Си++ циклы

На занятии объясняется тема «язык С++: аргументы по ссылке»

Содержание:

C++ аргументы по ссылке
- Еще о цикле for
- Ссылки
Лабораторные работы
EXTRA TASKS
Домашнее задание

C++ аргументы по ссылке

Еще о цикле for

В цикле for можно использовать несколько счетчиков: область инициализации счетчика, так же как и область изменения счетчика может состоять из нескольких операторов, разделенных запятой «,»

int a = 0, b = 0;
for (a = 1, b = 8; a < b; ++a, --b) {
    // empty body
}
cout << a << " " << b << endl; // вывод: 5   4

Ссылки

Ссылка — это не объект, это другое имя объекта; ссылки не занимают место в памяти:
Пример 1:

int i = 5;
int &pi = i;   // ссылка на i
 
pi = 3;
cout << i;     // i == 3

Пример 2:

void double_numb(int &numb) {
	numb *= numb; // 'numb' - это тот же 'x' в функции main() 
}
void main(){
int x = 2;
	double_numb(x);
	cout << x << '\n';
	system("pause");
}

Пример 3. Передача аргумента по ссылке:

void calcSquareAndPerimeter(double a, double b, double &S, double &P) {
    S = a * b;
    P = 2 * (a + b);
}
 
int main() {
    double SS = 0.0, PP = 0.0;
    calcSquareAndPerimeter(3.0, 4.0, SS, PP);
    cout << "Perimeter: " << PP << ", Square: " << SS << "\n";
}

Пример 4. Передача аргумента по ссылке:

int a = 5;
int& ra = a;
ra = 3;
void swap( int & a , int & b ) // Передача по ссылке
{
 auto v = a;
 a = b;
 b = v;
}
int main()
{
 int c, d;
 swap (c, d);
}

Лабораторные работы

Все задания, которые вы не успели выполнить на уроке, автоматически становятся вашим домашним заданием. Домашнее задание должно быть выполнено до следующего урока.

Создайте приложение с именем Lesson_3. Все задания и лабораторные работы должны выполняться в этом приложении.
Это означает, что все задания должны размещаться в одном и том же заголовочном и главном файле. Необходимо размещать комментарии с номером задания и объяснением того, что нужно сделать в нем.
Каждая задача должна выполняться с использованием пользовательских функций. Например, если задача состоит в том, чтобы найти сумму последовательности из 5 введенных чисел, вы должны создать функцию в файле .cpp для выполнения этой задачи:

header.h:

#ifndef HEADER_H
#define HEADER_H
// Задание 1
// функция расчета суммы 5 введенных чисел
int sumSeq();
#endif

imp.cpp:

#include <iostream>
#include "header.h"
using namespace std;
 
// функция расчета суммы 5 введенных чисел
int sumSeq() {
	cout << "enter a sequence"<<endl;
	int numb;
	int sum = 0;
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		cin >> numb;
		sum += numb;
	}
	return sum;
}

main.cpp:

#include "header.h"
#include <iostream>
using namespace std;
void main(){
        // задание # 1
        // Создать функцию расчета суммы 5 введенных чисел
	int result = sumSeq();
        cout << "задание 1" << endl;
	cout << result;
	system("pause");
}

Старайтесь передавать аргументы функций по ссылке (в тех задачах, где это необходимо).

Для того чтобы результат изменения значений формальных параметров был заметен в точке их вызова, необходимо использовать передачу параметров по ссылке.
Рассмотрим простой пример:

Лабораторная работа №1:
Описать две функции для обмена значениями двух переменных, соответственно, целого и вещественного типа.

