ПиОА. Лабораторная работа №03 (Pascal). Лабораторная работа 3 1 Лабораторная работа 3 Программирование процессов циклической структуры
 Скачать 302.43 Kb.
|
|
ПиОА Лабораторная работа № 3 1 Лабораторная работа № 3 Программирование процессов циклической структуры Цель работы: изучение основных приемов проектирования и отлад- ки программ циклической структуры на Паскале. Процессы циклической структуры В циклических алгоритмах выполнение некоторых операторов (групп операторов) осуществляется многократно с одними и теми же или модифицированными данными. Циклический алгоритм должен содержать следующие основные бло- ки: - определение начальных значений параметров (инициализация); - проверка условия продолжения или окончания вычислений; - вычисление операций при заданных параметрах цикла (тело цикла); - изменение значений параметров цикла. Для реализации циклических структур в схемах алгоритма использу- ется символ "границы цикла", но в некоторых случаях удобнее использо- вать символ "решение". Символ граница цикла состоит из двух ча- стей и отображает начало и конец цикла. Обе части символа имеют один и тот же идентификатор. Усло- вия для инициализации, приращения, завершения цикла помещаются внутри символа в начале или конце в зависимости от расположения операции, проверяющей условие завершения цикла. На рисунке 3.1 приведены схемы алгоритма вычисления факториала (y=n!), использующие сим- вол "решение" (рисунок 3.1,а) и символ "границы цикла" (рисунок 3.1,б). Циклический алгоритм, представленный на рисунке 3.1,а, содержит все необходимые блоки: определение начальных значений параметров (i = 1); вычисление операций при заданных параметрах цикла (y = y*i); изме- нение значений параметров цикла (i =i+1); проверка условия продолжения или окончания вычислений (i>n). ПиОА Лабораторная работа № 3 2 а) б) Рисунок 3.1 Операторы цикла языка Паскаль В Паскале есть три оператора цикла. Оператор for определяет цикл с управляющей переменной (пара- метром) и обеспечивает выполнение оператора в теле цикла заданное чис- ло раз. В операторе указывается переменная любого перечислимого типа (управляющая переменная) и определяется последовательность значений, которые должна пробежать эта переменная в ходе выполнения цикла. Формат for <переменная>:=<выражение1> to <выражение2> do <оператор>; или for <переменная>:=<выражение1> downto <выражение2> do <оператор>; <Выражение1> и <выражение2> определяют, соответственно, начальное и конечное значение управляющей переменной и должно быть Начало Ввод n y = 1 i =i+1 Вывод y i = 1 Конец y = y*i i>n Нет Да Начало Ввод n y = 1 y = y*i Вывод y Конец i=1,n i=i+1 ПиОА Лабораторная работа № 3 3 того же типа, что и управляющая переменная. Изменение значений управ- ляющей переменной осуществляется в порядке возрастания (to) или убы- вания (downto) их порядковых номеров в соответствующем типе данных. Пример: for i:=2 to 10 do x:= x+i; Управляющая переменная должна быть перечислимого типа. Из стандартных типов - это целый, символьный и логический типы. Шаг цик- ла for всегда постоянный и равен интервалу между двумя ближайшими значениями типа параметра цикла (для целого типа это 1). Изменение па- раметра цикла и контроль выхода из цикла осуществляется автоматически. Варианты схем алгоритма для реализации циклических структур с помощью оператора for (при изменении параметра от 1 до n) приведены на рисунке 3.2. а) б) Рисунок 3.2 Рассмотрим порядок выполнения действий в операторе for p:=kn to kv do <оператор>; Выполнение оператора for начинается c присвоения параметру цикла начального значения (p:=kn). Затем производится проверка условия p <= kv. Если условие истинно, то выполняется оператор в цикле, а затем пара- метру цикла присваивается следующее значение и вновь производится проверка условия p <= kv. Если условие p <= kv не справедливо, то <опе- ратор> в цикле не выполняется, а управление передается оператору, сле- дующему за оператором цикла. Если используется параметр целого типа, то это означает его увеличение на единицу при каждом новом выполнении i = 1..n тело цикла i=i+1 Да i=1 i n Нет Тело цикла i=i+1 ПиОА Лабораторная работа № 3 4 расположенного в цикле оператора (задать шаг отличный от 1 или -1 в этом случае нельзя!). Не рекомендуется изменять параметр цикла внутри цикла. Войти в цикл можно только через его начало, а выйти либо при ис- черпании значений параметра цикла, либо по метке, расположенной вне данного цикла. Следует помнить, что при выходе из цикла по исчерпании значений параметра цикла значение этого параметра не определено. Хотя обычно параметр остается равным