Bucle infinito

Existen algunas situaciones en las que este comportamiento es deseable. Por ejemplo, los juegos de las consolas de videojuegos basadas en cartuchos normalmente no tienen una condición de salida en su bucle principal, ya que no hay un sistema operativo al que el programa pueda salir; el bucle se ejecuta hasta que se apaga la consola.

Las computadoras interactivas modernas requieren que la computadora supervise constantemente la entrada del usuario o la actividad del dispositivo, por lo que, en cierto nivel fundamental, existe un bucle de procesamiento inactivo infinito que debe continuar hasta que el dispositivo se apague o se reinicie. En la computadora de guía del Apolo , por ejemplo, este bucle externo estaba contenido en el programa Exec, ^{[ 5 ]} y si la computadora no tenía absolutamente nada más que hacer, ejecutaba en bucle una tarea ficticia que simplemente apagaba la luz indicadora de "actividad de la computadora".

Por lo general, el término se usa para aquellas situaciones en las que este no es el resultado deseado; es decir, cuando se trata de un error . ^{[ 6 ]} Estos errores son más comunes entre los programadores novatos, pero también pueden ser cometidos por programadores experimentados, ya que sus causas pueden ser bastante sutiles.

Una causa común, por ejemplo, es que un programador intente iterar sobre una secuencia de nodos en una estructura de datos como una lista enlazada o un árbol , ejecutando el código del bucle una vez por cada nodo. Los enlaces mal formados pueden crear un bucle de referencia en la estructura de datos, donde un nodo se enlaza con otro que aparece antes en la secuencia. Esto convierte parte de la estructura de datos en un anillo , lo que provoca que un código ingenuo entre en un bucle infinito.

Aunque la mayoría de los bucles infinitos se pueden encontrar mediante una inspección minuciosa del código, no existe un método general para determinar si un programa dado se detendrá alguna vez o se ejecutará indefinidamente; esta es la indecidibilidad del problema de la parada . ^{[ 7 ]}

Aquí tienes un ejemplo de un bucle infinito en Visual Basic :

dim x as integer do while x < 5 x = 1 x = x + 1 loop

Esto crea una situación en la que xnunca será mayor que 5, ya que al inicio del bucle xse le asigna el valor de 1 (sin importar ningún valor anterior) antes de que se cambie a x+1. Por lo tanto, el bucle siempre dará como resultado x= 2 y nunca se interrumpirá. Esto podría solucionarse moviendo la x = 1instrucción fuera del bucle para que su valor inicial se establezca solo una vez.

En algunos lenguajes, la confusión del programador sobre los símbolos matemáticos puede provocar un bucle infinito involuntario. Por ejemplo, aquí hay un fragmento en C :

#include <stdio.h>int main ( void ) { int a = 0 ; while ( a < 10 ) { printf ( "%d \n " , a ); if ( a = 5 ) { printf ( "a es igual a 5! \n " ); } ++ a ; } return 0 ; }

El resultado esperado son los números del 0 al 9, con un "a es igual a 5!" intercalado entre el 5 y el 6. Sin embargo, en la línea if (a = 5)anterior, el operador = (asignación) se confundió con el operador == (prueba de igualdad). En su lugar, se asignará el valor 5 a aen este punto del programa. Por lo tanto, anunca podrá avanzar a 10, y este bucle no puede terminar.

Un comportamiento inesperado al evaluar la condición de terminación también puede causar este problema. Aquí hay un ejemplo en C :

float x = 0.1 ; while ( x != 1.1 ) { printf ( "x = %22.20f \n " , x ); x += 0.1 ; }

En algunos sistemas, este bucle se ejecutará diez veces como se espera, pero en otros nunca terminará. El problema radica en que la condición de terminación del bucle comprueba la igualdad exacta de dos valores de coma flotante , y la forma en que se representan estos valores en muchos ordenadores hace que esta comprobación falle, ya que no pueden representar el valor 0,1 con exactitud, introduciendo así errores de redondeo en cada incremento (véase el recuadro).(x != 1.1)

Lo mismo puede ocurrir en Python :

x : float = 0.1 mientras x != 1 : print ( x ) x += 0.1

Debido a la probabilidad de que las pruebas de igualdad o desigualdad fallen inesperadamente, es más seguro usar pruebas de mayor que o menor que cuando se trabaja con valores de punto flotante. Por ejemplo, en lugar de comprobar si es xigual a 1.1, se podría comprobar si es (x <= 1.0), o (x < 1.1), cualquiera de las cuales garantizaría la finalización tras un número finito de iteraciones. Otra forma de solucionar este ejemplo concreto sería usar un entero como índice del bucle , contando el número de iteraciones realizadas.

Un problema similar se presenta con frecuencia en el análisis numérico : para calcular un resultado determinado, se pretende realizar una iteración hasta que el error sea menor que una tolerancia preestablecida. Sin embargo, debido a errores de redondeo durante la iteración, nunca se alcanza la tolerancia especificada, lo que genera un bucle infinito.

Un ejemplo de bucle for en C :

para ( entero sin signo i = 1 ; i != 0 ; i ++ ) {}

Parece que esto continuará indefinidamente, pero de hecho el valor de ieventualmente alcanzará el valor máximo almacenable en un unsigned inty sumar 1 a ese número provocará un desbordamiento de enteros , rompiendo el bucle. El límite real de idepende de los detalles del sistema y del compilador utilizado. Con aritmética de precisión arbitraria , este bucle continuaría hasta que la memoria de la computadora ya no pudiera contener i. Si ifuera un entero con signo, en lugar de un entero sin signo, el desbordamiento sería indefinido .