пр 11. 08.11.2021 Практическая работа №11. Лабораторная работа циклические алгоритмы

• Название: Лабораторная работа циклические алгоритмы
• Анкор: пр 11
• Дата: 09.11.2021
• Размер: 355.35 Kb.
• Имя файла: 08.11.2021 Практическая работа №11.pdf
• Тип: Лабораторная работа; #267798

39
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4.
ЦИКЛИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ
Цель лабораторной работы:
изучить простейшие средства отлад- ки программ в среде Visual Studio. Составить и отладить программу циклического алгоритма.
4.1. Операторы организации циклов
Под циклом понимается многократное выполнение одних и тех же операторов при различных значениях промежуточных данных. Число повторений может быть задано в явной или неявной форме.
К операторам цикла относятся: цикл с предусловием while
, цикл
с постусловием do while
, цикл с параметром for и цикл перебора foreach
. Рассмотрим некоторые из них.
4.2. Цикл с предусловием
Оператор цикла while организует выполнение одного оператора (про- стого или составного) неизвестное заранее число раз. Формат цикла while
: while
(B) S; где
B
– выражение, истинность которого проверяется (условие заверше- ния цикла);
S
– тело цикла – оператор (простой или составной).
Перед каждым выполнением тела цикла анализируется значение выражения
В
: если оно истинно, то выполняется тело цикла, и управле- ние передается на повторную проверку условия
В
; если значение
В
лож- но – цикл завершается и управление передается на оператор, следую- щий за оператором
S
Если результат выражения
B
окажется ложным при первой провер- ке, то тело цикла не выполнится ни разу. Отметим, что если условие
B
во время работы цикла не будет изменяться, то возможна ситуация за- цикливания, то есть невозможность выхода из цикла. Поэтому внутри тела должны находиться операторы, приводящие к изменению значения выражения
B
так, чтобы цикл мог корректно завершиться.
В качестве иллюстрации выполнения цикла while рассмотрим про- грамму вывода целых чисел от 1 до n по нажатию кнопки на форме: private void button1_Click(
object sender,
EventArgs e)
{

40 int n = 10;
// Количество повторений цикла int i = 1;
// Начальное значение while
(i <= n)
// Пока i меньше или равно n
{
MessageBox
.Show(i.ToString());
// Показываем i i++;
// Увеличиваем i на 1
}
}
4.3. Цикл с постусловием
Оператор цикла do while также организует выполнение одного оператора (простого или составного) неизвестное заранее число раз.
Однако в отличие от цикла while условие завершения цикла проверяет- ся после выполнения тела цикла. Формат цикла do while
: do
S while
(B); где
В
– выражение, истинность которого проверяется (условие заверше- ния цикла);
S
– тело цикла – оператор (простой или блок).
Сначала выполняется оператор
S
, а затем анализируется значение вы- ражения
В
: если оно истинно, то управление передается оператору
S
, если ложно – цикл завершается, и управление передается на оператор, следую- щий за условием
B
. Так как условие
В
проверяется после выполнения тела цикла, то в любом случае тело цикла выполнится хотя бы один раз.
В операторе do while
, так же как и в операторе while
, возможна ситуация зацикливания в случае, если условие
В
всегда будет оставаться истинным.
4.4. Цикл с параметром
Цикл с параметром имеет следующую структуру: for
(<инициализация>; <выражение>; <модификация>)
<оператор>;
Инициализация используется для объявления и/или присвоения на- чальных значений величинам, используемым в цикле в качестве пара- метров (счетчиков). В этой части можно записать несколько операторов, разделенных запятой. Областью действия переменных, объявленных в части инициализации цикла, является цикл и вложенные блоки. Ини- циализация выполняется один раз в начале исполнения цикла.
Выражение определяет условие выполнения цикла: если его ре- зультат истинен, цикл выполняется. Истинность выражения проверяется перед каждым выполнением тела цикла, таким образом, цикл с пара-

