6. díl - Cykly v Céčku

C++ Základní konstrukce C Cykly v Céčku

V minulém tutoriálu o programování v jazyce C jsme si v tutoriálu vysvětlili podmínky. Nyní přejdeme k cyklům. po dnešním tutoriálu již budeme mít téměř kompletní výbavu základních konstrukcí a budeme schopni tvořit rozumné aplikace.

Cykly

Jak již slovo cyklus napoví, něco se bude opakovat. Když chceme v programu něco udělat 100x, jistě nebudeme psát pod sebe 100x ten samý kód, ale vložíme ho do cyklu. Cyklů máme několik druhů, vysvětlíme si, kdy který použít. Samozřejmě si ukážeme praktické příklady.

FOR cyklus

Tento cyklus má stanovený pevný počet opakování a hlavně obsahuje tzv. řídící proměnnou (celočíselnou), ve které se postupně během běhu cyklu mění hodnoty. Syntaxe (zápis) cyklu for je následující:

for (promenna; podminka; prikaz)
  • promenna je řídící proměnná cyklu, které nastavíme počáteční hodnotu (nejčastěji 0, protože v programování vše začíná od nuly, nikoli od jedničky). Např. tedy i = 0. V Céčku si musíme proměnnou i vytvořit někde nad tím.
  • podminka je podmínka vykonání dalšího kroku cyklu. Jakmile nebude platit, cyklus se ukončí. Podmínka může být např. i < 10.
  • prikaz nám říká co se má v každém kroku s řídící proměnnou stát. Tedy zda se má zvýšit nebo snížit. K tomu využijeme speciálních příkazů ++ a --, ty samozřejmě můžete používat i úplně běžně mimo cyklus, slouží ke zvýšení nebo snížení proměnné o 1.

Pojďme si udělat jednoduchý příklad, většina z nás jistě zná Sheldona z The Big Bang Theory. Pro ty co ne, budeme simulovat situaci, kdy klepe na dveře své sousedky. Vždy 3x zaklepe a poté zavolá: "Penny!". Náš kód by bez cyklů vypadal takto:

printf("Knock \n");
printf("Knock \n");
printf("Knock \n");
printf("Penny! \n");

My ale už nic nemusíme otrocky opisovat:

int i;
for (i = 0; i < 3; i++) {
    printf("Knock! \n");
}
printf("Penny! \n");
Cykly v jazyce C

Cyklus proběhne 3x, zpočátku je v proměnné i nula, cyklus vypíše "Knock" a zvýší proměnnou i o jedna. Poté běží stejně s jedničkou a dvojkou. Jakmile je v i trojka, již nesouhlasí podmínka i < 3 a cyklus končí. O vynechávání složených závorek platí to samé, co u podmínek. V tomto případě tam nemusí být, protože cyklus spouští pouze jediný příkaz. Nyní můžeme místo trojky napsat do deklarace cyklu desítku. Příkaz se vypíše 10x aniž bychom psali něco navíc. Určitě vidíte, že cykly jsou mocným nástrojem.

Zkusme si nyní využít toho, že se nám proměnná inkrementuje. Vypišme si čísla od jedné do deseti a za každým mezeru.

int i;
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i);

Vidíme, že řídící proměnná má opravdu v každé iteraci (průběhu) jinou hodnotu.

Nyní si vypíšeme malou násobilku (násobky čísel 1 až 10, vždy do deseti). Stačí nám udělat cyklus od 1 do 10 a proměnnou vždy násobit daným číslem. Mohlo by to vypadat asi takto:

int i;
printf("Mala nasobilka pomoci cyklu: \n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 2);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 3);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 4);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 5);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 6);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 7);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 8);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 9);
printf("\n");
for (i = 1; i <= 10; i++)
    printf("%d ", i * 10);
printf("\n");
Malá násobilka pomocí FOR cyklů v jazyce C

Program funguje hezky, ale pořád jsme toho dost napsali. Pokud vás napadlo, že v podstatě děláme 10x to samé a pouze zvyšujeme číslo, kterým násobíme, máte pravdu. Nic nám nebrání vložit 2 cykly do sebe:

int j;
int i;
printf("Mala nasobilka pomoci dvou cyklu: \n");
for (j = 1; j <= 10; j++)
{
        for (i = 1; i <= 10; i++)
                printf("%d ", i * j);
        printf("\n");
}

Poměrně zásadní rozdíl, že? Pochopitelně nemůžeme použít u obou cyklů i, protože jsou vložené do sebe. Proměnná j nabývá ve vnějším cyklu hodnoty 1 až 10. V každé iteraci (rozumějte průběhu) cyklu je poté spuštěn další cyklus s proměnnou i. Ten je nám již známý, vypíše násobky, v tomto případě násobíme proměnnou j. Po každém běhu vnitřního cyklu je třeba odřádkovat, to vykoná printf("\n").

