Операторы управления циклом. Зацикливание

Существует два оператора, которые позволяют управлять выполнением цикла. Это операторы break и continue .

Давайте рассмотрим их работу на следующем примере: Модифицируем программу из прошлого урока.

Программа: Игральный кубик.

Программа заменяет обычный игральный кубик.

• 1 — бросить кубик;
• 0 — закончить игру.

Код такой программы будет выглядеть следующим образом:

#include #include #include int main(void) < srand(time(NULL)); printf("########### Devil\'s bones ###########\n"); printf("# #\n"); printf("# Commands: #\n"); printf("# #\n"); printf("# 1 - new game #\n"); printf("# 0 - exit #\n"); printf("# #\n"); printf("########################################\n\n"); int ch_control; int value = 0, score = 0; do < printf("Input command: "); scanf("%d", &ch_control); switch(ch_control)< case 0: score = score -1; break; case 1: value = 1 + rand()%6; printf("Result: %d\n", value); break; default: printf("Error! Try again. \n"); continue; // прерываем текущую итерацию цикла >score = score + 1; if(score == 50) < printf("Game over!\n"); break; // завершаем цикл >>while(ch_control != 0); printf("\n\nSCORE: %d\n\nGood bye!\n", score); return 0; >

Давайте поясню некоторые новые операторы, которые там используются.

Оператор break

Оператор break прекращает выполнение цикла. Помните, мы уже использовали данную команду в операторе switch . Здесь всё точно так же. Мы используем данный оператор, чтобы выйти из цикла, когда произойдёт 50 бросков. Важный момент. Оператор break работает и во всех циклических конструкциях, и в операторе выбора. В нашем примере он используется и там, и там. Возникает вопрос: а как он решает, откуда надо выйти: из switch или из цикла. Очень просто. Оператор break всегда завершает ближайший внешний оператор, внутри которого он находится. Например, в нашей программе первый раз оператор break встречается в ветке case 0 . Значит он находится внутри оператора switch , который находится внутри цикла do-while . Ближайший оператор, внутри которого он расположен, – это switch . Следовательно, завершается оператор switch . Аналогично и с другими ветками оператора switch . Последний оператор break находится внутри if , который находится внутри цикла do-while . Т.к. на конструкцию if оператор break не действует, то ближайшим оператором, в котором он находится, является цикл do-while . Поэтому в этом случае break завершает цикл.

Оператор continue

Данный оператор применяется только внутри циклов. Он позволяет прервать текущую итерацию цикла. После того, как компьютер встречает оператор continue , он завершает исполнение тела цикла и переходит к проверке условия (в циклах while и do-while ) или к изменению счётчика (выражение 3 в цикле for ). В нашей программе он используется для того, чтобы не учитывать плохие ходы. Например, пользователь ввёл число 2 . Программа выдаёт ему сообщение об ошибке и сразу же переходит к проверке условия. При этом все команды ниже пропускаются, а значит не увеличивается счётчик ходов, и не проверяется превышение предела в 50 ходов на игру. Если здесь убрать оператор, то после вывода сообщения об ошибке тело цикла продолжит выполняться дальше и увеличится счётчик ходов.

Зацикливание

Иногда бывает так, что условие, при котором работа цикла должна прекратиться, никогда не выполняется. В таких случаях говорят, что программа «зациклилась» . Зачастую это происходит при использовании циклов do-while и while . Пример: программа сложения пяти введённых чисел.

#include int main(void) < double sum = 0, temp = 0; int k = 0; do < scanf("%lf", &temp); sum = sum + temp; >while(k

На первый взгляд всё верно, но попробуйте скомпилировать и запустить эту программу. Вы заметите, что она не спешит останавливаться после того, как мы ввели первые пять чисел. Когда мы используем эти циклы, необходимо внимательно отслеживать, что переменные, входящие в условия цикла, в теле цикла хоть как-то изменяются. В нашем примере допущена именно такая ошибка. Условие записано верно, переменная k (счётчик считанных чисел) объявлена и инициализирована, но внутри тела цикла мы забыли её увеличить. Поэтому нашему условию окончания цикла k < 5 не суждено стать истинным. Не всегда подобные ошибки так очевидны, как в нашем случае. Поэтому будьте внимательны, когда используете циклы с условиями. Давайте приведем нашу программу в рабочее состояние:

#include int main(void) < double sum = 0, temp = 0; int k = 1; do < scanf("%lf", &temp); sum = sum + temp; k = k + 1; >while(k

Что означает фраза «алгоритм зациклился»?

В программировании, когда говорят о том, что «алгоритм зациклился», это означает, что программа уходит в бесконечный цикл, повторяя одну и ту же последовательность действий снова и снова. Такое поведение программы может быть нежелательным и приводить к непредсказуемым последствиям.

Зацикливание алгоритма может возникать по различным причинам. Это может быть вызвано ошибкой в коде, например, неправильным условием выхода из цикла или неправильной логикой программы. Также это может произойти из-за некорректных входных данных или изменений во внешних условиях, которые приведут к тому, что алгоритм будет выполняться бесконечно долго.

Ситуации, когда алгоритм зациклился, могут быть опасными для работы программы. Повторяющиеся операции могут приводить к перегрузке процессора и падению системы. Кроме того, это может привести к некорректным результатам работы программы или даже к блокировке системы.

Чтобы избежать зацикливания алгоритма, программистам необходимо уделить особое внимание написанию кода и проверке входных данных. Необходимо предусмотреть правильные условия выхода из циклов и организовать логику программы таким образом, чтобы исключить возможность бесконечного выполнения.

Зацикливание алгоритма является одной из наиболее распространенных ошибок в программировании. Поэтому, программистам важно обладать навыками отладки, чтобы быстро находить и исправлять подобные ошибки. Кроме того, существуют различные методы и инструменты, которые помогают обнаружить и предотвратить зацикливание алгоритмов, такие как использование тестирования и использование алгоритмов с асимптотической сложностью.

Влияние зацикливания алгоритма на программирование

Зацикливание алгоритма — это ситуация, когда программа выполняет одну и ту же последовательность действий бесконечное количество раз. Такая ситуация может возникнуть по различным причинам и может иметь серьезные последствия для программирования.

Одним из основных влияний зацикливания алгоритма на программирование является отрицательное влияние на производительность программы. Если программа зацикливается, она будет выполнять одни и те же действия снова и снова, не достигая результата. Это приведет к потере ресурсов, таких как процессорное время и память, и может замедлить общую работу программы.

Зацикливание алгоритма также может привести к некорректным результатам работы программы. Если программе требуется выполнить определенное количество итераций, но она зацикливается, результаты могут быть непредсказуемыми и ошибочными. Это может привести к серьезным проблемам, особенно если программа работает с важными данными или производит какие-либо расчеты.

Для предотвращения зацикливания алгоритма и его отрицательного влияния на программирование, программисты должны стремиться написать эффективные и хорошо структурированные алгоритмы. Это включает использование условий выхода из циклов, проверку на корректность входных данных и обработку исключительных ситуаций.

Кроме того, программисты также могут использовать специальные инструменты, такие как отладчики, для отслеживания и исправления зацикливания алгоритма. Отладчики позволяют программистам шаг за шагом выполнять программу и анализировать ее состояние в различных точках, что помогает обнаружить и исправить ошибки.

В целом, зацикливание алгоритма может серьезно повлиять на программирование, вызывая проблемы с производительностью и некорректностью результатов. Поэтому программистам важно обратить особое внимание на написание структурированных и эффективных алгоритмов, а также использовать инструменты для отладки и обнаружения ошибок.

Что означает выражение «алгоритм зациклился»?

В программировании термин «алгоритм зациклился» означает, что выполнение программы застряло в бесконечном цикле. Это ошибка, которая возникает, когда программа не может достичь конечного условия для выхода из цикла.

Цикл — это участок программного кода, который выполняется повторно до тех пор, пока некоторое условие истинно. Но если условие всегда остается истинным, то программа будет выполняться вечно и никогда не завершится.

Зацикленный алгоритм может привести к сбою программы или неправильной работе, так как программа будет занимать все доступные ресурсы компьютера. Это может привести к зависанию компьютера или перезагрузке операционной системы.

При разработке программного кода очень важно проверять, что условия циклов правильно настраиваются для выхода из цикла. Необходимо быть внимательным, чтобы избежать случайного создания зацикленных алгоритмов.

Существует несколько способов исправления зацикленных алгоритмов: изменение условия выхода из цикла, добавление проверок на выход из цикла, использование итераций с ограниченным числом повторений или использование инструкции break для выхода из цикла в определенных случаях.

Как зацикливание алгоритма влияет на программирование?

Зацикливание алгоритма в программировании является одной из основных проблем, с которой могут столкнуться разработчики. Оно может привести к неверному исполнению программы или даже к зависанию всей системы.

Когда алгоритм зацикливается, это означает, что программа выполняет одни и те же действия или набор действий в бесконечном цикле. В результате этого, программа не сможет продолжить свою работу и остановится или начнёт выполнять другие неожиданные действия.

Зацикливание алгоритма может иметь различные причины, такие как неправильно составленное условие выхода из цикла, отсутствующий остановочный условие или бесконечная рекурсия. Независимо от причины, это может привести к серьезным проблемам в программе.

Влияние зацикливания алгоритма на программирование может быть следующим:

1. Потеря производительности: Если алгоритм зацикливается, это может привести к значительной потере производительности программы. Постоянное выполнение одних и тех же действий может замедлить работу программы, особенно если она используется в критических системах.
2. Ошибка в логике программы: Зацикливание алгоритма может указывать на наличие ошибки в логике программы. Если программа не может правильно завершить выполнение кода, это может быть связано с проблемой в написании условий или в обработке данных.
3. Потенциальные сбои и зависания: Если алгоритм зациклился, это может привести к сбоям или зависаниям системы. В зависимости от того, как программная система обрабатывает зацикливание, она может перестать отвечать на команды или начать выполнять непредсказуемые действия.
4. Неверные результаты выполнения: Зацикливание алгоритма также может привести к неправильным результатам выполнения программы. Если программа зацикливается внутри цикла, она может никогда не достичь нужных условий или ошибочно продолжить исполнение после выхода из цикла.

Избегание зацикливания алгоритма является важным аспектом программирования. Разработчики должны внимательно проверять код на наличие потенциальных зацикливаний и обеспечивать правильное завершение циклов и рекурсивных вызовов. Тщательное тестирование и анализ кода также являются необходимыми шагами для предотвращения возможных проблем, связанных с зацикливанием алгоритма.

Вопрос-ответ

Что значит фраза «алгоритм зациклился»?

Фраза «алгоритм зациклился» означает, что в программе возникла бесконечная петля выполнения, когда определенный фрагмент кода повторяется бесконечное количество раз, и программа не может продолжить свою работу.

Как можно узнать, что алгоритм зациклился?

В программировании можно узнать, что алгоритм зациклился, следя за выполнением кода. Если программа зависает и не реагирует на ввод пользователя или не проходит к следующим шагам, то скорее всего алгоритм зациклился.

Как зацикливание алгоритма влияет на программирование?

Зацикливание алгоритма может быть нежелательным, так как оно может привести к зависанию программы. Если алгоритм зациклился, программа может быть неотзывчивой, не давая пользователю возможность взаимодействовать с ней или получить нужный результат. Поэтому программисты должны быть осторожны при написании кода, чтобы избегать зацикливания алгоритма.