41 метром реализован как цикл с предусловием. В блоке выражение через запятую можно записать несколько логических выражений, тогда запя- тая равносильна операции логическое И (&&).
Модификация выполняется после каждой итерации цикла и служит обычно для изменения параметров цикла. В части модификация можно записать несколько операторов через запятую.
Оператор (простой или составной) представляет собой тело цикла.
Любая из частей оператора for
(инициализация, выражение, моди- фикация, оператор) может отсутствовать, но точку с запятой, опреде- ляющую позицию пропускаемой части, надо оставить.
Пример формирования строки, состоящей из чисел от 0 до 9, разде- ленных пробелами: string s =
""
;
// Инициализация строки for
(
int i = 0; i <= 9; i++)
// Перечисление всех чисел s += i.ToString() +
" "
;
// Добавляем число и пробел
MessageBox
.Show(s.ToString());
// Показываем результат
Данный пример работает следующим образом. Сначала вычисляет- ся начальное значение переменной i
. Затем, пока значение i
меньше или равно 9, выполняется тело цикла, и затем повторно вычисляется значение i
. Когда значение i
становится больше 9, условие – ложно и управление передается за пределы цикла.
4.5. Средства отладки программ
Практически в каждой вновь написанной программе после запуска обнаруживаются ошибки.
Ошибки первого уровня (ошибки компиляции) связаны с непра- вильной записью операторов (орфографические, синтаксические). При обнаружении ошибок компилятор формирует список, который отобра- жается по завершению компиляции (рис. 4.1). При этом возможен толь- ко запуск программы, которая была успешно скомпилирована для пре- дыдущей версии программы.
Рис. 4.1. Окно со списком ошибок компиляции

42
При выявлении ошибок компиляции в нижней части экрана появляет- ся текстовое окно (см. рис. 4.1), содержащее сведения обо всех ошибках, найденных в проекте. Каждая строка этого окна содержит имя файла, в ко- тором найдена ошибка, номер строки с ошибкой и характер ошибки. Для быстрого перехода к интересующей ошибке необходимо дважды щелкнуть на строке с ее описанием. Следует обратить внимание на то, что одна ошибка может повлечь за собой другие, которые исчезнут при ее исправле- нии. Поэтому необходимо исправлять их последовательно, сверху вниз и, после исправления каждой – компилировать программу снова.
Ошибки второго уровня (ошибки выполнения) связаны с ошибками выбранного алгоритма решения или с неправильной программной реа- лизацией алгоритма. Эти ошибки проявляются в том, что результат рас- чета оказывается неверным либо происходит переполнение, деление на ноль и др. Поэтому перед использованием отлаженной программы ее надо протестировать, т. е. сделать просчеты при таких комбинациях ис- ходных данных, для которых заранее известен результат. Если тестовые расчеты указывают на ошибку, то для ее поиска следует использовать встроенные средства отладки среды программирования.
В простейшем случае для локализации места ошибки рекомендуется поступать следующим образом. В окне редактирования текста устано- вить точку останова перед подозрительным участком, которая позволит остановить выполнение программы и далее более детально следить за ходом работы операторов и изменением значений переменных. Для этого достаточно в окне редактирования кода щелкнуть слева от нужной стро- ки. В результате чего данная строка будет выделена красным (рис. 4.2).
Рис. 4.2. Фрагмент кода с точкой останова
При выполнении программы и достижения установленной точки программа будет остановлена, и далее можно выполнять код по шагам с помощью команд Отладка → Шаг с обходом (без захода в методы) или Отладка → Шаг с заходом (с заходом в методы) (рис. 4.3).

43
Рис. 4.3. Отладка программы
Желтым цветом выделяется оператор, который будет выполнен.
Значение переменных во время выполнения можно увидеть, наведя на них курсор. Для прекращения отладки и остановки программы нужно выполнить команду меню Отладка → Остановить отладку.
Для поиска алгоритмических ошибок можно контролировать значе- ния промежуточных переменных на каждом шаге выполнения подозри- тельного кода и сравнивать их с результатами, полученными вручную.
4.6. Порядок выполнения задания
З а д а н и е : Вычислить и вывести на экран таблицу значений функ- ции y
=
a·ln(x) при x, изменяющемся от x
0
до x
k
с шагом dx, a – константа.
Панель диалога представлена на рис. 4.4. Текст обработчика нажа- тия кнопки Вычислить приведен ниже. private void button1_Click(
object sender,
EventArgs e)
{
// Считывание начальных данных double x0 =
Convert
.ToDouble(textBox1.Text); double xk =
Convert
.ToDouble(textBox2.Text); double dx =
Convert
.ToDouble(textBox3.Text); double a =
Convert
.ToDouble(textBox4.Text); textBox5.Text =
"Работу выполнил ст. Иванов М.А."
+
Environment
.NewLine;
// Цикл для табулирования функции double x = x0; while
(x <= (xk + dx / 2))
{ double y = a *
Math
.Log(x); textBox5.Text +=
"x="
+
Convert
.ToString(x) +
"; y="
+
Convert
.ToString(y) +
Environment
.NewLine; x = x + dx;
}
}

