Меню

Что такое счетчик итераций



Счётчики итераций.

Немного препроцессорной магии.

Иногда возникает необходимость сделать так, чтобы код выполнялся только первую или несколько первых итераций.
Решить эту проблему нетрудно, но порой, особенно при отладке методом отладочной печати ^^, когда подобные условия приходится вписывать в разных частях программы по десять раз, это дело хочеться несколько систематизировать.

Интернет, разумеется не подкачал и пестрит решениями следующего синтаксиса:

Синтаксис тут неслишком удобный. Хочется варианта без DO_ONCE_END.
Разумеется, интернет предлагает и это:

Вот от этого мы и отталкиваемся. Одна из возможных реализаций макроса однократного исполнения:

_concate — это макрос конкатенации. В результате его работы создаётся уникальное имя для данного конкретного счетчика.
Такая механика позволяет использовать множество счетчиков в одном пространстве имён без необходимости задаватль вручную уникальные имена.

Дальше больше. Макрос, выполняющийся b первых итераций:

Логическое продолжение. Раз можно выполнять до, то можно выполнять и после. Код выполняется после b итераций:

А ну как, если нужно что-то выполнить между 15 и 17 итерациями?

Увы, не работает в силу устройства макросов. Нельзя записать два макроса в один блок, это приведёт к повторению имён переменных. Между макросами обязательно должны стоять или ‘;’ или ‘ <'.
Можно сделать так:

Но это неслишком красиво, потому еще один макрос:

А что если я хочу сделать ветку. Допустим до такой-то итерации выполнять один код, а после другой.
И это можно благодаря «недокументированным возможностям» макросов only_once, do_iteration, do_between_iteration.

Не слишком красиво, а потому еще один макрос:

Уже гораздо лучше, как по мне. С помощью данных макросов можно писать довольно сложные ветвления, правда без блоков уже не обойдётся. Например,

Эта конструкция выполняет do_something() от 6-ой до 19-ой итерации включительно, после чего следующие пять итераций делает do_something_else(), после чего вешает систему в функции halt().

Я полагаю, что на этом месте покрыты 99% и так не слишком полезного функционала, но работа не завершена. Если необходимо запрограммировать более сложное ветвление, то, пользуясь указанным выше способом можно неслабенькую лапшу.

К этой задаче, впрочем можно подойти немого с другого конца:

Данный «процессор итераций» построен на switch-case. user код выглядит так:

Есть вариант макроса
, использование которого приветдет к тому, что последняя функция продолжит выполняться до конца времён.

Этому набору макросов передаётся незанятое в области видимости имя, на которое макрос iter_start вешает свой счётчик.
К сожалению, мне не удалось придумать способ, при котором не нужно было бы максить это имя в подчинённые макросы, не, тем более, способа, при котором можно было вообще обойтись без имени. Если есть такой вариант, поделитесь. У меня всё, спасибо за внимание.

Источник

Циклы в программировании. Цикл while

Циклы являются такой же важной частью структурного программирования, как условные операторы. С помощью циклов можно организовать повторение выполнения участков кода. Потребность в этом возникает довольно часто. Например, пользователь последовательно вводит числа, и каждое из них требуется добавлять к общей сумме. Или нужно вывести на экран квадраты ряда натуральных чисел и тому подобные задачи.

Цикл while

«While» переводится с английского как «пока». Но не в смысле «до свидания», а в смысле «пока имеем это, делаем то».

Можно сказать, while является универсальным циклом. Он присутствует во всех языках, поддерживающих структурное программирование, в том числе в Python. Его синтаксис обобщенно для всех языков можно выразить так:

Это похоже на условный оператор if. Однако в случае циклических операторов их тела могут выполняться далеко не один раз. В случае if, если логическое выражение в заголовке возвращает истину, то тело выполняется единожды. После этого поток выполнения программы возвращается в основную ветку и выполняет следующие выражения, расположенные ниже всей конструкции условного оператора.

Читайте также:  Кто должен снимать показания электросчетчика

В случае while, после того как его тело выполнено, поток возвращается к заголовку цикла и снова проверяет условие. Если логическое выражение возвращает истину, то тело снова выполняется. Потом снова возвращаемся к заголовку и так далее.

Цикл завершает свою работу только тогда, когда логическое выражение в заголовке возвращает ложь, то есть условие выполнения цикла больше не соблюдается. После этого поток выполнения перемещается к выражениям, расположенным ниже всего цикла. Говорят, «происходит выход из цикла».

Рассмотрите блок-схему цикла while.

На ней ярко-голубыми прямоугольниками обозначена основная ветка программы, ромбом – заголовок цикла с логическим выражением, бирюзовым прямоугольником – тело цикла.

