Istruzioni di Ripetizione (superiori)

'Istruzioni cicliche/ripetizionè

Le istruzioni che nel linguaggio C permettono di ripetere un blocco di istruzioni sono 3 :

• istruzione FOR
• istruzione WHILE
• istruzione DO WHILE

L'istruzione FOR

L'istruzione FOR si utilizza quando si conosce a priori per quante volte il blocco di istruzioni deve essere ripetuto.

Ad esempio lo possiamo usare in questi casi:

• mescola per 20 volte le carte,
• fai 50 passi lungo la linea,
• per ogni compagno della tua classe scrivi il nome sul registro,
• suona il campanello di tutte le case lungo la tua via.

La sintassi del comando è la seguente

for ( inizializzazionecontatore; condizionediripetizione; aggiornamentocontatore)
 {  istruzione_1  ;
    istruzione_2  ;
      ....
    istruzione_n  ;
 }

Il diagramma di flusso è il seguente

Sintassi for

Il comando viene eseguito in questo modo

1) inizializzazionecontatore
2) verificacondizioneripetizione (se falsa l'istruzione for termina),se vera continuo con
3) esecuzione del blocco di istruzioni scritte fra graffe
4) aggiornamentocontatore  e  si ritorna al punto 2

L'istruzione for oltre a ripetere le istruzioni fra graffe, aggiorna una variabile detta contatore ad ogni ciclo (generalmente il contat re parte da zero e ad ogni ciclo viene incrementato di uno) facciamo un primo esempio (pensiamo che la variabile a valga inizialmente zero)

for(i=1;i<11; i=i+1)
 {  cout<<"il contatore vale "<<i<<endl;
    a=a+i;
    cout<<"a="<<a<<endl;
 }

• il contatore è la variabile i che viene inizializzata con il valore 1
• la condizione di riptizione è invece che i<11
• l'istruzione per l'aggiornamento del contatore è invece i=i+1
• le istruzioni da ripetere sono quelle scritte fra grafe

il diagramma di flusso di questo esempio è il seguente

Esempio ciclo for

la prima cosa che avviene (1) è che il contatore i viene posto a 1 (di solito invece parte da zero) (il nome del contatore lo decidete voi, di solito per comodità vengono usate le variabili i,J, K)

la seconda cosa che avviene (2) è la valutazione della condizione di ripetizione (i<11) visto che i attualmente vale 1 1<11 da come risultato vero si procede allora alla ripetizione del blocco di istruzioni

la terza cosa che avviene (3) è l'esecuzione del blocco istruzioni

   stampo la scritta  il contatore vale  epoi il valore del contatore cioè 1
   incremento il valore di a (pensata inizialmente =0) del valore del contatore  , a passa a uno
   visualizzo la scritta  a=1

l'esecuzione del blocco di istruzioni viene comunemente indicata come esecuzione del ciclo o iterazione, abbiamo appena fatto il primo ciclo o la prima iterazione

la quarta cosa che faccio (4) è l'aggiornamento del contatore i=i+1 la variabile i adesso vale 2 (l'aggiornamento del contatore di solito avviene con un incremento unitario ma potevo benissimo scrivere i=i+7; )

dopo l'esecuzione del punto (4) aggiornamentocontatore si ritorna alla valutazione della condizione di ripetizione(2) il passo (1) invece non viene più ripetuto

la quinta cosa che avviene (2) è la la valutazione della condizione di ripetizione (i<11) visto che i attualmente vale 2 2<11 da come risultato vero si procede allora alla ripetizione del blocco di istruzioni stiamo eseguendo il secondo ciclo

la sesta cosa che avviene (3) è l'esecuzione del blocco istruzioni

   stampo la scritta  il contatore vale  e poi il valore del contatore cioè 2
   incremento il valore di a ( a=a+i) del valore del contatore  , a=1+2 e passa così a tre
   visualizzo la scritta  a=3

abbiamo appena fatto il secondo ciclo o seconda iterazione

la settima cosa che faccio (4) è l'aggiornamento del contatore i=i+1 la variabile i adesso vale 3

ora le cose si ripetono 3^ciclo 4^ciclo .... 10 ciclo (10<11)

