Для чего используется цикл

Как использовать циклы в языке Java. Полное руководство

Всё — от простейших конструкций до тонкостей и самых неочевидных моментов — в одной статье.

Цикл — это конструкция, которая позволяет многократно выполнять один и тот же участок кода. Например, вы хотите написать в консоль слово «Привет» 10 раз. Это можно сделать таким образом:

Вроде бы и не очень сложно, но код постоянно дублируется. А если нам нужно повторить это 100 раз — не добавлять же в программу 100 одинаковых строк? В таких случаях на помощь приходят циклы.

Вот как можно записать этот же код с помощью одного из циклов (далее мы рассмотрим его подробнее) — получилось всего три строчки вместо десяти:

А вот вариант для стократного вывода в консоль сообщения «Привет»:

Количество строк не увеличилось, мы просто заменили число 10 на число 100. Ровно так же будет и в случае с тысячей строк, и с миллионом, и с любым другим числом повторений.

В языке Java существует четыре вида циклов:

Начнём рассматривать их по порядку.

Java-разработчик, преподаёт в Skillbox, осваивает машинное обучение.

Содержание

Цикл for

В самом начале мы уже привели пример, в котором использовался именно цикл for — для вывода повторяющихся строк. Рассмотрим его подробнее.

Синтаксис цикла for имеет такой вид:

Здесь итерация — одно выполнение тела цикла. Смысл параметров, используемых в записи цикла:

— в этом месте обычно объявляется счётчик цикла, но может быть произведено любое иное действие. Данная часть выполнится только единожды, перед началом цикла. — в этой части мы указываем условие для цикла. Если условие возвращает true, то цикл выполняет указанные в его цикле действия, иначе — прекращает работу. — действие, которое будет выполнено после каждой итерации, если она не была прервана. Если в параметре счётчик цикла обычно объявляется, то здесь он, как правило, увеличивается. Но может быть совершено и любое другое действие.

Эти три части цикла указываются в круглых скобках цикла и обязательно разделяются знаком точки с запятой. За ними следует:

— код, который будет выполняться при каждой итерации.

Последовательность выполнения цикла (пошаговый алгоритм работы):

Шаг 3. Выполняем итерацию цикла (команды, которые записаны в строках ). Если выполнение итерации не было прервано, то переходим к шагу 4, иначе — к шагу 5.

Шаг 5. Выходим из цикла, продолжаем работу программы.

Для нашего примера (вывод повторяющихся строк) можно нарисовать такую блок-схему:

Источник

Назначение и виды циклов

Циклы – это простой способ для многократного выполнения одних и тех же действий (кода).

На языке JavaScript существуют различные виды циклов, которые по сути дела выполняют одно и тоже. Просто одни задачи решаются более просто с помощью одних циклов, а другие – с помощью других.

В JavaScript существуют различные виды циклов, но все они, по сути, делают одно и тоже. Просто с помощью одних циклов более просто решаются одни задачи, с помощью других – иные.

Цикл for

Данный цикл в основном используется когда известно точное количество повторений. Этот цикл ещё называют циклом со счётчиком.

Синтаксис цикла «for»:

Основные части конструкции цикла «for»:

Рассмотрим пример цикла, который выведет в консоль числа от 1 до 8:

Таким образом, пример, приведённый выше, можно записать ещё так:

Необязательные части цикла цикла «for».

В «for» все части цикла являются не обязательными.

Например, можно пропустить выражение инициализации:

В этом случае инициализацию переменной можно вынести за пределы цикла.

Финальное выражение в «for» также является не обязательным. Счётчик цикла в этом случае можно, например, изменять в теле.

В «for» можно вообще опустить 3 выражения (бесконечный цикл):

Кроме этого, в качестве тела цикла «for» можно использовать пустое выражение ( ; ). Это используется, когда вам не нужно выполнять ни одной инструкции.

Пустое выражение в этом случае рекомендуется дополнительно снабжать комментарием:

Пример использования цикла «for» для перебора элементов массива:

Пример, в котором выведем таблицу умножения в консоль. Для реализации этого примера будем использовать вложенные циклы.

Цикл называется вложенным, если он находится в теле другого цикла.

Цикл while

Данный цикл предназначен для многократного выполнения одних и тех же инструкций до тех пор, пока истинно некоторое условие. Цикл «while» в основном используется, когда количество повторений заранее не известно.

Истинность условия проверяется перед каждым выполнением. Если перед первой итерацией условие ложно, то цикл не выполнится ни разу.

Пример, в котором выведем в консоль чётные числа в диапазоне от 1 до 8:

Цикл do. while

Цикл «do. while», также как и цикл «while», выполняет одни и те же инструкции до тех пор, пока указанное условие истинно. Но в отличие от «while» в «do. while» условие проверяется после выполнения инструкций. Поэтому цикл «do. while» в любом случае выполнится не меньше одного раза, даже если условие изначально ложно.

Пример, в котором выведем в консоль сумму чисел, которые будем запрашивать у пользователя с помощью функции prompt :

Цикл for. in

Свойства объекта, которые не относятся к перечисляемым, в цикле не участвуют.

Переберём свойства объекта, созданного с помощью литеральной записи:

Кроме этого, следует отметить, что цикл for. in проходит не только по перечисляемых свойствам этого объекта, но и по наследуемым.

Если вам наследуемые свойства не нужно учитывать, то их можно пропустить:

Использование цикла for. in для перебора массива. В массиве свойствами являются числовые индексы.

Цикл for. in проходит по свойствам в произвольном порядке. Поэтому если при переборе массива для вас важен порядок символов, то данный цикл лучше не использовать.

При использовании цикла for…in стоит обратить внимание на то, что если вы к массиву добавили свои пользовательские свойства, то он по ним тоже пройдётся:

Если вам такой сценарий не нужен, то тогда для перебора массивов лучше использовать обычный цикл for.

Использование цикла for…in для перебора символов в строке:

Инструкции break и continue

Пример, в котором завершим цикл по перебору элементов массива, если его текущий элемент не будет являться числом:

Пример, в котором найдём в слове «программирование» символы «а» и «о», и выведем их позиции в консоль:

Метки для break и continue

Метка представляет собой идентификатором с двоеточием, который необходимо указать перед циклом.

Далее после оператора break или continue необходимо указать эту метку:

В коде с одиночным циклом использование метки не даст никакого результата. Её есть смысл использовать только когда вам нужно выйти сразу из нескольких циклов.

Пример, в котором выйдем сразу из 2 циклов, когда произведение значений переменных-счётчиков даст число большее 10.

Кроме этого, операторы break и continue нельзя использовать в выражениях тернарных операторов.

Цикл for. of (новинка в ES6)

Пример использование цикла for. of для посимвольного перебора строки:

Пример использование цикла for. of для перебора коллекции DOM-элементов:

Пример использование цикла for. of для перебора массива:

Чем цикл for. of отличается от for. in

Первое отличие цикла for. of от for. in заключается в том, что он может применяться только для итерируемым объектов, т.е. объектов, в которых реализован итератор ( Symbol.iterator ). Цикл for. in итератор не использует. Он предназначен для перебора любых объектов.

Второе отличие заключается в том, что цикл for. of перебирает объект так, как это определено в итераторе. Например, в Array итератор реализован так, что цикл for. of пройдёт только по значениям в массиве и не будет включать в перебор другие (не индексные) свойства. Цикл for. in организован по-другому, он перебирает все перечисляемые свойства (имена ключей) объекта, в том числе и наследуемые.

При использовании for. of он переберёт все значения этого массива:

При использовании for. in он переберёт все перечисляемые имена ключей этого объекта:

Чтобы получить значение ключа по его имени можно воспользоваться квадратными скобками:

Самостоятельное создание итератора для объекта

Рассмотрим ещё один пример. В этом примере мы самостоятельно определим как должен итерироваться объект. Для этого создадим объект и определим ему итератор.

Задачи по циклам

2. Найти самую большую цифру в целом числе.

3. Вычислить сумму первой и последней цифр целого числа.

Источник

Для чего используется цикл

В Си существуют все три типа операторов цикла: цикл с предусловием, цикл с постусловием и цикл с па­раметром.

while (выражение) оператор;

Цикл повторяет свое выполнение, пока значение выражения от­лично от нуля, т. е. заключенное в нем условие цикла истинно.

В качестве примера использования оператора цикла рассмот­рим программу вычисления факториала целого положительного числа N!. Сопоставим программу решения этой задачи, написан­ную на Си.

// Программа вычисления факториала

Обратите внимание на операторы в теле цикла. Конечно, и в Си-программе можно было написать два оператора присваива­ния, объединив их фигурными скобками. Однако использован­ный способ записи более лаконичен и более характерен для Си. Этот же самый оператор можно было записать еще короче: F*=i++

При практическом использовании этой программы не следует забывать, что факториал — очень быстро растущая функция, и поэтому при определенных значениях N выйдет из диапазона, со­ответствующего типу long int. Задав для переменной F тип unsigned long, можно сдвинуть эту границу, но этого может оказаться недостаточно. Предлагаем в качестве самостоятельного задания исследовать предельные значения N для двух указанных типов переменной F.

Интересно свойство следующего оператора:

Это бесконечный пустой цикл. Использование в качестве вы­ражения константы 1 приводит к тому, что условие повторения цикла все время остается истинным и работа цикла никогда не заканчивается. Тело в этом цикле представляет собой пустой опе­ратор. При исполнении такого оператора программа будет «топ­таться на месте».

Источник

Цикл со счетчиком

Цикл — разновидность управляющей конструкции в высокоуровневых языках программирования, предназначенная для организации многократного исполнения набора инструкций. Также циклом может называться любая многократно исполняемая последовательность инструкций, организованная любым способом (например, с помощью условного перехода).

Содержание

Определения

Последовательность инструкций, предназначенная для многократного исполнения, называется телом цикла. Однократное выполнение тела цикла называется итерацией. Выражение определяющее, будет в очередной раз выполняться итерация, или цикл завершится, называется условием выхода или условием окончания цикла (либо условием продолжения в зависимости от того, как интерпретируется его истинность — как признак необходимости завершения или продолжения цикла). Переменная, хранящая текущий номер итерации, называется счётчиком итераций цикла или просто счётчиком цикла. Цикл не обязательно содержит счётчик, счётчик не обязан быть один — условие выхода из цикла может зависеть от нескольких изменяемых в цикле переменных, а может определяться внешними условиями (например, наступлением определённого времени), в последнем случае счётчик может вообще не понадобиться.

Исполнение любого цикла включает первоначальную инициализацию переменных цикла, проверку условия выхода, исполнение тела цикла и обновление переменной цикла на каждой итерации. Кроме того большинство языков программирования предоставляют средства для досрочного завершения цикла, то есть выхода из цикла независимо от истинности условия выхода.

Виды циклов

Безусловные циклы

Иногда в программах используются циклы, выход из которых не предусмотрен логикой программы. Такие циклы называются безусловными, или бесконечными. Специальных синтаксических средств для создания бесконечных циклов, ввиду их нетипичности, языки программирования не предусматривают, поэтому такие циклы создаются с помощью конструкций, предназначенных для создания обычных (или условных) циклов. Для обеспечения бесконечного повторения проверка условия в таком цикле либо отсутствует (если позволяет синтаксис, как, например, в цикле LOOP…END LOOP языка Ада), либо заменяется константным значением (while true do … в Паскале).

