Рекурсия, итерация и оценки сложности алгоритмов

Java и циклические конструкции

Математическая модель итерации, описанная в первой секции данного параграфа не дает никаких практических рекомендаций, как именно реализовать вычисления. Во второй главе книги будут рассмотрены три более частных схемы обработки информации с помощью метода итерации — проектирование цикла при помощи инварианта и схемы вычислений инвариантной и индуктивной функций. Пока же ограничимся описанием управляющих конструкций языка Java, которые используют для организации циклов, и рассмотрением нескольких примеров программ.

Язык Java предусматривает три различных оператора цикла: while, do-while и for. Первый из них обычно используют в ситуации, когда тело цикла нужно выполнить нуль или более раз, а второй применяется, если его выполнение хотя бы раз обязательно. Третий из операторов является наиболее универсальным и используется в различных ситуациях.

Дополнительными средствами, используемыми при организации циклов, являются операторы break и continue. Первый из них прерывает выполнение цикла, а второй позволяет досрочно перейти к выполнению следующей итерации, проигнорировав часть операторов тела цикла, еще не выполненных в текущей итерации. Заметим, что в языке Java отсутствует оператор goto, — в тех редких ситуациях, где он мог бы оказаться полезным, можно использовать операторы break или continue с метками.

В качестве первого примера рассмотрим опять задачу вычисления факториала и программу, реализующую предложенную выше схему применения преобразования .

Задача 5.3. Напишите итерационную программу, вычисляющую факториал введенного натурального числа.

Текст программы

public class FactIv1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {    
        int n, i, k;
        n = Xterm.inputInt("Введите n -> ");
        i = k = 1;
        while (i <= n) {
            k *= i;
            i += 1;
        }
        Xterm.println("" + n + "! = " + k);
    }
}

Конструкцию while в ней можно заменить на do-while:

Фрагмент программы (FactIv2.java)

do {
            k *= i;
            i += 1;
        } while (i <= n);

А еще лучше воспользоваться циклом for:

Фрагмент программы (FactIv3.java)

int i, k, n = Xterm.inputInt("Введите n -> ");
        for (i = k = 1; i <= n; i++)
            k *= i;
        Xterm.println("" + n + "! = " + k);