Воробьева А.П., Соппа М.С. - Система программирования Турбо Паскаль 7.0 (1092189), страница 9
Текст из файла (страница 9)
until x > 2.5;
End.
Основные отличия оператора цикла WHILE
от оператора цикла REPEAT.
-
В теле цикла оператора WHILE может стоять только один оператор. Для выполнения в цикле нескольких операторов тело цикла должно заключаться в операторные скобки BEGIN … END.
В операторе REPEAT операторные скобки не ставятся, так как их целиком заменяют служебные слова REPEAT … UNTIL.
-
В операторе WHILE тело цикла может не выполняться ни разу, если логическое выражение сразу окажется ложным.
В операторе REPEAT логическое выражение записывается после тела цикла. Поэтому тело цикла обязательно выполнится хотя бы один раз.
6.2. Операторы цикла с параметром
Различают два вида записи оператора:
FOR i := m1 TO m2 DO <тело цикла>;
FOR i := m1 DOWNTO m2 DO <тело цикла>;
i – параметр цикла целого типа, управляющий работой цикла;
m1, m2 – выражения целого типа, определяющие начальное и конечное значения параметра цикла.
Тело цикла состоит из одного оператора. В случае выполнения в цикле нескольких операторов надо воспользоваться операторными скобками BEGIN … END.
Работа оператора цикла FOR … TO
Тело цикла выполняется для каждого значения параметра i, начиная от m1 до конечного значения m2. После каждого шага выполнения цикла значение параметра i автоматически увеличивается на 1.
Графическая интерпретация оператора цикла FOR … TO
В блок-схемах оператору цикла FOR соответствует структура ЦИКЛ-ПОКА.
Замечание 1. Оператор цикла FOR … DOWNTO отличается от оператора FOR … TО лишь тем, что , и значение параметра i на каждом шаге вычислений автоматически уменьшается на 1.
Правила использования оператора цикла FOR
-
Параметр цикла
, а также значения
и
, должны быть целого типа.
-
Значение параметра
увеличивается (или уменьшается) на 1 автоматически. Поэтому шаг изменения параметра
не указывается в заголовке цикла.
-
Параметр
, а также значения
и
, не должны переопределяться в теле цикла. При завершении работы оператора параметр
становится неопределенным, и переменную
можно использовать в других целях.
-
Тело цикла может не выполниться ни разу, если
для цикла FOR … TO, или
для цикла FOR … DOWNTO.
Замечание 2. Оператор цикла WHILE наиболее универсальный из трех операторов цикла, используемых в Турбо Паскале. Однако конструкция оператора цикла FOR является наиболее простой. Поэтому рекомендуется там, где возможно, использовать оператор FOR.
6.3. Базовые алгоритмы
Для реализации циклических вычислительных процессов в большинстве случаев используются следующие базовые алгоритмы:
-
табулирование функций;
-
организация счетчика;
-
накопление суммы или произведения;
-
поиск минимального или максимального члена последовательности.
Ниже приводятся примеры программирования задач на основе базовых алгоритмов.
Задача 1. Алгоритм организации счетчика.
Дана последовательность:
Определить количество положительных членов последовательности.
Решение
Представим последовательность в общем виде:
Для организации счетчика в памяти компьютера выделяется ячейка, содержимое которой увеличивается на 1 каждый раз, когда встречается положительный член последовательности. В программе ячейке (счетчику) соответствует переменная целого типа, например, переменная L. Работа счетчика реализуется с помощью оператора присваивания L:= L + 1;. В начальный момент содержимое ячейки должно быть равно нулю. С этой целью предварительно осуществляется очистка ячейки оператором L:= 0;.
Программа
Program Z_1;
Var
a: real;
n, L: integer;
Begin
L := 0;
for n := 1 to 50 do
begin
a := cos(2 n - 1);
if a>0 then L := L + 1;
end;
writeln(‘L=’, L);
End.
Задача 2. Алгоритм накопления суммы.
Дана последовательность:
где - заданное вещественное число.
Вычислить сумму членов последовательности, которые по модулю больше 0.3.
Решение
Общий член последовательности имеет вид:
Для вычисления суммы в памяти компьютера выделяется ячейка , к содержимому которой прибавляется член последовательности
каждый раз, когда выполняется условие
. Накопление суммы реализуется оператором
. В начальный момент ячейка для суммирования должна быть очищена оператором
.
