Реферат: Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием

Циклические алгоритмы. Цикл с предусловием.
Очень многие алгоритмы, выполнение которых поручается компьютеру, по своей природе являются циклическими. И это не случайно, потому что человек обычно поручает машине рутинную работу, где нужно много считать, и счет производится по некоторым одинаковым правилам.

Определение. Цикл – это последовательность операторов, которая может выполняться более одного раза.

Определение. Циклический алгоритм – это алгоритм, содержащий один или несколько циклов.

Возьмем для примера задачу: найти сумму некоторого количества чисел, задаваемых пользователем.

Исходными данными в этом случае являются переменная N - количество чисел и сами эти числа. Значение очередного числа обозначим переменной Х. Результатом работы алгоритма станет сумма этих чисел, которую обозначим переменной S.

S=x1+x2+x3+...+xn

Допустимые значения переменной N должны удовлетворять условию n>0, так как количество слагаемых не может быть числом отрицательным.

Как же мы должны решать эту задачу? Сначала нужно запросить, сколько чисел нужно будет сложить и считать это число в переменную N. Затем нужно так организовать операторы, чтобы программа запрашивала очередное число и каждый раз складывала его с предыдущими; и повторяла эту группу операторов N раз.

На предыдущих занятиях при изучении оператора безусловного перехода мы знакомились с решением подобных задач. Но в языке Паскаль существуют более удобные конструкции для организации циклов:

цикл с предусловием;

цикл с постусловием;

цикл со счетчиком.

Познакомимся с первым из них – оператором цикла с предусловием while.

Циклы с предусловием используются тогда, когда выполнение цикла связано с некоторым логическим условием. Оператор цикла с предусловием имеет две части: условие выполнения цикла и тело цикла.

При выполнении оператора while определенная группа операторов выполняется до тех пор, пока определенное в операторе while булево условие истинно. Если условие сразу ложно, то оператор не выполнится ни разу.

Общая форма записи следующая

while <булево выражение> do
  begin
    группа операторов
  end;

На русском языке это звучит примерно так:

пока выполняется это условие делай
  от начала
    группа операторов
  до конца;

Вполне понятно, что операторные скобки ставят, чтобы отделить от остальной программы ту группу операторов, которую нужно повторить в цикле. Если в цикле нужно выполнить только один оператор, то операторные скобки не ставят.

При использовании цикла с предусловием надо помнить следующее:

значение условия выполнения цикла должно быть определено до начала цикла;

если значение условия истинно, то выполняется тело цикла, после чего повторяется проверка условия. Если условие ложно, то происходит выход из цикла;

хотя бы один из операторов, входящих в тело цикла, должен влиять на значение условия выполнения цикла, иначе цикл будет повторяться бесконечное число раз.

Вернемся к нашей задаче вычисления суммы чисел. При вычислении суммы используем следующий прием: вначале, когда еще не задано ни одно слагаемое, сумму полагают равной нулю (S:=0), а затем, получая очередное слагаемое, прибавляют его к сумме (S:=S+x) (см. программу ниже).

Очень важное значение в операторе цикла имеет так называемая переменная цикла. В нашей программе она называется i. С ее помощью мы обращаемся к пользователю за очередным числом (write (‘Введите ‘,i,’-ое число ’)) и считаем количество уже введенных чисел (i:=i+1), чтобы не запросить лишнее. Одновременно переменная цикла участвует в булевом выражении (i<=N).

Рассмотрите внимательно программу, решающую нашу задачу.

Program Summa;
Uses
  Crt;
Var
  i,
  N : integer;
  x, S : real;
Begin
  ClrScr;
  write (‘Сколько чисел для сложения? ‘);
  readln (N);
  S:=0;
  i:=1;
  while i<=N do
    begin
      write (‘Введите ‘,i,’-е число ’);
      readln (x);
      S:=S+x;
      i:=i+1;
    end;
  write (‘Сумма введенных чисел равна ‘,s:5:2);
  readln;
End.

Хотелось бы, чтобы Вы смогли представить работу этой программы. Давайте попробуем вместе.

