r07.pdf

Rozdział 7.

Sterowanie przebiegiem

działania programu

Większość działań programu powiązanych jest z warunkowymi rozgałęzieniami i pętlami. W

rozdziale 4., „Wyrażenia i instrukcje”, poznałeś sposób, w jaki należy rozgałęzić działanie

programu za pomocą instrukcji if .

W tym rozdziale:

• dowiesz się, czym są pętle i jak się z nich korzysta,

• nauczysz się tworzyć różnorodne pętle,

• poznasz alternatywę dla głęboko zagnieżdżonych instrukcji if - else .

Pętle

Wiele problemów programistycznych rozwiązywanych jest przez powtarzanie operacji

wykonywanych na tych samych danych. Dwie podstawowe techniki to: rekurencja (omawiana w

rozdziale 5., „Funkcje”) oraz iteracja. Iteracja oznacza ciągłe powtarzanie tych samych czynności.

Podstawową metodą wykorzystywaną przy iteracji jest pętla.

Początki pętli: instrukcja goto

W początkowym okresie rozwoju informatyki, programy były nieporadne, proste i krótkie. Pętle

składały się z etykiety, zestawu wykonywanych instrukcji i skoku.

W C++ etykieta jest zakończoną dwukropkiem nazwą ( : ). Etykieta może być umieszczona po

lewej stronie instrukcji języka C++, zaś skok odbywa się w wyniku wykonania instrukcji goto

(idź do) z nazwą etykiety. Ilustruje to listing 7.1.

Listing 7.1. Pętla z użyciem słowa kluczowego goto

0: // Listing 7.1

1: // Pętla z instrukcją goto

3: #include <iostream>

5: int main()

6: {

7: int counter = 0; // inicjalizujemy licznik

8: loop: counter ++; // początek pętli

9: std::cout << "Licznik: " << counter << "\n";

10: if (counter < 5) // sprawdzamy wartość

11: goto loop; // skok do początku

12:

13: std::cout << "Gotowe. Licznik: " << counter << ".\n";

14: return 0;

15: }

Wynik

Licznik: 1

Licznik: 2

Licznik: 3

Licznik: 4

Licznik: 5

Gotowe. Licznik: 5.

Analiza

W linii 7., zmienna counter (licznik) jest inicjalizowana wartością 0 . W linii 8 występuje

etykieta loop (pętla), oznaczająca początek pętli. Zmienna counter jest inkrementowana,

następnie wypisywana jest jej nowa wartość. W linii 10. sprawdzana jest wartość zmiennej. Gdy

jest ona mniejsza od 5 , wtedy instrukcja if jest prawdziwa i wykonywana jest instrukcja goto . W

efekcie wykonanie programu wraca do linii 8. Program działa w pętli do chwili, gdy, wartość

zmiennej counter osiągnie 5 ; to powoduje że program wychodzi z pętli i wypisuje końcowy

komunikat.

Dlaczego nie jest zalecane stosowanie instrukcji

goto?

Programiści unikają instrukcji goto , i mają ku temu znaczące powody. Instrukcja goto umożliwia

wykonanie skoku do dowolnego miejsca w kodzie źródłowym, do przodu lub do tyłu.

Nierozważne użycie tej instrukcji sprawia że kod źródłowy jest zagmatwany, nieestetyczny i

trudny do przeanalizowania, kod taki nazywany „kodem spaghetti”.

Instrukcja goto

Aby użyć instrukcji goto , powinieneś napisać słowo kluczowe goto , a następnie nazwę

etykiety. Spowoduje to wykonanie skoku bezwarunkowego.

Przykład

if (value > 10)

goto end;

if (value < 10)

goto end;

cout << "Wartosc jest rowna 10!";

end:

cout << "gotowe";

Aby uniknąć użycia instrukcji goto , opracowano bardziej skomplikowane, ściśle kontrolowalne

instrukcje pętli: for , while oraz do...while .

Pętle while

Pętla while (dopóki) powoduje powtarzanie zawartej w niej sekwencji instrukcji tak długo, jak

długo zaczynające pętlę wyrażenie warunkowe pozostaje prawdziwe. W przykładzie z listingu 7.1,

licznik był inkrementowany aż do osiągnięcia wartości 5. Listing 7.2 przedstawia ten sam program

przepisany tak, aby można było skorzystać z pętli while .

Listing 7.2. Pętla while

0: // Listing 7.2

1: // Pętla while

3: #include <iostream>

5: int main()

6: {

7: int counter = 0; // inicjalizacja warunku

9: while(counter < 5) // sprawdzenie, czy warunek jest

spełniony

10: {

11: counter++; // ciało pętli

12: std::cout << "Licznik: " << counter << "\n";

13: }

14:

15: std::cout << "Gotowe. Licznik: " << counter << ".\n";

16: return 0;

17: }

Wynik

Licznik: 1

Licznik: 2

Licznik: 3

Licznik: 4

Licznik: 5

Gotowe. Licznik: 5.