Программа
Program Z_2;
Var
a, x, S: real;
n: integer;
Begin
writeln(‘Введите число x’);
read (x);
S:=0;
for n := 1 to 8 do
begin
a := sin(2 n x);
if abs(a) > 0.3 then S := S + a;
end;
writeln(‘S=’, S:6:2);
End.
Задача 3. Алгоритм накопления произведения.
Дана последовательность:
Вычислить значение: , где
- произведение отрицательных членов последовательности.
Решение
Общий член последовательности имеет вид:
Для реализации алгоритма накопления произведения выделяется ячейка памяти , в которой осуществляется последовательное перемножение отрицательных членов последовательности с помощью оператора присваивания
. В начальный момент в ячейку должна быть занесена единица оператором
.
Программа
Program Z_3;
Var
x, y, P, PO: real;
Begin
PO := 1;
x := 0.1;
while x<=10 do
begin
y := cos(x);
if y<0 then PO := PO y;
x := x + 0.1;
end;
P := abs(PO);
writeln(‘P=’, P:6:2);
End.
Задача 4. Алгоритм поиска минимального члена последовательности.
Дана последовательность:
Найти минимальный член последовательности.
Решение
Для реализации алгоритма выделяется ячейка памяти MIN, в которую сначала заносится первый член последовательности. Затем, начиная со второго, производится сравнение вычисленных членов последовательности с содержимым ячейки MIN. Если текущий член последовательности меньше содержимого ячейки MIN, то он переписывается в эту ячейку. В противном случае содержимое ячейки MIN сохраняется. При завершении сравнения всех членов последовательности в ячейке MIN запоминается минимальное значение.
Замечание 1. Алгоритм поиска максимального члена последовательности отличается лишь тем, что в ячейке (ей можно дать имя MAX) запоминается больший из сравниваемых членов последовательности.
Замечание 2. В начальный момент в ячейку MIN можно занести число, которое было бы достаточно большим и превышало область определения сравниваемых чисел, например:
MIN := +1E6;
Тогда при сравнении с содержимым ячейки MIN первое число обязательно окажется меньше и переписывается в ячейку MIN.
При поиске максимального члена последовательности в ячейку MAX в начальный момент заносится, наоборот, достаточно малое число, которое должно быть меньше всех сравниваемых чисел, например:
MAX := -1E6;
В этом случае первое из сравниваемых чисел окажется больше содержимого ячейки MAX и переписывается в эту ячейку.
Программа
Program Z_4;
Var
a, min: real;
k: integer;
Begin
min := +1E6;
for k := 1 to 10 do
begin
a := exp(k) sin(2k+1)/cos(2k+1);
if a<min then min := a;
end;
writeln(‘min=’, min:6:2);
End.
6.4. Кратные циклы
Тело цикла может содержать любой оператор, в том числе и оператор цикла. Структура цикла, содержащая вложенный цикл, называется кратным циклом. Число вложений может быть произвольным. Если цикл содержит один вложенный цикл, то он называется двойным циклом.
Цикл, который содержит вложенный цикл, называется внешним. В двойном цикле вложенный цикл называется внутренним. Переменная внутреннего цикла всегда меняется быстрее, чем внешнего. Это означает, что для каждого значения внешней переменной цикла меняются все значения внутренней переменной.
Внешний и внутренний циклы могут использовать любой вид операторов цикла Турбо Паскаля (WHILE, REPEAT, FOR).
Пример. Алгоритм табулирования функции с двумя переменными.
Вычислить значение функции:
при x, изменяющемся на интервале [-1, 1] с шагом и
, изменяющемся на интервале [0, 1] с шагом
.
При организации двойного цикла примем:
x - внешняя переменная цикла;
y - внутренняя переменная цикла.
Тогда вид таблицы на экране будет следующим:
x | y | z(x,y) |
-1.0 | 0.0 | z(-1.0,0.0) |
-1.0 | 0.1 | z(-1.0,0.1) |
… | … | … |
-1.0 | 1.0 | z(-1.0,1.0) |
-0.8 | 0.0 | z(-0.8,0.0) |
… | … | … |
-0.8 | 1.0 | z(-0.8,1.0) |
… | … | … |
Программа
Program TAB_2;
Var
x, y, z: real;