Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание - Бьёрн Страуструп

Счетчик цикла для инструкции while должен быть определен и проинициализирован заранее. Если мы забудем это сделать, то компилятор выдаст сообщение об ошибке. Если мы определим счетчик цикла, но забудем проинициализировать его, то большинство компиляторов предупредят об этом, но не станут препятствовать выполнению программы. Не настаивайте на этом! Компиляторы практически никогда не ошибаются, если дело касается неинициализированных переменных. Такие переменные часто становятся источником ошибок. В этом случае следует написать

int i = 0; // начинаем вычисления с нуля

и все станет хорошо.

Как правило, создание циклов не вызывает затруднений. Тем не менее при решении реальных задач эта задача может оказаться сложной. В частности, иногда бывает сложно правильно выразить условие и проинициализировать все переменные так, чтобы цикл был корректным.

ПОПРОБУЙТЕ

Символ 'b' равен char('a'+1), 'c' — равен char('a'+2) и т.д. Используя цикл, выведите на экран таблицу символов и соответствующих им целых чисел.

a 97

b 98

...

z 122

4.4.2.2. Блоки

Обратите внимание на то, как мы сгруппировали две инструкции, подлежащие выполнению.

while (i<100) {

  cout << i << 't' << square(i) << 'n';

  ++i; // инкрементация i (т.е. i становится равным i+1)

}

if (a<=b) { // ничего не делаем

}

else {      // меняем местами a и b

  int t = a;

  a = b;

  b = t;

}

4.4.2.3. Инструкции for

 Итерация над последовательностями чисел настолько часто используется в языке С++, как и в других языках программирования, что для этой операции предусмотрена специальная синтаксическая конструкция. Инструкция for похожа на инструкцию while за исключением того, что управление счетчиком цикла сосредоточено в его начале, где за ним легко следить. Первую программу можно переписать так:

// вычисляем и распечатываем таблицу квадратов чисел 0–99

int main()

{

  for (int i = 0; i<100; ++i)

    cout << i << 't' << square(i) << 'n';

}

Это значит: “Выполнить тело цикла, начиная с переменной i, равной нулю, и увеличивать ее на единицу при каждом выполнении тела цикла, пока переменная i не станет равной 100”. Инструкция for всегда эквивалентна некоей инструкции while. В данном случае конструкция

for (int i = 0; i<100; ++i)

  cout << i << 't' << square(i) << 'n';

эквивалентна

{

  int i = 0;      // инициализатор инструкции for

  while (i<100) { // условие инструкции for

    cout << i << 't' << square(i) << 'n'; // тело инструкции for

    ++i;          // инкрементация инструкции for

  }

}

int main()

{

  for (int i = 0; i<100; ++i) { // для i из диапазона [0:100)

    cout << i << 't' << square(i) << 'n';

    ++i; // Что это? Похоже на ошибку!

  }

}

Любой читатель, увидевший этот цикл, разумно предположит, что его тело будет выполнено 100 раз. Однако это не так. Инструкция ++i в его теле гарантирует, что счетчик каждый раз будет инкрементирован дважды, так что вывод будет осуществлен только для 50 четных чисел. Увидев такой код, вы можете предположить, что это ошибка, вызванная некорректным преобразованием инструкции for из инструкции while. Если хотите, чтобы счетчик увеличивался на 2, сделайте следующее:

// вычисляем и выводим на печать таблицу квадратов

// четных чисел из диапазона [0:100]

int main()

{

  for (int i = 0; i<100; i+=2)

    cout << i << 't' << square(i) << 'n';

}

Пожалуйста, учтите, что ясная и простая программа короче запутанной. Это общее правило.

ПОПРОБУЙТЕ

Перепишите программу, выводящую на печать символы и соответствующие им целые числа с помощью инструкции for. Затем модифицируйте программу так, чтобы таблица содержала прописные символы и цифры.

4.5. Функции

В приведенной выше программе осталось невыясненной роль выражения square(i). Это вызов функции. Конкретнее, это вызов функции, вычисляющей квадрат аргумента i. Функция — это именованная последовательность инструкций. Она может возвращать результат, который также называется возвращаемым значением.

В стандартной библиотеке предусмотрено множество полезных функций, таких как функция для вычисления корня квадратного из числа sqrt(), использованная в разделе 3.4. Однако многие функции мы пишем самостоятельно. Рассмотрим возможное определение функции square.

int square(int x) // возвращает квадрат числа x

{

  return x*x;

}

Первая строка этого определения утверждает, что это функция (об этом говорят скобки), которая называется square, принимающая аргумент типа int (с именем) и возвращающая значение типа int (тип результата всегда предшествует объявлению функции); иначе говоря, ее можно использовать примерно так:

int main()

{

  cout << square(2) << 'n';  // выводим 4

  cout << square(10) << 'n'; // выводим 100

}

Мы не обязаны использовать значение, возвращаемое функцией, но обязаны передать функции именно столько аргументов, сколько предусмотрено. Рассмотрим пример.

square(2);              // возвращаемое значение не используется

int v1 = square();      // ошибка: пропущен аргумент

int v2 = square;