Вложение циклов в разветвления и наоборот

Предыдущая 5 6 7 8 9 10 111213 14 15 16 17 18 19 20 Следующая

Реальная программа на Паскале представляет собой сложную мозаику из циклических и разветвляющихся частей, вложенных друг в друга. Мы уже видели в 5.7, как в оператор case был вложен оператор for. В свою очередь в оператор цикла могут быть вложены другие операторы, как в 7.3, и так до бесконечности.

Для тренировки определите, что напечатает следующий фрагмент:

for i:=1 to 5 do begin

a:=9;

if i*i = a then for k:=5 to 8 do Write(k)

else WriteLn(1997);

end {for}

Ответ:

Вложенные циклы

Поставим себе задачу - напечатать таблицу умножения. В следующем виде:

1*1=

1*2=

1*3=

1*4=

1*5=

1*6=

1*7=

1*8=

1*9=

2*1=

2*2=

2*3=

2*4=

2*5=

2*6=

2*7=

2*8=

2*9=

3*1=

3*2=

3*3=

3*4=

3*5=

3*6=

3*7=

3*8=

3*9=

4*1=

4*2=

4*3=

4*4=

4*5=

4*6=

4*7=

4*8=

4*9=

5*1=

5*2=

5*3=

5*4=

5*5=

5*6=

5*7=

5*8=

5*9=

6*1=

6*2=

6*3=

6*4=

6*5=

6*6=

6*7=

6*8=

6*9=

7*1=

7*2=

7*3=

7*4=

7*5=

7*6=

7*7=

7*8=

7*9=

8*1=

8*2=

8*3=

8*4=

8*5=

8*6=

8*7=

8*8=

8*9=

9*1=

9*2=

9*3=

9*4=

9*5=

9*6=

9*7=

9*8=

9*9=

Начнем с малого - пусть нужно напечатать

1*1=1

Вот фрагмент программы:

Фрагмент 1

a:=1;

b:=1;

proizv:=a*b;

Write(a, ’*’ ,b, ’=’ ,proizv)

Здесь в операторе Write 5 элементов:

* сомножитель a,

* символ знака умножения ’*’,

* сомножитель b,

* символ ’=’,

* значение произведения proizv

Усложним задачу. Попробуем заставить компьютер напечатать первую строку таблицы:

1*1=

1*2=

1*3=

1*4=

1*5=

1*6=

1*7=

1*8=

1*9=

Замечаем, что здесь нам нужно решить 9 элементарных задач на вычисление произведения, первую из которых решает фрагмент 1. Все они очень похожи и различаются лишь значением второго сомножителя. Таким образом, для решения каждой из 9 задач подошел бы наш фрагмент 1, если бы в нем в операторе b:=1 вместо единицы стояла нужная цифра. В данном случае идеально подходит оператор for:

Фрагмент 2

a:=1;

for b:=1 to 9 do begin

proizv:=a*b;

Write(a, ’*’ ,b, ’=’ ,proizv, ’ ’ )

end {for}

Для того, чтобы печать была аккуратной, оператор Write мы дополнили символом пробела ’ ’. Он нужен для того, чтобы отдельные столбцы таблицы не сливались.

Следующая ступень усложнения - последняя - напечатать не одну строку таблицы, а девять. Для этого фрагмент 2 должен быть выполнен 9 раз, каждый раз - с новым значением a. Чтобы этого достичь, “обнимем” фрагмент 2 оператором for точно так же, как мы это сделали с фрагментом 1.

Фрагмент 3

for a:=1 to 9 do

for b:=1 to 9 do begin

proizv:=a*b;

Write(a, ’*’ ,b, ’=’ ,proizv, ’ ’ )

end {for b}

end {for a}

Печатать фрагмент 3 будет неаккуратно. Приведем окончательную запись программы с необходимыми добавлениями для аккуратной печати, а также для удобства объяснений снабдим программу комментариями с нумерацией строк:

VAR a,b,proizv: Integer; {1}

BEGIN {2}

for a:=1 to 9 do begin {3}

WriteLn; {4}

for b:=1 to 9 do begin {5}

proizv:=a*b; {6}

Write(a, ’*’ ,b, ’=’ ,proizv:3, ’ ’ ) {7}

end {for b} {8}

end {for a} {9}

END. {10}

WriteLn нужен для того, чтобы каждая новая строка таблицы начиналась с новой строки экрана.

Формат :3 означает, что на изображение произведения на экране отведено три позиции. Формат в нашем примере нужен для того, чтобы разные по количеству цифр произведения (например, 4 и 25) занимали на экране одинаковое по размеру место, а то не получится у нас аккуратных столбиков в таблице.

В целом программа иллюстрирует идею вложенных циклов, когда один, внутренний, цикл вложен внутрь другого, внешнего. У нас тело внешнего цикла (строки 4 и 5) выполняется 9 раз, а тело внутреннего (строки 6, 7 и 8) - 81 раз, так как на каждое выполнение строки 5 оно выполняется 9 раз.

