Основные алгоритмические конструкции. Повторение

Вопросы занятия:

·                   Повторение;

·                   Циклические алгоритмы. Циклы;

·                   Типы циклических алгоритмов.

В жизни часто встречаются случаи, в которых много раз подряд нужно выполнять один и тот же набор действий: наливать воду в бочку кружкой пока бочка не наполнится, переводить текст с иностранного языка, пока не переведёшь полностью, и так далее.

В алгоритмах также иногда необходимо повторять определённые действия. Для этого используется новая форма организации действий.

Повторение – это алгоритмическая конструкция, которая представляет собой последовательность действий, выполняющихся неоднократно до тех пор, пока выполняется некоторое условие.

Алгоритмы, содержащие конструкцию повторения, называют циклическими или циклами.

Саму последовательность повторяющихся действий называют телом цикла.

В зависимости от способа организации повторений различают три типа циклов:

•        цикл с заданным условием продолжения работы;

•        цикл с заданным условием окончания работы;

•        цикл с заданным числом повторений.

Рассмотрим каждый из этих циклов подробнее.

Итак, Цикл с заданным условием продолжения работы, его ещё называют цикл-ПОКА или цикл с предусловием).

Рассмотрим графическое представление данной конструкции.

То есть здесь проверяется условие. Если условие истинно, то выполняются команды, входящие в тело цикла, затем условие проверяется снова и так далее. таким образом, команды цикла выполняются многократно до тех пор, пока условие истинно. Если условие ложно, то цикл заканчивается.

Возможны случаи, когда тело цикла не будет выполнено ни разу, то есть при первой проверке условия оно окажется ложно. Либо цикл будет выполняться бесконечно, то есть произойдёт зацикливание. Такое возможно, когда условие всегда будет истинно.

Запишем конструкцию на алгоритмическом языке.

Рассмотрим алгоритм, по которому происходит рыбная ловля.

Это значит, что пока не наступит ночь, алгоритм будет повторяться. Выполнение цикла закончится с наступлением ночи.

Рассмотрим пример. Нам дана блок-схема. Нужно найти какое значение будет иметь переменная m на выходе, если k=1,1.

Перед нами блок схема.

Для определения результата построим таблицу.

Обратите внимание, мы выполнили алгоритм за одиннадцать шагов, здесь мы три раза проверяли условие и два раза выполняли команды, входящие в тело цикла.

Рассмотрим следующий тип цикла. Цикл с заданным условием окончания работы. Его ещё называют цикл – ДО или цикл с постусловием.

Рассмотрим графическое представление цикла с постусловием.

Здесь сначала выполняются команды, входящие в тело цикла, а затем проверяется условие. Если условие не выполняется, то есть ложно, то снова выполняются команды, входящие в тело цикла. Если же условие удовлетворяется, то есть истинно, то выполнение цикла заканчивается. В данном случае команды тела цикла в любом случае выполнятся хотя бы один раз.

Запишем конструкцию на алгоритмическом языке.

Рассмотрим алгоритм по сбору земляники.

То есть данный алгоритм будет выполняться до тех пор, пока на поляне есть зрелая земляника.

Рассмотрим пример. Дана блок-схема. Нужно найти какое значение будет иметь на выходе переменная i, если x=2.

Перед нами блок схема.

Для определения результата построим таблицу.

Обратите внимание, мы выполнили алгоритм за тринадцать шагов, здесь мы три раза выполняли команды тела цикла и три раза проверяли условие алгоритма.

Рассмотрим последний тип цикла.

Если число повторений цикла известно заранее, то удобно использовать алгоритмическую конструкцию Цикл с заданным числом повторений или его ещё называют цикл – ДЛЯ или цикл с параметром.

В цикле ДЛЯ всегда есть параметр цикла – это величина целого типа, изменяющаяся в процессе выполнения цикла от своего начального значения до конечного с шагом R.

Рассмотрим графическое представление данной конструкции.

При выполнении цикла ДЛЯ, параметру цикла присваивается начальное значение. Теперь параметр цикла сравнивается с конечным значением, если начальное значение не больше конечного, то выполняются команды, входящие в тело цикла. Затем параметр цикла увеличивается на шаг R и снова осуществляется проверка параметра цикла. Если начальное значение параметра превышает конечное, то выполнение цикла заканчивается.

·                   Если величина шага R в цикле с параметром равна 1, то шаг не указывают.

·                   Если начальное значение параметра цикла больше конечного значения, то тело цикла не выполнится ни разу.

В отличие от двух предыдущих конструкций «цикл-ПОКА», «цикл-ДО», «цикл-ДЛЯ» имеет строго установленное число повторений, и это позволяет избежать зацикливания, то есть ситуаций, когда тело цикла выполняется бесконечно.

На алгоритмическом языке данная конструкция имеет следующий вид:

Рассмотрим пример. На столе лежит десять роз и стоит ваза. Необходимо составить букет. Составим алгоритм букеты.

Обратите внимание, мы будем брать по одной розе, значит шаг R=1, поэтому в условии шаг не указываем.

Рассмотрим пример.

Составим алгоритм для Робота в результате которого он переместится вправо на шесть клеток и закрасит все клетки, на которых он находился во время пути.

Для исполнителя Робот цикл с известным числом повторений реализуется с помощью следующей конструкции:

Подведём итоги

Повторение – это алгоритмическая конструкция, которая представляет собой последовательность действий, выполняющихся неоднократно до тех пор, пока выполняется некоторое условие.

Алгоритмы, содержащие конструкцию повторения, называют циклическими или циклами.

Саму последовательность повторяющихся действий называют телом цикла.

В зависимости от способа организации повторений различают три типа циклов:

•        цикл с заданным условием продолжения работы;

•        цикл с заданным условием окончания работы;

•        цикл с заданным числом повторений.