Il ciclo for

Tre ingredienti, una riga

Guarda un tipico ciclo while che conta da 1 a 5:

int i = 1;             // 1. where to start
while (i <= 5)         // 2. when to stop
{
	io::printf("%d ", i);
	i++;               // 3. what changes each round
}

Sono le tre domande della lezione scorsa, sparse su quattro righe diverse. Il ciclo for le mette tutte in fila, tra le stesse parentesi:

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
	io::printf("%d ", i);
}
io::printn();

1 2 3 4 5

Le tre parti sono separate da punti e virgola:

Il comportamento è identico al while di sopra, ma chi legge capisce tutto il ciclo guardando una riga sola. Quando sai quante volte ripetere, o stai contando, il for è la scelta naturale. Quando ripeti “finché succede qualcosa”, resta il while.

Contare in tutti i modi

Nessuno ti obbliga a partire da 0 o da 1, né ad andare avanti di uno:

for (int i = 10; i > 0; i -= 3) io::printf("%d ", i);   // backwards, by 3
io::printn();
for (int i = 0; i <= 10; i += 2) io::printf("%d ", i);  // even numbers
io::printn();

10 7 4 1
0 2 4 6 8 10

(Anche il for, come l’if, accetta una sola istruzione sulla stessa riga senza graffe.)

La variabile del for vive solo lì

La i dichiarata nel for appartiene al ciclo: esiste durante i giri e sparisce appena il ciclo finisce.

for (int i = 0; i < 3; i++) {}
io::printn(i);   // error: 'i' could not be found, did you spell it right?

È una buona notizia: puoi riusare i nel ciclo successivo senza conflitti, e nessuno può usare per sbaglio il valore rimasto dopo il ciclo. Se quel valore ti serve davvero, dichiara la variabile prima del for.

Accumulare: la somma di Gauss

Uno schema che userai sempre: una variabile accumulatore dichiarata prima del ciclo e aggiornata a ogni giro.

import std::io;

fn void main()
{
	int sum = 0;
	for (int i = 1; i <= 100; i++)
	{
		sum += i;
	}
	io::printfn("1 + 2 + ... + 100 = %d", sum);
}

1 + 2 + ... + 100 = 5050

Cicli dentro cicli

Il blocco di un for può contenere qualsiasi cosa, compreso un altro for. Per ogni giro del ciclo esterno, quello interno fa tutti i suoi giri. Ecco la tavola pitagorica, 5 per 5:

import std::io;

fn void main()
{
	for (int row = 1; row <= 5; row++)
	{
		for (int col = 1; col <= 5; col++)
		{
			io::printf("%4d", row * col);
		}
		io::printn();
	}
}

   1   2   3   4   5
   2   4   6   8  10
   3   6   9  12  15
   4   8  12  16  20
   5  10  15  20  25

Il ciclo interno scrive una riga intera (cinque numeri, ognuno largo 4 caratteri grazie a %4d), poi io::printn() va a capo, e il ciclo esterno passa alla riga successiva. In tutto, printf viene chiamata 5 × 5 = 25 volte.

Uscire da due cicli insieme

break esce dal ciclo in cui si trova, cioè da quello più interno. Ma se stai cercando qualcosa in una tabella e l’hai trovato, vuoi uscire da entrambi. C3 permette di dare un’etichetta a un ciclo e di dire a break (o a continue) quale ciclo intendi:

import std::io;

fn void main()
{
	for OUTER: (int i = 1; i <= 9; i++)
	{
		for (int j = 1; j <= 9; j++)
		{
			if (i * j == 42)
			{
				io::printfn("%d x %d = 42", i, j);
				break OUTER;
			}
		}
	}
	io::printn("Search over.");
}

6 x 7 = 42
Search over.

L’etichetta si scrive in MAIUSCOLO, subito dopo for e seguita da due punti. Senza break OUTER, il ciclo esterno continuerebbe e troverebbe anche 7 x 6.

import std::io;

fn void main()
{
	int height = 4;
	int total = 0;

	for (int row = 1; row <= height; row++)
	{
		for (int star = 1; star <= row; star++)
		{
			io::print("*");
			total++;
		}
		io::printn();
	}
	io::printfn("Total: %d stars", total);
}

Ricapitolando

• for (inizio; condizione; aggiornamento) { ... } raccoglie un ciclo che conta in una riga sola.
• Si può contare all’indietro o a passi diversi da uno: i -= 3, i += 2.
• La variabile dichiarata nel for vive solo nel ciclo, e se ne può dichiarare una sola.
• I cicli annidati moltiplicano i giri: n × n.
• break ETICHETTA e continue ETICHETTA agiscono su un ciclo esterno con nome.

Finora abbiamo contato numeri. Ma spesso si vuole scorrere una collezione di cose: dei voti, delle parole, delle lettere. Per questo C3 ha un ciclo apposito: foreach.