Комментарии к программе

Циклы

Повторный обзор цикла while

Мы повторим то, что известно, на примере программы, которая суммирует целые числа, вводимые с клавиатуры (листинг (6.l). В этом примере для определения момента прекращения ввода данных используется возвращаемое значение функции scanf ().

Листинг 6.1. Программа summing.с

/* summing.c -- суммирует целые числа, вводимые в интерактивном режиме*/

#include < stdio.h>

int main(void)

{

long num;

long sum = 0L; /* инициализация переменной sum нулем */

int status;

printf(" Введите целое число для последующего суммирования ");

printf(" (или q для завершения программы): ");

status = scanf(" %ld", & num);

while (status == 1) /* == обозначает равенство */

{

sum = sum + num;

printf(" Введите следующее целое число (или q для завершения программы): ");

status = scanf(" %ld", & num);

}

printf(" Сумма введенных целых чисел равна %ld.\n", sum);

return 0;

}

В программе из листинга 6.1 применяется тип long, что позволяет вводить большие числа. Для согласованности переменная sum инициализируется значением 0L (ноль типа long), а не 0 (ноль типа int), хотя автоматическое преобразование типов в С позволяет указывать просто 0.

Ниже показан пример выполнения этой программы:

Введите целое число для последующего суммирования (или q для завершения программы): 44

Введите следующее целое число (или q для завершения программы): 33

Введите следующее целое число (или q для завершения программы): 88

Введите следующее целое число (или q для завершения программы): 121

Введите следующее целое число (или q для завершения программы): q

Сумма введенных целых чисел равна 286.

Комментарии к программе

Для начала взглянем на цикл while. Условием проверки этого цикла является следующее выражение:

status == 1

В языке С символы == представляют операцию равенства, т.е. это выражение проверяет, равно ли значение переменной status числу 1. Не путайте его с выражением status = 1, которое присваивает переменной status значение 1. Благодаря условию проверки status == 1, цикл повторяется до тех пор, пока переменная status имеет значение 1. На каждой итерации в цикле текущее значение num добавляется к значению переменной sum, так что sum хранит промежуточную сумму. Когда переменная status получит значение, отличное от 1, цикл завершается, и программа выводит финальное значение sum.

Чтобы программа работала корректно, на каждой итерации цикла она должна получать новое значение для переменной num и переустанавливать переменную status. Это достигается за счет использования двух свойств функции scanf (). Во-первых, функция scanf () вызывается с целью чтения нового значения для num. Во-вторых, возвращаемое значение scanf () применяется для выяснения, была ли попытка чтения успешной. Как отмечалось в главе 4, функция scanf () возвращает количество успешно прочитанных элементов. Если scanf () успешно считывает целое число, она помещает его в переменную num и возвращает значение 1, которое присваивается переменной status. (Обратите внимание, что входное значение попадает в num, а не в status.) В результате обновляются значения num и status, после чего цикл while переходит на следующую итерацию. Если вы введете нечисловое значение, такое как q, то функция scanf () не обнаружит целого числа при вводе и возвратит значение 0, которое затем получит переменная status. Входной символ q из-за того, что он не является числом, возвращается во входную очередь; он вообще не считывается. (В действительности цикл завершается по причине ввода любого нечислового значения, а не только q, но предложение ввести q является более простой инструкцией для пользователя, чем сообщение о вводе любого нечислового значения.)

Если перед попыткой преобразовать значение функция scanf () сталкивается с проблемой (например, возникает конец файла или сбой оборудования), она возвращает специальное значение EOF (end of file — конец файла), которое обычно определено как -1. Это значение также приводит к прекращению цикла.

Такое двойное использование функции scanf () позволяет избежать трудноразрешимого аспекта интерактивного ввода в цикле: каким образом сообщить циклу о том, когда он должен прекратиться? Предположим, например, что scanf () не имеет возвращаемого значения. Тогда единственное, что изменяется на каждой итерации — это значение переменной num. Значение num можно было бы задействовать при определении момента завершения цикла, скажем, указав num > 0 (num больше 0) или num! = 0 (num не равно 0) в условии проверки, но это воспрепятствовало бы вводу определенных значений, таких как -3 или 0. Взамен можно было бы добавить в цикл дополнительный код, например, выдающий на каждой итерации запрос “Намерены ли вы продолжать? < да/нет> ”, после чего проверять, ввел ли пользователь утвердительный ответ. Однако такой подход выглядит несколько громоздким и замедляет ввод. Применение возвращаемого значения scanf () позволяет избежать этих проблем.

Теперь давайте подробнее рассмотрим структуру этой программы. Ее можно кратко описать следующим образом:

инициализировать переменную sum значением 0

выдать пользователю приглашение на ввод

прочитать входные данные

пока входное значение представляет собой целое число,

добавить входное значение к значению sum,

выдать пользователю приглашение на ввод,

затем прочитать следующий ввод

по завершении ввода вывести значение переменной sum

Кстати, приведенное описание является примером псевдокода, который представляет собой искусство выражения программы на естественном языке, проводящее параллель с формами на языке компьютера. Псевдокод удобен при разработке логики программы. После того как логика выглядит правильной, псевдокод можно транслировать в действительный программный код. Одно из преимуществ псевдокода заключается в том, что он позволяет сосредоточиться на логике и организации программы, одновременно не беспокоясь о том, как выразить нужные идеи на языке программирования. Например, в показанном выше псевдокоде блоки указываются с помощью отступов, и совершенно не играет роли, что синтаксис С требует фигурных скобок. Еще одно достоинство псевдокода состоит в том, что он не привязан к конкретному языку программирования, благодаря чему один и тот же псевдокод можно транслировать на разные языки.

В любом случае, поскольку while является циклом с предусловием, программа должна получить входные данные и проверить значение переменной status до того, как будет произведен вход в тело цикла. Именно по этой причине в программе имеется вызов функции scanf () перед while. Чтобы цикл мог продолжаться, внутри него должен присутствовать оператор чтения, который позволит определить значение переменной status для следующего входного значения. В связи с этим оператор scanf () присутствует также в конце цикла while; он подготавливает цикл к следующей итерации. Приведенный ниже псевдокод можно считать стандартным форматом цикла:

получить первое значение, предназначенное для проверки

пока проверка проходит успешно,

обработать значение

получить следующее значение