17.2. Оператор цикла с параметром

Определения и обозначения

Оператор цикла с параметром — команда, которая многократно выполняет тело цикла, изменяя специальную переменную от начального значения к конечному. В Pascal для него используют слово for. Такой оператор нужен, чтобы не записывать одинаковые команды много раз и точно задать порядок перебора.

Параметр цикла — переменная целого или другого порядкового типа, которая автоматически принимает очередные значения при выполнении цикла. Например, в записи for i := 1 to 5 do параметром является i. По нему программа понимает, какое значение обрабатывается сейчас, поэтому его не нужно обновлять отдельной командой.

Начальное и конечное значения — границы изменения параметра, определяющие первое и последнее возможное выполнение тела цикла. В примере for i := 1 to 5 do это числа 1 и 5. Они помогают задать диапазон, а при подходящем направлении обе границы включаются в перебор.

Тело цикла — один оператор или составной оператор, выполняемый для каждого значения параметра. Например, телом может быть команда вывода значения i. Если нужно выполнить несколько команд, их объединяют словами begin и end, чтобы цикл повторял их вместе.

Как это устроено

Оператор for выбирают, когда заранее известны число повторений или диапазон значений параметра. Тогда границы можно указать прямо в заголовке цикла, и программе не требуется каждый раз проверять отдельное условие завершения. Это делает перебор наглядным: сразу видно, с какого значения он начинается и где должен закончиться. Для задач, где повторение зависит от меняющегося условия, чаще подходят while или repeat.

При направлении to параметр сначала получает начальное значение, после чего выполняется тело цикла. Затем параметр увеличивается на единицу и сравнивается с конечным значением; если он ещё не прошёл эту границу, начинается следующая итерация. Например, for i := 2 to 4 do перебирает 2, 3 и 4. Конечное значение обрабатывается, а затем цикл завершается.

Направление downto используют для перебора от большего значения к меньшему. Параметр получает начальное значение, тело выполняется, а после каждой итерации параметр уменьшается на единицу. В цикле for i := 4 downto 2 do значения будут идти в порядке 4, 3, 2. Такой способ удобен, например, если нужно просмотреть элементы массива с конца.

Направление должно соответствовать расположению границ, иначе начальное значение уже находится за конечной границей в сторону перебора. При to параметр движется вверх, поэтому если начало больше конца, выполнить тело нечему. При downto движение идёт вниз, и тело не выполнится, если начало меньше конца. Это позволяет избежать бессмысленного перебора, но при ошибке в границах программа может не сделать то, что ожидалось.

Если в теле нужна одна команда, её записывают после do. Несколько команд объединяют составным оператором: ставят begin перед первой командой и end после последней, чтобы все они повторялись на каждой итерации. Параметр цикла вручную не изменяют: его шаг и направление уже задаёт for. Иначе можно нарушить последовательность значений, пропустить часть перебора или получить непредсказуемую работу программы.

Варианты оператора цикла с параметром

Сначала выберите столбец по направлению перебора: вверх или вниз. Затем проверьте, согласованы ли с ним начальное и конечное значения. В таблице также можно сверить, как изменяется параметр и в каком случае тело не запустится.

Разбор задач

Вывести натуральные числа от 1 до 10

Нужно показать десять последовательных значений в возрастающем порядке. Границы известны, поэтому подходит for с направлением to. Параметр i будет по очереди принимать значения от 1 до 10, а тело цикла — выводить текущее значение.

1. Объявим целую переменную i, которая будет параметром цикла.
2. Запишем заголовок: for i := 1 to 10 do.
3. После do укажем команду вывода i, например writeln(i).

Получится запись: for i := 1 to 10 do writeln(i). При каждом значении параметра на экран выводится отдельное число, включая обе границы. Ответ: программа выводит числа от 1 до 10 по возрастанию.

Найти сумму чётных чисел от 2 до n

Сумму удобно накапливать в отдельной переменной s, добавляя к ней подходящие числа. Для перебора можно взять все числа от 2 до n, а затем проверить, является ли очередное число чётным. Остаток от деления на 2 равен нулю у чётного числа, поэтому условие проверки — i mod 2 = 0.

1. Объявим целые переменные i и s и перед циклом присвоим s значение 0.
2. Организуем перебор: for i := 2 to n do.
3. В теле проверим i mod 2 = 0 и, если условие верно, выполним s := s + i.
4. После завершения цикла выведем s.

Начальный ноль важен: он позволяет начать накопление без добавления постороннего числа. Если n меньше 2, перебор в направлении to не выполнится, а сумма останется равной нулю. Ответ программы — сумма всех чётных чисел от 2 до n; например, при n = 8 она равна 20.

Вывести элементы массива в обратном порядке

Пусть в массиве a находятся n элементов с индексами от 1 до n. Чтобы начать с последнего, первый индекс перебора должен быть n, а последний — 1. Поскольку индексы уменьшаются, выбираем направление downto и обращаемся к элементу по текущему значению i.

1. Объявим целый параметр i и массив a с элементами от 1 до n.
2. Запишем цикл: for i := n downto 1 do.
3. В теле цикла выведем a[i], то есть элемент с индексом, равным текущему i.

Если элементы массива равны 10, 20, 30, а n = 3, параметр примет значения 3, 2, 1. Поэтому программа выведет a[3], затем a[2] и a[1]. Ответ: элементы будут показаны от последнего к первому.

Типичные ошибки

Используют to при движении от большего значения к меньшему и ожидают, что цикл начнётся. Так бывает, если направление выбирают по привычке, не проверяя границы. При to начальное значение должно быть не больше конечного; проверьте порядок значений или замените направление на downto.

Пытаются изменить параметр цикла внутри тела, например прибавить к нему ещё единицу. Это кажется способом ускорить перебор, но значения параметра уже автоматически меняются оператором for. Не задавайте параметру новые значения в теле и проверьте, что шаг перебора соответствует задаче.

Забывают begin и end, когда в теле нужны несколько команд. Тогда после do циклом повторяется только первый оператор, а остальные выполняются один раз или оказываются не там, где ожидалось. Проверьте, что все команды, которые должны повторяться, находятся между begin и end.

Считают, что конечное значение не входит в цикл, или ошибаются в самой границе. В обычном for последняя граница включается, если направление подходит, поэтому результат может содержать лишний или пропущенный элемент при неверном подсчёте. Сверьте первое и последнее значения вручную и проверьте, что конечная граница соответствует условию задачи.

Связь с другими темами

Чтобы использовать цикл с параметром, нужны знания о переменных и присваивании: параметр получает начальное значение, а накопитель суммы обновляется командой присваивания. Составной оператор begin и end позволяет объединить несколько команд в теле, а условный оператор — отбирать значения, например только чётные. Циклы while и repeat помогают сравнить перебор с заранее заданными границами и повторение, которое зависит от условия.

for особенно полезен при обработке массивов: значение параметра можно использовать как индекс элемента. С его помощью также строят таблицы значений, подсчитывают суммы и организуют вложенные циклы, когда один цикл выполняется внутри другого. Понимание направления и границ помогает избежать выхода за нужный диапазон.

Что запомнить

• Оператор for применяют для перебора известного диапазона значений.
• Параметр цикла изменяется автоматически на единицу.
• Направление to увеличивает параметр, а downto уменьшает его.
• Начальное и конечное значения входят в диапазон перебора.
• При неподходящем направлении тело цикла не выполняется.
• Для нескольких операторов в теле используют begin и end.
• Параметр цикла не изменяют вручную внутри тела.