.е. условий начала следующей итерации.

Например, если необходимо найти сумму всех целых чисел от 0 до 100, которые не делятся на 7.

int sum = 0;

for (int i = 1; i <= 100; i = i+1) 

{

  if ( i % 7 == 0)

      continue;

  sum = sum + i;

} 

3 Контрольные вопросы

  1.  Какие виды операторов цикла существуют.
  2.  Опишите оператор цикла с предусловием.
  3.  Опишите оператор цикла с постусловием.
  4.  Опишите оператор цикла с параметром.
  5.  Перечислите операторы передачи управления.
  6.  Какое назначение оператора break.
  7.  Какое назначение оператора continue.
  8.  Какое назначение оператора return.
  9.  Какое назначение оператора goto.

4 Задание

  1.  Написать программу в соответствии с вариантом задания из пункта 5.
  2.  Проверить работоспособность программы.
  3.  Отладить и протестировать программу.
  4.  Оформить отчёт.

5 Варианты заданий

  1.  Найти сумму целых положительных чисел из промежутка от А до В, кратных 3 (А и В вводятся с клавиатуры).
  2.  Найти количество делителей натурального числа. Сколько из них четные?
  3.  Дано натуральное n. Написать программу вычисления аn.
  4.  Составить алгоритм для расчета функции y= ln(sin(x)+1)*0.15 при изменении x от 0 до 12 с шагом х=0.2.
  5.  Самолет летит из пункта А к пункту В со средней скоростью v. Составить алгоритм для нахождения времени полета t(1), если есть встречный ветер, скорость которого v(1), и времени t(2), если ветра нет. Расстояние между пунктами А и В считать известным и равным S. Скорость ветра v(1) может изменяться от 0 до 15 м/с. Считать шаг изменения v(1) =0.5м/с.
  6.  Найти количество делителей натурального числа, больших К (К вводится).
  7.  Дана функция y=tg(x)+1. Написать программу для поиска максимального значения y в промежутке x[2;2.8] с шагом 0,1.
  8.  Дано вещественное число a, целое n. Вычислить: a (a-1) (a-2)...(a-n).
  9.  Получить таблицу пересчета миль в километры и обратно (1 миля = 1,609344 км) для расстояний, не превышающих k км, в следующем виде:

МИЛИ КМ

0,6214 1,0000

1,0000 1,6093

  1.  Дано целое число K. Найти сумму цифр числа  К.
  2.  Составить алгоритм для расчета функции у при х=0..15:
  3.  Написать программу возведения натурального числа в квадрат, используя следующую закономерность:

12=1

22=1+3

32=1+3+5

42=1+3+5+7

n2=1+3+5+7+…+2n-1

  1.  Дана функция y=2x3+1 Написать программу для поиска максимального значения y в промежутке x[-1;1] с шагом 0,2.
  2.  Программа ждет ввода числа и в зависимости от количества цифр в числе выдает сообщение об их разрядности: трехзначное, пятизначное и т.д.
  3.  Найти сумму десяти чисел кратных 3.
  4.  Используя алгоритм Евклида, найти наименьшее общее кратное (НОК) m и n.
  5.  Вычислить (1-sin (0.1))+(1+sin (0.2))+ (1-sin (0.3))+ ...+(1+sin (1.0)).
  6.  Написать программу нахождения суммы чисел по правилу (n-четно): a2+a4+a6+…+an.
  7.  Дано натуральное число. Получить все его натуральные делители.
  8.  Дана функция y=0.5+sin(5x), причем х изменяется от 0 до 2 с шагом х=/6.
  9.  Найти все натуральные числа от 1 до 1000, которые совпадают с последними разрядами своих квадратов, например: 252 = 625, 762 = 5676.
  10.  Дано целое число K. Найти произведение цифр числа  К.
  11.  Даны два натуральных числа. Получить их наибольший общий делитель (НОД), используя алгоритм Евклида.
  12.  Найти сумму четных делителей натурального числа.
  13.  Написать программу нахождения суммы чисел по правилу (n-нечетно): a1+a3+a5+…+an.