конечному значению, не следует опираться на это в своих программах. Исключение - выход из цикла переходом по goto. В этом случае значение переменной (параметра цикла) остается таким же, каким было на момент выполнения оператора goto. Если в цикле должно быть выполнено несколько операторов, то сле- дует использовать составной оператор. Ниже приведена программа на языке Паскаль, реализующая вычис- ление факториала y=n!. Program P301; var n, i, y: integer; begin readln(n); y:=1; for i:=1 to n do y:= y*i; writeln('y=', y); end. Оператор while определяет цикл с предварительной проверкой условия. Варианты схем алгоритма для реализации циклических структур с помощью оператора while приведены на рисунке 3.3. ПиОА Лабораторная работа № 3 5 Рисунок 3.3 Формат оператора: while <логическое выражение> do <оператор>; Выполнение оператора while начинается с проверки логического вы- ражения. Если оно имеет значение true, то <оператор> будет выполнен и произойдет переход к проверке логического выражения. Если логическое выражение имеет значение false, то выполнение цикла будет завершено. Изменение операндов в логическом выражении для обеспечения вы- хода из цикла должно быть предусмотрено в самом цикле. Пример. Подсчитать количество нулей, которыми заканчивается число n. Program P302; var i, d, n: integer; begin write ('Введите натуральное число: '); readln(n); i:=0; d:=10; while n mod d=0 do begin i:=i+1; d:=d*10 end; writeln('Число нулей: ', i); end. Если логическое выражение сразу же равно False - оператор в цикле не выполнится ни разу. лог. вы- раж. True условие выхода тело цикла имя цикла False Тело цикла ПиОА Лабораторная работа № 3 6 Если в цикле необходимо выполнить несколько операторов, то необ- ходимо использовать составной оператор. Оператор repeat определяет цикл с последующей проверкой усло- вия. Формат: repeat <список операторов> until <логическое выражение>; Указанные операторы будут выполняться в цикле до тех пор, пока <логи- ческое выражение> не примет значение True. Изменение операндов в логическом выражении для обеспечения вы- хода из цикла должно быть предусмотрено в самом цикле. Варианты схем алгоритма для реализации циклических структур с помощью оператора repeat приведены на рисунке 3.4. Рисунок 3.4 Пример. Вычислить сумму последовательности чисел, введенных с клавиатуры. Признак окончания ввода - равенство введенного числа нулю. Program P303; var s,a:integer; begin s:=0; repeat readln(a); s:=s+a; until a=0; writeln('Сумма: ',s:6); end. лог. вы- раж. условие выхода тело цикла Тело цикла False True имя цикла ПиОА Лабораторная работа № 3 7 Тело цикла с постусловием всегда будет выполнен хотя бы один раз. Входить в цикл можно только через заголовок цикла! Из циклов while и repeat можно выйти не только по выполнении условия, но и с помощью оператора goto. В циклах repeat, while и for можно использовать две стандартные процедуры - Break и Continue. Процедура Break позволяет досрочно выйти из цикла, не дожидаясь выполнения условия выхода. Процедура Continue позволяет начать новую итерацию цикла, даже если предыдущая не завер- шена. Если телом цикла является циклическая структура, то такие циклы называют вложенными или сложными. Цикл, содержащий в себе другой цикл, называют внешним. Цикл, содержащийся в теле другого цикла, называют внутренним. Внутренний и внешний циклы могут быть любыми из трех рассмот- ренных видов: циклами с параметром, циклами с предусловием, циклами с постусловием. Правила организации как внешнего, так и внутреннего цик- лов такие же, как и для простого цикла каждого из этих видов. Однако при построении вложенных циклов необходимо соблюдать следующее допол- нительное условие: все операторы внутреннего цикла должны полностью лежать в теле внешнего цикла. Параметры циклов разных уровней изменяются не одновременно. Вначале все свои значения изменит параметр цикла наивысшего уровня вложенности при фиксированных (начальных) значениях параметров цик- лов с меньшим уровнем. Затем изменяется на один шаг значение параметра цикла следующего уровня и снова полностью выполняется самый внут- ренний цикл и т.