Стивен Прата - Язык программирования C. Лекции и упражнения (6-е изд.) 2015

202 Глава 6 возвращаемого значения. Тогда единственное, что изменяется на каждой итерации — это значение переменной num. Значение num можно было бы задействовать при определении момента завершения цикла, скажем, указав num > 0 (num больше 0) или num ! = 0 (num не равно 0) в условии проверки, но это воспрепятствовало бы вводу определенных значений, таких как -3 или 0. Взамен можно было бы добавить в цикл дополнительный код, например, выдающий на каждой итерации запрос “Намерены ли вы продолжать? <���да/нет>”, после чего проверять, ввел ли пользователь утвердительный ответ. Однако такой подход выглядит несколько громоздким и замедляет ввод. Применение возвращаемого значения scanf() позволяет избежать этих проблем.

Теперь давайте подробнее рассмотрим структуру этой программы. Ее можно кратко описать следующим образом:

инициализировать переменную sum значением 0 выдать пользователю приглашение на ввод прочитать входные данные

пока входное значение представляет собой целое число, добавить входное значение к значению sum, выдать пользователю приглашение на ввод, затем прочитать следующий ввод по завершении ввода вывести значение переменной sum

Кстати, приведенное описание является примером псевдокода, который представляет собой искусство выражения программы на естественном языке, проводящее параллель с формами на языке компьютера. Псевдокод удобен при разработке логики программы. После того как логика выглядит правильной, псевдокод можно транслировать в действительный программный код. Одно из преимуществ псевдокода заключается в том, что он позволяет сосредоточиться на логике и организации программы, одновременно не беспокоясь о том, как выразить нужные идеи на языке программирования. Например, в показанном выше псевдокоде блоки указываются с помощью отступов, и совершенно не играет роли, что синтаксис С требует фигурных скобок. Еще одно достоинство псевдокода состоит в том, что он не привязан к конкретному языку программирования, благодаря чему один и тот же псевдокод можно транслировать на разные языки.

В любом случае, поскольку while является циклом с предусловием, программа должна получить входные данные и проверить значение переменной status до того, как будет произведен вход в тело цикла. Именно по этой причине в программе имеется вызов функции scanf() перед while. Чтобы цикл мог продолжаться, внутри него должен присутствовать оператор чтения, который позволит определить значение переменной status для следующего входного значения. В связи с этим оператор scanf() присутствует также в конце цикла while; он подготавливает цикл к следующей итерации. Приведенный ниже псевдокод можно считать стандартным форматом цикла:

получить первое значение, предназначенное для проверки пока проверка проходит успешно, обработать значение получить следующее значение

Цикл чтения в стиле С

Программу в листинге 6.1 можно было бы написать на Pascal, BASIC или FORTRAN с тем же самым проектом, представленным с помощью псевдокода. Тем не менее, язык С предлагает сокращение. Конструкция

Управляющие операторы С: циклы 203

status = scanf("%ld", &num);

while (status = 1)

{

/* действия, выполняемые в цикле */

^ status = scanf("%ld", &num);

может быть заменена следующей:

while (scanf("%ld", &num) == 1)

{

/* действия, выполняемые в цикле */

}

Во второй форме функция scanf() используется двумя разными способами одновременно. Во-первых, вызов функции в случае успешного завершения помещает значение в num. Во-вторых, возвращаемое значение этой функции (которое равно 1 или О и не является значением num) управляет циклом. Поскольку условие цикла проверяется на каждой итерации, то и функция scanf() вызывается на каждой итерации, предоставляя новое значение num и обеспечивая новую проверку. Другими словами, возможности синтаксиса С позволяют заменить стандартный формат цикла следующей компактной версией:

пока получение и проверка значения завершается успешно, обработать значение

А теперь рассмотрим оператор while более формально.

Оператор while

Общая форма цикла while имеет следующий вид:

while (выражение) оператор

Часть оператор может быть простым оператором, завершающимся точкой с запятой, либо составным оператором, заключенным в фигурные скобки.

До сих пор в примерах в качестве части выражение применялись выражения отношений, т.е. сравнивались значения. В общем случае здесь можно использовать любое выражение. Если выражение истинно (или в общем случае имеет ненулевое значение), то часть оператор выполняется один раз и затем выражение проверяется снова. Такой повторяющийся процесс проверки и выполнения повторяется до тех пор, пока выражение не станет ложным (получит нулевое значение). Каждый процесс проверки и выполнения называется итерацией (рис. 6.1).

PHс. 6.1. С труктура цикла while

204 глава 6

Завершение цикла while

Мы подошли к ключевому моменту, связанному с циклами while: при построении цикла while должен быть предусмотрен код, который изменяет значение проверочного выражения, чтобы оно в конечном итоге стало ложным. В противном случае цикл никогда не закончится. (В действительности для завершения цикла можно применить операторы break и if, но об этом речь пойдет позже.) Рассмотрим следующий пример:

index = 1;

while (index < 5)

printf("Доброе утро!\n");

Предыдущий фрагмент программы выводит это ободряющее сообщение бесконечно. Почему? Причина в том, что внутри цикла нет ничего, что изменило бы первоначальное значение index, равное 1. Теперь взгляните на такой фрагмент кода:

index = 1;

while (--index < 5)

printf("Доброе утро!\n");

Он немногим лучше первого. Значение переменной index изменяется, но не в том направлении! Но во всяком случае эта версия кода обеспечит завершение цикла после того, как значение переменной index упадет ниже минимального отрицательного числа, поддерживаемого системой, и станет наибольшим из возможных положительным значением. (В программе toobig.с из главы 3 было продемонстрировано, что добавление 1 к максимальному положительному числу обычно дает отрицательное число, а вычитание 1 из минимального отрицательного числа, как правило, приводит к получению положительного числа.)

Когда цикл завершается?

Важно понимать, что решение прекратить или продолжить выполнение цикла принимается только после того, как вычислено условие проверки. В качестве примера рассмотрим программу, приведенную в листинге 6.2.

Запуск программы из листинга 6.2 дает следующий вывод:

Управляющие операторы С: циклы 205

Переменная n впервые получает значение 7 в строке 10 во время второй итерации цикла. Однако цикл не прекращается немедленно. Вместо этого завершается текущая итерация (строка 11) и выход из цикла происходит только после того, как условное выражение в строке 7 будет вычислено в третий раз. (Во время первой проверки переменная n имела значение 5, а во время второй — значение 6.)