for 循环的流程图等价形式

本文深入解析了for循环的基本语法及其逻辑流程,通过简洁的流程图形式,详细阐述了表达式1、表达式2和循环体之间的关系,强调了表达式2作为循环条件的重要性,以及循环执行的终止条件。

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for(表达式1;表达式2;表达式3{
    循环体
}

等价于:


这里写图片描述

其实代码形式并未给出执行的流程顺序,反倒是其等价的流程图形式,简洁清晰:

由图可知:

  • 由菱形表示的表达式2,是一种逻辑判断(二分之)

  • 表达式1,仅执行一次;

  • 循环体的执行,必须在表达式2为真的前提下才可进行;

  • 一旦不满足表达式2,循环立即退出;

### 软件工程中的程序流程图练习 #### 程序结构化判断与改进 对于给定的一个简单程序,其原始版本并非完全遵循结构化编程原则。具体而言: 该程序不是结构化的,因为结构化的程序应具有单一入口和单一出口的特点,而当前程序存在多个出口点[^1]。 为了将其转化为等价的结构化程序,可以重新设计逻辑路径,确保整个过程中仅有一个进入点和退出点。这通常涉及调整条件语句的位置以及循环控制机制的设计。 #### 流程图画法实例 考虑一个简单的例子:计算阶乘函数`factorial(n)`的过程描述及其对应的非结构化到结构化的转变。 ##### 原始非结构化版伪代码 ```plaintext function factorial(n) result = 1 i = n loop_start: if i <= 0 goto end_loop result *= i i -= 1 goto loop_start end_loop: return result ``` 上述实现方式包含了显式的跳转指令(`goto`),破坏了良好的编码习惯,并且违反了单向流动的原则。 ##### 改进后的结构化版Python代码 ```python def factorial(n): """Calculate the factorial of a given number.""" result = 1 for i in range(2, n + 1): # 使用for循环替代无序跳跃 result *= i # 进行累乘操作 return result # 单一返回点 ``` 通过引入标准的迭代结构——即`for`循环代替直接修改指针位置的方式,不仅简化了阅读理解难度,同时也满足了结构化的要求。 #### 将流程图转换为PAD图或其他表示形式 当面对更复杂的算法时,除了传统的流程图外,还可以利用PAD图(Problem Analysis Diagram)、N-S图等形式来进行表达。这些图形工具能够更好地体现模块间的层次关系和服务依赖性[^3]。 例如,在处理带有分支的选择结构时,可以在PAD图中清晰地标记出不同的执行路径;而对于重复性的任务,则可以通过特定符号展示循环体内的活动序列。
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