к алгоритмизации   алгоритмы, струкутуры данных и программирование   СУБД   ЯиМП   3GL   4GL   5GL   технологии прогр.

Итерационные циклы и их особенности

Особенностью итерационного цикла является то, что число повторений операторов тела цикла заранее неизвестно. Для его организации используется цикл типа   пока  . Выход из итерационного цикла осуществляется в случае выполнения заданного условия.

На каждом шаге вычислений происходит последовательное приближение к искомому результату и проверка условия достижения последнего.

Пример. Составить алгоритм вычисления бесконечной суммы
 


с заданной точностью    (для данной знакочередующейся бесконечной суммы требуемая точность будет достигнута, когда очередное слагаемое станет по абсолютной величине меньше ).

Вычисление сумм - типичная циклическая задача. Особенностью же нашей конкретной задачи является то, что число слагаемых (а, следовательно, и число повторений тела цикла) заранее неизвестно. Поэтому выполнение цикла должно завершиться в момент достижения требуемой точности.

При составлении алгоритма нужно учесть, что знаки слагаемых чередуются и степень числа  х  в числителях слагаемых возрастает.

Решая эту задачу "в лоб" путем вычисления на каждом  i-ом шаге частичной суммы
 

S:=S + ((-1)**(i-1)) * (x**i) / i ,

мы получим очень неэффективный алгоритм, требующий выполнения большого числа операций. Гораздо лучше организовать вычисления следующим образом: если обозначить числитель какого-либо слагаемого буквой  р , то у следующего слагаемого числитель будет равен  -р*х   (знак минус обеспечивает чередование знаков слагаемых), а само слагаемое  m  будет равно  p/i , где  i  - номер слагаемого.

Сравните эти два подхода по числу операций.
 
Алгоритм на школьном АЯ     Блок-схема алгоритма    
 алг Сумма (арг вещ x, Eps, рез вещ S)
   дано | 0 < x < 1
   надо | S = x - x**2/2 + x**3/3 - ...
 нач цел i, вещ m, p
   ввод x, Eps
   S := 0;  i := 1 | начальные значения
   m := 1;  p := -1
   нц пока abs(m) > Eps
     p := -p*x | p - числитель
             | очередного слагаемого
     m := p/i  | m - очередное слагаемое
     S := S + m  | S - частичная сумма
     i := i + 1  | i - номер
             | очередного слагаемого
   кц
   вывод S
 кон

Алгоритм, в состав которого входит итерационный цикл, называется итеpационным алгоpитмом. Итерационные алгоритмы используются при реализации итерационных численных методов.

В итерационных алгоритмах необходимо обеспечить обязательное достижение условия выхода из цикла (сходимость итерационного процесса). В противном случае произойдет "зацикливание" алгоритма, т.е. не будет выполняться основное свойство алгоритма - результативность.

к алгоритмизации   алгоритмы, струкутуры данных и программирование   СУБД   ЯиМП   3GL   4GL   5GL   технологии прогр.

Знаете ли Вы, что диаграмма развертывания, Диаграмма применения, Диаграмма размещения Deployment diagram - это метод объектно-ориентированного проектирования, отображающий физические взаимосвязи между программными и аппаратными компонентами системы.

Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution