Циклы

Что такое цикл

Цикл — это конструкция, которая позволяет повторять блок кода несколько раз. Вместо копирования одинаковых инструкций используем цикл.

// Без цикла (неэффективно)
printf("Привет!\n");
printf("Привет!\n");
printf("Привет!\n");

// С циклом (эффективно)
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    printf("Привет!\n");
}

Цикл for

Используется когда заранее известно количество повторений.

Базовый синтаксис

for (инициализация; условие; изменение) {
    // тело цикла
}

Простые примеры

Счет от 1 до 10

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Считаем от 1 до 10:\n");

    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        printf("%d ", i);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Обратный счет

printf("Обратный отсчет:\n");

for (int i = 10; i >= 1; i--) {
    printf("%d ", i);
}
printf("Пуск! 🚀\n");

С шагом

printf("Четные числа от 0 до 20:\n");

for (int i = 0; i <= 20; i += 2) {
    printf("%d ", i);
}
printf("\n");

Вычисления в цикле

#include <stdio.h>

int main() {
    int sum = 0;

    printf("Сумма чисел от 1 до 100:\n");

    for (int i = 1; i <= 100; i++) {
        sum += i;  // Накапливаем сумму
    }

    printf("Результат: %d\n", sum);  // 5050

    return 0;
}

Цикл while

Выполняется пока условие истинно. Количество повторений заранее неизвестно.

Базовое использование

#include <stdio.h>

int main() {
    int countdown = 5;

    printf("Запуск ракеты через:\n");

    while (countdown > 0) {
        printf("%d...\n", countdown);
        countdown--;  // Уменьшаем счетчик
    }

    printf("Старт! 🚀\n");

    return 0;
}

Накопление данных

Накопление суммы

#include <stdio.h>

int main() {
    int number = 1234;
    int sum = 0;

    printf("Сумма цифр числа %d:\n", number);

    while (number > 0) {
        int digit = number % 10;    // Последняя цифра
        sum += digit;               // Добавляем к сумме
        printf("Цифра: %d\n", digit);
        number /= 10;               // Убираем последнюю цифру
    }

    printf("Сумма всех цифр: %d\n", sum);  // 10

    return 0;
}

Поиск значения

int target = 7;
int current = 1;
int found = 0;

printf("Поиск числа %d:\n", target);

while (current <= 10 && !found) {
    printf("Проверяем %d... ", current);

    if (current == target) {
        printf("Найдено!\n");
        found = 1;
    } else {
        printf("нет\n");
        current++;
    }
}

if (!found) {
    printf("Число не найдено\n");
}

Цикл do-while

Выполняется минимум один раз, условие проверяется в конце.

#include <stdio.h>

int main() {
    int attempts = 0;
    int maxAttempts = 3;
    int correctCode = 1234;
    int userCode = 0000;  // Имитация ввода пользователя

    do {
        attempts++;
        printf("Попытка %d из %d\n", attempts, maxAttempts);
        printf("Введенный код: %d\n", userCode);

        if (userCode == correctCode) {
            printf("✅ Код верный! Доступ разрешен\n");
            break;  // Выходим из цикла
        } else {
            printf("❌ Неверный код\n");
            userCode = 1234;  // Имитация нового ввода
        }

    } while (attempts < maxAttempts && userCode != correctCode);

    if (attempts >= maxAttempts && userCode != correctCode) {
        printf("🔒 Доступ заблокирован\n");
    }

    return 0;
}

Управление циклами

Оператор break

Прерывает выполнение цикла досрочно.

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Поиск первого четного числа:\n");

    for (int i = 1; i <= 10; i++) {
        printf("Проверяем %d... ", i);

        if (i % 2 == 0) {
            printf("найдено четное число!\n");
            break;  // Выходим из цикла
        }

        printf("нечетное, продолжаем\n");
    }

    return 0;
}

Оператор continue

Пропускает текущую итерацию и переходит к следующей.

Пропуск значений

printf("Нечетные числа от 1 до 10:\n");

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    if (i % 2 == 0) {
        continue;  // Пропускаем четные числа
    }
    printf("%d ", i);
}
printf("\n");

Фильтрация данных

int scores[] = {95, 45, 78, 62, 88, 35, 92};
int size = 7;
int passCount = 0;

printf("Проходные баллы (≥70):\n");

for (int i = 0; i < size; i++) {
    if (scores[i] < 70) {
        continue;  // Пропускаем низкие баллы
    }

    printf("Студент #%d: %d баллов\n", i + 1, scores[i]);
    passCount++;
}

printf("Всего прошли: %d из %d\n", passCount, size);

Вложенные циклы

Цикл внутри другого цикла для работы с двумерными структурами.