sullo schermo sono apparse le scritte

il contatore vale 1
a=1

il contatore vale 2
a=3

il contatore vale 3
a=6

il contatore vale 4
a=10

il contatore vale 5
a=15

il contatore vale 6
a=21

il contatore vale 7
a=28

il contatore vale 8
a=36
 
il contatore vale 9
a=45

il contatore vale 10
a=55

ora dopo aver eseguito il decimo ciclo eseguo la (4) aggiornamento del contatore e i si porta a 11 passo alla valutazione della condizione (2) ma ora la condizione 11<11 non è vera e l'istruzione for termina (passando cosi' alle istruzioni successive)

Da questo esempio si deduce che abbiamo ripetuto per dieci volte il blocco di istruzione e che ad ogni ciclo abbiamo avuto a disposizione una variabile detta contatore che ha assunto via via i valori 1,2,3,4,5 etc fino a 10.

alla fine del decimo ciclo il contatore ha assunto il valore 11 e questo ha comportato che la condizione di ripetizione diventasse false provocando l'interruzione del ciclo.

L'istruzione for è estremamente flessibile e permette molte opzioni

ci possono essere più variabili contatore ad esempio posso scrivere

for(a=0,b=2; a<b ; a=a+1)
 {  istruzionidaripetere;
                
 }

la lista dei contatori inizializzati usa come separatore la virgola a=0 , b=2 , c=3

anche le espressioni di aggiornamento dei contatori possono essere più di una, ad esempio

for(a=0,b=2; a<b ; a=a+3, b=b*2-1)
 {  istruzionidaripetere;
               
 }

posso avere anche una lista di condizioni di ripetizione , le diverse condizioni sono congiunte fra loro dall'operatore AND e quindi devono essere tutte verificate perché avvenga la ripetizione del ciclo

for(i=0; i<10 , z<i*i ; i=i+1)

anche se io preferisco la più chiara

for(i=0; (i<10)&&(z<i*i) ; i=i+1)

in questo caso l'operatore che unisce le diverse condizioni può essere anche un OR oppure posso negare una condizione

di solito invece di scrivere

i=i+1

si preferisce scrivere

i++

l'aggiornamento del contatore può essere anche un decremento i=i-3

nel caso i=i-1 si preferisce scrivere i--

se le istruzioni da ripetere è una sola le parentesi graffe possono essere omesse

for(i=0;i<10;i++)
 cout<<"Ciao Mondo"<<endl;

si può anche non scrivere l'inizializzazione del contatore

for( ;i<10;i++)
 cout<<"Ciao Mondo"<<endl;

notate che il ; è rimasto

anche l'espressione di aggiornamento può essere omessa

for(;i<10;)
 cout<<"Ciao Mondo"<<endl;

e pure la condizione può scomparire

for(; ;)
 cout<<"Ciao Mondo"<<endl;

se manca la condizione il ciclo (e in assenza di break o della famigerata istruzione goto) il ciclo for cicla indefinitivamente

 for(;;) 
   istruzionedaripetere

realizza un ciclo infinito (e non è una cosa rara da trovare)

Ci sono 2 istruzioni particolari break e continue che inserite nel blocco di istruzioni da ripetere hanno dei riflessi importanti nel funzionamento del ciclo (e più in generale per il break nelle diverse istruzioni cicliche)

il break se eseguito nelle istruzioni da ripetere provoca l'immediata terminazione del for (fouriuscita dal for) senza che i cicli successivi vengano eseguiti e neppure le istruzioni poste nel blocco di istruzioni da ripetere ma che si trovano dopo l'esecuzione del break.

l'istruzione continue non provoca l'interruzione del for ma l'immediato passaggio all'aggiornamento del contatore e la successiva verifica della condizione di ripetizione (detto brevemente il continue fa passare al ciclo successivo), le istruzioni che si dovessero trovare all'interno del blocco di istruzione da eseguire ma dopo l'esecuzione del continue non vengono eseguite.

