Алгоритмическая конструкция «повторение»

Научиться понимать, что такое алгоритмическая конструкция «повторение» (цикл), какие бывают виды циклов и как они работают.

Циклы — основа автоматизации: без них невозможно обработать большие объёмы данных, выполнить однотипные действия много раз или организовать работу программ, которые реагируют на изменения условий. Понимание циклов — первый шаг к программированию и созданию эффективных алгоритмов.

• Повторение — это алгоритмическая конструкция, в которой последовательность действий выполняется несколько раз.
• Цикл состоит из тела цикла (повторяемых действий) и условия, определяющего, сколько раз они выполнятся.
• Цикл с известным числом повторений используется, когда заранее известно, сколько раз нужно выполнить действия.
• Цикл с предусловием выполняется, пока условие истинно; проверка условия происходит перед каждым выполнением тела цикла.
• Цикл с постусловием выполняется хотя бы один раз, так как условие проверяется после выполнения тела цикла.
• Если условие в цикле с предусловием никогда не становится ложным, возникает бесконечный цикл — программа «зависает».
• Счётчик цикла — переменная, которая хранит номер текущей итерации и изменяется по заданному правилу.

Алгоритмическая конструкция «повторение»

Способ организации алгоритма, при котором некоторая последовательность действий выполняется несколько раз подряд.

Цикл

Команда алгоритма, которая заставляет выполнять группу действий многократно.

Тело цикла

Набор действий, которые повторяются в цикле.

Условие продолжения цикла

Логическое выражение, которое определяет, нужно ли ещё раз выполнять тело цикла.

Счётчик цикла

Переменная, которая хранит, сколько раз уже выполнился цикл, и обычно увеличивается на 1 после каждой итерации.

Итерация

Один шаг выполнения цикла, то есть одно повторение тела цикла.

• В блок-схеме цикл с предусловием изображается ромбом (условие) и стрелкой возврата к проверке условия после тела цикла.
• Цикл со счётчиком (for) удобен, когда число повторений известно заранее, например, «повторить 10 раз».
• Цикл с предусловием (while) проверяет условие до выполнения тела, поэтому если условие сразу ложно, тело не выполнится ни разу.
• Цикл с постусловием (repeat) проверяет условие после выполнения тела, поэтому тело выполнится минимум один раз.
• В любом цикле важно, чтобы условие в конце концов стало ложным, иначе цикл станет бесконечным.
• Счётчик цикла обычно изменяется на фиксированное число (например, +1), но может изменяться и по другому правилу.

1. Пример 1случай

   Приготовление бутербродов для класса

   Пояснение

   • если нужно сделать 20 бутербродов, алгоритм «намазать масло, положить колбасу» повторяется 20 раз — это цикл со счётчиком
2. Пример 2случай

   Переход дороги

   Пояснение

   • пока горит красный свет, мы стоим (цикл с предусловием: «пока красный — ждать»)
3. Пример 3случай

   Наполнение ванны

   Пояснение

   • открываем кран и проверяем уровень воды
   • если вода не достигла нужного уровня, продолжаем ждать (цикл с постусловием, так как сначала открываем кран, потом проверяем)
4. Пример 4случай

   Поиск книги в стопке

   Пояснение

   • листаем страницы, пока не найдём нужную (цикл с предусловием: «пока не нашли — листать»)

• Слово «цикл» происходит от греческого «kyklos» — круг, колесо, что отражает идею возврата к началу.
• В древних алгоритмах, например, в вавилонской математике, уже использовались повторяющиеся вычисления для приближённого извлечения квадратного корня.
• Бесконечный цикл в программе — это не всегда ошибка: например, операционная система работает в бесконечном цикле, ожидая действий пользователя.

• Алгоритмическая конструкция «следование»
• Алгоритмическая конструкция «ветвление»
• Основы программирования на языке Python (циклы for и while)