|
Циклы в языке программирования Си. Цикл "для". Цикл "пока".
Принудительное прерывание цикла. Бесконечные циклы.
Вложенные циклы. Формирование временной задержки.
Для того чтобы много раз повторить какую-либо последовательность действий, применяют алгоритмические конструкции, которые называются циклами. Саму последовательность действий при этом называют телом цикла.
Различают следующие разновидности циклов: цикл "для" (цикл со счетчиком) и цикл "пока" (цикл с условием).
Цикл "для" используют, когда заранее известно количество повторений.
У такого цикла есть "счетчик повторений", или "переменная цикла", которая должна быть предварительно объявлена.
int i;
for (i = a; i < b; i = i + c)
{
// тело_цикла
}
Тело цикла повторяется столько раз, сколько значений приобретает переменная цикла i от своего начального значения, задаваемого конструкцией присваивания i = a, до конечного, задаваемого условием i < b. Изменение переменной i задается конструкцией присваивания вида i = i + c (также могут быть использованы инкремент i++ или декремент i--). При i = b цикл заканчивается и выполняется оператор, следующий за закрывающей скобкой цикла.
Пример:
int i;
for (i = 1; i <= 5; i++)
{
// тело_цикла
}
На первом шаге цикла переменная i будет равна 1, перед вторым шагом она увеличится на 1 в результате декремента (i++) и станет равной 2. На третьем шаге цикла i примет значение 3. И так до тех пор, пока на пятом шаге цикла она не станет равной 5. В результате следующей операции i++ переменная цикла примет значение 6, но условие i <= 5 уже не будет истинным, и цикл завершится. Таким образом, тело цикла будет выполнено 5 раз.
Существует возможность объявлять переменную цикла непосредственно в его оглавлении:
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
// тело_цикла
}
Но на первом этапе изучения языка Си лучше объявлять переменные отдельно.
Рассмотрим пример мигания светодиодом 10 раз с помощью цикла "для".
 |
| Рисунок 1 |
/******************************************
ПРИМЕР МИГАНИЯ СВЕТОДИОДОМ 10 РАЗ
Пример подключения светодиода на рисунке 1
*******************************************/
#define F_CPU 1000000UL // указываем частоту в герцах
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
int main(void) { // начало основной программы
int i; // объявляем переменную i
DDRD = 0xff; // все выводы порта D сконфигурировать как выходы
for (i = 1; i <= 10; i++) // цикл "для", повторяющийся 10 раз
{
PORTD |= _BV(PD1); // установить "1" (высокий уровень) на выводе PD1,
//зажечь светодиод
_delay_ms(250); // ждем 0.25 сек.
PORTD &= ~_BV(PD1); // установить "0" (низкий уровень) на выводе PD1,
//погасить светодиод
_delay_ms(250); // ждем 0.25 сек.
} // закрывающая скобка цикла
} // закрывающая скобка основной программы
Цикл "пока", по-другому называемый циклом с условием, повторяется, пока истинно условие цикла.
while (условие)
{
// тело_цикла
}
Циклы с условием чаще всего используются, когда заранее не известно количество повторений и цикл должен работать до тех пор, пока выполняется условие.
Чтобы цикл завершился, в теле цикла должна меняться какая-либо переменная, от которой зависит истинность условия повторений.
Пример:
int x;
x = 50;
while (x > 0)
{
x = x - 1;
}
В даном примере тело цикла будет повторяться 50 раз, до тех пор пока переменная x будет больше нуля. На каждом шаге цикла x будет уменьшаться на 1. Когда x станет равным нулю, цикл прекратится.
Оператор break позволяет прервать выполнение тела цикла (при дополнительных условиях).
Для того чтобы воспользоваться этим оператором, необходимо просто вставить строчку
break;
в том месте цикла, где необходимо организовать его прерывание.
Организовать бесконечный цикл можно как с помощью цикла "для", так и с помощью цикла "пока"
for(;;)
{
// тело_цикла
}
или
while (1)
{
// тело_цикла
}
Единственный способ выйти из таких циклов - это сделать break (при каком-либо условии) в теле цикла.
Один цикл повторения может находиться внутри другого цикла. При использовании вложенных циклов следует соблюдать простое правило: один цикл внутри другого должен находиться так же, как одна матрешка внутри другой матрешки.
Рассмотрим пример двух вложенных друг в друга циклов "для". Тело вложенного цикла в общей сложности будет повторено 200 раз.
unsigned short i, j; // объявляем переменные
for (i = 0; i < 20; i++) // основной цикл
{
for (j = 0; j < 10; j++) // вложенный цикл
{
// тело вложенного цикла
}
}
С помощью циклов можно формировать временные задержки большой длительности. Рассмотрим пример многократного повторения функции _delay_ms().
unsigned short i; // объявляем переменную для цикла
for (i = 0; i < 600; i++) // цикл "для", повторяющийся 600 раз
{
_delay_ms(1000); // ждем 1 сек.
}
Данный пример реализует задержку длительностью 10 минут.
|
Такую конструкцию можно применять в тех случаях, когда в ходе работы программы необходимы длительные временные задержки (до 1092.25 минут). Для реализации еще более длительных задержек тип переменной i может быть объявлен как unsigned long.
|
|
