25. Операторы циклов. Оператор for.

Оператор цикла for

Оператор цикла for – оператор цикла с параметром и с предусловием. Используется, если заранее известно количество повторений тела цикла, начальные значения параметров цикла, условие повторения цикла, как изменяются параметры цикла. Общий вид оператора цикла for:

for (p1; p2; p3) S;

Здесь

for(p1; p2; p3) – заголовок цикла.

S – простой или составной оператор языка Си – тело или рабочая часть цикла.

p1 – список операторов, разделенных запятой, инициирующих начальные значения (как правило) параметров цикла. Эти операторы выполняются один раз до начала выполнения рабочей части цикла. Областью действия переменных, объявленных в этой части цикла, является цикл.

p2 – список операторов и выражений, определяющих условие повторения цикла. Выполняется перед каждым выполнением тела цикла. При этом, если значение последнего выражения списка p2 истинно (!=0), то тело цикла выполняется, а если ложно (==0), происходит выход из цикла к следующему оператору программы.

p3 – список операторов и выражений изменения параметров цикла (подготовка данных для очередного шага цикла). Выполняется после каждого выполнения тела цикла.

Основные правила и порядок выполнения оператора цикла for:

1. До начала выполнения тела цикла выполняется один раз список p1.

2. Выполняются операторы и выражения списка p2; производится анализ полученного значения последнего выражения из p2 (в дальнейшем p2):

   1. если p2 истинно (!=0), то тело цикла выполняется;

   2. если p2 ложно (==0), то тело цикл завершается;

   3. если p2 ложно (==0) до первого выполнения тела цикла, то тело цикла не выполняется ни разу.

3. После выполнения рабочей части цикла выполняются операторы и выражения p3 и осуществляется переход к п. 2) данных правил.

4. Появление в любом месте тела цикла оператора continue вызывает переход к выполнению списка p3, п. 3) данных правил.

5. Появление в любом месте тела цикла оператора break вызывает переход к оператору, следующему после оператора цикла, т. е. осуществляется выход из цикла. При этом параметр цикла сохраняет то значение, при котором произошло завершение выполнения цикла.

6. После нормального завершения цикла значение параметра цикла равно значению, которое привело к завершению цикла.

Пример.

for ( i=1; i<5; i++ );

printf ( “i=%d\n”,i );

Приведен цикл, не содержащий тела цикла, так как сразу после заголовка цикла стоит символ ";" (тело цикла – пустой оператор), и оператор вывода значения i. Выполнение цикла завершится при i=5. Значение 5 и будет выведено.

7. Если в заголовке цикла отсутствует список p1 и/или p2 и/или p3, то символы ";" должны остаться. Например,

for ( ; ; ); //Бесконечный цикл

for ( i=1; ; i++ ); //Бесконечный цикл

for ( i=1; i<5 ; ); //Бесконечный цикл

Примечание. Использование в заголовке цикла посторонних вычислений считается плохим стилем. Следует использовать заголовок цикла for для операций по управлению циклом.

Пример.1.2. Вычислить и вывести степени двойки – значения 2ⁿ для n=1, 2, …, k (k>1).

Решение. Пусть x – искомые значения. Положим x=1. Тогда первая степень двойки x равна х2, что равно 2¹. Если положить х=х*2, то вторая степень двойки есть х2, что равно 2². И так далее. Т. о., степени двойки от первой до к-ой можно вычислить, выполнив к раз рекуррентное соотношение х=х2, положив предварительно х=1. Реализовать такой алгоритм можно с использованием цикла с параметром и с предусловием. Графическая схема алгоритма, программа на языке Си, результаты выполнения программы при к=15 изображены на рис. 2.1. Параметр цикла i (степень двойки) принимает значения 1, 2, …, к, следовательно, является счетчиком.