Пусть нам требуется сложить следующие числа: 5, 7, -4, 0, 8, 20. Посчитаем, сколько их всего – шесть. Это число мы введем, когда программа задаст вопрос: Сколько чисел для сложения? Теперь наша программа запросит ввести 1-ое число, т. к. на первом шаге переменная i равна 1. Мы введем число 5. Программа считает его в переменную х. Теперь число 5 сложим с числом 0 и результат присвоим переменной S (оператор S:=S+x). В этот момент S становится равной 5. Чтобы перейти к следующему числу, увеличим значение переменной i на 1 (оператор i:=i+1). Выполнение операторов тела цикла закончено. Теперь программа переходит опять к анализу условия вхождения в цикл (i<=N). Переменная цикла i=2, переменная N=6, поэтому значение логического условия 2<=6 равно True. Значит снова выполняется тело цикла:

while i<=N do {2<=6}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число ’); {Введите 2-е число}
    readln (x); {Считали число 7}
    S:=S+x; {S:=5+7}
    i:=i+1; {i:=2+1}
  end;

Итак, мы сложили два числа и переходим опять к проверке условия. Ответим на вопрос: 3<=6? Да. Поэтому снова начинаю работать операторы тела цикла и мы переходим к третьему числу:

while i<=N do {3<=6}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число ’); {Введите 3-е число}
    readln (x); {Считали число -4}
    S:=S+x; {S:=12 + (-4)}
    i:=i+1; {i:=3+1}
  end;

Аналогично, мы сложим и остальные числа. Но когда же операторы цикла выполнятся последний раз и остановится работа цикла? Когда сложим последнее число. Проверим это.

while i<=N do {6<=6}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число ’); {Введите 6-е число}
    readln (x); {Считали число 20}
    S:=S+x; {S:=16+20}
    i:=i+1; {i:=6+1}
  end;

Проверяется опять условие 7<=6. Значение этого условия равно False, а значит тело цикла выполняться не будет. Цикл закончил свою работу. А мы получили результат: посчитали сумму всех шести чисел S=32.

В этом примере известно заранее количество повторений - N раз. Но чаще всего этот вид цикла используется тогда, когда количество повторений заранее не известно и зависит от выполнения какого-либо условия. Рассмотрим еще один пример.

Отвлечемся от цифр и вспомним окружающую жизнь. Сколько циклических алгоритмов можно увидеть вокруг, если внимательно посмотреть на события: чередование времен года, посещения магазинов, школы или секции, получение за контрольные оценок и др. Попробуем записать их.

Например, рассмотрите следующие циклические алгоритмы

а) Пока не сдал выпускные экзамены делай
    начало
      готовь уроки;
      посещай школу;
    конец;

б) Пока есть желание, возможность и здоровье делай
      посещай занятия спортом

Задание. Выберите самостоятельно сказку из предложенных (или придумайте другой циклический алгоритм из жизни или произведений известных авторов) и напишите программы, с помощью которых можно в шутливой форме проверить знания первоклассников.

«Репка». «Дед тянет-потянет, вытянуть не может. Позвал бабку. Бабка за дедку, дедка за репку, тянут потянут, вытянуть не могут. Позвала бабка внучку... И вытянули репку».

«Курочка ряба». «Снесла курочка яичко. Дед бил, бил, не разбил. Баба била, била, не разбила. Мышка бежала, хвостиком задела, яичко упало и разбилось».

«Колобок». «... Катится колобок по лесу. От зайца ушел, от медведя ушел, от волка ушел. Встретил лису, она его и съела».

«Волк и лиса». «... Сидит волк у проруби, хвост в воду опустил и приговаривает: «Ловись, ловись, рыбка, большая и маленькая». Пришла за водой баба. Прогнала волка».

«Горшочек каши». «... Варит горшок кашу, варит. Каша из дома на улицу потекла. Не знает мать девочки, что надо горшочку сказать. Пришла девочка, сказала: «Горшочек, не вари». Перестал горшок кашу варить».
^ Цикл с предусловием.
Продолжим изучение цикла с предусловием на примере решения следующей задачи.

Задача. Найти сумму чисел в непустой последовательности.