_{* Я. М. Демяненко, М. И. Чердынцева «Методы процедурного программирования в с++» учебное пособие, Ростов-на-дону, 2014, стр. 18}

Выполнение:

Создайте главный и заголовочный файлы. Подключите необходимые библиотеки и заголовочный файл.
В код заголовочного файла добавьте описание и реализацию двух функций с одинаковым названием — my_swap(): для обмена значений переменных целого типа и для обмена значений переменных вещественного типа:

// объявление функций
void my_swap(double &a, double &b);
void my_swap(int &a, int &b);
 
// определение (реализация) функций
void my_swap(double &a, double &b) {
 double r = a;
 a=b;
 b=r;
}
void my_swap(int &a, int &b) {
 int r=a;
 a=b;
 b=r;
}

Объявление двух функций с одинаковыми именами означает, что имеет место перегрузка имени функции.

Перегрузка функции — возможность определить несколько функций с одним и тем же именем.

Перегруженные функции обязательно должны иметь разные сигнатуры, т. е. должны отличаться своими списками спецификации параметров.

В объявлении и определении функций используется передача параметров по ссылке, о чем указывает символ &. Ссылочные переменные позволяют сохранять результат изменения значений формальных параметров таким образом, чтобы он был «виден» в точке их вызова.

В код главного файла в тело функции main() добавьте описание и ввод необходимых переменных, а также вызов функций:

int main() {
 int k,m;
 cout<<"введите два целочисленных значения:";
 cin>>k>>m;
 cout<<k<<" "<<m<<endl;
 my_swap(k, m);
 cout<<k<<" "<<m<<endl;
 double a,b;
 cout<<"введите два вещественных значения:";
 cin>>a>>b;
 cout<<a<<" "<<b<<endl;
 my_swap(a,b);
 cout<<a<<" "<<b<<endl;
 
 system("pause");
 return 0;
}

В операторе вызова функции my_swap(k,m) в качестве фактических параметров используются две целые переменные k и m. В таком случае компилятор вызовет ту версию перегруженной функции, у которой параметрами являются целые переменные.

Оператор вызова функции my_swap(a,b) использует два фактических параметра вещественного типа. Для него будет осуществлен вызов функции с двумя вещественными параметрами.

Лабораторная работа № 2:

Реализовать перегруженные функции для нахождения максимального из нескольких значений, возможно, разных типов.

Указания:

Использовать механизм встраиваемых (inline) функций

_{* Я. М. Демяненко, М. И. Чердынцева «Методы процедурного программирования в с++» учебное пособие, Ростов-на-дону, 2014, стр. 25}

Выполнение:

Создайте главный и заголовочный файлы. Подключите необходимые библиотеки и заголовочный файл.
В код заголовочного файла добавьте описание и реализацию трех функций с одинаковым названием — max(), но с разным количеством параметров и их типом (объявление функций добавьте самостоятельно, пользуясь кодом их определения):

inline int max(const int a, const int b) {
  return a>b?a:b;
}
inline int max(const int a, const int b, const int c) {
  int d=a>b?a:b;
  return d>c?d:c;
}
inline double max(const double a, const double b) {
  return a>b?a:b;
}

Вызовы функций порой приводят к снижению производительности программы. В C++ для минимизации такого эффекта предусмотрен механизм встраиваемых (inline) функций, которые иногда еще называют подставляемыми.

Спецификация inline перед указанием типа результата в объявлении предлагает компилятору сгенерировать копию кода функции в соответствующем месте, чтобы избежать вызова этой функции. В результате получается множество копий кода функции, вставленных в программу, вместо единственного экземпляра кода, которому передается управление при каждом вызове функции.

Задание 1:

Аргументы по умолчанию — значения, которые автоматически подставляются компилятором при вызове функции, если аргумент не был указан при вызове.

Аргументы по умолчанию могут быть расположены только в конце списка формальных параметров.
int max(int a, int b = 1);
int max(int a, int b = 1);

Задание 2:
Создать проект с функцией сортировки трех значений с возможностью задать направление сортировки. Реализовать тестирующую программу.
Реализовать перегруженные функции для сортировки нескольких значений (двух, четырех), возможно, разных типов.
Подробно:
Создать функцию:

void sort ( double &a, double &b, double &c, bool asc = 0);

которая выполняет сортировку трех значений с возможностью задать направление сортировки.