Цикл с предусловием

Цикл с предусловием — цикл, который выполняется пока истинно некоторое условие, указанное перед его началом. Это условие проверяется до выполнения тела цикла, поэтому тело может быть не выполнено ни разу (если условие с самого начала ложно). В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором while, отсюда его второе название — while-цикл.

Цикл с постусловием

Цикл с постусловием — цикл, в котором условие проверяется после выполнения тела цикла. Отсюда следует, что тело всегда выполняется хотя бы один раз. В языке Паскаль этот цикл реализует оператор repeat..until; в Си — do…while.

В трактовке условия цикла с постусловием в разных языках есть различия. В Паскале и языках, произошедших от него, условие такого цикла трактуется как условие выхода (цикл завершается, когда условие истинно, в русской терминологии такие циклы называют ещё «цикл до»), а в Си и его потомках — как условие продолжения (цикл завершается, когда условие ложно, такие циклы иногда называют «цикл пока»)…..

Цикл с выходом из середины

Цикл с выходом из середины — наиболее общая форма условного цикла. Синтаксически такой цикл оформляется с помощью трёх конструкций: начала цикла, конца цикла и команды выхода из цикла. Конструкция начала маркирует точку программы, в которой начинается тело цикла, конструкция конца — точку, где тело заканчивается. Внутри тела должна присутствовать команда выхода из цикла, при выполнении которой цикл заканчивается и управление передаётся на оператор, следующий за конструкцией конца цикла. Естественно, чтобы цикл выполнился более одного раза, команда выхода должна вызываться не безусловно, а только при выполнении условия выхода из цикла.

Принципиальным отличием такого вида цикла от рассмотренных выше является то, что часть тела цикла, расположенная после начала цикла и до команды выхода, выполняется всегда (даже если условие выхода из цикла истинно при первой итерации), а часть тела цикла, находящаяся после команды выхода, не выполняется при последней итерации.

Легко видеть, что с помощью цикла с выходом из середины можно легко смоделировать и цикл с предусловием (разместив команду выхода в начале тела цикла), и цикл с постусловием (разместив команду выхода в конце тела цикла).

Часть языков программирования содержат специальные конструкции для организации цикла с выходом из середины. Так, в языке Ада для этого используется конструкция LOOP…END LOOP и команда выхода EXIT или EXIT WHEN:

Здесь внутри цикла может быть любое количество команд выхода обоих типов. Сами команды выхода принципиально не различаются, обычно EXIT WHEN применяют, когда проверяется только условие выхода, а просто EXIT — когда выход из цикла производится в одном из вариантов сложного условного оператора.

В тех языках, где подобных конструкций не предусмотрено, цикл с выходом из середины может быть смоделирован с помощью любого условного цикла и оператора досрочного выхода из цикла (такого, как break в Си), либо оператора безусловного перехода goto.

Цикл cо счётчиком

Цикл со счётчиком — цикл, в котором некоторая переменная изменяет своё значение от заданного начального значения до конечного значения с некоторым шагом, и для каждого значения этой переменной тело цикла выполняется один раз. В большинстве процедурных языков программирования реализуется оператором for, в котором указывается счётчик (так называемая «переменная цикла»), требуемое количество проходов (или граничное значение счётчика) и, возможно, шаг, с которым изменяется счётчик. Например, в языке Оберон-2 такой цикл имеет вид:

(здесь v — счётчик, b — начальное значение счётчика, e — граничное значение счётчика, s — шаг).