6 Содержание отчета

  1.  Титульный лист.
  2.  Наименование и цель работы.
  3.  Краткое теоретическое описание.
  4.  Задание на лабораторную работу.
  5.  Схема  алгоритма.
  6.  Листинг программы.
  7.  Результаты выполнения программы.


+

ело цикла

условие

условие

тело цикла

+


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4461. Київська Русь, її суспільно-політичний розвиток 160 KB
  Мета заняття. Ознайомити студентів із заняттями та віруваннями найдавніших слов'янських племен. Показати особливості формування держав у східнослов'янських племен на території сучасної України, розвитком Київської та Галицько-Волинської держав у ІХ-ХІІІ ст., боротьбою проти завойовників-кочівників.
4462. Українські землі у складі Литви та Польщі. Виникнення українського козацтва (кін. XIV – сер.XVII ст.) 79.67 KB
  Українські землі у складі Литви та Польщі. Виникнення українського козацтва (кін. XIV – сер.XVII ст.) Мета заняття.Ознайомити студентів із розвитком українських земель в сер. XIV – сер.XVII ст. Показати особливості адміністрати...
4463. Визвольна війна українського народу середини ХVІІ ст. Формування української держави 62 KB
  Визвольна війна українського народу середини ХVІІ ст. Формування української держави Мета заняття.Ознайомити студентів із причинами, характером, рушійними силами національно-визвольної боротьби українського народу середини 17 ст. Показати особ...
4464. Велика Руїна. Гетьманщина. Ліквідація української автономної державності 104.14 KB
  Велика Руїна. Гетьманщина. Ліквідація української автономної державності. Мета заняття. Ознайомити студентів із причинами та основними подіями громадянської війни - Руїни в Україні. Показати особливості становища українських земель кінця 17- по...
4465. Українські землі у складі Російської та Австро-Угорської імперій у ХІХ – на початку ХХ ст. 67.91 KB
  Українські землі у складі Російської та Австро-Угорської імперій у ХІХ – на початку ХХ ст. Мета заняття.Ознайомити студентів із становищем українських земель у XIX- на поч. ХХ ст., особливостями соціально-економічного розвитку та суспільн...
4466. Українська національна демократична революція 1917-1921 рр. Україна в складі СРСР (1922 – 1939 рр.) 75.63 KB
  Українська національна демократична революція 1917-1921 рр. Україна в складі СРСР (1922 – 1939 рр.) Мета заняття.Ознайомити студентів із становленням української державності та боротьбою різних сил в Україні у 1917-1921р.р.,становищ...
4467. Україна в роки Другої світової війни. Суспільно-політичний, соціально-економічний розвиток України від другої половини 40-х до початку 80-х рр. ХХ ст. 79.85 KB
  Україна в роки Другої світової війни. Суспільно-політичний, соціально-економічний розвиток України від другої половини 40-х до початку 80-х рр. ХХ ст. Мета заняття: Ознайомитись з планами гітлерівців щодо України, основними подіями та перебігом війс...
4468. Національно-державне відродження українського народу. Незалежна Україна на сучасному етапі 67.98 KB
  Перебудова в СРСР та її наслідки для України. Спроба державного перевороту в СРСР і Україна. Розпад Радянського Союзу і відродження незалежної України. Розгортання державотворчих процесів. Становлення владних структур, прийняття Конституції України Політичне життя в Україні. Вибори до Верховної Ради України в 1994, 1998, 2002, 2006, 2007 рр. Вибори Президента України 1999, 2004, 2010 рр.
4469. Історія україни Опорний конспект. Методична розробка 1.37 MB
  Методична розробка Опорний конспект з історії України написана на основі навчальної програми курсу Історія України для вищих навчальних закладів І і ІІ рівнів акредитації дає вказівки по вивченню, засвоєнню матеріалу, що вивчається аудиторно. Робота...