§ 3. Команда цикла «ПОВТОРЯЙ»

Определения и обозначения

Команда цикла «ПОВТОРЯЙ» — команда, которая заставляет исполнителя несколько раз выполнить одну и ту же последовательность действий. Она нужна, когда действия повторяются, чтобы не записывать одинаковые команды снова и снова. В записи цикла указывают, сколько раз выполнить повторяемую последовательность.

Тело цикла — команды, размещённые внутри цикла и повторяемые при каждом его выполнении. Это может быть одна команда или несколько команд, которые исполняются по порядку. Понимание границ тела помогает точно определить, какие действия будут повторяться.

Число повторений — количество раз, которое исполнитель должен выполнить тело цикла. Например, при числе повторений 3 всё тело выполняется трижды, а не каждая команда по три раза отдельно с пропуском остальных. Это число позволяет заранее рассчитать, сколько раз произойдут действия цикла.

Цикл — повторяющаяся часть алгоритма, содержащая тело цикла и правило его завершения. Правило сообщает исполнителю, когда прекратить повторы: в простом цикле «ПОВТОРЯЙ» это заданное число повторений. Зная его, можно отличить команды цикла от тех, которые выполняются уже после него.

Как это устроено

Если одно действие нужно выполнить много раз, его последовательная запись становится длинной. В ней легко пропустить команду или случайно изменить её. Команда «ПОВТОРЯЙ» заменяет такой ряд компактной записью: последовательность указывают один раз и задают число её повторений. Поэтому алгоритм проще читать и проверять.

В записи цикла сначала указывают, что нужно повторять, и число повторений, затем размещают команды тела. В конце обозначают окончание повторяемой части, чтобы исполнитель знал, где она заканчивается. Без этого обозначения было бы неясно, какие команды повторять, а какие выполнять только после цикла. Например, в записи «ПОВТОРЯЙ 3 РАЗ: ВПЕРЁД» команда «ВПЕРЁД» относится к телу, а число 3 задаёт количество его выполнений.

Исполнитель начинает с первой команды тела и выполняет их по порядку до обозначенного конца. Затем он возвращается к началу тела и выполняет следующий повтор. Когда число выполнений достигает указанного значения, цикл завершается и исполнитель переходит к команде после него. Так правило завершения не даёт повторять действия бесконечно.

Команды тела цикла образуют одну последовательность, поэтому при каждом повторении исполнитель выполняет их все и в том же порядке. Если сначала нужно пройти вперёд, а затем повернуть, нельзя переставить эти команды местами: изменится путь. И если одна из нужных команд останется за границей цикла, она выполнится лишь один раз. Поэтому границы и порядок тела определяют результат наравне с числом повторений.

Число повторений выбирают исходя из задачи: например, столько раз, сколько сторон нужно пройти или одинаковых действий выполнить. После этого полезно мысленно или письменно проследить каждый повтор, отмечая состояние исполнителя после него. Такая проверка помогает заметить лишний или недостающий шаг. Если итог не совпадает с целью, нужно проверить число повторений, команды тела и их порядок.

Элементы команды цикла «ПОВТОРЯЙ»

Читайте таблицу сверху вниз: сначала найдите начало цикла и число повторений, затем проследите команды тела до его окончания. Для проверки результата выполните эту последовательность мысленно столько раз, сколько указано.

Разбор задач

Задача 1. Сколько раз исполнитель выполнит команду «ВПЕРЁД», если она помещена в цикл «ПОВТОРЯЙ 3 РАЗ»? Нужно считать не число строк в записи, а количество выполнений тела цикла. В теле находится одна команда, и она срабатывает при каждом повторе.

1. Найдём указанное число повторений: оно равно 3.
2. При первом повторе исполнитель выполняет «ВПЕРЁД» один раз.
3. При втором и третьем повторах команда выполняется ещё по одному разу.

Ответ: команда «ВПЕРЁД» выполнится 3 раза. Если бы в теле было несколько команд, каждая из них также выполнилась бы трижды.