Таблица умножения

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Таблица умножения 5×5:\n");
    printf("   ");

    // Заголовок столбцов
    for (int j = 1; j <= 5; j++) {
        printf("%4d", j);
    }
    printf("\n");

    // Строки таблицы
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("%2d:", i);  // Номер строки

        for (int j = 1; j <= 5; j++) {
            printf("%4d", i * j);
        }
        printf("\n");
    }

    return 0;
}

Поиск в двумерной структуре

#include <stdio.h>

int main() {
    int matrix[3][4] = {
        {1, 5, 9, 13},
        {2, 6, 10, 14},
        {3, 7, 11, 15}
    };

    int target = 10;
    int found = 0;

    printf("Поиск числа %d в матрице:\n", target);

    for (int row = 0; row < 3 && !found; row++) {
        for (int col = 0; col < 4 && !found; col++) {
            printf("Проверяем [%d][%d] = %d\n", row, col, matrix[row][col]);

            if (matrix[row][col] == target) {
                printf("✅ Найдено в позиции [%d][%d]\n", row, col);
                found = 1;
            }
        }
    }

    if (!found) {
        printf("❌ Число не найдено\n");
    }

    return 0;
}

Практические примеры

Генератор паролей

#include <stdio.h>

int main() {
    int passwordLength = 8;
    char characters[] = "0123456789ABCDEF";
    int charCount = 16;

    printf("Сгенерированный пароль: ");

    for (int i = 0; i < passwordLength; i++) {
        // Простая имитация случайного выбора
        int index = (i * 7 + 3) % charCount;
        printf("%c", characters[index]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Статистика текста

#include <stdio.h>

int main() {
    char text[] = "Hello World 123!";
    int letters = 0, digits = 0, others = 0;
    int i = 0;

    printf("Анализируем текст: \"%s\"\n", text);

    while (text[i] != '\0') {  // До конца строки
        char ch = text[i];

        if ((ch >= 'A' && ch <= 'Z') || (ch >= 'a' && ch <= 'z')) {
            letters++;
        } else if (ch >= '0' && ch <= '9') {
            digits++;
        } else {
            others++;
        }

        i++;
    }

    printf("Статистика:\n");
    printf("Букв: %d\n", letters);
    printf("Цифр: %d\n", digits);
    printf("Других символов: %d\n", others);
    printf("Общая длина: %d\n", letters + digits + others);

    return 0;
}

Бесконечные циклы и их контроль

Намеренный бесконечный цикл

#include <stdio.h>

int main() {
    int choice;

    printf("=== ПРОСТОЕ МЕНЮ ===\n");

    while (1) {  // Бесконечный цикл
        printf("\n1. Показать время\n");
        printf("2. Показать дату\n");
        printf("0. Выход\n");

        choice = 1;  // Имитация ввода пользователя

        if (choice == 0) {
            printf("Выход из программы\n");
            break;  // Выходим из цикла
        } else if (choice == 1) {
            printf("⏰ Текущее время: 14:30\n");
        } else if (choice == 2) {
            printf("📅 Сегодня: 29 августа 2025\n");
        } else {
            printf("❌ Неверный выбор\n");
        }

        // Для демонстрации выходим после одной итерации
        break;
    }

    return 0;
}

Сравнение типов циклов

Тип цикла	Когда использовать	Проверка условия
for	Известно количество итераций	В начале
while	Неизвестно количество итераций	В начале
do-while	Нужно выполнить минимум один раз	В конце

Один алгоритм — разные циклы

Цикл for

// Сумма чисел от 1 до 10
int sum = 0;

for (int i = 1; i <= 10; i++) {
    sum += i;
}

printf("Сумма: %d\n", sum);

Цикл while

// Тот же алгоритм через while
int sum = 0;
int i = 1;

while (i <= 10) {
    sum += i;
    i++;
}

printf("Сумма: %d\n", sum);

Цикл do-while

// Тот же алгоритм через do-while
int sum = 0;
int i = 1;

do {
    sum += i;
    i++;
} while (i <= 10);

printf("Сумма: %d\n", sum);