С циклом while возможны две исключительные ситуации:

Если при первом заходе в цикл логическое выражение возвращает False, то тело цикла не выполняется ни разу. Эту ситуацию можно считать нормальной, так как при определенных условиях логика программы может предполагать отсутствие необходимости в выполнении выражений тела цикла.

Если логическое выражение в заголовке while никогда не возвращает False, а всегда остается равным True, то цикл никогда не завершится, если только в его теле нет оператора принудительного выхода из цикла (break) или вызовов функций выхода из программы – quit(), exit() в случае Python. Если цикл повторяется и повторяется бесконечное количество раз, то в программе происходит зацикливание. В это время она зависает и самостоятельно завершиться не может.

Вспомним наш пример из урока про исключения. Пользователь должен ввести целое число. Поскольку функция input() возвращает строку, то программный код должен преобразовать введенное к целочисленному типу с помощью функции int(). Однако, если были введены символы, не являющиеся цифрами, то возникает исключение ValueError, которое обрабатывается веткой except. На этом программа завершается.

Другими словами, если бы программа предполагала дальнейшие действия с числом (например, проверку на четность), а она его не получила, то единственное, что программа могла сделать, это закончить свою работу досрочно.

Но ведь можно просить и просить пользователя корректно вести число, пока он его не введет. Вот как может выглядеть реализующий это код:

Примечание 1. Не забываем, в языке программирования Python в конце заголовков сложных инструкций ставится двоеточие.

Примечание 2. В выражении type(n) != int с помощью функции type() проверяется тип переменной n . Если он не равен int, т. е. значение n не является целым числом, а является в данном случае строкой, то выражение возвращает истину. Если же тип n равен int, то данное логическое выражение возвращает ложь.

Примечание 3. Оператор % в языке Python используется для нахождения остатка от деления. Так, если число четное, то оно без остатка делится на 2, т. е. остаток будет равен нулю. Если число нечетное, то остаток будет равен единице.

Проследим алгоритм выполнения этого кода. Пользователь вводит данные, они имеют строковый тип и присваиваются переменной n . В заголовке while проверяется тип n . При первом входе в цикл тип n всегда строковый, т. е. он не равен int. Следовательно, логическое выражение возвращает истину, что позволяет зайти в тело цикла.

Здесь в ветке try совершается попытка преобразования строки к целочисленному типу. Если она была удачной, то ветка except пропускается, и поток выполнения снова возвращается к заголовку while.

Теперь n связана с целым числом, следовательно, ее тип int, который не может быть не равен int. Он ему равен. Таким образом логическое выражение type(n) != int возвращает False, и весь цикл завершает свою работу. Далее поток выполнения переходит к оператору if-else, находящемуся в основной ветке программы. Здесь могло бы находиться что угодно, не обязательно условный оператор.

Читайте также:  Скрипит счетчик когда включаю печь

Вернемся назад. Если в теле try попытка преобразования к числу была неудачной, и было выброшено исключение ValueError, то поток выполнения программы отправляется в ветку except и выполняет находящиеся здесь выражения, последнее из которых просит пользователя снова ввести данные. Переменная n теперь имеет новое значение.

После завершения except снова проверяется логическое выражение в заголовке цикла. Оно даст True, т. к. значение n по-прежнему строка.

Выход из цикла возможен только тогда, когда значение n будет успешно конвертировано в число.

Рассмотрим следующий пример:

Сколько раз «прокрутится» цикл в этой программе, т. е. сколько итераций он сделает? Ответ: 5.

Сначала переменная i равна 0. В заголовке цикла проверяется условие i total вводимых чисел. Переменная i в данном случае играет только роль счетчика итераций цикла. В других языках программирования для таких случаев предусмотрен цикл for, который так и называется: «цикл со счетчиком». Его преимущество заключается в том, что в теле цикла не надо изменять переменную-счетчик, ее значение меняется автоматически в заголовке for.

В языке Python тоже есть цикл for. Но это не цикл со счетчиком. В Питоне он предназначен для перебора элементов последовательностей и других сложных объектов. Данный цикл и последовательности будут изучены в последующих уроках.

Для while наличие счетчика не обязательно. Представим, что надо вводить числа, пока переменная total больше нуля. Тогда код будет выглядеть так:

Сколько раз здесь выполнится цикл? Неизвестно, все зависит от вводимых значений. Поэтому у цикла со счетчиком известно количество итераций, а у цикла без счетчика – нет.

Самое главное для цикла while – чтобы в его теле происходили изменения значений переменных, которые проверяются в его заголовке, и чтобы хоть когда-нибудь наступил случай, когда логическое выражение в заголовке возвращает False. Иначе произойдет зацикливание.

Примечание 1. Не обязательно в выражениях total = total — n и i = i + 1 повторять одну и ту же переменную. В Python допустим сокращенный способ записи подобных выражений: total -= n и i += 1 .