Задача 2. Составим алгоритм рисования квадрата командами движения и поворота, используя один цикл. У квадрата четыре стороны, а после прохождения каждой стороны нужно одинаково повернуть, чтобы направиться к следующей. Значит, целиком повторяется последовательность «пройти сторону, повернуть».

1. Определим, что должно повторяться: движение вперёд на длину стороны и поворот на прямой угол.
2. Поместим обе команды в тело цикла, сохранив порядок: сначала движение, затем поворот.
3. Зададим четыре повторения, потому что у квадрата четыре стороны.

Ответ: «ПОВТОРЯЙ 4 РАЗ: ВПЕРЁД; ПОВОРОТ НА 90°; КОНЕЦ». После каждого повтора исполнитель проходит очередную сторону и меняет направление. Четыре одинаковых шага обходят все стороны квадрата.

Задача 3. Исполнитель должен обойти прямоугольник, но после цикла возвращается не в исходное направление. Проверим, почему так может произойти. Для замкнутого обхода нужно пройти все четыре стороны и выполнить поворот после каждой из них; если тело или число повторений составлены иначе, направление в конце изменится.

1. Убедимся, что цикл выполняется четыре раза: у прямоугольника четыре стороны.
2. Проверим тело: в нём должны быть движение на длину очередной стороны и поворот в одном и том же направлении.
3. Проследим повороты по очереди: четыре одинаковых прямых угла дают полный оборот, поэтому направление совпадает с исходным.
4. Если нужное действие стоит после цикла, перенесём его в тело, когда оно должно выполняться после каждого прохода стороны.

Ответ: исправьте число повторений, состав тела и положение поворота так, чтобы движение и поворот повторялись для каждой стороны. Затем проверьте состояние после каждого шага: так станет видно, где возникло отклонение.

Типичные ошибки

Неправильное число повторений. Иногда считают отдельные команды, а не число выполнений всей повторяющейся последовательности. Из-за этого тело с несколькими действиями ошибочно принимают за несколько повторов. Проверьте себя: запишите, сколько раз нужно выполнить именно весь набор команд.

Часть нужных команд оставлена вне тела. Так бывает, если забывают, что повторяется только то, что находится между началом и окончанием цикла. Команда снаружи сработает один раз, даже если действие должно повторяться. Проследите каждый повтор и убедитесь, что в нём присутствуют все необходимые шаги.

Не обозначено окончание тела цикла. Без отметки конца исполнителю и читателю непонятно, где повторяемая часть заканчивается. Причина обычно в том, что окончание считают очевидным по смыслу. Проверьте запись: граница должна быть указана явно, а команды после неё не должны случайно попасть в цикл.

Перепутан порядок команд. Команды могут быть правильными по отдельности, но другой порядок меняет действия исполнителя и итоговую траекторию. Эту ошибку допускают, когда проверяют только состав тела, не разыгрывая его целиком. Проследите один повтор от первой команды до последней и сравните получившиеся действия с требуемыми.

Связь с другими темами

Чтобы понимать цикл, нужно уметь читать последовательный алгоритм и знать, что делают команды исполнителя. Цикл помогает описывать повторяющиеся действия, например проход сторон при рисовании фигуры, поэтому знание команд движения и поворота делает его особенно полезным. Позже повторение связывается с вложенными циклами, когда один цикл помещают в другой, и с условными командами, которые помогают выбирать действия по ситуации. Умение пошагово проверять цикл пригодится и при поиске ошибок в алгоритмах.

Что запомнить

• Команда «ПОВТОРЯЙ» сокращает запись повторяющихся действий.
• Тело цикла выполняется указанное число раз.
• Все команды тела цикла повторяются в заданном порядке.
• Число повторений определяет, сколько раз сработает тело цикла.
• При составлении цикла нужно точно определить границы его тела.
• Результат цикла проверяют по действиям каждого отдельного повторения.