§6. Оператор безусловного перехода. Циклы. Блок-схемы.

Оператор безусловного перехода.

Иногда возникает необходимость перепрыгнуть из одного места программы в другое. Для этого в Pascal есть оператор безусловного перехода GoTo (идти в). В любом месте программы можно поставить метку и с помощью оператора GoTo заставить программу перепрыгнуть в это место. После метки в теле программы ставится двоеточие. Саму метку необходимо описать в разделе объявления меток после слова Label (метка). Пример:

Program UslovniyPerehod;

Label L,L1,L2;

Begin

GoTo L1;

L:GoTo L2;

L1:writeln('Перешли на метку L1');

GoTo L;

L2:writeln('Перешли на метку L2');

end.

____________________________________

Перешли на метку L1

Перешли на метку L2

До настоящего времени все наши программы выполняли какую-либо работу и останавливались. Что бы снова выполнить эту же работу, необходимо было запустить программу заново. Сейчас с помощью оператора безусловного перехода мы можем написать простейший калькулятор, который не надо будет запускать каждый раз заново.

Program ProstKalkulator;

Label L;

Var a,b:real;

Begin

L:Writeln('Введите два числа для сложения:');

read(a,b);

Writeln(a,'+',b,'=',a+b);

Write('Для повторения программы введите 1, ');

Writeln('для выхода любую другую цифру.');

read(a);

If a=1 then goto L;

end.

________________________________________________________________________

Введите два числа для сложения:

3+4=7

Для повторения программы введите 1, для выхода любую другую цифру.

Введите два числа для сложения:

5+4=9

Для повторения программы введите 1, для выхода любую другую цифру.

На практике, программисты стараются избегать использования оператора безусловного перехода т.к. для реализации нелинейного хода программы существуют другие средства, о которых речь пойдёт дальше. Нелинейный ход программы возникает в том случае, если строчки программы выполняются не одна за другой, а происходит перескакивание на несколько вперёд или назад. Как раз с помощью данного оператора и реализуется нелинейный ход программы.

Тем не менее ни кто не запрещает вам использовать этот оператор. В каких-то случаях он может оказаться просто незаменим.

Циклы.

Основная задача, которая ставится перед вычислительной машиной – это решение сложных задач, которые человеку довольно сложно решить самому. Обычно, если задача решается линейно, т.е. одно действие идёт за другим и больше не повторяется, то такую задачу проще решить самому, чем писать для её решения программу, а затем с помощью компьютера её решить. В другом случае, если какая-либо задача решается нелинейно, т.е. какие-то операции повторяются, то для решения такой задачи проще написать программу. Тогда компьютер повторит любую операцию любое количество раз, и при этом можно будет идти пить чай.

Если программа начинает повторять один и тот же код множество раз, то этот код называется циклом. В Pascal существует три вида циклов. Один цикл повторяется определённое количество раз (счётный цикл), другие два повторяются до тех пор, пока выполняется какое-либо условие (циклы с условием).

Счётный цикл.

Рассмотрим первый цикл. Выглядит он следующим образом:

For x:=1 to 3 do

...............;

Вместо точек должен находиться код, который необходимо повторять. Как работает этот цикл? Попробуем перевести эту строчку на русский язык: «Для x равной 1 до 3 делать ….». Далее приведём словесное описание того, как работает такой цикл:

Вначале переменной х присваевается значение 1.
Затем идёт сравнение, если х меньше или равно числу после слова to, то код цикла выполняется.
Затем переменная х увеличивается на единицу и снова идёт сравнение с числом после to. Если х меньше или равно ему, то код цикла выполняется снова.
Затем переменная х снова увеличивается на единицу и всё повторяется до тех пор, пока х не станет больше числа после слова to.

Наверно трудно уловить то, как работает цикл, читая словесное описание его работы. Что бы наглядно изображать, то как работает программа или какой-либо её отдельный кусок, существуют блок-схемы. Попробуем изобразить работу данного цикла с помощью блок-схемы:

Блок-схема состоит из блоков, отсюда и название. Каждый блок обозначает определённое действие и представляет собой определённую фигуру. Стрелками обозначается порядок перехода из одного блока в другой. В прямоугольнике заключаются простые операторы или линейные процессы. В ромбике заключают какое-либо условие, поэтому из ромбика выходят две стрелки – одна если условие верно, другая если не верно. Овалом обозначается начало или конец алгоритма. В блок-схемах могут использоваться ещё другие фигуры, которые в рамках данного учебника мы рассматривать не будем. Перечисленных фигур вполне достаточно для наглядного изображения большинства алгоритмов.

