.. _chapter_4:

Глава 4: Циклы и повторение кода
================================

Циклы позволяют выполнять один и тот же блок кода многократно — это важно, когда вы не знаете заранее, сколько раз нужно повторить действие, или когда необходимо обрабатывать набор данных поэлементно. Они являются фундаментальным инструментом для написания эффективных и динамичных программ.

В языке C доступны три основных типа циклов, каждый из которых имеет свои особенности и сценарии применения:

.. contents::
   :local:
   :depth: 2

Цикл ``while``
--------------

Цикл ``while`` выполняет блок кода **до тех пор, пока заданное условие является истинным**. Условие проверяется *перед каждой итерацией*. Если условие изначально ложно, тело цикла не выполнится ни разу.

**Синтаксис:**

.. code-block:: c

    while (условие) {
        // Код, который будет повторяться
    }

**Пример (`while_example.c`):**

.. code-block:: c

    int i = 0;
    while (i < 5) {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    }

Этот код напечатает числа от 0 до 4. Переменная ``i`` увеличивается на 1 в каждой итерации, пока не достигнет значения 5.

Цикл ``do...while``
-------------------

Цикл ``do...while`` отличается от ``while`` тем, что **тело цикла выполняется хотя бы один раз**, а затем уже проверяется условие. Если условие истинно, цикл продолжает выполняться. Если условие ложно после первого выполнения, цикл завершается.

**Синтаксис:**

.. code-block:: c

    do {
        // Код, который будет повторяться
    } while (условие);

**Пример (`do_while_example.c`):**

.. code-block:: c

    int i = 0;
    do {
        printf("%d\n", i);
        i++;
    } while (i < 5);

Этот пример также напечатает числа от 0 до 4. Однако, если бы ``i`` изначально было равно 5, ``printf("%d\n", i);`` все равно выполнился бы один раз (напечатав 5), прежде чем цикл завершился бы.

Цикл ``for``
------------

Цикл ``for`` — это наиболее компактная и часто используемая форма цикла, особенно когда **количество итераций известно заранее**. Он объединяет инициализацию переменной, условие продолжения цикла и операцию шага (изменение переменной) в одной строке.

**Синтаксис:**

.. code-block:: c

    for (инициализация; условие; шаг) {
        // Код, который будет повторяться
    }

**Пример (`for_example.c`):**

.. code-block:: c

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d\n", i);
    }

Этот код также напечатает числа от 0 до 4. Это наиболее чистый способ для фиксированного количества итераций.

Прерывание и продолжение циклов: ``break`` и ``continue``
---------------------------------------------------------

Иногда внутри цикла возникает необходимость изменить его обычное поведение: либо полностью выйти из него, либо пропустить текущую итерацию и перейти к следующей. Для этого используются операторы ``break`` и ``continue``.

* ``break;`` — **Немедленно выходит** из ближайшего объемлющего цикла (`while`, `do...while`, `for` или `switch`). Код, следующий за оператором ``break`` в теле цикла, не выполняется.
* ``continue;`` — **Пропускает оставшуюся часть текущей итерации** цикла и переходит к следующей итерации (проверяет условие цикла заново).

**Пример (`break_continue_example.c`):**

.. code-block:: c

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        if (i == 2) continue; // Пропускаем итерацию, когда i равно 2
        if (i == 4) break;    // Прерываем цикл, когда i равно 4
        printf("%d\n", i);
    }

Этот код напечатает `0`, `1`, `3`. Объяснение:
- Когда `i` равно 0, `0` выводится.
- Когда `i` равно 1, `1` выводится.
- Когда `i` равно 2, `continue` пропускает `printf`, и цикл переходит к следующей итерации.
- Когда `i` равно 3, `3` выводится.
- Когда `i` равно 4, `break` срабатывает, и цикл немедленно завершается до того, как `printf` успевает вывести 4.

Практика: Подсчёт суммы чисел
-----------------------------

Один из классических примеров использования циклов — подсчёт суммы последовательности чисел.

**Пример (`sum_numbers.c`):**

.. code-block:: c

    // Подсчёт суммы чисел от 1 до 100
    int sum = 0;
    for (int i = 1; i <= 100; i++) {
        sum += i;
    }
    printf("Сумма чисел от 1 до 100: %d\n", sum);

---

Циклы делают программы динамичными, мощными и позволяют избежать рутинного повторения кода. Освоение их является ключевым шагом в изучении любого языка программирования.