Tipus bàsics i exemple d'algoritmes cíclics

L'article pretén donar conceptes bàsics del que és un algoritme cíclic, que és comú en qualsevol llenguatge de programació i el nivell de formació del programador.

El concepte d'un algoritme

Un algoritme és una seqüència d'accions per aconseguir una solució d'algun problema computacional i d'un altre en un nombre limitat de passos. Les accions (instruccions) per a l'execució de l'algorisme es poden executar un darrere l'altre (seqüencialment), simultàniament (en paral·lel) o en un ordre arbitrari, utilitzant cicles i condicions de transició. Els algoritmes s'utilitzen no només en la programació, sinó també en altres àrees d'activitat, per exemple, en la gestió de processos productius i empresarials.

Algorismes cíclics

Un algorisme es diu cíclic si conté accions o conjunts d'accions que s'han de realitzar més d'una vegada. Les accions algorítmiques duplicades són el cos d'un cicle. A més, cada cicle té una condició que finalitza l'execució de l'algorisme cíclic.

Tipus d'algorismes cíclics

Cada algorisme cíclic té una condició de cicle en la seva composició, és a dir, una expressió lògica el resultat determina si el cos del bucle s'executarà de nou o el bucle es cancel·larà. Mitjançant el mètode de processament, tots els algorismes cíclics es divideixen en tres grups.

Cicle amb condició prèvia

En aquests algorismes cíclics, es comprova la condició de continuació abans de processar el cos del bucle, és a dir, cal repetir el processament del bucle.

Considereu la sortida de números de -5 a 0 com a exemple d'algoritmes cíclics amb una condició prèvia:

Elements de l'algorisme:

1. Establiu el valor inicial de la variable base j a -5.
2. Revisem l'estat del cicle. La condició és positiva i el cos del bucle s'executa per primera vegada.
3. A continuació, afegim 1 a la variable j, tornem a comprovar l'estat del cicle.
4. El bucle continua executant-se sempre que j sigui menor o igual que zero, en cas contrari sortiu del bucle a la branca FALSE

Cicle amb postcondició

La comprovació de la condició es realitza després del primer processament del cos del bucle i controla la sortida de la mateixa.

Anem a analitzar el càlcul de la suma de l'1 al nombre n com un exemple d'algoritmes cíclics en què s'utilitza la condició postcondicional:

1. Introduïm un nombre finit del càlcul de la suma n i establim valors inicials zero de la suma total i el comptador del cicle i.
2. El bucle s'executa abans de la primera revisió de la condició.
3. Revisem l'estat del bucle, és a dir, el valor del comptador i és menor o igual que n.
4. Si el resultat de la condició és positiu, tornem a executar el bucle, en cas contrari, finalitzem el bucle i imprimim la suma a la pantalla o imprimiu.

Cicle incondicional

Normalment s'utilitza en algorismes quan el nombre requerit d'execucions del bucle és conegut per endavant, i s'utilitza molt sovint quan es treballa amb matrius.

Aquest algoritme conté tres elements obligatoris:

1. El valor inicial, anomenat el paràmetre loop, perquè aquesta variable canvia després de cada execució del cicle i determina el moment de la seva finalització.
2. El valor al qual finalitza el bucle.
3. Cicle de pas.

A cada pas, el programa comprova si el valor d'inici és superior al valor final. I si és així, el cicle finalitza. En cas contrari, afegim la mida del pas al valor d'inici i el cicle es repeteix. Cal assenyalar especialment que qualsevol cicle incondicional es pot substituir per un condicional amb pre o postcondició.

En compilar algorismes cíclics, cal respectar dues condicions necessàries. En primer lloc, per acabar el bucle, és necessari que els continguts del cos afectin la publicació o condició prèvia, d'una altra manera podrem acabar amb un bucle infinit. Però per a algunes tasques de programari, s'apliquen aquests cicles. Com a exemple d'algorismes cíclics que s'executen indefinidament, podem citar el sistema operatiu Windows, on s'utilitza un cicle de votació infinit de ratolí per determinar les accions de l'usuari. En segon lloc, les variables passades al bucle han de proporcionar com a mínim una execució.

Càlcul de factorial

Per consolidar la lectura, donem un exemple d'algoritmes cíclics per calcular el factor d'un enter. L'exemple anterior és un bucle amb una condició prèvia, però és possible implementar qualsevol tipus d'algorisme cíclic.

• Entrada: les dades són un enter per a les quals es defineix el factor.
• Variables del sistema: el paràmetre del cicle i, que pren els valors de 1 a les dades del pas 1.
• Resultat: variable factorial és el factorial de les dades numèriques, que és el producte d'enters d'1 a dades.

Tingueu en compte l'algorisme en els passos:

1. L'algorisme va rebre les dades del número, per a això cal calcular el factor.
2. El factor variable, en el qual s'emmagatzemarà el resultat final, s'assigna un valor d'un.
3. Organitzem el bucle amb el paràmetre i i el valor d'inici 1. El valor final és la informació de número inicial. Una vegada que el valor del comptador i és més gran, el cicle finalitza.
4. El cicle de càlcul factorial es realitza: els valors actuals del factor i del comptador es multipliquen.
5. Al valor del comptador, afegiu una unitat, comproveu l'estat del bucle i, si el resultat és positiu, el finalitzem.
6. Després de l'última iteració del cicle, el valor de les dades factorials! Queda en factorial i es mostra o s'imprimeix.