Теперь попробуйте заново прочитать абзац, где описано как работает цикл, и при этом посматривайте на блок-схему. Думаю, что при сочетании двух видов, словесного и графического, описаний алгоритма будет всё понятно.

Даже если что-то с данным циклом не понятно, то не зацикливайтесь. Вам главное понять следующее: если нужно повторить цикл 3 раза, то переменной х необходимо присвоить значение 1 и делать его до числа 3:

For x:=1 to 3 do

...............;

Можно по-другому: присвоить значение 2 и делать до 4:

For x:=2 to 4 do

...............;

Здесь стоит отметить следующие нюансы. Переменная х должна быть типа byte или любого другого типа, который может содержать в себе только целые переменные. Об этих типах речь пойдёт в отдельном параграфе. Имя переменной может быть любым. Переменную х можно использовать в любом месте программы, а так же и внутри цикла. Однако менять переменную внутри цикла нельзя, можно использовать только её значение. Если код цикла состоит не из одной строчки, а из нескольких, то их необходимо выделить словами begin и end:

For x:=2 to 4 do

begin

...............;

end;

Так же вместо констант 1 и 3 можно использовать имена констант или переменные, но только типа целых чисел.

Далее пример программы:

Program ScetniyCikl;

var x,y,z:byte;

begin

y:=1;

z:=3;

for x:=y to z do

begin

write('x=');

write(x);

writeln(' ');

end

end.

___________________

x=1

x=2

x=3

Обратите внимание, что для удобства чтения перед словами begin и end есть небольшой отступ, а перед строчками кода отступ немного больше. Дело в том, что внутри одного цикла может быть другой цикл, а внутри другого может быть третий и т.д. Что бы было наглядно видно, где начинается и заканчивается один цикл, а где другой, их выделяют отступами. Это, как было уже сказано, и есть хороший тон программирования. Например, код может выглядеть следующим образом:

For i:=1 to 3 do

begin

...............;

For g:=1 to 3 do

begin

...............;

end;

...............;

end;

Небольшое отступление. Настоятельно рекомендую следовать следующему правилу: если вы написали слово begin, то обязательно сразу под ним напишите слово end, а потом уже вы добавите необходимое вам количество строчек между ними, и впишите туда необходимый код. При соблюдении этого правила вы исключите появление ошибок, которые потом будет трудно отследить. Так же рекомендую в формулах если вы поставили одну открывающую круглую скобку, то сразу же поставьте и другую – закрывающую.

Циклы с условием.

Двигаемся дальше. Рассмотрим циклы с условием. Эти циклы повторяются в зависимости от какого-то условия. Если условие верно, то цикл повторяется, если нет, то происходит выход из цикла. Разница этих двух циклов заключается в том, что в одном проверка условия происходит перед кодом цикла, в другом после кода цикла.

Рассмотрим оба цикла по отдельности. В начале – цикл, в котором условие проверяется перед кодом цикла. В общем виде он выглядят следующем образом: While условие do ………….;

По-русски – «Пока условие делать………;»

Далее не буду словесно описывать работу данного цикал, а сразу приведу блок-схему:

Далее пример программы и блок схема данной программы:

Program CiklSUsl;

var x:byte;

begin

x:=1;

while x<=3 do

begin

writeln('x=',x);

x:=x+1;

end

end.

_____________________

x=1

x=2

x=3

Как видно, результат работы этой программы CiklSUsl абсолютно похож на результат работы программы ScetniyCikl. Следовательно, программы идентичны друг другу, т.к. делают одно и то же. Однако алгоритмы работы в них организованы по-разному. Основным отличием является то, что в первой программе ScetniyCikl, увеличение х происходит автоматически, а во второй программе CiklSUsl пришлось вручную прописать строчку, в которой х увеличивается. Обратите внимание, что в циклах с условием переменную, находящуюся в условии цикла, менять можно, причём даже нужно иначе вы ни когда можете не выйти из цикла.

