Цикл While

Программы которые мы пишем, становятся все сложнее и объемнее. Они все еще очень далеки от реальных программ, где количество строк кода измеряется десятками и сотнями тысяч (а иногда и миллионами), но текущая сложность уже способна заставить напрячься людей без опыта. Начиная с этого урока мы переходим к одной из самых сложных базовых тем в программировании – циклам.

Любые прикладные программы служат очень прагматичным целям. Они помогают управлять сотрудниками, финансами, развлекают в конце концов. Несмотря на различия, все эти программы выполняют заложенные в них алгоритмы, которые очень похожи между собой. Что это такое? Алгоритм это последовательность действий (инструкций), которая приводит к нас некоему ожидаемому результату. В принципе, это описание подходит под любую программу, но под алгоритмами, обычно, понимается, что-то более специфичное.

Представьте себе, что у нас есть книга и мы хотим найти внутри нее какую-то конкретную фразу. Саму фразу мы помним, но не знаем на какой она странице. Как найти нужную страницу? Самый простой (и долгий) способ, последовательно просматривать страницы до тех пор пока мы не найдем нужную. В худшем случае придется просмотреть все страницы, но результат мы все равно получим. Именно этот процесс и называется алгоритмом. Он включает в себя логические проверки (нашли ли фразу) и перебор страниц. Количество страниц которое придется посмотреть заранее не известно, но сам процесс просмотра повторятеся из раза в раз совершенно одинаковым образом. Для выполнения повторяющихся действий как раз и нужны циклы. Каждый повтор, в таком случае, называется итерацией.

Допустим мы хотим написать функцию, которая выводит на экран все числа от 1 до указанного (через аргументы):

printNumbers(3);
// => 1
// => 2
// => 3

Эту функцию невозможно реализовать уже изученными средствами так как количество выводов на экран заранее не известно. А с циклами не составит никаких проблем:

const printNumbers = (lastNumber) => {
  // i сокращение от index (порядковый номер)
  // используется по общему соглашению во множестве языков
  // как счетчик цикла
  let i = 1;

  while (i <= lastNumber) {
    console.log(i);
    i = i + 1;
  }
  console.log('finished!');
}

printNumbers(3);
1
2
3
finished!

В коде функции использован цикл while. Он состоит из трех элементов:

  • Ключевое слово while. Несмотря на схожесть с вызовом функций, это не вызов функции.
  • Предикат. Условие, которое указывается в скобках после while. Это условие вычисляется на каждой итерации.
  • Тело цикла. Блок кода в фигурных скобках. Этот блок аналогичен блоку кода в функциях. Все что определено внутри этого блока (константы или переменные) видны только внутри этого блока.

Конструкция читается так: «делать то, что указано в теле цикла, пока истинно условие (предикат) i <= lastNumber». Разберем работу этого кода для вызова printNumbers(3):

// Инициализируется i
let i = 1;

// Предикат возвращает true, поэтому выполняется тело цикла
while (1 <= 3)
// console.log(1);
// i = 1 + 1;

// Закончилось тело цикла, поэтому происходит возврат в начало
while (2 <= 3)
// console.log(2);
// i = 2 + 1;

// Закончилось тело цикла, поэтому происходит возврат в начало
while (3 <= 3)
// console.log(3);
// i = 3 + 1;

// Предикат возвращает false, поэтому выполнение переходит за цикл
while (4 <= 3)

// console.log('finished!');
// На этом этапе i равен 4, но он нам уже не нужен
// функция завершается

Самое главное в цикле — завершение его работы (выход из цикла). Процесс, который порождает цикл, должен в конце концов остановиться. Ответственность за остановку полностью лежит на программисте. Обычно задача сводится к введению переменной, называемой «счётчиком цикла». Сначала счётчик инициализируется, то есть ему задаётся начальное значение. В нашем примере это инструкция let i = 1 выполняемая до входа в цикл. Затем в условии цикла проверяется, достиг ли счетчик своего предельного значения. И, наконец, счетчик меняет свое значение i = i + 1.

На этом моменте новички делают больше всего ошибок. Например случайно забытое увеличение счетчика или неправильная проверка в предикате способны привести к зацикливанию. Это ситуация при которой цикл работает бесконечно и программа никогда не останавливается. В таком случае приходится ее завершать принудительно (кто знает, может быть когда зависают реальные программы, в этот момент внутри них выполняется бесконечный цикл).

const printNumbers = (lastNumber) => {
  let i = 1;

  // Этот цикл никогда не остановится
  // и будет печатать всегда одно значение
  while (i <= lastNumber) {
    console.log(i);
  }
  console.log('finished!');
}

В некоторых случаях бесконечные циклы полезны. Здесь мы такие случаи не рассматриваем, но полезно видеть как выглядит этот код:

while (true) {
  // Что-то делаем
}

Подводя итог. Когда все же нужны циклы, а когда можно обойтись без них? Физически невозможно обойтись без циклов тогда, когда когда алгоритм решения задачи требует повторения каких-то действий как в примере с книгой и количество этих операций заранее неизвестно.

Задание

Модифицируйте функцию printNumbers так, чтобы она выводила числа в обратном порядке. Для этого нужно идти от верхней границы к нижней. То есть счётчик должен быть инициализирован максимальным значением, а в теле цикла его нужно уменьшать до нижней границы.

Пример вызова и вывода:

printNumbers(4);
// => 4
// => 3
// => 2
// => 1
// => finished!

Советы

Определения

  • Цикл While — Инструкция для повторения кода, пока удовлетворяется какое-то условие.


Нашли ошибку? Есть что добавить? Пулреквесты приветствуютсяhttps://github.com/hexlet-basics
Упражнение доступно только авторизованным пользователям.

Пожалуйста, авторизуйтесь, это необходимо для отслеживания прогресса выполнения уроков. Если у вас ещё нет учётной записи, то сейчас самое время создать аккаунт.