Циклы в Паскале - виды, функции, типы операторов и их синтаксис

Содержание:

Общие сведения
Правила применения
Синтаксис циклов

Общие сведения

Практически во всех языках программирования применяются компоненты, которые называются циклами. Возможно обойтись и без них, но этот подход редко применяется среди программистов, поскольку современные приложения используют пакетную обработку данных. Каждый разработчик программного обеспечения должен решать самостоятельно, стоит ему применять циклы или нет.

Специалисты, опираясь на психологию человека, разработали специализированный алгоритм. Если выполнять все его пункты, то результат будет поразительным. Инструкцию также можно использовать для изучения какой-либо другой дисциплины, но в этом случае ее необходимо переделать. Для теории применяется такой алгоритм:

Достоинства и недостатки применения циклов.
Синтаксис, необходимый для использования циклических операторов. Общая информация о блок-схемах. Абстрактные модели.

Далее следует разобрать подробно каждый пункт инструкции. Пропускать их запрещается. Обучаемый просто потеряет зря время либо сам процесс обучения существенно увеличится. Для начала нужно разобрать основные достоинства и недостатки применения циклов в Турбо Паскале.

Правила применения

Каждый программист, независимо от уровня его профессионализма, сталкивается с принятием решения о целесообразности использования цикла в программном продукте. На начальных стадиях обучения необходимо проработать каждый элемент кода, составляя сложные структуры. Хотя в последнем случае можно обойтись упрощенными вариантами.

Основной принцип программиста — максимальное упрощение кода или оптимизация. Простым примером являются конструкторы сайтов. При генерации web-страницы в ее теле появляется много ненужных элементов. Например, специалист при создании одной страницы уложится в 200 строк html-кода, а конструктор способен сгенерировать в 4 или 5 раз больше.

Упрощение кода

Циклы в некотором случае могут быть тоже лишними. Однако не всегда целесообразно их использовать, поскольку этот подход существенно влияет на скорость вычислений. Для примера следует разобрать случай, когда необходимо вывести всего лишь несколько строк на экран. Проще использовать специальный оператор write или writeln, который занимает незначительный объем оперативной памяти. Для организации кода приложений с учетом признаков «хорошего тона» необходимо воспользоваться следующей инструкцией:

Цель приложения.
Количество генерируемой информации (маленький или большой объем).
Простота кода.
Количество строк.

Первый элемент инструкции — основное предназначение программы. Если она применяется для вывода массивов информации, то при использовании циклов объем кода существенно сократится, но будет нагрузка на «железо», поскольку для цикла формируется область в оперативной памяти, занимающая некоторое место. Это связано с тем, что нужна запись итератора, его интервал изменения, а также постоянное сравнение его значения с условием, которое задано в теле цикла. Кроме того, необходима отдельная динамическая ячейка для записи временных значений.

Если нужно вывести всего несколько строк, то желательно воспользоваться обыкновенным оператором вывода write или его модификацией. Когда нужно выполнить вывод значительного количества информации, то рекомендуется воспользоваться циклами.

В любой программе следует избегать дублирования кода, поскольку такая парадигма значительно облегчает его читабельность, а это очень важно для доработки приложения. Несмотря на то что язык Турбо Паскаль не поддерживает объектно-ориентируемую структуру, следует помнить о блоках. Несоблюдение блочной структуры может привести к серьезным последствиям.

Количество строк необходимо оптимизировать, то есть их должно быть минимум. Для этого следует использовать разнообразные приемы, вплоть до процедур и функций. Последние применяются, когда следует выполнить в программе несколько однотипных операций, например, вычислить число в некоторой степени, а затем эту процедуру повторить в середине и конце кода.

Достоинства и недостатки

Перед применением циклов необходимо разобраться в их достоинствах и недостатках. К первым можно отнести следующее:

Простота применения.
Уменьшение количества кода.
Универсальность.
Читабельность.
Обработка и вывод больших массивов информации.

Если знать синтаксис циклов, то можно создавать простые приложения, процедуры и функции для конечных и промежуточных вычислений. У них упрощенная структура, в которой довольно легко разобраться. Во втором случае они уменьшают количество программного кода, а этот момент очень важен. Универсальность достигается гибкостью настройки для процедур и функций, а также возможностью использования вложенных циклов.

Читабельность кода приложения зависит от его структуры. Кроме того, при их применении количество кода существенно уменьшается. Последним достоинством является специфика применения элемента. Если требуется обработать или вывести большое количество информации, то применение циклов — крайняя необходимость. Этот подход позволит не только сохранить драгоценное время, но и избежать множества ошибок.

Следует отметить, что несмотря на множество достоинств, циклы обладают и недостатками. Поэтому некоторые программисты избегают их применения в отдельных приложениях. К отрицательным сторонам следует отнести:

Ресурсоемкость.
Зацикливание (зависание).

В первом случае цикл потребляет некоторое количество ресурсов, что сказывается на быстродействии программного продукта. Если в коде произошла ошибка, то возможно «зависание» приложения, которое приводит к существенному снижению быстродействия компьютера, а также к системным ошибкам в операционной системе. При возникновении последних может потребоваться экстренная перезагрузка вычислительной машины, в результате чего вероятна потеря данных, находящихся в оперативной памяти.

