Iteracions amb for

Aquest lliçó presenta la instrucció iterativa for, que podem considerar una mena de cas particular, força útil, de la instrucció while.

Escriure molts nombres

Tornem a considerar un programa que llegeixi un nombre n, i que escrigui tots els nombres entre 1 i n, un per línia. Recordem que aquesta n’és una solució possible:

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    int i = 1;
    while (i <= n) {
        cout << i << endl;
        ++i;
    }
}

Si considerem aquest codi a partir de la tercera línia, hi trobem un esquema molt freqüent a l’hora de construir bucles, que podem sintetitzar en aquest diagrama de flux:


Per al programa anterior, aquesta n’és la correspondència:

diagrama exemple
<inicialització> int i = 1;
<condició> (i <= n)
<instruccions> cout << i << endl;
<increment> ++i;

Qualsevol tros de codi que segueixi aquest esquema es pot escriure amb la instrucció for, que té aquesta estructura:

for (⟨inicialització⟩; ⟨condició⟩; ⟨increment⟩) {
    ⟨instruccions⟩
}

i és equivalent a:

{
    ⟨inicialització⟩
    while (⟨condició⟩) {
        ⟨instruccions⟩
        ⟨increment⟩
    }
}

Per tant, el programa anterior es podria escriure així:

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        cout << i << endl;
    }
}

De fet, com que en aquest cas només tenim una instrucció dintre del for, podem escriure senzillament:

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cout << i << endl;
}

Encara que inicialment pugui semblar més difícil d’entendre, en particular per algú que comença a aprendre a programar, aquest codi és més compacte, ràpid d’escriure i fàcil de llegir per als programadors experimentats. La raó és que tots els elements de control del bucle es troben en un sol lloc. Per tant, us aconsellem acostumar-vos als bucles for i a usar-los per defecte, sempre i quan segueixin l’esquema tan freqüent mencionat anteriorment. Feu servir els bucles while només per a iteracions amb esquemes més originals.

Escriure molts nombres i els seus quadrats

Encara no esteu convençuts del nostre consell? Doncs ara considerem un programa que llegeixi un nombre n, i que escrigui tots els nombres entre 1 i n, un per línia, seguits dels quadrats de tots els nombres entre 1 i n, un per línia. Per exemple, si llegim un 3, el programa ha d’escriure

1
2
3
1
4
9

Si usem els while, és fàcil escriure aquest codi, copiant el primer bucle com a base per construir el segon:

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    int i = 1;
    while (i <= n) {
        cout << i << endl;
        ++i;
    }
    int i = 1;                      // ☠
    while (i <= n) {
        cout << i*i << endl;
        ++i;
    }
}

Lamentablement, aquest codi no compila. El motiu és que amb el segon int i = 1; estem redeclarant la variable i, que ja existia prèviament. Per arreglar-ho, o bé canviem la redeclaració per l’assignació i = 1;, o bé usem una nova variable (posem, j) per al segon bucle. En qualsevol cas, a l’hora de triar les variables de control dels bucles while (en aquest cas, i i j), hem de recordar quines s’han usat en els bucles while anteriors.

I si seguim el nostre consell i usem els for?

int main() {
    int n;
    cin >> n;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cout << i << endl;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) cout << i*i << endl;
}

Bastant millor, oi? Però això és correcte? El compilador no ens dirà que estem redeclarant la i en el segon bucle? No. Una diferència subtil però força útil entre els for i els while és que les variables de control desapareixen quen s’acaba el bucle. Per això, no ens hem de preocupar de si repetim el mateix nom en bucles consecutius.

Màxim de 1000 nombres

Reconsiderem ara un problema que ja hem resolt prèviament amb un while: calcular el màxim de 1000 nombres. Aquest era el nostre codi:

int main() {
    int maxim;
    cin >> maxim;
    int i = 0;
    while (i < 999) {
        int a;
        cin >> a;
        if (a > maxim) maxim = a;
        ++i;
    }
    cout << maxim << endl;
}

Com es faria amb un for?

int main() {
    int maxim;
    cin >> maxim;
    for (int i = 0; i < 999; ++i) {
        int a;
        cin >> a;
        if (a > maxim) maxim = a;
    }
    cout << maxim << endl;
}

En aquest cas, la millora no és tan espectacular. Però fixeu-vos que sempre aconseguim codis més concisos.

Exercici: Suma de n nombres

Escriviu un programa que llegeixi un nombre natural n, seguit d’n enters, i que n’escrigui la seva suma. Useu un for.


Fòrum







Lliçons.jutge.org
Jordi Petit, Salvador Roura
Universitat Politècnica de Catalunya, 2018

Prohibit copiar. Tots els drets reservats.
No copy allowed. All rights reserved.