На данном этапе необходимо усвоить следующее. В первом счётном цикле происходит автоматический счёт целых чисел от одного определённого значения до другого конечного значения, и он выполняется, пока счётная переменная не станет больше определённого конечного значения. Цикл с условием выполняется пока условие верно. Как только условие перестанет выполняться, цикл прекратит свою работу.

В начале параграфа мы рассматривали оператор безусловного перехода GoTo, и было сказано, что его использование нежелательно. Приведу пример программы, которая идентична программе ProstKalkulator, но без использования оператора безусловного перехода:

Program ProstKalkulator_1;

Var a,b,c:real;

Begin

c:=1;

while c=1 do

begin

Writeln('Введите два числа для сложения:');

read(a,b);

Writeln(a,'+',b,'=',a+b);

Write('Для повторения программы введите 1,’);

Writeln(' для выхода любую другую цифру.');

read(c);

end

end.

_________________________________________________________________________

Введите два числа для сложения:

35+23=58

Для повторения программы введите 1, для выхода любую другую цифру.

Введите два числа для сложения:

45+56=101

Для повторения программы введите 1, для выхода любую другую цифру.

В чём здесь преимущество перед оператором GoTo. Здесь наглядно видно, где начинается и где заканчивается цикл. Допустим цикл состоял бы из нескольких десятков строк, тогда с оператором GoTo было бы менее понятно как работает программа.

Далее рассмотрим последний оставшийся цикл с условием. В общем виде он выглядит следующим образом:

Repeat ……… until условие;

По-русски – «Повторять ……….. до тех пор пока не станет условие;».

Блок-схема алгоритма:

Обратите внимание, что проверка условия происходит в конце цикла, т.е. один раз (самый первый) код цикла будет выполнен в любом случае. Так же стоит отметить, что код цикла повторяется, если условие ложно, т.е. код цикла повторяется до тех пор, пока условие не станет верным. Так же как и в предыдущем цикле переменные, которые участвуют в условии можно и нужно менять внутри цикла.

Далее пример программы:

Program CiklSUsl_1;

var x:byte;

begin

x:=0;

repeat

x:=x+1;

writeln('x=',x);

until x>=3;

end.

__________________

x=1

x=2

x=3

Как видно из результата, эта программа идентична программе CilkSUsl и программе ScetniyCikl. Однако задача здесь решена с помощью другого алгоритма. В некоторых случаях задачу можно решить с помощью любого из трёх циклов, однако в более сложном случае может подойти только один. Если вы попытаетесь решить задачу неподходящим циклом, то обречёте себя на лишние хлопоты при отладке программы.

Если внимательно изучить программу CilkSUsl_1, то вы увидите, что между словами repeat и until нет слов begin и end, хотя и используется несколько строчек кода. Дело в том, что в данном цикле слова repeat и until сами выполняют функцию слов begin и end.

Здесь стоит заметить, что в некоторых случаях может случиться так, что условие никогда не измениться. Тогда компьютер никогда не выйдет из цикла. Он зациклится или попросту зависнет. В практической деятельности необходимо предусматривать изменение переменных, участвующих в условии, внутри цикла. В некоторых случаях, такие переменные могут не измениться. В таком случае необходимо предусмотреть вариант выхода из цикла не по условию.

Выход из цикла не по условию.

Для немедленного выхода из цикла существуют следующие процедуры:

Break – реализует немедленный выход из цикла, действие процедуры заключается в передаче управления оператору, стоящему сразу за концом циклического оператора;

Continue – обеспечивает досрочное завершение очередного прохода цикла, передаёт управление в самый конец циклического оператора.

Данные процедуры можно использовать не только в циклах с условием, но и в счётном цикле.

Теперь пример программы, в которой используется цикл с условием, и где условие ни когда не станет правдой. Выход из цикла здесь реализован с помощью процедур Break и Continue. Можете поэкспериментировать с данной программой, и вам станет яснее, как работаю процедуры Break и Continue.

Program DosVihod;

{---------------------------------

Программа демонстрирует

досрочное завершение прохода цикла

и досрочный полный выход из цикла.

---------------------------------}

Var c:byte;

Begin

c:=4;//Инициализация переменной.