Рассмотрим алгоритм решения. Пусть нам дана такая последовательность чисел:

  3, -4, 0, 5, 19, -20, 6, 2

Для работы нам нужно организовать обращение к каждому элементу последовательности. Нетрудно догадаться, что это будет происходить через порядковый номер каждого члена последовательности. Пронумеруем эти числа:

  1 2 3 4 5 6 7 8

  3, -4, 0, 5, 19, -20, 6, 2

Получилось, что всего у нас чисел восемь, на первом месте стоит число 3, на втором - число (-4), на третьем - число 0 и т.д. Тогда переменная цикла i будет пробегать числа от 1 до 8, становясь на каждом шаге больше на 1 и запрашивая каждый раз очередное число. Поэтому общая схема цикла будет выглядеть так:

i:=1;
while i<=N do
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число’);
    readln (x);
    . . .
    i:=i+1;
  end;

Здесь N - количество чисел последовательности (в нашем случае 8), х - член последовательности, i - порядковый номер очередного члена последовательности. Просмотрим, как будет работать этот цикл.

1 шаг

i:=1;
while i<=N do {Проверяется условие 1<=8? Да. Значит выполняем тело цикла}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число’);{Вывод на экран “Введите 1-ое число”}
    readln (x); {Считываем число 3 в переменную х}
    . . .
    i:=i+1; {Переходим к следующему по порядку числу: i=2}
  end;

2 шаг

i:=1;
while i<=N do {Проверяется условие 2<=8? Да. Значит выполняем тело цикла}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число’);{Вывод на экран “Введите 2-ое число”}
    readln (x); {Считываем число (-4) в переменную х}
    . . .
    i:=i+1; {Переходим к следующему по порядку числу: i=3}
  end;

3 шаг

i:=1;
while i<=N do {Проверяется условие 3<=8? Да. Значит выполняем тело цикла}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число’);{Вывод на экран “Введите 3-ое число”}
    readln (x); {Считываем число 0 в переменную х}
    . . .
    i:=i+1; {Переходим к следующему по порядку числу: i=4}
  end;

и т. д.

8 шаг

i:=1;
while i<=N do {Проверяется условие 8<=8? Да. Значит выполняем тело цикла}
  begin
    write (‘Введите ‘,i,’-ое число’);{Вывод на экран “Введите 8-ое число”}
    readln (x); {Считываем число 2 в переменную х}
    . . .
    i:=i+1; {Переходим к следующему по порядку числу: i=9}
  end;

9 шаг

i:=1;
while i<=N do {Проверяется условие 9<=8? Нет. Значит цикл закончил свою работу и компьютер переходит к обработке следующего за end оператора}

Итак, у нас уже организован цикл считывания чисел. Осталось только вписать в тело цикла оператор, который бы суммировал все эти числа. Для этого опишем переменную Summa в разделе описания переменных и присвоим ей нулевое значение перед выполнением цикла. Тогда при каждом шаге нашего цикла значение этой переменной должно быть изменено на х. Это произойдет при выполнении оператора

Summa:=Summa+x;

Если Вам не совсем понятно, что происходит при выполнении этого оператора, Вам нужно вспомнить, как происходит присваивание значение переменной: сначала вычисляется значение выражения в правой части (в нашем случае Summa+x, т.е, значение переменной Summa увеличиваем на х), а затем присваиваем это значение переменной с именем, записанным в левой части (Summa). Таким образом, в переменной Summa собирается сумма всех считанных чисел.

Задание. Напишите полный текст программы, находящей сумму N чисел последовательности. Дополните программу нахождением среднего арифметического этих чисел.

Примечание. Средним арифметическим чисел называется сумма этих чисел, деленная на их количество.
^ Задачи для самостоятельного решения:
Построить и записать в виде программы алгоритм вычисления суммы квадратов десяти произвольных чисел, водимых с клавиатуры в процессе выполнения программы.

Вводятся 15 чисел. Определить, сколько среди целых чисел.

Вывести все чётные числа начиная с числа N и до числа M. Числа N и M задает пользователь.

Составить программу, проверяющую, является ли последовательность из 10 целых чисел, вводимых с клавиатуры, возрастающей.

Составить программу, печатающую все делители целого числа в порядке возрастания.

Составить программу нахождения суммы чётных чисел, находящихся в промежутке от 26 до 88.

Найти наибольший общий делитель двух натуральных чисел a и b.