44
После отладки программы следует проверить правильность работы программы с помощью контрольного примера (см. рис. 4.4). Установите точку останова на оператор перед циклом и запустите программу. После попадания на точку остановки, выполните пошагово программу и про- следите, как меняются все переменные в процессе выполнения.
Рис. 4.4. Окно программы для табулирования функции
Индивидуальные задания
Составьте программу табулирования функции y(x), выведите на экран значения x и y(x). Нужный вариант задания выберите из нижеприведенного списка по указанию преподавателя. Откоррек- тируйте элементы управления в форме в соответствии со своим ва- риантом задания.
-2 3
0 1) y 10
/
cos
,
1.5;
3.5;
0.5;
1.25;
1.5;
0.75;
k
bc x
a x
x
x
dx
a
b
c


 


 
 

2 3
0 2) y 1.2(a-b)
,
0.75;
1.5;
0.05;
1.5;
1.2;
x
k
e
x
x
x
dx
a
b


 
 
 



45
;
25 1
b
;
2 10
a
;
05 0
dx
;
5 2
x
;
5 0
x
),
bx a
(
tg ax
10
y
3)
k
0 3
-1








;
25 6
b
;
35 1
a
;
25 0
dx
;
3 10
x
;
3 5
x
),
b x
(
cos ax y
4)
k
0 3
2 3









;
3 1
d
;
2 0
dx
;
8 5
x
;
6 4
x
),
d x
2
cos(
x y
5)
k
0 3
4








;
8 0
b
;
5 0
dx
;
5 2
x
;
5 1
x
),
x
/
b x
5
(
tg x
y
6)
k
0 2











;
5 2
b
;
2 0
dx
;
1
x
;
4 2
x
),
b x
15 9(x y
7)
k
0 3
3








4 0
8) y 9x sin(57.2
),
0.75;
2.05;
0.2;
k
x
x
x
dx



 
 
 
;
3 2
b
;
5 0
dx
;
4
x
;
1
x
,
e x
0.0025bx y
9)
k
0 82 0
3








;
4 3
b
;
2 0
dx
;
05 3
x
;
05 2
x
),
0.0084
- b
x sin(
x y
10)
k
0










;
1 0
a
;
2 0
dx
;
2 6
x
;
4
x
,
be a
x x
y
11)
k
0
x
3











;
2 3
b
;
2 0
dx
;
2 2
x
;
1
x
,
tgx
)
b
9(x y
12)
k
0 3
3






;
2
b
;
1 0
dx
;
73 1
x
;
73 0
x
,
b x
ln x
b
/
b x
y
13)
k
0 2
/
3 3
3 2
/
1













;
8 0
b
;
3 0
dx
;
2 5
x
;
25 0
x
),
7 12
x ln(
)
b
(x y
14)
k
0 2
5/2







;
4 35
b
;
25 0
dx
;
5 2
x
;
75 1
x
,
b x
ln x
10
y
15)
k
0 2
/
5 3










;
6 12
b
;
3 0
dx
;
4 2
x
;
23 1
x
),
b x
cos(ln x
15.28
y
16)
k
0 2
/
3










;
2 74
b
;
05 0
dx
;
2
x
;
35 2
x
),
82 3
x
/(
)
b x
(ln
00084 0
y
17)
k
0 2
4
/
5









;
74 6
b
;
01 0
dx
;
15 0
x
;
05 0
x
,
)
b x
(
10 0.8
y
18)
k
0 6
/
7 3
3
-5








3 3/2 3
0 19) y (ln(sin(
0.0025)))
0.8 10 ,
0.12;
0.64;
0.2;
k
x
x
x
dx








2/3 0
20) y a x cos(
),
5.62;
15.62;
0.5;
0.41
x
k
x e
x
x
dx
a
 