Глава 6. Циклы

В предыдущей главе мы столкнулись с необходимостью повторения некоторых блоков кода в процессе выполнения вычислений. В некотором смысле, мы справились с этой проблемой, использовав рекурсию, но ее использование далеко не всегда оправдано. Вопервых, разобраться, как работает рекурсивная функция не так-то просто, а это означает, что расширение функциональности программы будет затруднено, особенно если над ней будет работать не один программист, а целая команда. Во-вторых, рекурсивные функции очень «прожорливы» – для их выполнения требуется много оперативной памяти, да и ограничение максимального размера стека вызовов тоже создает некоторые трудности. Разумеется, не мы первые так подумали. В первой главе мы уже говорили о том, что еще во времена низкоуровневых языков программирования была замечена необходимость в повторах блоков кода. Поэтому все высокоуровневые языки программирования имеют специальные операторы, позволяющие организовывать циклы в программах. Такие операторы обычно так и называют: операторами цикла . Каждый циклический оператор имеет тело цикла – некий блок кода, который интерпретатор будет повторять пока условие повторения цикла будет оставаться истинным. В языке Питон оператор цикла выглядит так: while УСЛОВИЕ_ПОВТОРЕНИЯ_ЦИКЛА: ТЕЛО_ЦИКЛА Очень похоже на оператор условия – только здесь используется другое ключевое слово: while (англ. «пока»). Где его можно использовать? Первое, что приходит в голову: повтор ввода данных пользователем, пока не будет получено корректное значение: correct_choice = False while not correct_choice: choice = raw_input(«Enter your choice, please (1 or 2):») if choice == «1» or choice == «2»: correct_choice = True else: print «Invalid choice! Try again, please.» print «Thank you.» Перед началом цикла мы определили логическую переменную correct_choice , присвоив ей значение False . Затем оператор цикла проверяет условие not correct_choice : отрицание False – истина. Поэтому начинается выполнение тела цикла: выводится приглашение «Enter your choice, please (1 or 2):» и ожидается ввод пользователя. После нажатия клавиши [Enter] введенное значение сравнивается со строками «1» и «2» , и если оно равно одной из них, то переменной correct_choice присваивается значение True . В противном случае программа выводит сообщение «Invalid choice! Try again, please.» . Затем оператор цикла снова проверяет условие и если оно по-прежнему истинно, то тело цикла повторяется снова, иначе поток выполнения переходит к следующему оператору, и интерпретатор выводит строку «Thank you.» . Как видите, все довольно просто.

Ревизия: 226

Глава 6. Циклы

Упражнение. Наберите программу в файле и поэкспериментируйте с ней: попробуйте вводить различные строки и цифры. Правильно ли работает программа?

§6.2. Счетчики

Ревизия: 226

Глава 6. Циклы

sum += i**3 print «sum p27 ft13″>Обратите внимание, на запись вида sum = i = 0 . Она работает аналогично простому присваиванию значения переменной, но в данном случае обе переменные получают одинаковое начальное значение. Итак, теперь начальное значение i равно 0 , но на первом шаге мы сразу же прибавляем к нему единицу. В результате программа выдает те же результаты, что и предыдущая ее модификация. Изменилось ли количество операций? Нет, не изменилось, но выглядит, пожалуй, немного изящнее: после завершения цикла i = n . Это может помочь избежать путаницы, если i будет использоваться далее в программе. Упражнение. Напишите программу, которая с помощью оператора цикла while выводит все четные числа от 0 до заданного пользователем n .

§6.3. Бесконечные циклы

Изучая рекурсивные функции, мы столкнулись с проблемой бесконечного повторения блока кода (бесконечной рекурсией), которое возникает, если условие возврата не достижимо, например, из-за семантической ошибки в программе. Циклы тоже могут выполняться бесконечно и тоже, чаще всего, из-за семантических ошибок. Простейший пример: i = 0 while i < 10: print i Этот цикл будет выполняться бесконечно, т.к. условие i < 10 всегда будет истинным, ведь значение переменной i не изменяется: такая программа будет выводить бесконечную последовательность нулей. В отличие от рекурсивных функций, у циклов нет ограничения количества повторений тела цикла, поэтому программа с бесконечным циклом будет работать непрерывно, пока мы не произведем аварийный останов нажатием комбинации клавиш [Ctrl+C] , не уничтожим соответствующий процесс средствами операционной системы, не будут исчерпаны доступные ресурсы компьютера (например, может быть достигнуто максимальное допустимое количество открытых файлов), или не возникнет исключение. В таких ситуациях программисты говорят, что программа зациклилась . Найти зацикливание в программе иногда бывает не так-то просто, ведь в реальных программах обычно используется множество циклов, каждый из которых потенциально может выполняться бесконечно. Некоторые рекомендации по поиску зацикливаний вынесены в Приложение A . Тем не менее, отсутствие ограничения на количество повторов тела цикла дает нам новые возможности. Многие программы представляют собой цикл, в теле которого производится отслеживание и обработка действий пользователей или запросов из других программных и автоматизированных систем. При этом такие программы могут работать без перебоев очень длительные сроки, иногда годами! Циклы – это очень мощное средство реализации ваших идей, но они требуют некоторой внимательности.