Спортсмен в первый день пробежал 10 км. Каждый следующий день он увеличивал норму на 10% от нормы предыдущего дня.
а) Определить через сколько дней спортсмен пробежит суммарный путь более 100 км.
б) Определить через сколько дней спортсмен будет пробегать более 20 км.
в) Какой путь пробежит спортсмен на 7-й день.

Вводятся 14 чисел. Определить, сколько среди них положительных (включая 0) и сколько отрицательных. (Числа вводятся в одну переменную в цикле)

Запросите 16 чисел и выведите на экран для каждого, делится ли оно нацело на 11. Спросите у пользователя, сколько нужно проанализировать чисел, а затем запросите эти числа и сделайте для каждого вывод, является ли оно четным или отрицательным.

Найдите сумму следующей последовательности а1+а2-а3+а4-...+аn, где n - количество элементов, задаваемых пользователем.

Составить программу, печатающую все делители целого числа в порядке убывания.

Вывести на экран числа, кратные К из промежутка [А,В]. Числа А, В, К задает пользователь.

Запросите у пользователя положительное число А и найдите сумму всех натуральных чисел из промежутка [1, А].
^ Цикл с предусловием в графике.
Задача. Построить множество концентрических окружностей (с общим центром), удовлетворяющих следующим условиям:

радиус следующей окружности на m меньше предыдущей;

процесс построения должен завершиться, когда радиус меньшей окружности станет меньшеили равным данному числу а.

Итак, для решения задачи в программе мы должны запросить у пользователя значения переменных m и а, затем инициализировать графический режим и в цикле выполнять построение окружностей, меняя при этом радиус. Для наиболее красочного построения окружностей применим процедуру установки текущего цвета с применением случайных чисел.

Program Krugi;
Uses   Crt, Graph;
Var  i,  m,  R,  a,  DV,  DM : integer;
Begin
  ClrScr;
  Randomize;
  write (‘Введите шаг изменения радиуса окружностей ‘);
  readln (m);
  write (‘Введите радиус большей окружности ‘);
  readln (R);
  write (‘Введите радиус меньшей окружности ‘);
  readln (а);
  write (‘Введите координаты центра ‘);
  readln (X, Y);
  DV:=detect;
  InitGraph (DV, DM, ‘..\BGI’);
  SetBkColor (7);
  while R>=a do
    begin
      SetColor (Random(15));
      Circle (X, Y, R);
      R:=R-m;
    end;
  readln;
  CloseGraph;
End.

Примечание. Здесь применена процедура Randomise, которая инициализирует генератор случайных чисел. Значения же случайных чисел можно получить с помощью функции Random (Х), где Х - параметр, указывающий диапазон значений случайного числа. Оно изменяется в пределах [0,Х[. Результат в этом случае будет типа Word. Если параметр Х не задан, то результат буде типа real в пределах [0.0,1.0[.
^ Задачи для самостоятельного решения:
Составить программу, перемещающую отрезок заданной длины слева направо. Имитация движения осуществляется закраской цветом фона линии на предыдущем шаге и построением ее по новой координате Х на следующем шаге.

Составить программу, перемещающую отрезок заданной длины сверху вниз.

Составить программу, перемещающую отрезок заданной длины из левого верхнего угла в правый нижний, постепенно его увеличивая.

Нарисовать веер, состоящий из секторов круга, разукрашенных разным цветом.

Нарисовать окружность, меняющую цвет заданное число раз.

Изобразить движущуюся окружность заданного радиуса и цвета.

Изобразить движение выбранной Вами фигуры.

Изобразить движение грузовика.

Используя процедуру очистки экрана, постройте изображение надувающегося мыльного пузыря, который должен лопнуть, когда его радиус станет в 3 раза больше первоначального.

Нарисуйте последовательность вложенных квадратов с общим центром в центре экрана так, чтобы расстояние между сторонами уменьшалось до тех пор, пока не стало меньше трех точек.

Составьте программу «Растущая ель». Рост ели имитируется добавлением к нижнему основанию треугольника (кроне ели) линии на одну точку шире основания как слева, так и справа. К основанию ствола добавляется прямая линия. Программа прекращает работу при увеличении высоты дерева вдвое.

Составьте программу “Рост лиственного дерева”. Рост кроны изображается добавлением окружностей.

Нарисуйте действующую модель часов с кукушкой. Часы должны тикать, кукушка куковать.