While c<>3 do

begin

writeln('Цикл начал свою работу.');

Writeln('Если хотите выйти из цикла введите 1');

Writeln('Если хотите завершить проход цикла введите 2');

Write('Если хотите продолжить нормальный проход введите любую');

Writeln(' другую цифру');

readln(c);

If c=1 then break;//Выходим из цикла.

If c=2 then

begin

writeln('Цикл не совершил полный проход.');

Writeln;//вставили пустую строку.

continue;//Завершаем проход цикла.

end;

c:=4;//Что бы цикл повторился снова, если пользователь ввёл цифру 3.

writeln('Цикл полностью совершил проход.');

Writeln;//вставили пустую строку.

end;

writeln;//вставили пустую строку.

Writeln ('Конец программы.');

end.

_________________________________________________________________________

Цикл начал свою работу.

Если хотите выйти из цикла введите 1

Если хотите завершить проход цикла введите 2

Если хотите продолжить нормальный проход введите любую другую цифру

Цикл полностью совершил проход.

Цикл начал свою работу.

Если хотите выйти из цикла введите 1

Если хотите завершить проход цикла введите 2

Если хотите продолжить нормальный проход введите любую другую цифру

Цикл не совершил полный проход.

Цикл начал свою работу.

Если хотите выйти из цикла введите 1

Если хотите завершить проход цикла введите 2

Если хотите продолжить нормальный проход введите любую другую цифру

Конец программы.

В данном параграфе мы изучили оператор безусловного перехода, т.е. научились «прыгать» из одного места программы в любое другое. Познакомились с блок-схемой алгоритма. А так же изучили три цикла языка Pascal.

Задачи:

Примечание: все предложенные далее задачи достаточно сложны, поэтому снабжайте их комментариями, и давайте им свои имена.

1. Вывести на экран ряд целых чисел от 1 до 50 в виде таблицы. Причём числа должны идти последовательно друг за другом через пробел по десять в каждой строчке.

2. Написать программу калькулятор, которая будет выполнять сложение, вычитание, умножение и деление двух чисел. Причём, выполнив одно действие, необходимо, что бы для выполнения ещё одного действия программу не нужно было бы запускать заново.

3. Написать программу нахождения факториала заданного с клавиатуры числа. Причём, найдя один факториал, необходимо, что бы для нахождения ещё одного программу не нужно было бы запускать заново.

4. Дано следующее выражение с двумя неизвестными: . – целое число, которое вводится с клавиатуры. Написать программу нахождения неизвестных и . Задача должна быть решена методом подбора значений. Предусмотреть вывод сообщения, если варианты значений неизвестных найдены не будут. Примечание: может получиться несколько вариантов значений неизвестных. Необходимо вывести на экран все варианты и их количество.

Решение:

Program VivodChisel;

{Программа для вывода ряда целых чисел в виде таблицы.}

Var k,//Переменная для формирования строк.

g,//Переменная для формирования столбцов.

x//Переменная для хранения числа, которое выводим на экран.

:byte;

Begin

x:=1; //Начальное значение числа.

for k:=1 to 5 do //Формируем строчки.

begin

for g:=1 to 10 do //Формируем столбцы.

begin

write(x:3);//Выводим число на экран.

x:=x+1;//Увеличиваем число на единицу.

end;

writeln;//Переходим на следующую строчку.

end

end.

_______________________________________________________________

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Program Calculyator;

{Программа производит сложение, вычитание, умножение и деление двух чисел.}

Label l;//Метка для возврата на начало программы.

Var x,y:real;//Два числа для проведения операций.

c:byte;//Переменная для принятия решений.

Begin

{Вводим два числа.}

l:Writeln('Введите два числа');

Readln(x,y);

{Предлагаем пользователю выбрать операцию.}

Writeln('Введите номер операции согласно следующего списка:');

Writeln('Сложение - 1');

Writeln('Вычитание - 2');

Writeln('Умножение - 3');

Writeln('Деление - 4');

{Считываем номер необходимой операции.}

Readln(c);

{В зависимости от выбранной пользователем операции производим

вычисления.}

If c=1 then Writeln(x,'+',y,'=',x+y);

If c=2 then Writeln(x,'-',y,'=',x-y);

If c=3 then Writeln(x,'*',y,'=',x*y);

If c=4 then Writeln(x,'/',y,'=',x/y);

{Если пользователь ввёл неверно номер операции выдаём сообщение об

этом.}

If (c<>1)and(c<>2)and(c<>3)and(c<>4) then

writeln('Вы ввели не правильный номер операции');

{Предлагаем пользователю выбор продолжить работу или завершить.}

Write ('Для продолжения работы введите 1,');

Writeln(' для выхода из программы - другую цифру');

Read(c);

Writeln;//Пустая строка.

