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

34789. Атомистическая трактовка бытия. Левкипп и Демокрит 23.5 KB
  Космос рождается в вихре из столкновения атомов а цилиндрическая Земля находится в центре Вселенной. Признавал наличие двух первоначал: атомов и пустоты. Пустоту представлял как вакуум бесконечное пространство; в пустоте движется бесконечное количество атомов составляющих Бытие то есть физический мир. Таким образом различия между предметами по цвету температуре вкусу и другим чувственно воспринимаемым качествам вызваны лишь комбинациями атомов различной конфигурации.
34790. Софисты: человек – мера всех вещей. Протагор 26.5 KB
  древнегреческий философ основатель школы софистов. Название школы происходит от греческого sophistes мудрый или знающий. Первый и наиболее выдающийся представитель школы Протагор около 485 около 410 до н. Софисты не образуя единой школы в основном исследовали этическую политическую и гносеологическую проблематику.
34791. Платон и его учение об идеях. Теория познания и учение о душе. Теория государства Платона 28.5 KB
  В области моральнопсихологической проблематики основывался на дифференциации трех составляющих души: аффективной волевой и рассудочной вожделение и пыл как два коня души которыми правит возница разум чему соответствуют такие фундаментальные добродетели как воздержанность мужество и мудрость. В процессе развития человека она вспоминает свои знания которые видела раньше При этом чувственноэмпирический опыт является лишь толчком к воспоминанию поэтому Платон советует обращаться к душе минуя по возможности органы...
34792. Метафизика Аристотеля: учение о 4 причинах. Учение о душе. Разум и воля этика Аристотеля 30 KB
  Аристотель 384 322 до н. АРИСТОТЕЛЬ О ПРЕДМЕТЕ И ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ НАУЧНОГО ЗНАНИЯ Аристотель 384322 гг. Аристотель является родоначальником собственно научной философии в его учении некоторые науки получили освещение с точки зрения философии. Аристотель детально и глубоко разработал теорию познания после чего создал труд по логике который сохраняет свое непреходящее значение и сейчас.
34793. Малые сократические школы: киники, киренаики, мегарики 36.5 KB
  ученик Сократа. Кроме Аристиппа ученика Сократа и софистов к составу школы принадлежали: Аретэ дочь Аристиппа Аристипп младший внук основателя школы Антипатр Феодор Гегезий и Анникерес. подобно киникам поняли учение Сократа односторонне. Громкая молва о мудрости Сократа привлекла его в Афины где он сделался учеником философа.
34794. Этика стоиков: позднеантичный идеал мудреца. Сенека Эпиктет Марк Аврелий 42.5 KB
  Сенека Эпиктет Марк Аврелий. Римского стоицизма Сенека Эпиктет Марк Аврелий. тот же текст переложил для нужд монастырской жизни Нил Анкирский МАРК АВРЕЛИЙ АНТОНИН Mrcus urelius ntoninus 121–180 – философстоик римский император с 161. При рождении получил имя Марк Анний Вер.
34795. Этика Эпикура, принцип гедонизма, отношения к суевериям, к жизни и смерти. Скептицизм. Пиррон 35 KB
  Скептицизм. Скептицизм античный древнегреческое учение впервые обоснованное Пирроном из Элиды в конце 4 в. К скепсису подобного рода он добавил моральный и логический скептицизм заявляя что никогда не может быть рационального основания для того чтобы предпочесть один порядок действия другому. Став философским учением скептицизм превратился из простого сомнения в сомнение догматическое.
34796. Гиппократ и зарождение научной медицины. Гиппократова модель врачебной этики и принцип не навреди 42.5 KB
  Наследие Имя Гиппократа сделалось собирательным и многие сочинения из семидесяти приписываемых ему принадлежат другим авторам преимущественно его сыновьям. Существует несколько сочинений Гиппократа этического направления: Клятва Закон О враче О благоприличном поведении Наставления которые в конце V и начале IV века до н. превратят научную медицину Гиппократа в медицинский гуманизм. За труды Гиппократа выдавались многие более поздние псевдогиппократовские произведения.
34797. Истоки средневековой философии. Библейские идеи философского значения 30.5 KB
  Формирование средневековой европейской философии Средневековая философия отдельный отрезок в истории европейской философии который непосредственно связан с христианской религией. Средневековая стадия философии имеет самостоятельное значение для развития философского мышления. Вовторых христианские взгляды заключают в себе оригинальные основания для дальнейшей разработки заимствованных из греческой философии понятий а равно для образования новых понятий которые оказали существенное влияние на последующую философию.