Синтаксис циклов

Перед разбором синтаксиса основных циклов языка программирования Турбо Паскаль необходимо обратить внимание на их классификацию. Их можно условно разделить на три типа:

с параметром;
постусловием;
предусловием.

Следует отметить, что для понимания классификации нужно разобраться со структурой, то есть элементами, из которых он состоит. К ним относятся заголовок (условие) и тело. Условие — основной элемент, имеющий вид логического выражения. Последнее принимает только два значения — ложь и истина. Первое на машинном языке кодируется 0, а второе — 1. Однако такой вид кодировки приемлем только для Турбо Паскаля. В современных языках программирования кодировка следующая: ложь — FALSE, а истина — TRUE. Телом называется группа операторов, переменных и операндов, необходимых для обработки результата.

В зависимости от условия, идет обработка данных. Циклы очень часто применяются вместе с оператором IF-ELSE. Последний переводится таким образом: если — иначе. В первый блок (если) вставляется условие. Если оно выполняется, то производятся одни действия, а если нет (иначе) — другие. Этот механизм очень удобен, поскольку придает программному продукту сложную структуру.

Следует отметить, что можно использовать вложенные циклы. Специалисты рекомендуют перед написанием условий внимательно изучить таблицу истинности, поскольку выражения могут быть сложными.

Параметрический тип

К циклу с параметром принадлежит for (блок-схема 1). В нем тело выполняется заданное число раз. Это зависит от некоторого параметра (итератора). Существует 2 класса записи команд, состоящих из следующего списка:

for <iterator1> := <value_first> to <value_last> do <operator>.
for <iterator2> := <value_last> to <value_first> do <operator>.

В первом случае после каждой операции, которая завершилась без ошибок, <iterator1> : = <value_first> будет увеличивать на 1. Выражение <iterator1> — переменная, принимающая значение <value_first>. Итерация цикла останавливается, когда <iterator1> эквивалентен <value_last>. Служебное слово «to» обозначает интервал изменения итератора.

Знак «:=» — оператор присваивания итератору величины <value_first>. Его не следует путать со знаком равенства «=», поскольку последний применяется в логических выражениях для сравнения величин. Зарезервированное слово «do» означает передачу значения итератора соответствующему выражению.

Второй класс записи имеет другую логику исполнения. Значение итератора <iterator2> уменьшается на 1 до начальной величины <value_first>. В этом случае расшифровка всех зарезервированных слов совпадает с первым классом.

Блок-схема 1. Цикл for.

Стоит обратить внимание, что когда необходимо написать несколько выражений в теле, следует использовать блок do begin-end. Тело располагается между begin и end. Кроме того, следует придерживаться определенной последовательности действий (алгоритма), чтобы правильно написать соответствующий код.

Использование предусловия

В Турбо Паскале циклом с предусловием является while (блок-схема 2). В нем условие стоит перед телом. Все операции в последнем выполняются до того момента, пока значение выражения в условии не будет эквивалентно FALSE (0). В результате этого работа while прекращается. Далее выполняются остальные блоки, находящиеся вне цикла. Формат while имеет такой вид: while <логическое выражение> do <operator1>. Транскрипция имеет такой вид: пока выполняется условие — делай.

Блок-схема 2. Цикл с предусловием while.

Необходимо отметить, что при использовании нескольких операторов, их следует применять внутри блока begin-end. Кроме того, значение итератора в условии увеличивается на 1. Шаг является постоянным. Однако его можно изменять для примера таким образом: i = i + 2. Инициализацию переменной нужно проводить перед циклом.

В блок-схеме переменная «с» является итератором. Перед условием всегда необходимо производить очистку (обнулять). Это связано с тем, что в памяти может храниться такая же переменная с некоторым значением, при обращении к которому произойдет ошибка или код будет функционировать некорректно. Процесс может вызвать бесконечность вычислений, что приводит к «зависанию».

Логическое выражение в конце

Можно поставить логическое выражение после тела. В этом случае получится конструкция repeat-until или цикл с постусловием (блок-схема 3). Его формат имеет такой вид (состоит из нескольких строк):

repeat {не используется конструкция begin-end}

write(i) {Вывод итератора}

i = i + 1 {увеличение на 1}

until i = 10 {прекращение работы цикла при i = 10}.

Блок-схема 3. Цикл с постусловием repeat-until.

Специалисты не рекомендуют использовать repeat-until, поскольку в некоторых случаях возможны «зависания» программы. Параметр «i» называют счетчиком. Его значение может быть равно только целому числу. В противном случае итерационный элемент вызовет ошибку и выполнение программы невозможно будет остановить. Это очень часто происходит при подсчете суммы положительных чисел, представленных некоторым промежутком, или геометрической прогрессии.

Кроме того, в repeat-until можно использовать метку Goto, позволяющую переходить в определенную область тела. Аварийный выход осуществляется при помощи зарезервированного слова break. Последний следует указывать всегда после условия, поскольку это уменьшит вероятность «зависания» приложения. Если указан зарезервированный оператор continue, то произойдет переход к новой итерации. Его можно применять для задержки (паузы или прерывания) вычислений до ввода определенного значения или нажатия клавиши.