2.2 Цикли та умовний оператор if

Послідовність інструкцій, призначена для багаторазового виконання, називається тілом циклу. Одноразове виконання тіла циклу називається ітерацією. Вираз, що визначає, буде в черговий раз виконуватися ітерація, чи цикл завершиться, називається умовою виходу або умовою закінчення циклу (або умовою продовження в залежності від того, як інтерпретується його істинність - як ознака необхідності завершення чи продовження циклу).

Змінна, що зберігає поточний номер ітерації, називається лічильником ітерацій циклу або просто лічильником циклу. Цикл не обов’язково містить лічильник, лічильник не обов’язково може бути один - умова виходу з циклу може залежати від декількох змінюваних в циклі змінних, а може визначатися зовнішніми умовами (наприклад, настанням певного часу), в останньому випадку лічильник може взагалі не знадобитися.

Виконання будь-якого циклу включає початкову ініціалізацію змінних циклу, перевірку умови виходу, виконання тіла циклу і оновлення змінної циклу на кожній ітерації. Крім того, більшість мов програмування надають засоби для дострокового завершення циклу, тобто виходу з циклу незалежно від істинності умови виходу.

2.2.1 Безумовні цикли

Іноді в програмах використовуються цикли, вихід з яких не передбачено логікою програми. Такі цикли називаються безумовними, або нескінченними. Спеціальних синтаксичних засобів для створення нескінченних циклів, з урахуванням їх нетиповості, мови програмування не передбачають, тому такі цикли створюються за допомогою конструкцій, призначених для створення звичайних (або умовних) циклів. Для забезпечення нескінченного повторення перевірка умови в такому циклі або відсутня (якщо дозволяє синтаксис, як, наприклад, у циклі LOOP ... END LOOP мови Ада), або замінюється константним значенням (while true do ... в Паскаль).

2.2.2 Цикл з передумовою

Цикл з передумовою – цикл, що виконується поки істинна деяка умова, зазначена перед його початком. Ця умова перевіряється до виконання тіла циклу, тому тіло може бути не виконано жодного разу (якщо умова з самого початку хибна). У більшості процедурних мов програмування реалізується оператором while, звідси його друга назва - while-цикл.

2.2.3 Цикл з післяумовою

Цикл з післяумовою – цикл, в якому умова перевіряється після виконання тіла циклу. Звідси випливає, що тіло завжди виконується хоча б один раз. У мові Паскаль цей цикл реалізує оператор repeat .. until, у Сі - do ... while.

У трактуванні умови циклу з післяумовою в різних мовах є деякі розбіжності. У Паскаль і мовах, що пішли від нього, умова такого циклу трактується як умова виходу (цикл завершується, коли умова істинна, «цикл до»), а в Сі і його нащадках – як умова продовження (цикл завершується , коли умова хибна, такі цикли іноді називають «цикл поки»)

2.2.4 Цикл з виходом із середини

Цикл з виходом із середини – найбільш загальна форма умовного циклу. Синтаксично такий цикл оформляється за допомогою трьох конструкцій: початку циклу, кінця циклу та команди виходу з циклу. Конструкція початку відзначає точку програми, у якій починається тіло циклу, конструкція кінця – точку, де тіло закінчується. Всередині тіла має бути команда виходу з циклу, при виконанні якої цикл закінчується і керування передається на оператор, що йде за конструкцією кінця циклу. Природно, щоб цикл виконався більше одного разу, команда виходу повинна викликатися не безумовно, а тільки при виконанні умови виходу з циклу.

Принциповою відмінністю такого виду циклу від розглянутих вище є те, що частина тіла циклу, розташована після початку циклу і до команди виходу, виконується завжди (навіть якщо умова виходу з циклу істинна при першій ітерації), а частина тіла циклу, що знаходиться після команди виходу, не виконується при останній ітерації.

Легко побачити, що за допомогою циклу з виходом із середини можна легко змоделювати і цикл із передумовою (розмістивши команду виходу в самому початку циклу), і цикл з післяумовою (розмістивши команду виходу в кінці тіла циклу).

Частина мов програмування містять спеціальні конструкції для організації циклу з виходом із середини. Так, в мові Ада для цього використовується конструкція LOOP ... END LOOP і команда виходу EXIT або EXIT WHEN:

LOOP

... Частина тіла циклу

EXIT WHEN <умова виходу>;

... Частина тіла циклу

IF <умова вихода> THEN

EXIT;

END;

... Частина тіла циклу

END LOOP:

Тут всередині циклу може бути будь-яка кількість команд виходу обох типів. Самі команди виходу принципово не розрізняються, звичайно EXIT WHEN застосовують, коли перевіряється тільки умова виходу, а просто EXIT – коли вихід з циклу здійснюється в одному з варіантів складного умовного оператора.

У тих мовах, де подібних конструкцій не передбачено, цикл з виходом із середини може бути змодельовано за допомогою будь-якого умовного циклу і оператора дострокового виходу з циклу (такого, як break в Сі), або оператора безумовного переходу goto.