Примечание 2. При использовании счетчика он не обязательно должен увеличиваться на единицу, а может изменяться в любую сторону на любое значение. Например, если надо вывести числа кратные пяти от 100 до 0, то изменение счетчика будет таким i = i — 5 , или i -= 5 .

Примечание 3. Для счетчика не обязательно использовать переменную с идентификатором i. Можно назвать переменную-счетчик как угодно. Однако так принято в программировании, что счетчики обозначают именами i и j (иногда одновременно требуются два счетчика).

Практическая работа

Измените последний код из урока так, чтобы переменная total не могла уйти в минус. Например, после предыдущих вычитаний ее значение стало равным 25. Пользователь вводит число 30. Однако программа не выполняет вычитание, а выводит сообщение о недопустимости операции, после чего осуществляет выход из цикла.

Используя цикл while, выведите на экран для числа 2 его степени от 0 до 20. Возведение в степень в Python обозначается как **. Фрагмент вывода:

Примеры решения и дополнительные уроки в android-приложении и pdf-версии курса

Источник

Изучаем C++. Часть 6. Циклы while, do-while и for

Разбираемся, как сократить повторяющийся код в C++ и сэкономить время.

Это шестая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлый раз мы узнали, как использовать функции и процедуры. Сейчас поговорим о циклах while, do-while и for.

Читайте также:  Показания счетчика 1 сентября составляли 123 куб

Циклы — это разновидность условных конструкций. Они позволяют выполнять команды несколько раз, если определённое утверждение верно. Например, с помощью циклов можно пять раз вывести на экран какую-нибудь надпись или посчитать сумму всех чисел.

Пишет о программировании, в свободное время создает игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Цикл while в C++

Запись цикла while выглядит так:

Этот код выполняется следующим образом:

  1. Программа проверяет, верно ли утверждение.
  2. Выполняются инструкции в теле цикла.
  3. Программа возвращается к пункту 1.

То есть пока утверждение верно (i

Посмотрим на вывод:

Обратите внимание на переменную i — она играет роль счётчика, к которому в каждом шаге цикла прибавляется единица. Это нужно, чтобы инструкции выполнялись только определённое количество раз.

Один шаг цикла называется итерацией, а счётчик — итератором. Поэтому чаще всего для счётчика создаётся переменная i.

Важно! Следите за тем, чтобы выход из цикла был возможен, иначе он будет выполняться бесконечно.

Если внутри цикла складываются числа или что-то выводится, то нагрузка будет минимальной. Если же это какие-то ресурсозатратные вычисления, то выполнение такого цикла может заставить компьютер зависнуть.

Когда нам нужно вмешаться в работу цикла, мы используем операторы break и continue.

Оператор break

Оператор break прерывает выполнение цикла:

Этот цикл должен посчитать сумму всех чисел от одного до ста. Но мы указали максимальное значение для переменной sum, поэтому цикл прервётся, как только sum станет больше maxSum.

Компилятор умеет отличать оператор break в конструкции switch от оператора break, который прерывает циклы. Поэтому можно спокойно писать вот такой код:

Вот как это будет работать:

Важно! Оператор break внутри конструкции switch не может прервать цикл.

Оператор continue

Иногда нам нужно пропустить одну итерацию и перейти к следующей. Для этого используем оператор continue.

Этот цикл выведет все числа от одного до ста, кроме тех, которые делятся на три без остатка.

Цикл do-while в C++

Цикл do-while похож на while, но он сначала выполняет одну итерацию и только потом проверяет верность утверждения:

Цикл for в C++

Если для работы цикла нужен счётчик, то его запись можно сократить с помощью цикла for, записав логику в скобки:

Вот пример такого цикла:

В результате мы получим сумму всех чисел от 1 до 200:

Вложенные циклы

Циклы, как и другие конструкции, можно размещать внутри других циклов. Вот, например, как вывести сетку с помощью for:

Важно! Операторы break и continue влияют на тот цикл, в котором они находятся, а не на родительский.

Заключение

Циклы — одни из самых часто используемых конструкций в программировании. Они нужны при чтении данных из файлов, сортировке, отрисовке графики и так далее. Одно из самых полезных применений циклов связано с массивами, о работе с которыми будет отдельная статья.

Если вы хотите изучить самые востребованные особенности C++ и стать профессиональным программистом, то записывайтесь на наш курс по разработке на C++. Вы не только изучите теорию, но и выполните массу практических заданий, получите по ним обратную связь и сможете избежать тонны ошибок.

Профессия
Разработчик на C++ с нуля

Вы пройдёте полный курс по С++ и прикладной курс по Unreal Engine 4. Вы научитесь работать с многопоточностью, использовать инструменты и средства разработки: Git, GCC, GDB. Вам будет проще найти работу программиста в геймдеве.

Источник