Организация циклов в языке С

Задание 1

1. Предусмотрите ввод только отрицательных чисел.
2. Предусмотрите ввод только неотрицательных чисел.
3. Предусмотрите вывод чисел и их порядковые номера (т.е. в два столбца).
4. Предусмотрите вывод чисел на консоль в виде строки.
5. Предусмотрите ввод и вывод только вещественных чисел.
6. С учетом предыдущего пункта предусмотрите вывод чисел и их порядковые номера (т.е. в два столбца).
7. Рассмотреть варианты форм инкрементирования. Выполните вывод на консоль.

Пример 2. Напишите программу посимвольного ввода предложения "Hello, world" и подсчитать число символов в нем (включая запятую и пробел).

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

int main(void)
{
	int c, i = 0;

printf("\n Enter symbol-by-symbol the offer \"Hello, world\",\n  press twice Ctrl+Z and press Enter:\n");
printf("\t");

while ((c = getchar()) != EOF)
{
printf("\t");
c = getchar();
++i;
}

printf("\n\t The number of characters: %d\n", i);
	
     printf("\n Press any key: ");
	_getch();
	return 0;
}

В программе ввод символьных данных должен завершиться комбинацией клавиш Ctrl+Z, что будет соответствовать окончанию ввода (файла), т.е. EOF. Оператор цикла while будет выполняться до тех пор, пока не встретится так называемый конец файла EOF. В предложении \"Hello, world\" два обратных слэша включены для вывода на консоль двойных кавычек.

Функции printf("\t") осуществляют табуляцию вводимых символов. Подсчет числа вводимых символов выполняется с помощью переменной цикла (счетчика) i, которая инкрементируется в теле цикла.

Заголовочный файл #include <conio.h> служит для поддержания консольного ввода-вывода для функции _getch(). Без него при компиляции программы могут выводиться предупреждения, хотя программа с предупреждениями работает.

Результат выполнения программы показан на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Выполнение программы посимвольного ввода данных

Задание 2

1. В программу введите комментарии с помощью символов // и /*...*/.
2. В качестве вводимых символов используйте буквы своей фамилии (буквами латинского алфавита). В отчет вставьте полученный результат.
3. В качестве вводимых символов использовать свою фамилию и имя. В отчет вставьте полученный результат.
4. Сделайте вывод своей фамилии и имени по главной диагонали дисплея.
5. В качестве символов введите числа от 1 до (2+Х), где Х – номер компьютера, за которым выполняется лабораторная работа. В отчет вставьте полученный результат.
6. Выполните дублирование символов с помощью функции putchar(), которая отображает символы на экране пользователя.

Примечание. Прототип функции putchar() имеет следующий вид:

#include <stdio.h>
int putchar (int ch);

Пример 3. Напишите программу табличного вывода строчных букв латинского алфавита и их десятичных кодов с помощью оператора цикла for.

Как известно, в латинском алфавите 26 букв. Поэтому можно создать массив символов этих букв. С учетом того, что тип char представляет собой целочисленный тип, то можно обойтись без создания массива.

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
int main(void){
	int j = 1;
	char a = 'a';
	
	printf("\n  Table code characters:\n");
for ( ; a <= 'z'; ++a)
	printf("\n %4d) %2c: code%4d", j++, a, a);

	printf("\n\n Press any key: ");
	_getch();
	return 0;
}

Результат выполнения программы показан на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Таблица десятичных кодов букв латинского алфавита

Форматированный вывод данных предусматривает выравнивание по правому краю, для чего предусматриваются числовые спецификаторы типа %4d и %2c для целых чисел и символов в функции printf().

Задание 3

1. Примените префиксную форму инкрементирования переменной j.
2. Инкрементирование переменной j создайте отдельно в теле цикла.
3. Инициализацию переменной j начните с нуля. Результат выполнения программы должен быть тот же самый, что и в приведенной программе.
4. Напишите программу для вывода кодов букв из заданного диапазона на усмотрение пользователя, например, от 'j' до 'w'.
5. В цикле for заполните все поля.
6. Напишите программу для вывода кодов букв латинского алфавита прописных и строчных букв в одной таблице.
7. Выведите буквы своей фамилии и коды этих букв.

Напишите программу расчета значений функции распределения потока Эрланга 4-го порядка с параметром = 2.3 на отрезке времени от 0 до 5 (условных единиц) с шагом 0.2:

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>
#include <math.h>

int main(void)
 {
	int j, f, k = 4;
	double F, Lt, s, t = 0.0, Tend = 5.0;
	float L = 2.3F;
		
printf("\n Erlang function of order %d, Lambda = %1.2f:\n\n", k, L);
		
for ( ; t <= Tend; t += 0.2) {
s = 0.0; f = 1; Lt = 1.0;
for (j = 1; j <= k; ++j) {
f *= j;
Lt *= (L*t);
s += (Lt/f)*exp(-L*t);
}
F = 1 - exp(-L*t) - s;
printf("\t %lg\n", F);
}
	printf("\n\n Press any key: ");
	_getch();
	return 0;
}

В программе использованы вложенные циклы for. Применены специфические условия изменения переменных (но характерных для языка С ):

t += 0.2;      /* t  =  t + 0.2; */
     f *= j;        /* f  =  f * j; */
    Lt *= (L*t);    /* Lt  =  Lt * (L*t); */

Вычисление факториала выполнено с помощью произведения и выделения отдельного слагаемого суммы, когда рассчитывается 0!

В программе также предусмотрено накопление суммы для каждого шага времени t. Для расчета экспоненты в заголовок программы включена библиотека математических функций #include <math.h>.

Результат выполнения программы показан на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Расчет функции распределения Эрланга 4-го порядка

Задание 4

1. В заголовке внешнего цикла for добавьте первое поле и устраните третье поле.
2. Предусмотрите вывод количества значений рассчитанной функции Эрланга.
3. Предусмотрите ввод параметров программы, а именно: порядок потока Эрланга k, параметр , конечную величину временного интервала, шаг по времени.

Пример 5. Вычислите с точностью до "машинного нуля" значение суммы числового ряда:

Программный код решения примера:

#include <stdio.h>
#include <conio.h>

int main(void)
 {
   double denom;
   double sum1 = 0.0, sum2 = 0.0;
   int k = 1;
   denom = k * (k + 1) * (k + 2); // знаменатель ряда

	do {
	sum1 = sum2;
	sum2 += 1.0 / denom;
	denom = denom / k * (k + 3);
	++k;
	} while (sum1 < sum2);

printf("\n\t The amount of numerical series: %lg\n", sum2);
	
	printf("\n Press any key: ");
	_getch();
	return 0;
}

В приведенной программе сумма вычисляется как значение переменной sum2. Ее предыдущее значение сохраняется в переменной sum1. Так как приближенное значение с добавлением неотрицательных слагаемых не уменьшается, условием продолжения цикла служит отношение sum1 < sum2 (поскольку растет знаменатель denom ). Когда при добавлении очередного слагаемого значение суммы остается неизменным (за счет конечной разрядной сетки для представления вещественных чисел), нарушается условие sum1 < sum2 и цикл прекращается. Таким образом, конечность разрядной сетки представления вещественных чисел в компьютере определяет собой "машинный нуль".

Инициализация знаменателя сделана до начала цикла. Форматный вывод результата выполнен с помощью спецификатора символа "l".

Результат выполнения программы показан на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Результат подсчета суммы бесконечного ряда