В языке Турбо Паскаль имеются три различных оператора, с помощью которых можно запрограммировать повторяющиеся фрагменты программ.
Счетный оператор цикла FOR имеет такую структуру:
FOR <пар_цик> := <нач_знач> ТО <кон_знач> DO <оператор>.
Здесь:
- FOR, TO, DO — зарезервированные слова (для, до, выполнить);
- <пар_цик> — параметр цикла — переменная типа INTEGER (точнее, любого порядкового типа, см. гл.4);
- <нач_знач> — начальное значение — выражение того же типа;
- <кон_знач> — конечное значение — выражение того же типа;
- <оператор> — произвольный оператор Турбо Паскаля.
При выполнении оператора FOR вначале вычисляется выражение <нач_знач> и осуществляется присваивание <пар_цик> : = <нач_знач>. После этого циклически повторяется:
- проверка условия <пар_цик> <= <кон_знач>; если условие не выполнено, оператор FOR завершает свою работу;
- выполнение оператора <оператор>;
- наращивание переменной <пар_цик> на единицу.
В качестве иллюстрации применения оператора FOR рассмотрим программу, осуществляющую ввод с клавиатуры произвольного целого числа N и вычисление суммы всех целых чисел от 1 до N (пример 2.5).
Пример 2.5
Program Summ_of_Integer;
{Программа вводит целое положительное число N и подсчитывает сумму всех целых чисел от 1 до N}
var
i, n, s : Integer;
begin
Write(‘N = ‘);
ReadLn(n); . {Вводим N}
s := 0; {Начальное значение суммы}
for i : = 1 to n do {Цикл подсчета суммы}
s : = s + i;
writeln(‘Сумма = ‘,s) {Выводим результат}
end.
Отметим два обстоятельства. Во-первых, условие, управляющее работой оператора FOR, проверяется перед выполнением оператора <оператор>: если условие не выполняется в самом начале работы оператора FOR, исполняемый оператор не будет выполнен ни разу. Другое обстоятельство — шаг наращивания параметра цикла строго постоянен и равен (+1). Существует другая форма оператора:
FOR<пар_цик>: = <нач_знач> DOWNTO <кон_знач> DO <оператор>
Замена зарезервированного слова ТО на DOWNTO означает, что шаг наращивания параметра цикла равен (-1), а управляющее условие приобретает вид <пар_цик> = <кон_знач>.
Пример 2.5 можно модифицировать так, чтобы сделать его пригодным для подсчета любых сумм — положительных и отрицательных:
………………
s := 0;
if n >= 0 then
for i := 1 to n do
s := s + i else
for i := -1 downto n do s : = s + i ;
……………
Два других оператора повторений лишь проверяют условие выполнения или повторения цикла, но не связаны с изменением счетчика цикла.
Оператор цикла WHILE с предпроверкой условия:
WHILE <условие> DO <оператор>.
Здесь:
- WHILE, DO — зарезервированные слова (пока [выполняется условие], делать);
- <условие> — выражение логического типа;
- <оператор> — произвольный оператор Турбо Паскаля.
Если выражение <условие> имеет значение TRUE, то выполняется <оператор>, после чего вычисление выражения <условие> и его проверка повторяются. Если <условие> имеет значение FALSE , оператор WHILE прекращает свою работу.
Рассмотрим пример 2.6, иллюстрирующий использование оператора WHILE. Найдем так называемое «машинное эпсилон» — такое минимальное, не равное нулю вещественное число, которое после прибавления его к 1.0 еще дает результат, отличный от 1.0.
Пример 2.6
Program EpsilpnDetect;
{Программа вычисляет и выводит на экран значение «машинного эпсилон»}
var
epsilon: Real;
begin
epsilon := 1;
while epsilon/2 + 1 > 1 do
epsilon := epsilon/2
WriteLn(‘Машинное эпсилон = ‘,epsilon)
end.
У читателя, привыкшего к непрерывной вещественной арифметике, может вызвать недоумение утверждение о том, что в дискретной машинной арифметике всегда существуют такие числа 0<X<eps, что 1.0+Х=1.0. Дело в том, что внутреннее представление типа REAL может дать «лишь» приблизительно 1014 возможных комбинаций значащих разрядов в отведенных для него 6 байтах. Конечно же, это очень большое число, но оно несопоставимо с бесконечным множеством вещественных чисел. Аппроксимация бесконечного непрерывного множества вещественных чисел конечным (пусть даже и очень большим) множеством их внутреннего машинного представления и приводит к появлению «машинного эпсилон».
Оператор цикла REPEAT… UNTIL с постпроверкой условия:
REPEAT <тело_цикла> UNTIL <условие>.
Здесь:
- REPEAT, UNTIL- зарезервированные слова (повторять до тех пор, пока не будет выполнено условие);
- <тело_цикла> — произвольная последовательность операторов Турбо Паскаля;
- <условие> — выражение логического типа.
Операторы <тело_цикла> выполняются хотя бы один раз, после чего вычисляется выражение <условие>: если его значение есть FALSE, операторы <тело_цикла> повторяются, в противном случае оператор REPEAT. . . UNTIL завершает свою работу.
Для иллюстрации применения оператора REPEAT… UNTIL модифицируем программу из примера 2.3. Модификация (пример 2.7) состоит в том, что программа будет все время повторять цикл ввода символа и печати его кода до тех пор, пока очередным символом не будет символ CR (вводится клавишей Enter).
Пример 2.7
Program Codes_of_Chars;
{Программа вводит символ и выводит на экран его код. Для завершения работы программы нужно дважды нажать Enter}
var
ch : Char; {Вводимый символ}
const
CR = 13; {Код символа CR}
begin
repeat
ReadLn(ch);
WriteLn(ch,’ = ‘,ord(ch))
until ord(ch) = CR
end.
Обратите внимание: пара REPEAT… UNTIL подобна операторным скобкам begin. .. end, поэтому перед UNTIL ставить точку с запятой необязательно.
Для гибкого управления циклическими операторами FOR, WHILE и REPEAT в состав Турбо Паскаля включены две процедуры:
BREAK — реализует немедленный выход из цикла; действие процедуры заключается в передаче управления оператору, стоящему сразу за концом циклического оператора;
CONTINUE — обеспечивает досрочное завершение очередного прохода цикла; эквивалент передачи управления в самый конец циклического оператора.
Введение в язык этих процедур практически исключает необходимость использования операторов безусловного перехода GOTO (см. ниже п.2.4.5).