Нарисуйте движение маятника.

Нарисуйте движение фигуры, используя уже имеющийся файл с программой из темы «Операторы графики».
^ Контрольная работа.
Запишите конструкцию цикла с предусловием. В каких случаях применяется цикл с предусловием?

Запишите правильную структуру последовательности операторов: a:=1; b:=1; while a+b<8 do begin a:=a+1; b:=b+2 end; s:=a+b. Сколько раз будет повторен цикл и какими будут значения переменных a, b, s после его завершения?

Запишите правильную структуру последовательности операторов. Какими будут значения переменных а и b после выполнения операторов: a:=1; b:=1; while a<=8 do а:=a+1; b:=b+1

Запишите правильную структуру последовательности операторов. Определите значение переменной s после их выполнения.
  а) s:=0; i:=0; while i<5 do Inc(i);s:=s+100 Div i;
  b) s:=0; i:=0; while i>1 do begin s:=s+100 Div i; Dec(i) End;

Дана последовательность операторов, вычисляющих факториал f числа n, которая содержит пять ошибок. Найдите эти ошибки, предварительно записав операторы в правильном виде.

k:=1; f:=0;
while kk:=k+1,

Примечание. Факториалом натурального числа называется произведение всех натуральных чисел от 1 до этого числа, т.е. n!=1*2*3*...*(n-2)*(n-1)*n

Найдите и исправьте ошибки в следующем фрагменте программы, определяющей для заданного натурального числа n число, записанное цифрами числа n в обратном порядке.

p:=n;
while p>=0 do
  begin
    a:=a+p Mod 10;
    p:=p Div 10
  end;

Ниже представлен фрагмент программы вычисления количества цифр в заданном натуральном числе. Найдите и исправьте в нем ошибки.

Каким условиям должны удовлетворять значения переменной k, чтобы следующие циклы были бесконечны:

  while c<0 do c:=c+k;
  while k<>0 do k:=1+k;
  while k<>0 do k:=k-2;

Подготовьтесь объяснить учителю их решения.
^ Цикл с постусловием REPEAT.
Вы уже умеете организовать цикл при помощи оператора while. Напомним, что при выполнении этого оператора компьютер вычисляет значение условия. Если условие истинно, то исполнительная часть оператора while будет выполняться до тех пор, пока это условие не примет значение False. Если значение условия есть False в самом начале, то исполнительная часть оператора while вообще не будет выполняться.

Иногда при решении задач возникает необходимость выполнить тело цикла хотя бы один раз, а потом исследовать условие повторять ли его еще раз. Эту задачу выполнит другой вид цикла Repeat.

repeat повторяй
  операторы операторы
until <условие>; до тех пор, пока условие не будет верным

Есть небольшое отличие в организации цикла repeat по сравнению с while: для выполнения в цикле repeat нескольких операторов не следует помещать эти операторы в операторные скобки begin ... end. Зарезервированные слова repeat и until действуют как операторные скобки.

Конструкция repeat ... until работает аналогично циклу while. Различие заключается в том, что цикл while проверяет условие до выполнения действий, в то время как repeat проверяет условие после выполнения действий. это гарантирует хотя бы одно выполнение действий до завершения цикла.

Например,

a) repeat
      read (Number);
      Sum := Sum+Number;
    until Number=-1

b) repeat
      i := i+1;
      writeln (Sqr(i))
    until Number=-1

Задача. Определить, является ли введенное число простым.

Алгоритм решения этой задачи будет следующий. При помощи операции mod проводим проверку всех целых чисел от 2 до введенного числа Number . Мы проверяем является ли очередное проверяемое число делителем нашего числа (значит, остаток от деления введенного числа на проверяемое число равен нулю). Если такой делитель найден, значит, цикл досрочно завершает свою работу на некотором i-том шаге. Если делитель не найден, значит цикл проверил все числа и значение переменной цикла i будет равно конечному значению, т.е. Number. Поэтому, после записи цикла следует анализ значения переменной i и выводится соответствующее сообщение.

Примечание. Напомним, что простым называется число, которое не имеет делителей кроме 1 и самого себя.

Цикл не может продолжаться бесконечно, так как любое число всегда делится само на себя.