Udělejme si ještě jeden program, na kterém si ukážeme práci s vnější proměnnou. Aplikace bude umět spočítat libovolnou mocninu libovolného čísla:

int i;
int a;
int n;
int vysledek;
printf("Mocninator \n");
printf("========== \n");
printf("Zadejte zaklad mocniny: \n");
scanf("%d", &a);
printf("Zadejte exponent: \n");
scanf("%d", &n);

vysledek = a;
for (i = 0; i < (n - 1); i++)
        vysledek = vysledek * a;

printf("Vysledek: %d\n", vysledek);
printf("Dekuji za pouziti mocninatoru \n");

Asi všichni tušíme, jak funguje mocnina. Pro jistotu připomenu, že například 23 = 2 * 2 * 2. Tedy an spočítáme tak, že n-1 krát vynásobíme číslo a číslem a. Výsledek si samozřejmě musíme ukládat do proměnné. Zpočátku bude mít hodnotu a a postupně se bude v cyklu pronásobovat. Pokud jste to nestihli, máme tu samozřejmě článek s algoritmem výpočtu libovolné mocniny. Vidíme, že naše proměnná vysledek je v těle cyklu normálně přístupná. Pokud si však nějakou proměnnou založíme v těle cyklu, po skončení cyklu zanikne a již nebude přístupná.

Výpočet libovolné mocniny pomocí for cyklu v Javě

Už tušíme, k čemu se for cyklus využívá. Zapamatujme si, že je počet opakování pevně daný. Do proměnné cyklu bychom neměli nijak zasahovat ani dosazovat, program by se mohl tzv. zacyklit, zkusme si ještě poslední, odstrašující příklad:

// tento kód je špatně
int i;
for (i = 1; i <= 10; i++)
    i = 1;

Au, vidíme, že program se zasekl. Cyklus stále inkrementuje proměnnou i, ale ta se vždy sníží na 1. Nikdy tedy nedosáhne hodnoty > 10, cyklus nikdy neskončí. Program zastavíme tlačítkem Stop u okna konzole.

While cyklus

While cyklus funguje jinak, jednoduše opakuje příkazy v bloku dokud platí podmínka. Syntaxe cyklu je následující:

while (podminka)
{
        // příkazy
}

Pokud vás napadá, že lze přes while cyklus udělat i FOR cyklus, máte pravdu :) FOR je vlastně speciální případ while cyklu. While se ale používá na trochu jiné věci, často máme v jeho podmínce např. metodu vracející logickou hodnotu true/false. Původní příklad z for cyklu bychom udělali následovně pomocí while:

int i = 1;
while (i <= 10)
{
        printf("%d ", i);
        i++;
}

To ale není ideální použití while cyklu. Vezmeme si naši kalkulačku z minulých lekcí a opět ji trochu vylepšíme, konkrétně o možnost zadat více příkladů. Program tedy hned neskončí, ale zeptá se uživatele, zda si přeje spočítat další příklad. Připomeňme si původní verzi kódu (je to ta verze se switchem, ale klidně použijte i tu bez něj, záleží na vás):

double a;
double b;
int volba; // Mohli bychom použít char abychom zbytečně nepoužívali moc místa
double vysledek;
printf("Vitejte v kalkulacce \n");
printf("Zadejte prvni cislo: \n");
scanf("%lf", &a);
printf("Zadejte druhe cislo: \n");
scanf("%lf", &b);
printf("Zvolte si operaci: \n");
printf("1 - scitani \n");
printf("2 - odcitani \n");
printf("3 - nasobeni \n");
printf("4 - deleni \n");
scanf("%d", &volba);
switch(volba)
{
    case 1:
        vysledek = a + b;
        break;
    case 2:
        vysledek = a - b;
        break;
    case 3:
        vysledek = a * b;
        break;
    case 4:
        vysledek = a / b;
        break;
}
if ((volba > 0) && (volba < 5))
    printf("Vysledek: %f", vysledek);
else
    printf("Neplatná volba \n");
printf("\n");
printf("Dekuji za pouziti kalkulacky");