facciamo alcuni esempi per capire la differenza (pensiamo che a valga zero prima del for)

for(i=0;i<4;i++)
 { 
  cout<<"a="<<a<<endl;
  cout<<"i="<<i<<endl;
  a=a+2;
 }

esegue il blocco di istruzioni per 4 volte stampando

a=0
i=0

a=2
i=1

a=4
i=2

a=6
i=3

se lo modifico in

for(i=0;i<4;i++)
 { 
  cout<<"a="<<a<<endl;
  if(i==2) break;
  cout<<"i="<<i<<endl;
  a=a+2;
 }

stampa

a=0
i=0

a=2
i=1

a=4

e il for termina (senza passare al ciclo successivo e neppure eseguire cout<<"i="<<i<<endl; e a=a+2;) perché viene eseguito il break eseguire il break termina prematuramente il for

se lo modifico in

for(i=0;i<4;i++)
 { 
 cout<<"a="<<a<<endl;
 if(i==2) continue;
 cout<<"i="<<i<<endl;
 a=a+2;
 }

stampa

a=0
i=0

a=2
i=1

a=4

a=4
i=3

cioè quando viene eseguito il continue il ciclo in esecuzione si blocca non eseguendo le istruzioni cout<<"i="<<i<<endl; e a=a+2;

passando all'aggiornamento del contatore e alla valutazione della condizione di ripetizione (per poi passare all'eventuale ciclo successivo)

L'istruzione WHILE

L'istruzione WHILE è anche lei una istruzione di ripetizione , usata per ripetere un blocco di istruzioni in funzione di una condizione. Finché la condizione di ripetizione è vera il blocco di istruzioni viene ripetuto.

Viene usata quando non conosco a priori il numero di ripetizioni e può anche verificarsi che il blocco di istruzioni non venga mai eseguito

la sintassi è

while(condizionediripetizione)
 {  istruzione_1  ;
    istruzione_2  ;
      ....
    istruzione_n  ;
 }

Sintassi while

in questo caso il diagramma di flusso dice

1) valutiamo la condizione se non è verificata l'istruzione while termina altrimenti 
2) si esegue il blocco di istruzioni e poi si ritorna a controllare la condizione(1) per eventuali ripetizioni

la valutazione della condizione avviene prima dell'eventuale esecuzione del blocco di istruzioni da ripetere, si dice che la condizione è in testa, questo comporta che se la condizione e ' subito falsa il blocco di istruzioni da ripetere non sia mai eseguito

notiamo che non ha un contatore , ma se serve lo possiamo realizzare con una variabile e un po' di codice

i=0;

while(i < 10 )
{  istruzione_1  ;
   istruzione_2  ;
     ....
   istruzione_n  ;
   i=i+1;
}

in questo esempio il contatore va bene ma non mi piace la condizione perché essendo noto a priori il numero di ripetizioni era meglio usare il for

se però la condizione dipende da un dato scelto e inserito dall'utente (premi c per continuare t per terminare) allora il while va benissimo

se il blocco di istruzioni da ripetere è composto da una sola istruzione le graffe possono essere omesse

L'istruzione DO WHILE

L'istruzione DO WHILE è anche lei una istruzione di ripetizione , usata per ripetere un blocco di istruzioni in funzione di una condizione. A differenza del while la condizione è posta in coda, cioè viene valutata dopo che il blocco di istruzione è stato ripetuto, sicuramente il blocco di istruzioni da ripetere viene allora eseguito la prima volta

Viene usata quando non conosco a priori il numero di ripetizioni, e il blocco di istruzioni viene eseguito almeno una volta

la sintassi è

do

{  istruzione_1  ;
   istruzione_2  ;
      ....
   istruzione_n  ;
}
while(condizionediripetizione)

in questo caso il diagramma di flusso dice

Sintassi do while

1) si esegue il blocco di istruzioni e poi si va  a controllare la condizione(2)
2) valutiamo la condizione se non è verificata l'istruzione do-while termina altrimenti ritorniamo ala passo 1

notiamo che non ha un contatore, ma se serve lo possiamo realizzare con una variabile e un po' di codice.

il do while è un'unica istruzione non pensate di poter usare il do senza un while (cioè senza esplicitare la condizione di ripetizione)

è importante saper usare tutte e tre le istruzioni a secondo dei casi, non fate fare tutto il lavoro al for , anche se "ha le spalle larghe"