Алгоритм циклическойструктуры предусматривает многократное повторение действий в одной и той же последовательности по одним и тем же математическим зависимостям, но при разных значениях некоторой специально изменяемой величины. Циклические алгоритмы позволяют существенно сократить объем программы за счет многократного выполнения группы повторяющихся вычислений, так называемого тела цикла.
Специально изменяемый по заданному закону параметр, входящий в тело цикла, называется переменной цикла. Переменная цикла используется для подготовки очередного повторения цикла и отслеживания условий его окончания. В качестве переменной цикла используют любые переменные, индексы массивов, аргументы вычисляемых функций и тому подобные величины цикла.
Циклы, в теле которых нет разветвлений и других встроенных в них циклов, называют простыми. В противном случае их относят к сложным. Циклические алгоритмы разделяют на детерминированные и итерационные.
Циклы, в которых число повторений заранее известно из исходных данных или определено в ходе решения задачи, называют детерминированными. Для организации детерминированных циклов наиболее целесообразно использовать блок модификации, внутри которого указывается переменная цикла, ее начальное и конечное значения. Организовать подобный цикл возможно и при использовании блока проверки условия вместо блока модификации, однако при этом несколько усложняется алгоритм и теряется его рациональность.
На рис. 4 пример циклического алгоритма с использованием блока модификации. Операция нахождения суммы, при предварительном обнулении значения переменной S (блок 5), повторяется 10 раз в теле цикла.
Использована операция присваивания S := S + X * I, по которой и осуществляется вычисление суммы путем прибавления к предыдущему значению переменной S всё новых значений элементов ряда.
Цикл является детерминированным, и количество его повторений заранее определено (10 раз). В качестве переменной цикла i принято текущее значение членов натурального ряда.
На рис. 8блок-схема алгоритма для расчетасуммы бесконечного ряда. Вычисление суммы прекратить, как только значение очередного элемента ряда станет меньше или равно e (e = 0,00001), и значениями остальных элементов ряда можно пренебречь.
На рис. 5 для примера 9.1 организован цикл в виде итерационного, т.к. число повторений заранее неизвестно. В алгоритме выход из цикла или его продолжение определяется выполнением условия delta <= e в блоке 5. Если условие не выполняется, то вычисление суммы продолжается путем прибавления к предыдущему значению суммы (переменная S) значения очередного члена ряда, отслеживаемого переменной цикла i.
На рис. 7 разработана блок-схема табулирования функции, заданной на отрезке [a, b], где h шаг приращения аргумента x, значение константы d вводится с клавиатуры.
Вводятся исходные данные (a и b – границы интервала табулирования функции y, h – приращение аргумента, d – постоянная величина), затем задается начальное значение аргумента функции (x = a) и вычисляется значение функции y, которая задана системой равенств. Значения аргумента х и функции у выводятся на экран. Для расчета следующего значения функции аргумент х получает приращение h (блок 12).
После выполнения первой итерации управление передается на начало цикла, где проверяется условие повторения цикла. Если оно выполняется, то расчет функции повторяется, в противном случае происходит выход из цикла.
Логические блоки 6 и 7 определяют функцию расчета у. При a ≤ х < 2 значение у рассчитывается по формуле у = 12d + х + cos(x3) (блок 10), при 2 ≤ х ≤ 4 – по формуле y = ln|10– x2| (блок 9), при 4 < х ≤ b – по формуле
y = 4 + tg(x2) (блок 8).
Вид итерационного цикла (с пост- или предусловием) определяется условием задачи и допустимыми или возможными значениями исходных данных.
При организации цикла с постусловием необходимо помнить, что при любых начальных значениях исходных данных тело цикла обязательно будет выполнено хотя бы один раз. Если же организовать цикл с предусловием, то необходимо быть уверенным в том, что начальные значения исходных данных позволяют проверить условие выхода из цикла без его выполнения.