Параметры функции:
a, b, c – значения для сортировки.
asc — флаг направления сортировки:
— false — по убыванию (по умолчанию),
— true — по возрастанию.

Возвращаемое значение: нет

Результат:
a, b, c отсортированные в соответствии со значением asc.

Задание 3:
Дано целое число. Определить количество и сумму цифр в десятичной записи этого числа. Выдать само число и число, получающееся из него при вычеркивании первой и последней цифр.

Указания:
Оформить в виде функций каждое из действий:

определение количества цифр в десятичной записи числа:

int count_dig(int a); //параметр передается по значению

вычисление суммы цифр числа:

int sum_dig(int a); //параметр передается по значению

преобразование числа путем вычеркивания из него первой и последней цифры:

void del_last_dig(int& a); //параметр передается по ссылке
void del_first_dig(int& a); //параметр передается по ссылке

_{* Я. М. Демяненко, М. И. Чердынцева «Методы процедурного программирования в с++» учебное пособие, Ростов-на-дону, 2014, стр. 29}

For loop:

Задание 4:

Выполнить: Создайте функцию для вывода последовательности: -3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 и суммы ее элементов. Выполните задачу с помощью цикла FOR. Итератор цикла с шагом, равным 3.

Указание 1: Чтобы сделать шаг равным 3, используйте синтаксис:

for ([initializers]; [condition]; [iterator])

вместо итератора у вас будет переменная counter += 3

Указание 2: Сигнатура функции должна быть void printSeq(int a, int b, int & sum), где a = -3 и b = 24.

Указание 3: Не забудьте использовать оператор assert, чтобы проверить, больше ли b, чем a.

#include <cassert>

Примерный вывод:

Последовательность: -3 0 3 6 9 12 15 18 21 24
сумма: 105

[Solution and Project name: Lesson_3 файлы: header.h, imp.cpp, main.cpp]
// задание 4

or files: L3Task1header.h, L3Task1imp.cpp, L3Task1main.cpp

Задание 5:

Выполнить: Вводится 10 целых чисел. Создайте функцию (findPosNeg) для вывода количества положительных и отрицательных значений среди них.

Указание 1: Создайте цикл for для ввода чисел. Внутри цикла проверьте каждое число, является ли оно положительным или отрицательным. Используйте два счетчика.

Указание 2: сигнатура функции:

void findPosNeg(int & pos, int & neg){
  //TODO
}

Примерный вывод:

введите 10 чисел:
1  -5  -12   2   3   9   -1  9   5   -8    
counter_positive = 6, counter_negative = 4

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// Задание 5

Задание 6:

Выполнить: Создайте функцию для вычисления суммы следующей последовательности: 1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 + 15 + 17 + 19 (числа НЕ вводятся, они должны быть созданы с помощью цикла). Границы последовательности должны быть параметрами функции, сумма — также параметр функции, передаваемый по ссылке.

Примерный вывод:

последовательность:
1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 + 15 + 17 + 19   
sum = 100

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// Задание 6

Задание 7:

Выполнить: Для каждого x, изменяющегося в интервале [x1;x2] (значения x1 и x2 вводятся), вычислите значение функции z(x,y) = x^y. Переменная y изменяется в интервале [y1;y2] (значения y1 и y2 вводятся). Вы должны создать функцию.

Указание 1: Создайте два цикла for (вложенный цикл): один цикл внутри другого. Переменная x должна быть изменена во внешнем цикле; переменная y должна быть изменена во внутреннем цикле.

Указание 2: Чтобы вывести степень числа, используйте функцию pow директиву #include<cmath>:

f = pow(base number, exponent);

Указание 3: Не забудьте использовать оператор assert для проверки значений (x2>x1 и y2>y1).

Примерный вывод:

введите x1 и x2:
>>>2 >>>8
введите y1 и y2:
>>>2 >>>4
z(x,y) = 2^2 = 4
z(x,y) = 2^3 = 8
z(x,y) = 2^4 = 16
z(x,y) = 3^2 = 9
z(x,y) = 3^3 = 27
z(x,y) = 3^4 = 81
z(x,y) = 4^2 = 16
z(x,y) = 4^3 = 64
z(x,y) = 4^4 = 256
z(x,y) = 5^2 = 25
z(x,y) = 5^3 = 125
z(x,y) = 5^4 = 625
... и т.д.

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// task 7

While loop:

Задание 8:

Выполнить: Создайте функцию для вывода последовательности 15 12 9 6 3 0 (от 15 до 0 с шагом = -3) и суммы четных элементов последовательности. Используйте цикл while.

Указание: Сигнатура функции должна быть:

void printSeqTask5(int a, int b, int & sum){
  …
}

Где a = 15, а b = 0

Примерный вывод:

результат:
15 12 9 6 3 0
сумма четных = 18

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// задание 8

Задание 9:

Выполнить: Создайте функцию для вычисления произведения 2-значных четных чисел в интервале [10;20] (10 * 12 * 14 * 16 * 18 * 20). Вы должны выполнить задачу, используя цикл while.

Указание 1: Для вычисления произведения следует использовать переменную с именем product. Не забудьте инициализировать переменную product значением 1.

Указание 2: Сигнатура функции:

void findMult(int a, int b, int & prod){
…
}

где a = 10 и b = 20

Примерный вывод:

10 * 12 * 14 * 16 * 18 * 20  
произведение: 9676800

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// задание 9

Задание 10:

Выполнить: Вводятся два двузначных целых числа. Создайте функцию BitwiseSum(), которая вычисляет их побитовую сумму по модулю 10. Например, побитовая сумма чисел 34 и 59 — это число 83 (3 + 5 = 8; 4 + 9 = 13; 13%10 = 3).

Указание: Функция BitwiseSum() должна принимать три аргумента по ссылке (два числа и sum).

Примерный вывод:

Введите два двухзначных числа:
>>> 34   >>> 59
Побитовая сумма 34 и 59 = 83

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// задание 10

Задание 11:

Выполнить: Задается последовательность целых чисел (вводится). Последний элемент последовательности равен 0. Вычислите сложение всех положительных элементов этой последовательности и найдите количество ее отрицательных элементов. Необходимо использовать цикл While.

Указание 1: В задаче вы должны использовать бесконечный цикл с выходом из середины:

while (true)
	{
		// TODO something
		if (num == 0)
			break;
 
                // TODO something
        }

Указание 2: Чтобы вернуть значения из функции, вы должны использовать параметры по ссылке (&):

void sumPosCountNeg(int & pos_sum, int & neg) {}

Примерный вывод:

Введите последовательность, закончите ввод 0:
>>> 3   5   -1   2  -3   0
Сумма положительных: 10
Кол-во отрицательных: 2

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// задание 11

Задание 12:

Выполнить: Задается последовательность целых чисел (вводится). Последний элемент последовательности равен 0. Найдите минимальный и максимальный элементы. Необходимо использовать цикл While.

Указание 1: В задаче вы должны использовать бесконечный цикл с выходом из середины:

while (true)
	{
		// TODO something
		if (num == 0)
			break;
                // TODO something
                //
        }

Указание 2: Чтобы вернуть значения из функции, вы должны использовать параметры по ссылке (&):

void minMax(int &min, int &max) {}

Указание 3: Следует использовать начальные значения INT32_MAX и INT32_MIN для переменных min и max.

Примерный вывод:

Введите последовательность, закончите ввод 0:
>>> 3   5   -1   2  -3   0
minimum : -3
maximum : 5

[Solution and Project name: Lesson_3 ]
// задание 12

EXTRA TASKS

ExtraЗадание 1 (while loop):

Выполнить: Задается целое число. Найдите количество его цифр и их сумму.

Указание: Сигнатура функции:

void digitsCountAndSum (int n, int& count, int& sum)

Примерный вывод:

Введите число: 
>>> 12345
Кол-во цифр = 5, сумма = 15

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3ExTask1header.h, L3ExTask1main.cpp, L3ExTask1imp.cpp]

ExtraЗадание 2 (аргументы по ссылке):

Выполнить: Задано целое число N и набор из N положительных вещественных чисел. Вычислите сумму всех целых частей чисел последовательности, а также сумму всех дробных частей чисел последовательности.

Примерный вывод:

Введите N: 
>>> 4
12,4  11,7  8,5  1,1
Сумма целых частей: 32 
Сумма дробных частей: 1.7

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3ExTask2header.h, L3ExTask2main.cpp, L3ExTask2imp.cpp]

Домашнее задание

For loop

Д.з. 1:

Выполнить: Вводятся 10 действительных чисел. Создайте функцию для вывода произведения введенных чисел.
Указание 1: Создайте цикл for для ввода чисел. Чтобы вычислить умножение, используйте переменную с именем product.
Указание 2: Не забудьте инициализировать переменную product значением типа double.

double product = 1.0;

Примерный вывод:

1,1  2,4  5,1  7,2  6,4  8,1  6,7  3,2  3,3  2,4  
product = 853338,921998746

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3HomeTask1header.h, L3HomeTask1main.cpp, L3HomeTask1imp.cpp]

Д.з. 2:

Выполнить: Для каждого x, изменяющегося в интервале [30;33], вычислите значение функции z(x,y) = x - y. Переменная y изменяется в интервале [1;5]. Вы должны создать функцию.

Указание: Создайте два цикла for (вложенный цикл): один цикл внутри другого. Переменная x должна быть изменена во внешнем цикле; переменная y должна быть изменена во внутреннем цикле.

Примерный вывод:

z(x,y) = 30-1=29
z(x,y) = 30-2=28
z(x,y) = 30-3=27
z(x,y) = 30-4=26
z(x,y) = 30-5=25
z(x,y) = 31-1=30
... и т.д.

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3HomeTask2header.h, L3HomeTask2main.cpp, L3HomeTask2imp.cpp]

While loop

Д.з. 3:

Выполнить: Создайте функцию для вывода последовательности 3 5 7 9 ... 21 (от 3 до 21 с шагом = 2) и количества элементов кратных трем.

Указание: Сигнатура функции должна быть void seq(int a, int b, int & counter), где a = 3 и b = 21.

Примерный вывод:

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21
кратных трем: 4

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3HomeTask3header.h, L3HomeTask3main.cpp, L3HomeTask3imp.cpp]

Д.з. 4:

Выполнить: Вводятся 5 действительных чисел. Создайте функцию для вычисления суммы введенных чисел. Выполните задачу, используя цикл while.

Указание: Double тип должен использоваться для действительных чисел и для переменной суммы:

double sum = 0;
double numb;

Please enter 5 numbers and press Enter

1.1 4.2 2.1 9.3 2.5
сумма = 19.2

[Solution and Project name: Lesson_3, files: L3HomeTask4header.h, L3HomeTask4main.cpp, L3HomeTask4imp.cpp]

Задания для самостоятельного выполнения:

Указания: задания следует сохранить в файле с именем задания, и обязательно в коде вставить комментарий с постановкой задачи.

Рекурсия

rec1: Напишите рекурсивную функцию, которая раскладывает число на простые сомножители.

Пример:

Введите натуральное число:
378
378 = 2*3*3*3*7

rec2: Дано натуральное число N. Требуется получить и вывести на экран количество всех возможных различных способов представления этого числа в виде суммы натуральных чисел (то есть, 1 + 2 и 2 + 1 – это один и тот же способ разложения числа 3). Решите задачу с помощью рекурсивной процедуры.

Пример:

Введите натуральное число:
4
Количество разложений: 4.

К оглавлению