{Если пользователь решил продолжить переходим на начало программы.}

If c=1 then goto l;

{Если пользователь решил завершить работу выводим сообщение

о завершении работы программы}

Writeln('Программ завершила свою работу.');

end.

_________________________________________________________________________

Введите два числа

3.5

Введите номер операции согласно следующего списка:

Сложение - 1

Вычитание - 2

Умножение - 3

Деление - 4

4*3.5=14

Для продолжения работы введите 1, для выхода из программы - другую цифру

Введите два числа

5.67

Введите номер операции согласно следующего списка:

Сложение - 1

Вычитание - 2

Умножение - 3

Деление - 4

5.67/34=0.166764705882353

Для продолжения работы введите 1, для выхода из программы - другую цифру

Программ завершила свою работу

3. Примечание: факториал числа – это произведение целых чисел от одного до этого числа. При записи факториала перед числом ставиться восклицательный знак. Например: . Так как факториалы даже небольших чисел имеют достаточно большие значения, то необходимо для их хранения использовать тип Real.

Program Factorial;

{Программа вычисляет факториал числа.}

Var F:real;//Переменная хранит в себе произведение чисел.

k,//Переменная для организации счётного цикла для вычисления

//факториала.

c,//Переменная для ввода выбора пользователя.

x//Переменная для ввода числа, факториал которого будет вычисляться.

:Byte;

Begin

c:=1;//Начальное значения переменной, что бы цикл прошёл первый раз.

While c=1 do

begin

{Предлагаем пользователю ввести число факториал которого будет вычислен.}

Writeln('Введите целое число.');

read(x);

F:=1;//Начальное значение Факториала равно единице.

For k:=1 to x do F:=F*k;//Вычисляем факториал.

Writeln('!',x,'=',F);//Выводим на экран результат.

{Предлагаем пользователю выбор продолжить работу или завершить.}

Write('Для продолжения работы введите 1 для выхода - любую ');

Writeln('цифру.');

Read(c);

end;

end.

_________________________________________________________________________

!2=2

Для продолжения работы введите 1 для выхода - любую цифру.

Введите целое число.

!3=6

Для продолжения работы введите 1 для выхода - любую цифру.

Введите целое число.

!6=720

Для продолжения работы введите 1 для выхода - любую цифру.

Var x,//Переменная для перебора значений x.

y,//Переменная для перебора значений y.

s,//Переменная для счёта количества вариантов, счётчик вариантов.

A//Переменная для ввода значения числа А.

:byte;

Begin

Writeln('Введите число А');

Read(A);

s:=0;//Начальное значение.

{Цикл перебора значений.}

For x:=0 to 255 do

begin

For y:=0 to 255 do

begin

if (4*x+2*y+5)=A then

begin //Если выражение верное, то

s:=s+1;//увеличиаем счётчик вариантов

Writeln('x=',x:2,' y=',y:2);//и выводим значения

//неизвестных.

end;

//Сообщение если вариантов нет.

If s=0 then writeln('Не найдено ни одного варианта неизвестных.')

//Сообщение о количестве найденных вариантов.

else writeln('Всего найдено ',s,' вариантов значений неизвестных.');

end.

_________________________________________________________________________

Введите число А

x= 0 y=20

x= 1 y=18

x= 2 y=16

x= 3 y=14

x= 4 y=12

x= 5 y=10

x= 6 y= 8

x= 7 y= 6

x= 8 y= 4

x= 9 y= 2

x=10 y= 0

Всего найдено 11 вариантов значений неизвестных.

Предыдущий параграф

Назад в содержание

Следующий параграф

Учебник по программированию.

Первые шаги. Язык программирования PascalABC.