Практические применения

Обработка массива

#include <stdio.h>

int main() {
    int temperatures[] = {18, 22, 25, 19, 16, 28, 24};
    int days = 7;
    int sum = 0;
    int maxTemp = temperatures[0];
    int minTemp = temperatures[0];

    printf("Температуры за неделю:\n");

    for (int i = 0; i < days; i++) {
        int temp = temperatures[i];
        printf("День %d: %d°C\n", i + 1, temp);

        sum += temp;

        if (temp > maxTemp) {
            maxTemp = temp;
        }

        if (temp < minTemp) {
            minTemp = temp;
        }
    }

    float average = (float)sum / days;

    printf("\n=== СТАТИСТИКА ===\n");
    printf("Средняя температура: %.1f°C\n", average);
    printf("Максимальная: %d°C\n", maxTemp);
    printf("Минимальная: %d°C\n", minTemp);

    return 0;
}

Валидация ввода

#include <stdio.h>

int main() {
    int password = 1234;
    int userInput;
    int attempts = 0;
    int maxAttempts = 3;
    int success = 0;

    printf("Введите пароль (у вас %d попытки):\n", maxAttempts);

    while (attempts < maxAttempts && !success) {
        attempts++;
        userInput = (attempts == 1) ? 1111 :
                   (attempts == 2) ? 2222 : 1234;  // Имитация ввода

        printf("Попытка %d: %d\n", attempts, userInput);

        if (userInput == password) {
            printf("✅ Пароль правильный!\n");
            success = 1;
        } else {
            int remaining = maxAttempts - attempts;
            if (remaining > 0) {
                printf("❌ Неверно. Осталось попыток: %d\n", remaining);
            }
        }
    }

    if (!success) {
        printf("🔒 Доступ заблокирован\n");
    }

    return 0;
}

Вложенные циклы

Рисование треугольника

#include <stdio.h>

int main() {
    int height = 5;

    printf("Треугольник высотой %d:\n", height);

    for (int row = 1; row <= height; row++) {
        // Пробелы для выравнивания
        for (int space = height - row; space > 0; space--) {
            printf(" ");
        }

        // Звездочки
        for (int star = 1; star <= row; star++) {
            printf("* ");
        }

        printf("\n");
    }

    return 0;
}

Поиск простых чисел

Простые числа до 20

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Простые числа от 2 до 20:\n");

    for (int num = 2; num <= 20; num++) {
        int isPrime = 1;  // Предполагаем что простое

        // Проверяем делители от 2 до num-1
        for (int divisor = 2; divisor < num; divisor++) {
            if (num % divisor == 0) {
                isPrime = 0;  // Нашли делитель - не простое
                break;
            }
        }

        if (isPrime) {
            printf("%d ", num);
        }
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

Факториал

printf("Факториалы чисел от 1 до 10:\n");

for (int n = 1; n <= 10; n++) {
    long factorial = 1;

    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        factorial *= i;
    }

    printf("%d! = %ld\n", n, factorial);
}

Оптимизация циклов

Вынос вычислений из цикла

#include <stdio.h>

int main() {
    int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int size = 5;  // Вычисляем размер заранее

    printf("Удваиваем каждое число:\n");

    // ✅ Хорошо: size вычислен до цикла
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        int doubled = numbers[i] * 2;
        printf("%d * 2 = %d\n", numbers[i], doubled);
    }

    return 0;
}

Частые ошибки

Распространенные проблемы

// ❌ Бесконечный цикл из-за ошибки в условии
for (int i = 0; i < 10; i--) {  // i уменьшается вместо увеличения!
    printf("%d\n", i);
}

// ❌ Выход за границы массива
int arr[5];
for (int i = 0; i <= 5; i++) {  // i=5 выйдет за границы!
    arr[i] = i;
}

// ❌ Изменение счетчика внутри цикла
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    printf("%d\n", i);
    i += 2;  // Непредсказуемое поведение!
}

// ❌ Лишняя точка с запятой
for (int i = 0; i < 5; i++);  // Пустое тело цикла из-за ;
{
    printf("Выполнится только один раз\n");
}

Важные моменты

• Всегда проверяйте границы массивов
• Убедитесь, что условие цикла когда-нибудь станет ложным
• Не изменяйте счетчик цикла внутри тела for
• Используйте осмысленные имена для переменных циклов

Выбор подходящего цикла

Рекомендации

Используйте for:

• Когда знаете точное количество итераций
• Для обхода массивов
• Для счетчиков

Используйте while:

• Когда количество итераций зависит от условия
• Для обработки пользовательского ввода
• Для поиска значений

Используйте do-while:

• Когда нужно выполнить код минимум один раз
• Для меню и интерактивных программ
• Для валидации ввода

Циклы — мощный инструмент для автоматизации повторяющихся операций и обработки больших объемов данных.