Capítulo 40 Loop while

A instrução while em R é uma estrutura de controle de fluxo que permite executar repetidamente um bloco de código enquanto uma condição específica for verdadeira. Esse tipo de loop é especialmente útil quando o número de iterações não é conhecido antecipadamente e depende de uma condição lógica ser atendida.

# Sintaxe
while (condição) {
  # Bloco de código a ser executado repetidamente
}

  • condição: Uma expressão lógica que é avaliada antes de cada iteração do loop. Enquanto essa condição for TRUE, o bloco de código dentro do while será executado.

  • Bloco de código: As instruções que são repetidas enquanto a condição for verdadeira.

Funcionamento do Loop While

  • Avaliação da Condição: Antes de cada execução do bloco de código, a condição é avaliada.

  • Execução do Bloco de Código: Se a condição for TRUE, o bloco de código dentro do while é executado.

  • Reavaliação: Após a execução do bloco de código, a condição é reavaliada. Se a condição continuar a ser TRUE, o ciclo repete-se. Se a condição se tornar FALSE, o loop termina e o controlo do programa continua com a próxima instrução após o while.

Exemplo 1: Somando números até um limite. O exemplo seguinte calcula a soma de todos os números de 1 a 10.

limite <- 10
soma <- 0
contador <- 1

while (contador <= limite) {
  soma <- soma + contador
  contador <- contador + 1
}

print(paste("A soma dos números de 1 a", limite, "é:", soma))
## [1] "A soma dos números de 1 a 10 é: 55"

Neste exemplo:

  • O loop while continua enquanto contador <= limite.
  • Em cada iteração, o valor de contador é adicionado a soma, e contador é incrementado em 1.
  • Quando contador excede limite, o loop termina.

Exemplo 2: Escrever a tabuada de um número inteiro. O programa abaixo imprime a tabuada de um número fornecido pelo utilizador.

n <- as.numeric(readline("Digite um número inteiro: "))

print(paste("Tabuada do",n, ":"))
i <- 1
while (i <= 10){  
  print(paste(n,"x",i, "=", n*i))  
  i + 1
}

Explique por que o programa acima não termina. Qual é o erro no nosso código? O loop no código original não terminava porque a linha i + 1 não atualizava a variável i. A expressão i + 1 calcula o novo valor, mas não o atribui de volta a i. O código correto usa i <- i + 1 para atualizar a variável i a cada iteração.

Exemplo 3: Uso do break para interromper um loop. O próximo exemplo demonstra como usar a instrução break para sair de um loop antecipadamente.

limite <- 10
soma <- 0
contador <- 1

while (contador <= limite) {  
  soma <- soma + contador  
  print(contador)  
  if (contador == 3){    
    break # Interrompe o loop quando contador é igual a 3  
  }  
  contador <- contador + 1
}
## [1] 1
## [1] 2
## [1] 3
  • break: A instrução break é usada para sair imediatamente do loop, independentemente de a condição de while ainda ser TRUE.

Considerações Importantes sobre o Uso do while()

  • Condição de Paragem: É fundamental garantir que a condição do while eventualmente se torne FALSE para evitar loops infinitos que podem bloquear o programa.

  • Incremento/Decremento: A variável que controla a condição deve ser atualizada corretamente dentro do loop. Falhas em fazer isso corretamente também podem causar loops infinitos.

  • Desempenho: Loops while podem ser menos eficientes do que operações vetorizadas em R. Para grandes conjuntos de dados, considere usar funções vetorizadas como apply, lapply, sapply, etc., para melhorar o desempenho.

40.1 Exercícios

1. Escreva um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro \(n\). O programa deve imprimir todos os números inteiros de 0 até \(n\), um número por linha.

2. Crie um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro, calcule o seu quadrado e exiba o resultado. Em seguida, pergunte ao utilizador se ele deseja continuar ou terminar o programa. O loop deve continuar até que o utilizador escolha terminar.

3. Desenvolva um programa em R que peça ao utilizador um número inteiro \(n\) e calcule a soma dos primeiros \(n\) inteiros (de 1 até \(n\)). O resultado deve ser exibido no console.

4. Escreva um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro \(n\) e conte quantos números pares existem no intervalo de 0 até \(n\). O resultado deve ser impresso no console.

5. Use um loop while para somar números inteiros positivos até que um número negativo seja inserido.

Crie um programa em R que leia números inteiros inseridos pelo utilizador e some-os. O loop deve continuar até que o utilizador insira um número negativo, momento em que o programa deve parar e exibir a soma dos números positivos inseridos.

6. Use um loop while para implementar uma contagem regressiva.

Implemente um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro positivo e, em seguida, execute uma contagem regressiva até zero, imprimindo cada número no console.

7. Escreva um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro negativo e, em seguida, conte progressivamente até zero, imprimindo cada número no console.

8. Desenvolva um programa em R que peça ao utilizador para inserir um número. Se o número for positivo, o programa deve contar regressivamente até zero. Se o número for negativo, o programa deve contar progressivamente até zero. Cada número deve ser impresso no console.

9. Crie um programa em R que solicite ao utilizador um número inteiro não negativo e calcule seu fatorial usando um loop while. Lembre-se que \(0! = 1\) e que \(4! = 4\times 3\times 2\times = 24\).

10. Escreva um programa em R que leia um número inteiro positivo e calcule a soma de seus dígitos usando um loop while. Por exemplo, para o número 23, o programa deve calcular \(2+3 = 5\).

11. Desenvolva um programa em R que gere e imprima os números da sequência de Fibonacci até atingir um valor máximo especificado pelo utilizador. A sequência de Fibonacci começa com 1, 1 e cada número subsequente é a soma dos dois anteriores \((1, 1, 2, 3, 5, 8, 13 \ldots)\).