Вложенный цикл

Итерационный цикл

Программирование циклических процессов

Практическое занятие

1. Изобразите структурограмму вычисления функции

2.

Арифметический цикл (цикл с параметром)

Требуется вычислить набор значений функции f (x) для заданного набора значений аргумента х.

Формирование набора значений аргумента определяется одним из двух вариантов.

А. Заданы начальное значение аргумента xn, шаг его изменения dx и количество точек счета k; тогда набор значений аргумента формируется по правилу: x_i = xn + (i – 1) dx, где i = 1, 2, 3, …, k.

Б. Заданы начальное и конечное значения аргумента xn и xk и шаг его изменения dx; набор значений аргумента формируется по тому же правилу, но предварительно требуется вычислить количество точек счета k:

, где int() – целое от ().

Данные задачи носят название задач табулирования, т. е. вычисления таблицы значений функции.

Пример решения задачи табулирования для вычисления набора значений функции y = sin x с шагом dx приведен на рисунке.

Определить минимальное целое N, для которого выполняется условие

N ³ – 820 N + 1 > 100.

Задача решается последовательным перебором значений N до достижения желаемого результата. Обозначив левую часть неравенства как S, получаем два условия: продолжение цикла S ≤ 100; выход из цикла S > 100.

Структурограммы решения этой задачи с помощью циклов WHILE-DO и REPEAT-UNTIL приведены на рисунке, а и б соответственно.

Итерационный цикл применяется при вычислениях значения функции, представленной разложением в некоторый ряд.

Требуется вычислить значение функции y = sin x для данного значения аргумента x с заданной точностью путем разложения функции в степенной ряд

В общем виде

Соответствующая структурограмма представлена на рисунке.

Требуется ввести в ЭВМ элементы матрицы A, содержащей n строк и m столбцов. В структурограмме внутренний цикл организован по параметру j, а внешний – по i. Легко убедиться, что в данном примере ввод элементов матрицы производится по строкам.

Структурограмма вложенного цикла (ввод матрицы)

Суммируя сказанное, отметим, что программирование циклических процессов разбивается на три этапа:

 вход в цикл, т. е. задание действий, которые обеспечили бы корректное значение условия до выполнения цикла;

 тело цикла, содержащего повторяющуюся вычислительную часть и действия по изменению условия;

 выход из цикла, т. е. задание критериев останова.

Особенно важно в операторах цикла WHILE-DO и REPEAT-UNTIL обращать внимание на включение в тело цикла действий, изменяющих условие. Если тело цикла никак не влияет на условие, цикл может оказаться бесконечным.

Подводя итог рассмотрению приемов программирования, отметим, что с помощью трех описанных выше базовых структур СЛЕДОВАНИЕ, РАЗВЕТВЛЕНИЕ и ЦИКЛ реализуется алгоритм любой сложности.

Именно данный способ графического изображения алгоритмов может быть рекомендован для описания сложных программных модулей.

Любую базовую структуру можно представить в виде функционального модуля, имеющего, как и базовая структура, один вход и один выход.

Совокупность функциональных модулей может образовывать новые базовые структуры и модули. Этот последовательный процесс приводит к тому, что любой алгоритм может быть представлен в итоге одним функциональным блоком.

Функциональный модуль представляет собой совокупность логически связанных операторов, выполняющих некоторое законченное действие, и имеет один вход и один выход.

Возможен и обратный подход, когда путем постепенной детализации функциональный модуль высокого уровня разворачивается в предельном случае до уровня операторов.

Операторы языка программирования являются минимальными компонентами, из которых строятся модули. Разнообразие операторов в языках программирования даже высокого уровня сравнительно невелико и составляет величину порядка 50–100 типов. Однако с повышением уровня языка программирования возрастает функциональная сложность операторов, т. е. число машинных команд ЭВМ, требуемых для его выполнения.

Функциональные или программные модули решают небольшую функциональную задачу и реализуются, как правило, 10–100 операторами языка программирования высокого уровня.

Упомянутые выше приемы функциональной композиции (объединения) и декомпозиции (разбиения) задач относятся к области технологии конструирования программ и определяют структурный подход к разработке алгоритмов и программ.

Дата добавления: 2014-01-06