Оператор for

При реализации многих алгоритмов бывает необходимо повторить некую последовательность действий несколько раз. Такое повторение получило наименование цикла, а оператор, для соответствующего действия - оператором цикла.

 
В Си имеется несколько операторов цикла, один из которых -оператор for. Шаблон описания оператора следующий:

for ([список операторов1]; [условие продолжения]; [список операторов 2]) [тело цикла];

 
Здесь список операторов1 - перечень операторов, разделенных запятыми, которые должны быть выполнены перед началом цикла; условие продолжения - логическое выражение, истинное значение которого есть непременное условие очередной итерации цикла; список операторов2 - перечень операторов, разделенных запятыми, выполняемых после каждой итерации цикла; тело цикла - это один оператор или ограниченная фигурными скобками последовательность операторов, выполняемых на каждой итерации.

 
Самое важное, что любая из этих частей оператора for может отсутствовать, о чем свидетельствуют квадратные скобки в шаблоне.

 
Пример некоторых вариантов оператора цикла for:

for (i = 0, s = 0; i < 10; s += i++);

for (;;);

for (;i < 10;);

for (i = 0, j = 9, s = 0; i < 10; i++, j—) s += arr[i][j];
            
Первый цикл примера вычисляет сумму всех чисел от 0 до 9 и помещает результат в переменной s. Рассмотрим более подробно, как это происходит.

Сначала выполняются операторы i=0 и s = 0, которые инициализируют (ранее объявленные) переменные i и s. Если в момент объявления эти переменные уже проинициализированы, эта часть оператора for может отсутствовать. Затем происходит проверка условия выполнения итерации цикла, т.е. проверка i < 10. Разумеется, это истинное выражение, и, значит, происходит выполнение тела цикла - очередная (первая) итерация. В рассматриваемом примере тело цикла отсутствует, поэтому просто выполняется завершающая часть, которая состоит из оператора s += i++, который одновременно выполняет 2 действия: накапливает в переменной s сумму значений переменной i, а затем увеличивает значение i на 1. После этих действий снова осуществляется проверка условия, затем очередная итерация и т.д. до тех пор, пока значение i не станет равным 10. В этот момент условие i < 10 станет ложным, и выполнение оператора for закончится.

 
Продолжим рассмотрение примеров операторов for. Второй цикл, единожды начавшись, никогда не закончится, т.е. это бесконечный оператор, или бесконечный цикл. В этом случае отсутствие выражения проверки условия трактуется как истинное выражение, т.е. «нет требований к условию - значит, любые варианты подходят».

Третий пример показывает оператор цикла, который может быть бесконечным, если переменная i < 10. Т.е. для того, чтобы этот цикл не смог «завесить» программу, необходимо, чтобы либо к началу цикла переменная i уже содержала значение 10 или более, либо каким-то образом во время выполнения цикла значение i должно быть изменено.

 
Наконец, четвертый пример показывает, как вычислить сумму «правой» диагонали матрицы агг размером 10x10.

 
Следует отметить, что допускается ⁽¹⁾ внутри списка операторов! использовать определение переменных, однако, определенные таким образом переменные, считаются существующими только пока цикл выполняется, и «исчезают» после его завершения:

for (int i=0; i < 10; i++) a += i;

Оператор for имеет довольно много вариантов и возможностей, однако не стоит увлекаться предоставляемой гибкостью. Чем более простая форма оператора будет избрана, тем меньше вероятность ошибки программирования:

// первый способ

for (int i, j=9, s; i < 10; s += arr[i++][j—]);

// второй способ

int i=0, s=0, î = 9;

for (; i<10; i++) {

      s += arr[i][j];

      j—;

}

В этом примере приведены два варианта ранее рассмотренного подсчета суммы «правой» диагонали матрицы, однако первый способ требует гораздо больше умственных усилий для понимания написанного, чем второй.