Задания 53-56:

53) Распечатать все возможные сочетания из двух цифр - первая цифра может быть любой от 3 до 8, вторая - любой от 0 до 7. Например, 36, 44, 80.

54) Распечатать все возможные сочетания из четырех цифр, каждая из которых может принимать значения 1,2,3. Например, 2123, 3312, 1111.

55) Подсчитать количество таких сочетаний.

56) Подсчитать количество неубывающих сочетаний, то есть таких, где каждая следующая цифра не меньше предыдущей - 1123, 1223, 2222 и т.п., но не 3322.

Поиск максимального из чисел

Задача программисту: Найти максимальноеиз вводимых в компьютер чисел.

Задача рыбаку: Принести домой самую большую из выловленных рыб.

Решение рыбака: Рыбак приготовил для самой большой рыбы пустое ведро. Первую пойманную рыбу рыбак не глядя бросает в это ведро. Каждую следующую рыбу он сравнивает с той, что в ведре. Если она больше, то он бросает ее в ведро, а ту, что была там раньше, выпускает в реку.

Решение программиста: Программист приготовил для самого большого числа ячейку и придумал ей название, скажем, max. Первое число программист не глядя вводит в эту ячейку. Каждое следующее число (назовем его chislo) он сравнивает с max. Если оно больше, то он присваивает переменной max значение этого числа.

Напишем программу для определения максимального из 10 вводимых чисел:

VAR i, chislo, max :Integer;

BEGIN

ReadLn(max); {первую рыбу - в ведро}

for i:=2 to 10 do begin {ловим остальных рыб:}

ReadLn(chislo); {поймали очередную рыбу}

if chislo>max then max:=chislo {и если она больше той, что в ведре, бросаем ее в ведро }

end {for};

WriteLn(max) {несем самую большую рыбу домой}

END.

Задание 57: Найти из N чисел минимальное. Каким по порядку было введено минимальное число? Указание: для номера минимального числа тоже нужно отвести специальную ячейку.

Задание 58: У вас есть данные о росте ваших одноклассников. Правда ли, что рост самого высокого отличается от роста самого низкого больше, чем на 40 см.?

Глава 8. Процедуры

Смысл и выгода процедур вам известны из 2.8. Напомню, что процедурынужны для того, чтобы программа была короче, и чтобы ее было легче прочесть. Ни одна профессиональная программа не обходится без процедур или без их старших братьев - объектов, рассмотрение которых выходит за рамки начального курса.

Я мог бы объяснить вам процедуры, не вводя новых операторов, однако мне кажется, что лучше всего их объяснять на музыкальном примере, поэтому я предварительно расскажу вам, как заставить компьютер звучать и исполнять мелодии.

Компьютер звучит

Если даже в вашем компьютере нет звуковой карты, все равно он может звучать. Посмотрим, что заставляет его сделать такая программа:

USES CRT;
BEGIN

Sound(300)

END.

Пояснения:

Если мы хотим, чтобы наш компьютер настроился на работу со звуком, мы должны первой строкой программы написать Uses CRT. Подробно о том, что это значит, я расскажу в 9.1, а сейчас не будем отвлекаться.

Единственный оператор программы Sound(300) приказывает компьютеру включить ровный однообразный звук частотой 300 колебаний в секунду (герц). Слово Sound звучит “‘саунд”, переводится “звук”. Для тех, кто не знает, поясню, что частота определяет высоту звука. Sound(300) - это звук средней высоты . Sound(6000) - это звук высокий, тонкий, как комариный писк. Sound(40) - звук низкий, толстый.

Итак, все действие нашей программы заключается в том, что включается звук. А что дальше? Когда он выключается? А никогда! Программа, выполнившись мгновенно, прекращает свою работу, и мы остаемся один на один со звуком. Через две-три минуты он начинает нам надоедать. Пытаясь его прекратить, мы выходим из среды Паскаля - не помогает. В общем, звук продолжается все то время, пока компьютер включен. В остальном он никак не мешает компьютеру правильно работать. Мы можем запустить другую программу - звук будет сопровождать нас. Самый простой способ избавиться от звука - перезапустить компьютер. Другой способ - выполнить программу, в которой есть оператор NoSound:

USES CRT;
BEGIN

NoSound

END.

Оператор NoSound(звучит “ноу ‘саунд”, переводится “нет звука”), выключает звук. Совет: Работая с любой звуковой программой, откройте еще одно окно и введите туда эту программу с NoSound. Не пожалеете!

Теперь рассмотрим такую программу:

USES CRT;
BEGIN

Sound (300); Delay (2000); NoSound

END.

Здесь мы видим новый для нас оператор Delay (2000). Он читается “ди’лэй”, переводится “отсрочка” или “пауза”. Его действие в том, что он приостанавливает работу программы на 2000 миллисекунд или, что то же самое, на 2 секунды. Delay (1000) приостанавливает работу программы на 1 секунду, Delay (500) - на полсекунды и т.д. (Должен сказать, что на самом деле продолжительность паузы сильно зависит от быстродействия компьютера).

Итак, оператор Sound (300) включает звук. Сразу после этого оператор Delay (2000) приостанавливает работу программы на 2 сек. Но звук этот оператор не может выключить, компьютер продолжает звучать. Через 2 сек программа снова оживает и выполняется оператор NoSound. Звук выключается. Таким образом, результатом выполнения этих трех операторов будет звук частотой 300 гц продолжительностью 2 сек.

Рассмотрим работу программы:

USES CRT;
BEGIN

Sound(900);Delay(1000);Sound(200);Delay(3000);NoSound

END.

Начинается она со звука частотой 900 гц и продолжительностью 1 с, а затем оператор Sound(200) включает вместо звука в 900 гц звук частотой 200 гц, который длится 3 с.

В операторах Sound и Delay вместо чисел можно записывать целочисленные переменные величины и выражения. Вот программа, производящая серию постепенно повышающихся звуков:

USES CRT;

VAR hz: Integer;

BEGIN

hz:=60;

while hz<800 do begin

Sound(hz);

Delay(1000);

hz:=hz+40

end;

NoSound

END.

Если вас интересуют музыкальные ноты, то вот вам операторы Sound, задающие все ноты третьей октавы:

Нота до	Sound(523)
Нота до диез	Sound(554)
Нота ре	Sound(587)
Нота ре диез	Sound(622)
Нота ми	Sound(659)
Нота фа	Sound(698)
Нота фа диез	Sound(740)
Нота соль	Sound(784)
Нота соль диез	Sound(831)
Нота ля	Sound(880)
Нота ля диез	Sound(932)
Нота си	Sound(988)

Задания 59-63:

59) Уменьшив как следует числа в операторах Delay(1000) и hz:=hz+40 можно добиться впечатления одного непрерывного постепенно повышающегося звука (сирена). Попробуйте сделать это.

60) Если вам это удалось, попробуйте смоделировать сирену милицейской машины: звук вверх - звук вниз - звук вверх - звук вниз - … и так несколько раз.

61) Быстро чередуя короткие звуки двух разных частот и короткие паузы, можно добиться разных звуковых эффектов и шумов, например звука телефонного звонка или моторчика авиамодели.

62) Сделайте “датчик чувствительности уха к высоким частотам”. Извстно, что человеческое ухо не может слышать звуки, частота которых превышает 10000-20000 гц. У разных людей порог чувствительности разный. Напишите программу, которая выдает звуки все более высокой частоты и печатает на экране значения этой частоты, так что человек успевает увидеть, при какой частоте он перестает слышать звук. Вы сможете определить, у кого порог чувствительности выше – у вас или у вашего друга. Удобно внутри цикла использовать команду ReadLn.

63) Если у вас есть некоторое музыкальное образование, вы можете попробовать заставить компьютер исполнить простенькую мелодию из нескольких нот.

Простейшие процедуры

Задача:Все вы слышали про азбуку Морзе, широко использовавшуюся раньше для радиосвязи с кораблями и не только с ними. Включив радиоприемник и покрутив ручку настройки, можно было услышать частую тоненькую дробь однотонных сигналов разной длительности: точки (очень короткие сигналы) и тире (сигналы подлиннее). Каждая буква алфавита кодируется в азбуке Морзе последовательностью точек и тире.

Вот таблица кодирования русских и латинских букв (латинские буквы показаны строчными, а русские - заглавными):

Аa

Бb

-…

Вw

.--

Гg

--.

Дd

-..

Еe

Жv

…-

Зz

--..

Иi

Йj

.---

Кk

-.-

Лl

.-..

Мm

Нn

Оo

---

Пp

.--.

Рr

.-.

Сs

…

Тt

Уu

..-

Фf

..-.

Хh

….

Цc

-.-.

---.

----

Щq

--.-

Ъ,Ьx

-..-

Ыy

-.--

..-..

..--

.-.-

Закодируем азбукой Морзе текст PIPING и заставим компьютер воспроизвести соответствующий набор звуков. Пусть продолжительность точки - 100 миллисекунд, тире - 200, пауза молчания после точки или тире - 80, пауза после буквы - 300. Частота звуков не играет роли, выберем наугад 900 гц.

Вот как будет выглядеть фрагмент, воспроизводящий точку:

Sound(900);Delay(100); NoSound; Delay(80)

А вот фрагмент, воспроизводящий тире:

Sound(900);Delay(200); NoSound; Delay(80)

Вот вся программа:

Программа 1

USES CRT;
BEGIN

{буква P:}