Неоднозначен вопрос о значении переменной по завершении цикла, в котором эта переменная использовалась как счётчик. Например, если в программе на языке Паскаль встретится конструкция вида:

возникает вопрос: какое значение будет в итоге присвоено переменной k: 9, 10, 100, может быть, какое-то другое? А если цикл завершится досрочно? Ответы зависят от того, увеличивается ли значение счётчика после последней итерации и не изменяет ли транслятор это значение дополнительно. Ещё один вопрос: что будет, если внутри цикла счётчику будет явно присвоено новое значение? Различные языки программирования решают данные вопросы по-разному. В некоторых поведение счётчика чётко регламентировано. В других, например, в том же Паскале, стандарт языка не определяет ни конечного значения счётчика, ни последствий его явного изменения в цикле, но не рекомендует изменять счётчик явно и использовать его по завершении цикла без повторной инициализации. Программа на Паскале, игнорирующая эту рекомендацию, может давать разные результаты при выполнении на разных системах и использовании разных трансляторов.

Радикально решён вопрос в языке Ада: счётчик считается описанным в заголовке цикла, и вне его просто не существует. Даже если имя счётчика в программе уже используется, внутри цикла в качестве счётчика используется отдельная переменная. Счётчику запрещено явно присваивать какие бы то ни было значения, он может меняться только внутренним механизмом оператора цикла. В результате конструкция

внешне аналогичная вышеприведённому циклу на Паскале, трактуется однозначно: переменной k будет присвоено значение 100, поскольку переменная i, используемая вне данного цикла, не имеет никакого отношения к счётчику i, который создаётся и изменяется внутри цикла. Считается, что подобное обособление счётчика наиболее удобно и безопасно: не требуется отдельное описание для него и минимальна вероятность случайных ошибок, связанных со случайным разрушением внешних по отношению к циклу переменных. Если программисту требуется включить в готовый код цикл со счётчиком, то он может не проверять, существует ли переменная с именем, которое он выбрал в качестве счётчика, не добавлять описание нового счётчика в заголовок соответствующей процедуры, не пытаться использовать один из имеющихся, но в данный момент «свободных» счётчиков. Он просто пишет цикл с переменной-счётчиком, имя которой ему удобно, и может быть уверен, что никакой коллизии имён не произойдёт.

Цикл со счётчиком всегда можно записать как условный цикл, перед началом которого счётчику присваивается начальное значение, а условием выхода является достижение счётчиком конечного значения; к телу цикла при этом добавляется оператор изменения счётчика на заданный шаг. Однако специальные операторы цикла со счётчиком могут эффективнее транслироваться, так как формализованный вид такого цикла позволяет использовать специальные процессорные команды организации циклов.

В некоторых языках, например, Си и других, произошедших от него, цикл for, несмотря на синтаксическую форму цикла со счётчиком, в действительности является циклом с предусловием. То есть в Си конструкция цикла:

фактически представляет собой другую форму записи конструкции:

То есть в конструкции for сначала пишется произвольное предложение инициализации цикла, затем — условие продолжения и, наконец, выполняемая после каждого тела цикла некоторая операция (это не обязательно должно быть изменение счётчика; это может быть правка указателя или какая-нибудь совершенно посторонняя операция). Для языков такого вида вышеописанная проблема решается очень просто: переменная-счётчик ведёт себя совершенно предсказуемо и по завершении цикла сохраняет своё последнее значение.

Вложенные циклы

Существует возможность организовать цикл внутри тела другого цикла. Такой цикл будет называться вложенным циклом. Вложенный цикл по отношению к циклу в тело которого он вложен будет именоваться внутренним циклом, и наоборот цикл в теле которого существует вложенный цикл будет именоваться внешним по отношению к вложенному. Внутри вложенного цикла в свою очередь может быть вложен еще один цикл, образуя следующий уровень вложенности и так далее. Количество уровней вложенности как правило не ограничивается.

Полное число исполнений тела внутреннего цикла не превышает произведения числа итераций внутреннего и всех внешних циклов. Например взяв три вложенных друг в друга цикла, каждый по 10 итераций, получим 10 исполнений тела для внешнего цикла, 100 для цикла второго уровня и 1000 в самом внутреннем цикле.

