Операторы управления циклом. Зацикливание

Существует два оператора, которые позволяют управлять выполнением цикла. Это операторы break и continue.

Давайте рассмотрим их работу на следующем примере: Модифицируем программу из прошлого урока.

Программа: Игральный кубик.

Программа заменяет обычный игральный кубик.

Управление:

1 — бросить кубик;

0 — закончить игру.
В конце игры программа должна выводить количество бросков кубика, сделанных в игре.
После 50 бросков программа автоматически завершается. Выводится сообщение "Game over!".

Код такой программы будет выглядеть следующим образом:

Листинг 1.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  srand(time(NULL));

  printf("###########  Devil\'s bones   ###########\n");
  printf("#                                      #\n");
  printf("#   Commands:                          #\n");
  printf("#                                      #\n");
  printf("#   1 - new game                       #\n");
  printf("#   0 - exit                           #\n");
  printf("#                                      #\n");
  printf("########################################\n\n");

  int ch_control;
  int value = 0, score = 0;

  do {
    printf("Input command: ");
    scanf("%d", &ch_control);

    switch(ch_control){
      case 0:
        score = score -1;
        break;
      case 1:
        value = 1 + rand()%6;
        printf("Result: %d\n", value);
        break;
      default:
        printf("Error! Try again...\n");
        continue;   // прерываем текущую итерацию цикла
    }

    score = score + 1;

    if(score == 50){
      printf("Game over!\n");
      break;      // завершаем цикл
    }
  }while(ch_control != 0);

  printf("\n\nSCORE: %d\n\nGood bye!\n", score);
  return 0;
}

Давайте поясню новые операторы, которые там используются.

Оператор break

Оператор break прекращает выполнение цикла. Помните, мы уже использовали данную команду в операторе switch. Здесь всё точно так же. Мы используем данный оператор, чтобы выйти из цикла, когда произойдёт 50 бросков.

Важный момент: Оператор break работает и во всех циклических конструкциях, и в операторе выбора.

В нашем примере он используется и там, и там. Возникает вопрос: а как он решает, откуда надо выйти: из switch или из цикла. Очень просто.

Оператор break всегда завершает ближайший внешний оператор, внутри которого он находится.

Например, в нашей программе первый раз оператор break встречается в ветке case 0. Значит он находится внутри оператора switch, который находится внутри цикла do-while. Ближайший оператор, внутри которого он расположен, – это switch. Следовательно, завершается оператор switch. Аналогично и с другими ветками оператора switch.

Последний оператор break находится внутри if, который находится внутри цикла do-while. Т.к. на конструкцию if оператор break не действует, то ближайшим оператором, в котором он находится, является цикл do-while. Поэтому в этом случае break завершает цикл.

Оператор continue

Данный оператор применяется только внутри циклов. Он позволяет прервать текущую итерацию цикла. После того, как компьютер встречает оператор continue, он завершает исполнение тела цикла и переходит к проверке условия (в циклах while и do-while) или к изменению счётчика (выражение 3 в цикле for).

В нашей программе он используется для того, чтобы не учитывать плохие ходы. Например, пользователь ввёл число 2. Программа выдаёт ему сообщение об ошибке и сразу же переходит к проверке условия. При этом все команды ниже пропускаются, а значит не увеличивается счётчик ходов, и не проверяется превышение предела в 50 ходов на игру. Если здесь убрать оператор, то после вывода сообщения об ошибке тело цикла продолжит выполняться дальше и увеличится счётчик ходов.

Зацикливание

Иногда бывает так, что условие, при котором работа цикла должна прекратиться, никогда не выполняется. В таких случаях говорят, что программа зациклилась.

Зачастую это происходит при использовании циклов do-while и while.

Пример: программа сложения пяти введённых чисел.

Листинг 2.

#include <stdio.h>

int main(void) {
  double sum = 0, temp = 0;
  int k = 0;

  do {
    scanf("%lf", &temp);
    sum = sum + temp;
  } while(k < 5);

  printf("%.3f", sum);
  return 0;
}

На первый взгляд всё верно, но попробуйте скомпилировать и запустить эту программу. Вы заметите, что она не спешит останавливаться после того, как мы ввели первые пять чисел.

Когда мы используем эти циклы, необходимо внимательно отслеживать, что переменные, входящие в условия цикла, в теле цикла хоть как-то изменяются.

В нашем примере допущена именно такая ошибка. Условие записано верно, переменная k (счётчик считанных чисел) объявлена и инициализирована, но внутри тела цикла мы забыли её увеличить. Поэтому нашему условию окончания цикла k < 5 не суждено стать истинным.

Не всегда подобные ошибки так очевидны, как в нашем случае. Поэтому будьте внимательны, когда используете циклы с условиями.

Давайте приведем нашу программу в рабочее состояние:

Листинг 3.

#include <stdio.h>

int main(void) {
  double sum = 0, temp = 0;
  int k = 1;

  do {
    scanf("%lf", &temp);
    sum = sum + temp;
    k = k + 1;
  } while(k <= 5);

  printf("%.3f", sum);
  return 0;
}

Практика

Решите задачи с автоматической проверкой решения на Stepik

Дополнительные материалы

Иногда бесконечные циклы могут использоваться преднамеренно. Например, при создании ботов или в олимпиадном программировании для экономии времени. Подробнее об этом в Википедии