Program Prostoe;
Uses
  Crt;
Var
  i, {возможный делитель}
  Number : integer; {исследуемое число}
Begin
  ClrScr;
  writeln (‘Какое число должно быть проверено? ‘);
  read (Number);
  i := 1;
  repeat
    i := i+1;
  until Number mod i = 0;
    if Number=i
      then
        writeln (Number,’ является простым‘)
      else
        writeln (Number,’ делится на ‘,i);
  readln;
End.

При построении циклов нужно быть очень аккуратным: следить за отсутствием ошибок как в фазе входа в цикл, так и в фазе завершения цикла.

Задание. Выберите две задачи, решенных Вами с помощью цикла с предусловием, и решите их с помощью цикла с постусловием.
^ Задачи для самостоятельного решения:
Составьте программу для определения N!-M! N! = 1*2*3*4*.........*n

Запросить имя пользователя и напечатать "Привет, Вася!" 10 раз. (если Вася – имя пользователя)

Программа должна вычислять произведение двух чисел и спрашивать завершать программу или нет, если нет то продолжать запрашивать данные вычислять произведение и печатать его.

Вывести на печать все трёхзначные натуральные числа, сумма цифр которых равна заданному числу N. (Операции div и mod не использовать.)

Составить программу, печатающую все простые числа, не превосходящие данного числа.

Население города увеличивается на 3% каждый год. В 1983 году население города составляло 65000. Напишите программу, которая выведет на экран предсказываемую численность населения города в каждом году вплоть до 1999г.

Найдите все натуральные числа от 1 до 1000, кратные 3.

Составить программу планирования закупки товара в магазине на сумму, не превышающую заданную величину.

Составить программу запроса пароля пока не будет введен пароль верно. В программе предусмотреть счетчик неправильных вводов пароля.

Произведение N первых нечетных чисел равно р. Сколько сомножителей взято?

Числа Фибоначчи (fn) определяются формулами: f0=f1=1; fn=fn-1+fn-2 при n=2,3,...
Cоставить программу:

а) определения f - 40-е число Фибоначчи;
б) поиска f - первого числа Фибоначчи, большего m (m>1);
в) вычисления S - суммы всех чисел Фибоначчи, которые не превосходят 1000.

Самостоятельно придумать и решить задачу на применение цикла с постусловием.
^ Работа с клавиатурой. Стандартные процедуры read и readLn. Стандартные функции readKey и KeyPressed; их применение в циклах.
Это занятие мы посвятим вопросам программированию обменов с клавиатурой компьютера. Турбо Паскаль содержит несколько простых и ясных средств, которые позволяют организовать эффективное управление программы посредством клавиатуры.

Самая простая и часто применяемая техника организации приема информации основывается на использовании уже знакомых Bам процедур read и readln. Расширим знания о них. Эти процедуры работают со стандартным входным файлом, который отождествлен с “консолью”, т. е. с клавиатурой и экраном дисплея. На практике это означает, что информация, введенная с клавиатуры, помимо обработки процедурами, будет отображаться на экране.

Удобством указанных процедур является автоматическое преобразование ими вводимой цепочки символов в значение заданного типа. Так, если в разделе описания переменных имеется описание вида

Var   Chislo: integer;

то выполнение оператора readln (Chislo) будет происходить следующим образом. Программа будет приостановлена в ожидании ввода с клавиатуры символов, изображающих целое число. После ввода этих изображений они будут автоматически преобразованы в соответствующие двоичные значения и присвоены переменной Chislo. Аналогично организован прием значений действительного, символьного и строкового типа. Если read(readln) не может выполнить преобразования, то генерируется ошибка № 106 – Invalid numeric format (Неверный формат числовых данных) и выполнение программы прекращается. Это является стандартной реакцией, которую выполняет программа, взявшая на себя обработку ошибок. Мы вернемся еще к обработке ошибок, вызванных некорректным вводом, в теме “Процедуры и функции”, где научимся правильно составлять и использовать вспомогательные подпрограммы. А пока приведем пример применения этих процедур ввода при организации циклов.