Ревизия: 226

Глава 6. Циклы

§6.4. Альтернативная ветка цикла while

Язык Питон имеет много интересных и полезных особенностей, одной из которых является расширенный вариант оператора цикла: while УСЛОВИЕ_ПОВТОРЕНИЯ_ЦИКЛА: ТЕЛО_ЦИКЛА else: АЛЬТЕРНАТИВНАЯ_ВЕТКА_ЦИКЛА Пока выполняется условие повторения тела цикла, оператор while работает так же, как и в обычном варианте, но как только условие повторения перестает выполняться, поток выполнения направляется по альтернативной ветке else – так же, как в условном операторе if , оно выполнится всего один раз. >>> i = 0 >>> while i < 3: print i i += 1 else: print "end of loop" 0 1 2 end of loop >>> Надо сказать, что другие языки программирования легко обходятся без альтернативных веток в операторах цикла – это приятная, но необязательная возможность. Упражнение. Выясните, как поведет себя оператор, если условие повторения цикла будет ложным.

§6.5. Табулирование функций

С помощью оператора цикла while удобно строить таблицы значений различных функций. Большинство учебников по высшей математике имеют приложения с такими таблицами значений. До того, как появились компьютеры, математикам приходилось составлять таблицы значений тригонометрических, логарифмических и других функций вручную – это очень трудоемкий и утомительный процесс, что, в свою очередь, увеличивает вероятность возникновения ошибки в расчетах 12 . По сути такие таблицы представляют собой список значений функции при различных значениях ее параметра. Поэтому, когда науке стали доступны вычислительные машины, первой реакцией было желание автоматизировать табулирование функций (т.е. процесс построения таблиц значений функции). Логично для этих целей использовать циклы. 12 Конечно, таблицам, имеющимся в учебниках, доверять можно, т.к. они перепроверялись множество раз.

Ревизия: 226

Глава 6. Циклы

Рассмотрим такую программу: import math x = 1.0 while x < 10.0: print x, "\t", math.log(x) x += 1.0 Результат ее работы будет выглядеть так: 1.0 0.0 2.0 0.69314718056 3.0 1.09861228867 4.0 1.38629436112 5.0 1.60943791243 6.0 1.79175946923 7.0 1.94591014906 8.0 2.07944154168 9.0 2.19722457734 Строка "\t" обозначает знак табуляции . Благодаря нему значения выстраиваются в два столбца. Разберем, как эта программа работает. Параметр x изменяется от 1.0 с шагом 1.0 , пока он меньше 10.0 . В теле цикла выводится текущее значение параметра x, затем знак табуляции и результат вычисления функции math.log(x) , т.е. натуральный логарифм от x ( log e x = ln x ). При необходимости вычисления логарифма по основанию 2 мы можем воспользоваться формулой: log 2 x = ln ln x 2 Наша программа будет выглядеть так: import math x = 1.0 while x < 10.0: print x, "\t", math.log(x)/math.log(2) x += 1.0 Результат будет таким: 1.0 0.0 2.0 1.0 3.0 1.58496250072 4.0 2.0 5.0 2.32192809489 При подготовке материала использовались источники: https://youngcoder.ru/lessons/7/upravlenie_ciklom.php https://photoshop-sklad.ru/cto-oznacaet-fraza-algoritm-zaciklilsya/ https://studfile.net/preview/2654032/page:19/