Analiza

Ten prosty program demonstruje podstawy działania pętli while . Gdy warunek jest spełniony,

wykonywane jest ciało pętli. W tym przypadku w linii 9. sprawdzane jest, czy zmienna counter

(licznik) ma wartość mniejszą od 5 . Jeśli ten warunek jest spełniony (prawdziwy), wykonywane

jest ciało pętli: w linii 11. następuje inkrementacja licznika, zaś jego wartość jest wypisywana w

linii 12. Gdy warunek w linii 9. nie został spełniony (tzn. gdy zmienna counter ma wartość

większą lub równą 5 ), wtedy całe ciało pętli while (linie od 10. do 13.) jest pomijane i program

przechodzi do następnej instrukcji, czyli w tym przypadku do linii 14.

Instrukcja while

Składnia instrukcji while jest następująca:

while ( warunek )

instrukcja;

warunek jest wyrażeniem języka C++, zaś instrukcja jest dowolną instrukcją lub blokiem

instrukcji C++. Gdy wartością wyrażenia warunek jest true (prawda), wykonywana jest

instrukcja , po czym następuje powrót do początku pętli i ponowne sprawdzenie warunku.

Czynność ta powtarza się, dopóki warunek zwraca wartość true . Gdy wyrażenie warunek

ma wartość false , działanie pętli while kończy się i program przechodzi do instrukcji

następujących po pętli.

Przykład

// zliczanie do 10

int x = 0;

while (x < 10)

cout << "X: " << x++;

Bardziej skomplikowane instrukcje while

Warunek sprawdzany w pętli while może być złożony, tak jak każde poprawne wyrażenie języka

C++. Może zawierać wyrażenia tworzone za pomocą operatorów logicznych && (I), || (LUB)

oraz ! (NIE). Taką nieco bardziej skomplikowaną instrukcję while przedstawia listing 7.3.

Listing 7.3. Warunek złożony w instrukcji while

0: // Listing 7.3

1: // Złożona instrukcja while

3: #include <iostream>

4: using namespace std;

6: int main()

7: {

8: unsigned short small;

9: unsigned long large;

10: const unsigned short MAXSMALL=65535;

11:

12: cout << "Wpisz mniejsza liczbe: ";

13: cin >> small;

14: cout << "Wpisz duza liczbe: ";

15: cin >> large;

16:

17: cout << "mala: " << small << "...";

18:

19: // w każdej iteracji sprawdzamy trzy warunki

20: while (small < large && large > 0 && small < MAXSMALL)

21: {

22: if (small % 5000 == 0) // wypisuje kropkę co każde 5000

linii

23: cout << ".";

24:

25: small++;

26:

27: large-=2;

28: }

29:

30: cout << "\nMala: " << small << " Duza: " << large << endl;

31: return 0;

32: }

Wynik

Wpisz mniejsza liczbe: 2

Wpisz duza liczbe: 100000

mala: 2.........

Mala: 33335 Duza: 33334

Analiza

Ten program to gra. Podaj dwie liczby, mniejszą i większą. Mniejsza liczba jest zwiększana o

jeden, a większa liczba jest zmniejszana o dwa. Celem gry jest odgadnięcie, kiedy się „spotkają”.

Linie od 12. do 15. służą do wprowadzania liczb. W linii 20. rozpoczyna się pętla while , której

działanie będzie kontynuowane, dopóki spełnione są wszystkie trzy poniższe warunki:

1. Mniejsza liczba nie jest większa od większej liczby.

2. Większa liczba nie jest ujemna ani równa zeru.

3. Mniejsza liczba nie przekracza maksymalnej wartości dla małych liczb całkowitych

( MAXSMALL ).

W linii 23. wartość zmiennej small (mała) jest obliczana modulo 5 000. Nie powoduje to zmiany

wartości tej zmiennej; chodzi jedynie o to, że wartość 0 jest wynikiem działania modulo 5 000

tylko wtedy, gdy wartość zmiennej small jest wielokrotnością pięciu tysięcy. Za każdym razem,

gdy otrzymujemy wartość zero, na ekranie wypisywana jest kropka, przedstawiająca postęp

działań. W linii 25. następuje inkrementacja zmiennej small , zaś w linii 27. zmniejszenie

zmiennej large (duża) o dwa.

Jeżeli w pętli while nie zostanie spełniony któryś z trzech warunków, pętla kończy działanie, a

wykonanie programu przechodzi do linii 29., za zamykający nawias klamrowy pętli while .

UWAGA Operator reszty z dzielenia (modulo) oraz warunki złożone zostały opisane w rozdziale

3, „Stałe i zmienne.”

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: