Циклы

Циклы позволяет выполнить одно действие множество раз в зависимости от определенного условия. В языке Си есть следующие типы циклов:

for

while

do...while

Цикл for
Цикл for имеет следующее формальное определение:

1
2
3
4
for (выражение_1; выражение_2; выражение_3)
{
// тело цикла
}
выражение_1 выполняется один раз при начале выполнения цикла и представляет установку начальных условий, как правило, это инициализация счетчиков - специальных переменных, которые используются для контроля за циклом.

выражение_2 представляет условие, при соблюдении которого выполняется цикл. Как правило, в качестве условия используется операция сравнения, и если она возвращает ненулевое значение (то есть условие истинно), то выполняется тело цикла, а затем вычисляется выражение_3.

выражение_3 задает изменение параметров цикла, нередко здесь происходит увеличение счетчиков цикла на единицу.

Рассмотрим стандартный цикл for:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
#include <stdio.h>
int main(void)
{
for (int i = 0; i < 9; i++)
{
printf("%d * %d = %d \n", i, i, i * i);
}
return 0;
}
Первая часть объявления цикла - int i = 0 - создает и инициализирует счетчик i. Счетчик необязательно должен представлять тип int. Это может быть и другой числовой тип, например, float. И перед выполнением цикла его значение будет равно 0. В данном случае это то же самое, что и объявление переменной.

Вторая часть - условие, при котором будет выполняться цикл. В данном случае цикл будет выполняться, пока i не достигнет 9.

И третья часть - приращение счетчика на единицу. Опять же нам необязательно увеличивать на единицу. Можно уменьшать: i--. Можно изменять на другое значение: i+=2.

В итоге блок цикла сработает 9 раз, пока значение i не станет равным 9. И каждый раз это значение будет увеличиваться на 1.

0 * 0 = 0
1 * 1 = 1
2 * 2 = 4
3 * 3 = 9
4 * 4 = 16
5 * 5 = 25
6 * 6 = 36
7 * 7 = 49
8 * 8 = 64
Каждый отдельный проход цикла называется итерацией. То есть в примере выше было 9 итераций.

Необязательно указывать все три выражения в определении цикла, мы можем одно или даже все их них опустить:

1
2
3
4
5
6
int i = 1;
for ( ; i < 9 ; )
{
printf("%d * %d = %d \n", i, i, i * i);
i++;
}
Формально определение цикла осталось тем же, только теперь первое и третье выражения в определении цикла отсутствуют: for (; i < 9;). Переменная-счетчик определена и инициализирована вне цикла, а ее приращение происходит в самом цикле.

Можно определять вложенные циклы. Например, выведем таблицу умножения:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
#include <stdio.h>
int main(void)
{
for (int i=1; i < 10; i++)
{
for(int j = 1; j < 10; j++)
{
printf("%d \t", i * j);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
Таблица умножения на языке Си
Цикл do
В цикле do сначала выполняется код цикла, а потом происходит проверка условия в инструкции while. И пока это условие истинно, то есть не равно 0, то цикл повторяется. Например:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 6;
do
{
printf("%d", i);
i--;
}
while (i > 0);
return 0;
}
Здесь код цикла сработает 6 раз, пока i не станет равным нулю. Но важно отметить, что цикл do гарантирует хотя бы единократное выполнение действий, даже если условие в инструкции while не будет истинно. То есть мы можем написать:

1
2
3
4
5
6
7
int i = -1;
do
{
printf("%d", i);
i--;
}
while (i > 0);
Хотя у нас переменная i меньше 0, цикл все равно один раз выполнится.

Цикл while
В отличие от цикла do цикл while сразу проверяет истинность некоторого условия, и если условие истинно, то есть не равно 0, то код цикла выполняется:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int i = 6;
while (i > 0)
{
printf("%d \n", i);
i--;
}
return 0;
}
Операторы continue и break
Иногда возникает необходимость выйти из цикла до его завершения. В этом случае можно воспользоваться оператором break. Например:

1
2
3
4
5
6
7
int i = 1;
for ( ; ; )
{
printf("%d * %d = %d \n", i, i, i * i);
i++;
if (i > 10) break;
}
Здесь когда значение переменной i достигнет 10, осуществляется выход из цикла с помощью оператора break.

В отличие от оператора break, оператор continue производит переход к следующей итерации. Например, нам надо посчитать сумму только нечетных чисел из некоторого диапазона:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
#include <stdio.h>
int main(void)
{
int result = 0;
for (int i=0; i<10; i++)
{
if (i % 2 == 0) continue;
result +=i;
}
printf("result = %d", result); // 25
return 0;
}
Чтобы узнать, четное ли число, мы получаем остаток от целочисленного деления на 2, и если он равен 0, то с помощью оператора continue переходим к следующей итерации цикла. А если число нечетное, то складываем его с остальными нечетными числами.