Pętle - jak rozpocząć?

Pętla jest konstrukcją programistyczną, która umożliwia cykliczne wykonywanie ciągu instrukcji określoną liczbę razy, do momentu zajścia pewnych warunków, dla każdego elementu kolekcji lub w nieskończoność. Pętla for, którą się zajmujemy, należy do grupy pętli iteratywnych. Istnieją jeszcze inne rodzaje pętli, m.in. warunkowe, jednak zostaną one omówione w innych rozdziałach.

Oznacza to, że pętla wykonuje instrukcje w niej zawarte ustaloną liczbę razy.

Przykład w pseudokodzie

Przykład pętli for zapisanej w pseudokodzie.

dla i = 1, 2, ..., 100 wykonuj
	wypisz i

W przedstawionym przykładzie pętla for wykona się 100 razy, a przy każdej iteracji wypisze wartość zmiennej i. Kolejne wartości będą wyglądać następująco: 1 2 3 4 5 6 7 8 ... 100

Budowa pętli for

Zazwyczaj deklaracja pętli for składa się z trzech elementów. Pierwszym z nich jest zmienna sterująca, używana w pętli for jako licznik wykonanych do tej pory iteracji. Nazwa tej zmiennej jest dowolna, natomiast powszechnie przyjęta zasada sugeruje użycie litery i. Dla kolejnych, zagnieżdżonych pętli używamy następnych liter alfabetu (i, j, k...).

Zadaniem drugiej części pętli for jest sprawdzenie, czy warunek wykonania pętli nadal jest spełniony. Jest to wyrażenie logiczne, które kontroluje, czy pętla wykonała się już określoną liczbę razy. Wyrażenie to jest sprawdzane przed każdą iteracją – jeżeli zwróci wartość logiczną false, działanie pętli zostaje zakończone, a program wykonuje dalsze instrukcje.

Ostatnim elementem pętli jest modyfikacja wartości zmiennej sterującej: możemy w ten sposób określić, o ile wartość zmiennej sterującej ma się zmienić po każdej iteracji. Zazwyczaj wartość ta wynosi jeden. Gdy ustalimy, że zmienna ma być zwiększana o jeden z każdą iteracją, wówczas mówimy o inkrementacji. W odwrotnym przypadku, gdy wartość zmiennej sterującej ulega zmniejszeniu o jeden, mamy do czynienia z dekrementacją.

Pętla for w praktyce

Aby lepiej zrozumieć działanie pętli for, spróbujmy użyć jej w praktyce. Wyobraźmy sobie, że mamy zbiór 20 liczb całkowitych od 0 do 19 i musimy wypisać tylko te, których reszta z dzielenia przez 5 wynosi 0. Zadanie to jest możliwe do rozwiązania w pamięci – zbiór rozwiązań będzie miał tylko cztery elementy. Kiedy jednak zwiększymy liczbę elementów w zbiorze do 2000, ręczne szukanie wartości może okazać się bardzo czasochłonne. Dlatego też w celu rozwiązania przedstawionego problemu napiszemy algorytm w postaci pseudokodu:

dla i = 0, 1, ..., 19 wykonuj
	jeżeli i mod 5 = 0 to
		wypisz i

Program sprawdza kolejne liczby z zakresu od 0 do 19 i bada, czy reszta z dzielenia przez 5 (operator mod) każdej z liczb z tego zakresu jest równa 0. Jeżeli tak jest, liczba ta zostaje wypisana.

Rozwiązanie to można również przedstawić w postaci schematu blokowego. Dzięki temu będzie wiadomo, co dzieje się w naszej pętli for.

RZ69XdNwMTT7S

Schemat pętli. 1. Zielony okrąg. Start 2. Niebieski prostokąt. i = 0 3. Fioletowy Romb. Jeżeli i < 20 Jeśli 3 nie, to 4. Czerwony okrąg. Stop Jeśli 3 tak, to 4. Fioletowy romb. Jeżeli i mod 5 = 0 Jeżeli 4 tak, to 5. Fioletowy romb. Wypisz i Jeżeli 4 nie, to 5. Niebieski prostokąt. i = i + 1 6. Powrót do kroku 2

Spróbuj samodzielnie przeanalizować, co dzieje się na każdym etapie przetwarzania tego schematu blokowego. Na następnej stronie znajdziesz szczegółową analizę bardzo podobnego schematu blokowego pętli for.

RKguS8Fa5TZKK

Film nawiązujący do treści pętli iteracyjnych.

Film nawiązujący do treści pętli iteracyjnych.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RKguS8Fa5TZKK

Film nawiązujący do treści pętli iteracyjnych.

Iteracja i pętla for

Na filmie przedstawiono działanie pętli for. Zapoznaj się z filmem, a następnie napisz krótkie programy zapisane w poleceniach 1 i 2. Przed przystąpieniem do ćwiczeń możesz jako podsumowanie przeczytać materiał ukryty pod przyciskiem Zapoznaj się z materiałem

RNXUC33NR2GSN

Film nawiązujący do treści materiału

Film nawiązujący do treści materiału

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RNXUC33NR2GSN

Film nawiązujący do treści materiału

for (deklaracja iteratora; warunek wykonywania pętli; zmiana wartości iteratora) {
  // lista operacji
}

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
  // lista operacji
}

int i = 1;
System.out.println(i);		// zostaje wypisana wartość 1
System.out.println(i++);	// zostaje wypisana wartość 1 (inkrementacja następuje na końcu, czyli po wypisaniu wartości zmiennej)
System.out.println(i);		// zostaje wypisana wartość 2
System.out.println(++i);	// zostaje wypisana wartość 3 (inkrementacja następuje na początku, czyli przed wypisaniem wartości zmiennej)

Porównaj wynik działania Twojego programu z prezentacją.

Rezultatem działania przedstawionego programu jest wypisanie ciągu złożonego z liczb: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10.

Operacje na liczbach

Wypisanie ciągu liczb z zakresu 1–10

Napiszemy w języku Java program, który wyświetli na ekranie ciąg liczb z zakresu od 1 do 10. Zaczniemy od utworzenia klasy Main oraz metody main(), która odpowiada za uruchomienie programu:

class Main {
	public static void main(String [] args) {
        
	}
}

Następnie zastosujemy pętlę for. Ponieważ chcemy wypisać liczby z zakresu 1–10, umieszczone w ciele pętli instrukcje powinny zostać wykonane 10 razy. Przypisujemy zatem wartość początkową 1 iteratorowi noszącemu nazwę i (jest to zmienna typu całkowitego). Pętla będzie działać, dopóki wartość iteratora nie przekroczy 10. Po każdym cyklu pętli do zmiennej i dodamy 1:

class Main {
	public static void main(String [] args) {
		for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            
		}
	}
}

Ponieważ iterator w każdym cyklu pętli przyjmuje kolejną wartość z zakresu 1–10, możemy po prostu wypisywać na ekranie zmienną i. Poszczególne liczby rozdzielimy znakiem spacji:

class Main {
	public static void main(String [] args) {
		for (int i = 1; i <= 10; i++) {
			System.out.print(i + " ");
		}
	}
}

Rezultatem działania przedstawionego programu jest wypisanie ciągu złożonego z liczb: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10.

Słownik