Koło informatyczne

Przyspieszony kurs języka C++

Pętla iteracyjna

Iteracja to numerowany obieg pętli, czyli obieg z numerem. Pętla iteracyjna wykonuje obiegi numerowane. Do tego celu musi posiadać zmienną, w której będzie przechowywać numer obiegu.

Pętlę iteracyjną można zrealizować za pomocą poznanych dotąd pętli warunkowych:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna // Koło informatyczne // (C)2015 I LO w Tarnowie //------------------------ #include <iostream> using namespace std; int main() { int i; i = 1; while(i < 10) { cout << "Obieg nr " << i << endl; i++; } return 0; }

// Pętla iteracyjna // Koło informatyczne // (C)2015 I LO w Tarnowie //------------------------ #include <iostream> using namespace std; int main() { int i; i = 1; do { cout << "Obieg nr " << i << endl; i++; } while(i < 10); return 0; }

Przyjrzyj się pierwszej pętli. Składa się z kilku części:

i = 1; inicjalizacja licznika pętli

while(i < 10) warunek kontynuacji pętli

cout << ... instrukcja powtarzana

i++ modyfikacja licznika wykonywana na końcu obiegu

Ponieważ pętle tego typu są powszechnie stosowane w programowaniu, język C++ posiada specjalną instrukcję dla tworzenia pętli iteracyjnej:

for(a;b;c) instrukcja;

Za słówkiem kluczowym for pojawia się nawias, w którym są trzy elementy:

a inicjalizacja, czyli kod wykonywany przed pierwszym obiegiem

b warunek kontynuacji, musi być prawdziwy, aby pętla wykonała obieg

c modyfikacja, czyli kod wykonywany na końcu każdego obiegu

Nasza pętla wygląda teraz następująco:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i;

    for(i = 1; i < 10; i++) cout << "Obieg nr " << i << endl;

    return 0;
}

Czy instrukcja for jest niezbędna? Nie, nie jest, lecz ułatwia życie programistom. W zwykłej pętli warunkowej elementy a, b i c są rozrzucone w kodzie programu. W instrukcji for mamy je wszystkie zgrupowane wewnątrz zawiasów za słowem kluczowym for. Poza tym instrukcja ta umożliwia pisanie krótszych bardziej zwięzłych programów. Pętla for nie jest nowym typem pętli w języku C++. Wewnętrznie jest ona i tak zawsze przekształcana na pętlę while.

Kiedy stosujemy pętlę typu for? Stosujemy ją najczęściej wtedy, gdy należy wykonać zadaną liczbę obiegów lub instrukcje wykonywane w obiegu wykorzystują numer tego obiegu.

Ćwiczenie czyni mistrza, zatem poćwiczmy:

Pętla wykonująca obiegi o numerach od 10 do 20:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i;

    for(i = 10; i <= 20; i++) cout << "Obieg nr " << i << endl;

    return 0;
}

Pętla wykonująca obiegi o numerach od a do b:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i,a,b;

    cout << "a = "; cin >> a;
    cout << "b = "; cin >> b;

    for(i = a; i <= b; i++) cout << "Obieg nr " << i << endl;

    return 0;
}

Pętla wykonująca obiegi parzyste od a do b:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i,a,b;

    cout << "a = "; cin >> a;
    cout << "b = "; cin >> b;

    for(i = a + (a % 2); i <= b; i+=2) cout << "Obieg nr " << i << endl;

    return 0;
}

Teraz napiszemy pętlę, która wyrysuje kostki do gry z oczkami od 1 do 6:

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i;

    for(i = 1; i <= 6; i++)
    {
      cout << " ----- \n";
      switch(i)
      {
        case 1: cout << "|     |\n"
                        "|  o  |\n"
                        "|     |\n"; break;
        case 2: cout << "|    o|\n"
                        "|     |\n"
                        "|o    |\n"; break;
        case 3: cout << "|    o|\n"
                        "|  o  |\n"
                        "|o    |\n"; break;
        case 4: cout << "|o   o|\n"
                        "|     |\n"
                        "|o   o|\n"; break;
        case 5: cout << "|o   o|\n"
                        "|  o  |\n"
                        "|o   o|\n"; break;
        case 6: cout << "|o   o|\n"
                        "|o   o|\n"
                        "|o   o|\n"; break;
      }
      cout << " ----- \n";
    }
    return 0;
}

Czy powyższy program da się uprościć? Tak, jeśli dodamy pętlę wewnętrzną, która będzie wyświetlać poszczególne wiersze kostek w zależności od liczby ich oczek.

Oczka

Kostka

Każda kostka składa się z pięciu wierszy. Wiersze o numerach 0 i 4 są takie same. Pozostałe składają się z pięciu różnych typów wierszy:

----- – a



			|     |

– b
| o | – c
|    o| – d
|o    | – e
|o   o| – f

Dla każdej wartości oczek kostki wiersze 0 i 4 to typ a.

Poniższa tabelka określa rodzaj wiersza w zależności od jego numeru i liczby oczek:

Wiersz	Oczka
Wiersz	1	2	3	4	5	6
1	b	d	d	f	f	f
2	c	b	c	b	c	f
3	b	e	e	f	f	f

Teraz dokonujemy syntezy:

wiersz nr 1: b (1), d (2,3), f (4,5,6)

wiersz nr 2: b (2,4), c (1,3,5), f (6)

wiersz nr 3: b (1), e (2,3), f (4,5,6)

Zwróć uwagę, że wiersz 1 i 3 różnią się tylko d i e. Obserwacja ta uprości program.

0  -----  a
1 |     | b 
2 |  o  | c
3 |     | b
4  -----  a

0  -----  a
1 |    o| d
2 |     | b
3 |o    | e
4  -----  a

0  -----  a
1 |    o| d
2 |  o  | c
3 |o    | e
4  -----  a

0  -----  a
1 |o   o| f
2 |     | b
3 |o   o| f
4  -----  a

0  -----  a
1 |o   o| f
2 |  o  | c
3 |o   o| f
4  -----  a

0  -----  a
1 |o   o| f
2 |o   o| f
3 |o   o| f
4  -----  a

Code::Blocks

// Pętla iteracyjna
// Koło informatyczne
// (C)2015 I LO w Tarnowie
//------------------------

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
    int i,j;

    for(i = 1; i <= 6; i++)
        for(j = 0; j < 5; j++)
           switch(j)
           {
             case 0: ;
             case 4: cout << " ----- \n"; break;
             case 1: ;
             case 3: if(i == 1)     cout << "|     |\n";
                     else if(i < 4)
                     {
                       if(j == 1)   cout << "|    o|\n";
                       else         cout << "|o    |\n";
                     }
                     else           cout << "|o   o|\n";
                     break;
             case 2: if(i == 6)     cout << "|o   o|\n";
                     else if(i % 2) cout << "|  o  |\n";
                     else           cout << "|     |\n";
                     break;
           }
    return 0;
}

i = 1;	inicjalizacja licznika pętli
while(i < 10)	warunek kontynuacji pętli
cout << ...	instrukcja powtarzana
i++	modyfikacja licznika wykonywana na końcu obiegu

a	inicjalizacja, czyli kod wykonywany przed pierwszym obiegiem
b	warunek kontynuacji, musi być prawdziwy, aby pętla wykonała obieg
c	modyfikacja, czyli kod wykonywany na końcu każdego obiegu