Program Useread;
Var
  X, Y : Byte;
  Stop : String;
Begin
  TextBackGround;
  Randomize;
  repeat
    X:=Random (76);
    Y:=Random (23);
    GoToXY (X, Y);
    TextColor (Random(15));
    write(‘***’);
    X:=1;
    Y:=24;
    write (‘Для остановки программы наберите «Стоп»‘);
    write (‘Для продолжения – любую клавишу ‘);
    readln(Stop);
  until (Stop=‘Стоп‘) or (Stop =‘стоп‘);
  readln;
End.

Примечание. Здесь использованы следующие процедуры:

GoToXY (X, Y:Byte) - перемещает курсор к элементу экрана с заданными координатами, учитывая, что размер экрана в текстовом режиме 25 строк по 80 символов.

TextBackGround (Color : Byte) – задает цвет фона.

TextColor (Color : Byte) – задает цвет символов.

Однако, несмотря на простоту и удобство, стандартные процедуры read и readln не обеспечивают всеж потребностей, возникающих при работе с клавиатурой. Их важнейший недостаток в том, что вместе с приемом символов они выполняют их отображение на экран (так называемое “эхо на монитор”). В большинстве случаев это либо не нужно, либо недопустимо. Например, если программа реализует некоторый оконный интерфейс, то вывод вводимых символов испортит изображение. Кроме того, они рассчитаны только на ввод относительно небольшого подмножества символов (буквы, цифры, знаки препинания) и частичного использования специальных клавиш (например, Backspace для отмены только что введенного символа). Эти процедуры не могут распознать нажатие функциональных или редактирующих клавиш и их сочетаний с управляющими клавишами Ctrl, Alt, Shift. В силу указанных причин процедуры read и readln редко используются в серьезных программах.
^ Стандартная функция readKey
Более универсальным средством взаимодействия с клавиатурой является стандартная функция readKey из системного модуля Crt. Функция вызывается без параметров, возвращает значение символьного типа и работает следующим образом. Организуется задержка выполнения с ожиданием нажатия клавиши. После того, как нажатие произведено, функция завершает работу, возвращая код нажатой клавиши. Полученное значение можно использовать далее в программе. Тривиальный пример работы с функцией readKey, не требующий комментариев, может выглядеть так:

Program UsereadKey;
Uses
  Crt;
Var
  Sym : Char;
Begin
  ClrScr;
  while true do
    begin
      write (‘Введите букву - ‘);
      Sym := readKey;
      writeln (‘Вы ввели букву - ‘, Sym);
      if Sym = ‘q’
        then
          Exit
    end
End.

Примечание. Здесь использована процедура Exit, которая позволяет досрочно выйти из программы. Применение этой процедуры является плохим стилем программирования.

Функция readKey не отображает введенный символ на экран, благодаря чему она широко используется для организации управления в различных диалоговых программах. В дополнение к этому readKey позволяет отслеживать нажатие более широкого множества клавиш, опознавая функциональные и редактирующие клавиши и их сочетания с управляющими клавишами Ctrl, Alt, Shift.

Если говорить более подробно, функция readKey исходит из того, что все множество клавиш и их сочетаний с управляющими клавишами разбито на два подмножества, которые обычно называют основным и расширенным наборами.

В основной набор входят клавиши букв, цифр, разделителей и знаков препинания, их комбинации с клавишей Shift (или, что то же самое, при включенном переключателе CapsLock), а также клавиши Tab, BackSpace, Enter и Esc. Если нажата одна из перечисленных клавиш, то readKey возвратит обычный ASCII-код соответствующего символа.

В расширенном наборе содержатся некоторые (не все) клавиши из основного набора в комбинации с клавишами Ctrl и Alt, а также функциональные и редактирующие клавиши. Если нажимается одна из клавиш расширенного набора, то функция readKey возвращает символ с кодом 0 (его представление в программе – chr(0) или #0). В этом случае повторное обращениек readKey вернет код клавиши из расширенного набора.

Коды клавиш из основного и расширенного наборов в виде, удобном для включения в Турбо Паскаль-программы, приведены в приложении.

Схема использования функции readKey для общего случая может выглядеть так:

Program UsereadKey2;
Uses
  Crt;
Var
  Sym : Char;
Begin
  ClrScr;
  while true do
    begin
      write (‘Нажмите клавишу‘);
      Sym := readKey;
      if Sym <> #0
        then
          begin {основной набор}
            case Sym of
              #8 : writeln (‘Вы нажали BackSpace‘);
              #9 : writeln (‘Вы нажали Tab‘);
              #13 : writeln (‘Вы нажали Enter‘);
              #27 : writeln (‘Вы нажали Esc‘);
            else
              writeln (‘Вы ввели символ ‘,Sym);
          end;
        if Sym = #27
          Then
            Exit
          end
      else
        begin {расширенный набор}
          Sym := readKey;{повт. чтение: берем расширенный код}
          writeln (‘Вы нажали клавишу с кодом ‘, Ord (Sym)));
        end
    end
End.

Большинство прикладных диалоговых программ использует описанную технику взаимодействия с клавиатурой. Однако встречаются случаи, когда возможностей функции readKey оказывается недостаточно. На самом деле функция readKey воспринимает нажатия не всех клавиш: достаточно попробовать, запустив вышеприведенную программу, нажать клавиши F11, F12, ввести комбинацию Alt+Esc и т.д. Тому, кто желает более детально изучить работу этой функции, предлагаем самостоятельно найти в книгах по Турбо Паскалю этот материал. А мы ограничимся вышесказанным.
^ Стандартная функция KeyPressed
Второй базовой функцией взаимодействия с клавиатурой является функция KeyPressed. В отличие от readKey, она предназначена не для приема кода нажатой клавиши, а для простой проверки, была ли нажата какая-либо клавиша. Эта функция вызывается без параметров и возвращает значение булевого типа: True, если было нажатие, и False в противном случае.

Важно понять, что KeyPressed не производит никаких действий с кодом нажатой клавиши, но код может быть далее прочитан функцией readKey, например,

. . .
if KeyPressed
  then
    S := readKey;
. . .

Cоотношение этих функций станет более понятным, если рассмотреть их внутреннюю организацию несколько подробнее. В системной области DOS имеется небольшой буфер, в который операционная система помещает коды нажатых клавиш. буфер организован в виде очереди, причем помещение кодов производится в ее хвост, а считывание из головы. Таким образом, каждое обращение к функции readKey извлекает из головы очереди один содержащийся там код. Если буфер пуст, то организуется задержка выполнения до тех пор, пока в нем не появится код ( появление кода соответствует нажатию клавиши). Если же к моменту вызова readKey нажатие уже произошло, то есть буфер содержит хотя бы один код, то никакой задержки не будет. Буфер очень невелик и рассчитан на хранение максимум 15 кодов, что соответствует 15 нажатиям. Кстати говоря, иногда встречается такая ситуация, когда та или иная программа “не успевает” выбирать коды клавиш из буфера (то есть нажатия производятся чаще). Ситуация переполнения буфера индицируется звуковым сигналом, после чего коды вновь нажимаемых клавиш будут пропадать.

Функция KeyPressed не извлекает код из буфера, а только проверяет , пуста ли очередь, и возвращает соответствующее булево значение. Более подробно рассмотрение системных аспектов работы с клавиатурой смотрите в соответствующей литературе.
^ Используя полученные знания, решите выбранные с учителем задачи из нижеприведенного перечня.
Составьте программу движения круга вверх, вниз, влево, вправо в зависимости от нажатия клавиш управления курсором.




Составьте программу движения заданного слова сверху вниз и обратно, для остановки движения запрограммируйте нажатие какой-либо клавиши.

Составьте программу движения человечка, для остановки движения запрограммируйте нажатие какой-либо клавиши..

Составьте программу движения маятника, для остановки движения запрограммируйте нажатие какой-либо клавиши.

Составьте программу движения бегущей строки.

Составьте программу вывода слова на экран и поочередное мерцание его букв.

Составьте программу падания букв из введенного слова.

Составьте программу случайного вывода звездочек разного цвета на экран, для вывода запрограммируйте нажатие какой-либо клавиши.

Составьте программу рисования надувающихся пузырей и их лопания по достижению заданного радиуса.

Составить программу для вывода на экран бегущей надписи, например: «Для остановки нажми Ctrl+Stop».

Самостоятельно придумайте и решите задачу с применением знаний этого занятия.
^ Цикл со счетчиком.
Циклы со счетчиком составляют такой класс, в которых выполнение исполнительной части должно повторяться заранее определенное число раз. Циклы со счетч