Одна из проблем, связанных с вложенными циклами — организация досрочного выхода из них. Во многих языках программирования есть оператор досрочного завершения цикла (break в Си, exit в Турбо Паскале, last в Perl и т. п.), но он, как правило, обеспечивает выход только из цикла того уровня, откуда вызван. Вызов его из вложенного цикла приведёт к завершению только этого внутреннего цикла, объемлющий же цикл продолжит выполняться. Проблема может показаться надуманной, но она действительно иногда возникает при программировании сложной обработки данных, когда алгоритм требует немедленного прерывания в определённых условиях, наличие которых можно проверить только в глубоко вложенном цикле.

Решений проблемы выхода из вложенных циклов несколько.

Совместный цикл

Ещё одним вариантом цикла является цикл, задающий выполнение некоторой операции для объектов из заданного множества, без явного указания порядка перечисления этих объектов. Такие циклы называются совместными (а также циклами по коллекции, циклами просмотра) и представляют собой формальную запись инструкции вида: «Выполнить операцию X для всех элементов, входящих в множество M». Совместный цикл, теоретически, никак не определяет, в каком порядке операция будет применяться к элементам множества, хотя конкретные языки программирования, разумеется, могут задавать конкретный порядок перебора элементов. Произвольность даёт возможность оптимизации исполнения цикла за счёт организации доступа не в заданном программистом, а в наиболее выгодном порядке. При наличии возможности параллельного выполнения нескольких операций возможно даже распараллеливание выполнения совместного цикла, когда одна и та же операция одновременно выполняется на разных вычислительных модулях для разных объектов, при том что логически программа остаётся последовательной.

Совместные циклы имеются в некоторых языках программирования (C#, JavaScript, Python, LISP, коллекции объектов. В определении такого цикла требуется указать только коллекцию объектов и переменную, которой в теле цикла будет присвоено значение обрабатываемого в данный момент объекта (или ссылка на него). Синтаксис в различных языках программирования синтаксис оператора различен:

Источник

Типы циклов в языках программирования: for, foreach, while и do while

Авторизуйтесь

Типы циклов в языках программирования: for, foreach, while и do while

В программировании различные типы циклов применяются для того, чтобы повторить некоторое действие нужное количество раз. Например отсортировать элементы массива или найти факториал числа. Цикл состоит из условия и тела цикла. Код, находящийся в теле, выполняется, когда условие равно true. Каждое повторение цикла называется итерацией.

Типы циклов

Цикл For

i — это переменная-счётчик, которая сначала равна нулю. До тех пор, пока она меньше 10, выполняется тело цикла, затем счетчик увеличивается на единицу. For — цикл с предусловием. Это значит, что сначала проверяется условие, и если оно true, то тело выполняется. В скобках объявляется тип переменной счётчика и её начальное значение. Затем указывается условие конца цикла и способ, которым изменяется значение счётчика.

Цикл Foreach (или совместный цикл)

Тело этого цикла выполнится для каждого элемента коллекции. В переменной element будет доступен по очереди каждый элемент массива array.

Цикл While

Относится к тому же типу циклов, что и For, — цикл с предусловием. С его помощью можно создать безусловный цикл, например while(1) — бесконечный цикл. Чтобы его закончить, нужно использовать служебное слово break.

Цикл Do While

Do While относится к типу циклов с постусловием. Однако здесь код выполнится как минимум один раз, даже если условие false.

Вложенные циклы

Циклы можно помещать внутрь друг друга. Это удобно для перебора многомерных коллекций. Код в примере выше выведет в консоль значение каждого элемента из двумерного массива array.

Операторы циклов

Break

Оператор break используется для досрочного выхода из цикла. Когда программа встречает break, цикл немедленно завершается и начинает выполняться код, следующий за циклом.

Continue

Оператор Continue даёт циклу команду выйти из текущей итерации и перейти к следующей.

Этот код выведет в консоль все нечетные числа из диапазона от 0 до 10:

Источник