آموزش حلقه for در C و C++ و آردوینو

در این آموزش، به کمک یک مثال یاد خواهید گرفت که چگونه از حلقه for استفاده کنید.

در برنامه نویسی ، یک حلقه به منظور تکرار یک بلوک کد استفاده می شود، تا زمانی که شرایط مشخص و از پیش تعیین شده ای رخ دهد.

برنامه نویسی C دارای سه نوع حلقه می باشد:

1. For loop
2. While loop
3. Do … while loop

در این مقاله به بررسی حلقه ی for loop می پردازیم، در مقاله های آموزشی بعدی به بررسی دو مدل دیگر نیز می پردازیم.

از آنجا که در آردوینو ( Arduino ) نیز از زبان های C و C++ استفاده می شود، مطالبی که در ادامه بیان می شود عمومی هستند و برای میکروکنترلرها همینطور زمینه ی Embedded C کاربرد دارد.

حلقه for در زبان برنامه نویسی C

سینتکس مربوط به حلقه for به شکل ذیل می باشد.

for (startStep; testExpression; updateStep)
{
    // statements inside the body of loop
}

حلقه ی for چگونه کار می کند؟

• بخش startStep فقط یک بار اجرا می شود
• سپس، بخش testExpression که حاوی یک عبارت شرطی به منظور خاتمه یافتن حلقه است، ارزیابی می شود. در صورتی که شرایط ارزیابی شده، برقرار نباشد (نادرست)، حلقه ی for پایان می یابد.
• گرچه ، اگر نتیجه ی ارزیابی شده در بخش testExpression پس از ارزیابی برقرار باشد (صحیح باشد)، دستورات درون بدنه ی حلقه ی for اجرا می شود، سپس گام شمارنده ی حلقه توسط بخش updateStep به آپدیت و اعمال می شود.
• به منظور پیاده سازی بخش testExpression ، در یک مقاله ی جداگانه به بررسی عملگرهای منطقی و مقایسه ای خواهیم پرداخت.

فلوچارت حلقه for

مثال 1 : حلقه for

// Print numbers from 1 to 10
#include <stdio.h>

int main() 
{
  int i;

  for (i = 1; i < 11; ++i)
  {
    printf("%d ", i);
  }
  return 0;
}

نتیجه

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	

1. متغییر i با مقدار 1 ، مقدار دهی اولیه شده است.
2. بخش testExpression که با عبارت i < 11 پیاده سازی شده است. از آنجایی که 1 کمتر از 11 یک گزاره صحیح می باشد و بدنه ی حلقه ی for اجرا می شود و این باعث می شود مقدار 1 در خروجی (به عنوان مقدار فعلی i) بر روی صفحه نمایش چاپ شود.
3. بخش updateStep که به صورت ++i پیاده سازی شده است، اجرا می شود. حالا، مقدار i برابر دو می گردد. دوبارهو مجدد این testExpresstion (بخش دوم حلقه for) صحیح تشخیص داده می شود، به این ترتیب مجدد بدنه ی حلقه ی for اجرا می شود. این امر باعث چاپ شدن مقدار دو ( به عنوان مقدار فعلی i) بر روی صفحه نمایش می شود.
4. دوباره، بخش updateStep  اجرا شده و مقدار i یک واحد دیگر افزایش می یابد و هنوز مقدار جدید i که کمتر از 11 می باشد، در نتیجه شرط در بخش testExpression صحیحی بوده و موجب می شود دوباره بدنه ی for اجرا شده و عدد بعدی نیز چاچ شود.
5. زمانی که متغییر i برابر مقدار 11 شود، شرط i < 11 برقرار نخواهد بود و نادرست تشخیص داده می شود، به این ترتیب حلقه ی for پایان می یابد.

مثال 2 : حلقه ی for

// Program to calculate the sum of first n natural numbers
// Positive integers 1,2,3...n are known as natural numbers

#include <stdio.h>
int main()
{
    int num, count, sum = 0;

    printf("Enter a positive integer: ");
    scanf("%d", &num);

    // for loop terminates when num is less than count
    for(count = 1; count <= num; ++count)
    {
        sum += count;
    }

    printf("Sum = %d", sum);

    return 0;
}

نتیجه

Enter a positive integer: 10
Sum = 55

1. مقدار وارد شده توسط کاربر در متغییر num ذخیره می شود. با فرض اینکه کاربر مقدار 10 را وارد کرده است.
2. مقدار count با مقدار 1 ، مقدار دهی اولیه شده است. از آنجایی که عبارت شرطی count <= num (1 کمتر یا مساوی با 10) صحیح می باشد، بدنه ی حلقه ی for اجرا شده و مقدار sum برابر با مقدار 1 خواهد بود.
3. سپس بخش updateStep که به صورت ++count پیاده سازی شده است، اجرا می شود و به این ترتیب مقدار جدید count برابر با 2 خواهد بود. دوباره شرط حلقه برقرار بوده ، چرا که مقدار 2 نیز کمتر از مقدار 10 می باشد. مجدد بدنه ی حلقه ی for اجرا می شود و موجب می شود مقدار جدید متغییر sum برابر با مقدار 3 گردد.
4. ان فرایند ادامه خواهد یافت و مقدار sum محاسبه خواهد شد، تا زمانی که count برابر مقدار 11 گردد.
5. زمانی که count برابر 11 می باشدو مقدار testExpression که شرط حلقه است، ارزیابی می شود و نتیجه 0 می باشد، یا به عبارت دیگر نادرست، به این ترتیب حلقه پایان می یابد.
6. پس مقدار sum بر روی صفحه نمایش چاپ می شود.

منابع پیشنهادی جهت یادگیری بیشتر

• آموزش جامع آردوینو Arduino

لینک های مرتبط

آموزش حلقه for در C

آموزش دستور switch-case در C

جهت ارتقاء سطح و کیفیت آموزش ها نظرات خودتون رو راجع به این مطلب، از قسمت نظرات پایین همین صفحه، با ما در میان بگذارید.