Операторы организации циклов. Простой и составной оператор.

Цикл for

Если мы знаем точное количество действий (итераций) цикла, то можем использовать цикл for. Синтаксис его выглядит примерно так:

for (действие до начала цикла; условие продолжения цикла; действия в конце каждой итерации цикла) {    инструкция цикла;    инструкция цикла 2;    инструкция цикла N;}

Итерацией цикла называется один проход этого цикла.

Существует частный случай этой записи, который мы сегодня и разберем:

for (счетчик = значение; счетчик < значение; шаг цикла) { тело цикла;}

Счетчик цикла — это переменная, в которой хранится количество проходов данного цикла.

Описание синтаксиса

1. Сначала присваивается первоначальное значение счетчику, после чего ставится точка с запятой.

2. Затем задается конечное значение счетчика цикла. После того, как значение счетчика достигнет указанного предела, цикл завершится. Снова ставим точку с запятой.

3. Задаем шаг цикла. Шаг цикла — это значение, на которое будет увеличиваться или уменьшаться счетчик цикла при каждом проходе.

Пример кода

Напишем программу, которая будет считать сумму всех чисел от 1 до 1000.

# include <iostream> using namespace std; int main (){ int i; // счетчик цикла int sum = 0; // сумма чисел от 1 до 1000. setlocale(0, ""); for (i = 1; i <= 1000; i++) // задаем начальное значение 1, конечное 1000 и задаем шаг цикла - 1. {   sum = sum + i; } cout << "Сумма чисел от 1 до 1000 = " << sum << endl;         return 0;}

Если мы скомпилируем этот код и запустим программу, то она покажет нам ответ: 500500. Это и есть сумма всех целых чисел от 1 до 1000. Если считать это вручную, понадобится очень много времени и сил. Цикл выполнил всю рутинную работу за нас.

Цикл while

Когда мы не знаем, сколько итераций должен произвести цикл, нам понадобится цикл while или do...while. Синтаксис цикла while в C++ выглядит следующим образом.

while (Условие) { Тело цикла;}

Данный цикл будет выполняться, пока условие, указанное в круглых скобках является истиной. Решим ту же задачу с помощью цикла while. Хотя здесь мы точно знаем, сколько итераций должен выполнить цикл, очень часто бывают ситуации, когда это значение неизвестно.

Ниже приведен исходный код программы, считающей сумму всех целых чисел от 1 до 1000.

# include <iostream> using namespace std; int main (){ setlocale(0, ""); int i = 0; // инициализируем счетчик цикла. int sum = 0; // инициализируем счетчик суммы. while (i < 1000) {   i++;   sum += i; } cout << "Сумма чисел от 1 до 1000 = " << sum << endl;      return 0;}

После компиляции программа выдаст результат, аналогичный результату работы предыдущей программы. Но поясним несколько важных моментов. Я задал строгое неравенство в условии цикла и инициализировал счетчик i нулем, так как в цикле while происходит на одну итерацию больше, потому он будет выполняться, до тех пор, пока значение счетчика перестает удовлетворять условию, но данная итерация все равно выполнится. Если бы мы поставили нестрогое неравенство, то цикл бы закончился, когда переменная i стала бы равна 1001 и выполнилось бы на одну итерацию больше.

Теперь давайте рассмотрим по порядку исходный код нашей программы. Сначала мы инициализируем счетчик цикла и переменную, хранящую сумму чисел.

В данном случае мы обязательно должны присвоить счетчику цикла какое-либо значение, т.к. в предыдущей программе мы это значение присваивали внутри цикла for, здесь же, если мы не инициализируем счетчик цикла, то в него попадет «мусор» и компилятор в лучшем случае выдаст нам ошибку, а в худшем, если программа соберется — сегфолт практически неизбежен.

 

Затем мы описываем условие цикла — «пока переменная i меньше 1000 — выполняй цикл». При каждой итерации цикла значение переменной-счетчика i увеличивается на единицу внутри цикла.

Когда выполнится 1000 итераций цикла, счетчик станет равным 999 и следующая итерация уже не выполнится, поскольку 1000 не меньше 1000. Выражение sum += i является укороченной записью sum = sum + i.

После окончания выполнения цикла, выводим сообщение с ответом.

Цикл do while

Цикл do while очень похож на цикл while. Единственное их различие в том, что при выполнении цикла do while один проход цикла будет выполнен независимо от условия. Решение задачи на поиск суммы чисел от 1 до 1000, с применением цикла do while.

# include <iostream> using namespace std; int main (){ setlocale(0, ""); int i = 0; // инициализируем счетчик цикла. int sum = 0; // инициализируем счетчик суммы. do { // выполняем цикл.    i++;   sum += i; } while (i < 1000); // пока выполняется условие. cout << "Сумма чисел от 1 до 1000 = " << sum << endl; return 0;}

Составной оператор С++ Составной оператор служит для объединения нескольких операторов в один. Данную конструкцию можно применять для выполнения нескольких действий в одном условии, то есть если вам требуется при соответствии условия заданным параметрам произвести сразу несколько вычислений.

                                                                                

Пример: Вывести числа от 0 до 99, по 10 в каждой строке

 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // для возможности использования scanf

#include <stdio.h>

int main() {

for(int i=0; i<10; i++) // цикл для десятков

 

{

for (int j = 0; j < 10; j++) // цикл для единиц   

{

printf("%2d ", i * 10 + j); // выводим вычисленное число (2 знакоместа) и пробел

}

printf("\n"); // во внешнем цикле переводим строку

}

getchar(); // scanf() не использовался,

return 0; // поэтому консоль можно удержать одним вызовом getchar()

}

Записи (структуры)

Структура - это совокупность переменных, объединенных одним именем, предоставляющая общепринятый способ совместного хранения информации. Объявление структуры приводит к образованию шаблона, используемого для создания объектов структуры. Переменные, образующие структуру, называются членами структуры. (Члены структуры также часто называются элементами или полями.)

Обычно все члены структуры связаны друг с другом. Например, информация об имени и адресе, находящаяся в списке рассылки, обычно представляется в виде структуры. Следующий фрагмент кода объявляет шаблон структуры, определяющий имя и адрес. Ключевое слово struct сообщает компилятору об объявлении структуры.

Синтаксис объявления структуры

 

struct <имя>;

 <тип1> <поле1>;

 <тип2> <поле2>;

…

 <типN> <пилеN>;

};

 

Например

 

struct point_t {

int x;

int y;

};

 

Объявление структуры начинается с ключевого слова struct и содержит список объявлений, заключенный в фигурные скобки. За словом struct может следовать имя, называемое тегом структуры (от английского слова tag — ярлык, этикетка. — Примеч. пер.), point в нашем случае. Тег дает название структуре данного вида и далее может служить кратким обозначением той части объявления, которая заключена в фигурные скобки.

Перечисленные в структуре переменные называются элементами (members - В некоторых изданиях, в том числе во 2-м издании на русским языке этой книги structure members переводится как члены структуры. - Примеч. ред). Имена элементов и тегов без каких-либо коллизий могут совпадать с именами обычных переменных (т. е. не элементов), так как они всегда различимы по контексту. Более того, одни и те же имена элементов могут встречаться в разных структурах, хотя, если следовать хорошему стилю программирования, лучше одинаковые имена давать только близким по смыслу объектам.

Объявление структуры определяет тип. За правой фигурной скобкой, закрывающей список элементов, могут следовать переменные точно так же, как они могут быть указаны после названия любого базового типа. Таким образом, выражение

struct {...} x, y, z;

с точки зрения синтаксиса аналогично выражению

int х, у, z;

в том смысле, что и то и другое объявляет x, y и z переменными указанного типа; и то и другое приведет к выделению памяти соответствующего размера.

Объявление структуры, не содержащей списка переменных, не резервирует памяти; оно просто описывает шаблон, или образец структуры. Однако если структура имеет тег, то этим тегом далее можно пользоваться при определении структурных объектов. Например, с помощью заданного выше описания структуры point строка

struct point pt;

определяет структурную переменную pt типа struct point. Структурную переменную при ее определении можно инициализировать, формируя список инициализаторов ее элементов в виде константных выражений:

struct point maxpt = {320, 200};

Инициализировать автоматические структуры можно также присваиванием или обращением к функции, возвращающей структуру соответствующего типа.

 

Доступ к отдельному элементу структуры осуществляется посредством конструкции вида:

имя-структуры. элемент

Оператор доступа к элементу структуры. соединяет имя структуры и имя элемента. Чтобы напечатать, например, координаты точки pt, годится следующее обращение к printf:

printf("%d, %d", pt.x, pt.y);

Другой пример: чтобы вычислить расстояние от начала координат (0,0) до pt, можно написать

double dist, sqrt(double);

 

dist = sqrt((double)pt.x * pt.x + (double)pt.y * pt.y);

Структуры могут быть вложены друг в друга. Одно из возможных представлений прямоугольника - это пара точек на углах одной из его диагоналей:

struct rect {

struct point pt1;

struct point pt2;

};

Структура rect содержит две структуры point. Если мы объявим screen как

struct rect screen;

то

screen.pt1.x

обращается к координате x точки pt1 из screen.