д. до тех пор, пока параметры циклов всех уровней не примут все требуемые значения. Нельзя в двух циклах использовать один и тот же идентификатор в качестве параметра. ПиОА Лабораторная работа № 3 8 Пример выполнения задания лабораторной работы. В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количество нулей. Признак завершения ввода: два одинаковых числа под- ряд. Схема алгоритма для решения поставленной задачи приведена на ри- сунке 3.5. Рисунок 3.5 – Схема алгоритма Ввод x Начало y:= x x=y n:=0 Конец n := n+1 Вывод n n := n+1 x=0 Да Нет Ввод x x=0 Да Нет ПиОА Лабораторная работа № 3 9 Текст программы: Program ABC; var x, y, n : integer ; begin readln(x); n:= 0 ; if x= 0 then n:=n+ 1 ; repeat y:=x; readln(x); if x= 0 then n:=n+ 1 ; until x=y; writeln( 'n=' , n); end. ПиОА Лабораторная работа № 3 10 Варианты заданий Вариант 3.1 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство пар одинаковых чисел, следующих подряд. Признак завершения вво- да: сумма чисел последовательности стала меньше -10. Вариант 3.2 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство пар следующих подряд равных чисел. Признак завершения ввода: два нуля подряд. Вариант 3.3 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, определить количе- ство положительных чисел. Признак завершения ввода: сумма чисел пре- высила 25. Вариант 3.4 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство четных чисел. Признак завершения ввода: число 8 встретилось два ра- за. Вариант 3.5 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство повторений двух одинаковых чисел. Признак завершения ввода: вве- дение числа равного первому. Вариант 3.6 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, определить количе- ство чисел между двумя числами 6. Признак завершения ввода: второе число 6. Вариант 3.7 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство четных чисел. Признак завершения ввода: два числа подряд больше 20. Вариант 3.8 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, определить количе- ство четных чисел. Признак завершения ввода: сумма чисел последова- тельности стала больше 100. ПиОА Лабораторная работа № 3 11 Вариант 3.9 Найти, есть ли в последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, два одинаковых отрицательных числа, следующих подряд. Признак заверше- ния ввода: первое число встретилось три раза. Вариант 3.10 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать количе- ство пар одинаковых чисел, следующих подряд. Признак завершения вво- да: второй раз встретилось число 10. Вариант 3.11 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, определить количе- ство чисел больше 10. Признак завершения ввода: произведение чисел по- следовательности оказалось больше их суммы. Вариант 3.12 Определить, в какой из двух последовательностей чисел, вводимых с кла- виатуры, больше положительных чисел. Признак завершения ввода: сов- падение элементов в последовательностях. Вариант 3.13 В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать сумму чисел между двумя числами 8. Признак завершения ввода: второе число 8. Вариант 3.14 Определить количество совпадений в двух последовательностях чисел, вводимых с клавиатуры. Признак завершения ввода: ноль в любой из по- следовательностей. Вариант 3.15 В последовательности символов, вводимых с клавиатуры, подсчитать ко- личество пар символов '*'. Признак завершения ввода: два символа '+' под- ряд. Вариант 3.16 В последовательности символов, вводимых с клавиатуры, подсчитать ко- личество *. Признак завершения ввода: ввод цифры. Вариант 3.17 В последовательности символов, вводимых с клавиатуры, подсчитать ко- личество цифр. Признак завершения ввода: две любые прописные латин- ские буквы подряд. ПиОА Лабораторная работа № 3 12 Вариант 3.18 Дано целое положительное число. Определить количество нулей в числе. Вариант 3.19 Дано целое положительное число. Определить сумму его цифр. Вариант 3.20 Дано целое число. Используется ли при его записи цифра 4? Вариант 3.21 Даны два целых числа. В каком из них больше цифр 5? Вариант 3.22 Даны два целых числа. Есть ли у них одинаковые (по значению) разряды. Вариант 3.23 Вычислить для произвольного n n i i j i j i y 1 1 ) ( (Для вычисления сумм и степеней использовать операторы цикла) Вариант 3.24 Вычислить для произвольного n n i i j i j i y 1 1 ) ( (Для вычисления сумм и степеней использовать операторы цикла) Вариант 3.25 Вычислить для произвольного n n i n j i j i y 1 1 ) 1 ( (Для вычисления сумм и степеней использовать операторы цикла) Вариант 3.26 Вычислить для произвольного n n i i j i j j i y 1 1 ) ( (Для вычисления сумм и степеней использовать операторы цикла) ПиОА Лабораторная работа № 3 13 Примеры контрольных заданий 1. В последовательности чисел, вводимых с клавиатуры, подсчитать коли- чество нулей. Признак завершения ввода: два одинаковых числа подряд. 2. Дано целое положительное число. Определить количество нулей в чис- ле. 3. Вычислить для произвольного n n i i j i j i y 1 1 ) ( (Для вычисления сумм и степеней использовать оператор For) |