Nyní vložíme téměř celý kód do while cyklu. Naší podmínkou bude, že uživatel zadá "1", budeme tedy kontrolovat obsah proměnné pokracovat. Zpočátku bude tato proměnná nastavena na "1", aby se program vůbec spustil, poté do ní necháme načíst volbu uživatele:

double a;
double b;
int volba; // Mohli bychom použít char, abychom zbytečně nepoužívali moc místa
double vysledek;
char pokracovat = 1;
printf("Vitejte v kalkulacce \n");
while(pokracovat == 1)
{
    printf("Zadejte prvni cislo: \n");
    scanf("%lf", &a);
    printf("Zadejte druhe cislo: \n");
    scanf("%lf", &b);
    printf("Zvolte si operaci: \n");
    printf("1 - scitani \n");
    printf("2 - odcitani \n");
    printf("3 - nasobeni \n");
    printf("4 - deleni \n");
    scanf("%d", &volba);
    switch(volba)
    {
        case 1:
            vysledek = a + b;
            break;
        case 2:
            vysledek = a - b;
            break;
        case 3:
            vysledek = a * b;
            break;
        case 4:
            vysledek = a / b;
            break;
    }
    if ((volba > 0) && (volba < 5))
        printf("Vysledek: %f", vysledek);
    else
        printf("Neplatná volba \n");
    printf("Prejete si zadat dalsi priklad? [1/0]");
    scanf("%d",  &pokracovat);
}
printf("Dekuji za pouziti kalkulacky");
Kalkulačka v céčku s while cyklem

do while cyklus

Posledním typem cyklu je do while. Je téměř stejný s while, ale kontrolní podmínka je umístěna až na konec cyklu. Máme tedy jistotu, že minimálně jednou cyklus vždy proběhne. Pro ukázku si ještě přepíšeme naši kalkulačku tak, aby používala do while. Všimněme si, že nyní není potřeba nastavovat hodnotu pokracovat před počátkem cyklu, hodnota se nastaví až v samostném cyklu.

double a;
double b;
int volba; // Mohli bychom použít char, abychom zbytečně nepoužívali moc místa
double vysledek;
char pokracovat; //neni potreba nastavovat
printf("Vitejte v kalkulacce \n");
do
{
    printf("Zadejte prvni cislo: \n");
    scanf("%lf", &a);
    printf("Zadejte druhe cislo: \n");
    scanf("%lf", &b);
    printf("Zvolte si operaci: \n");
    printf("1 - scitani \n");
    printf("2 - odcitani \n");
    printf("3 - nasobeni \n");
    printf("4 - deleni \n");
    scanf("%d", &volba);
    switch(volba)
    {
        case 1:
            vysledek = a + b;
            break;
        case 2:
            vysledek = a - b;
            break;
        case 3:
            vysledek = a * b;
            break;
        case 4:
            vysledek = a / b;
            break;
    }
    if ((volba > 0) && (volba < 5))
        printf("Vysledek: %f", vysledek);
    else
        printf("Neplatná volba \n");
    printf("Prejete si zadat dalsi priklad? [1/0]");
    scanf("%d",  &pokracovat);
} while(pokracovat == 1);
printf("Dekuji za pouziti kalkulacky");

Cyklus do while není tak běžný jako předchozí dva cykly, ale v některých situacích je vhodnější.

Naši aplikaci lze nyní používat vícekrát a je již téměř hotová. Příště si ukážeme práci s poli.

S cykly se toho dá dělat mnohem více a dozvíte se to v dalších sekcích našeho kurzu, nemyslíme si, že je vhodné zasypávat vás přemírou syntaxe na úplném začátku. Více si o nich povíme až v článku Pokročilé cykly v jazyce C, na který narazíte znovu během seriálu.

Již toho umíme docela dost, začíná to být zábava, že? :)


 

Stáhnout

Staženo 83x (95.44 kB)

 

  Aktivity (4)

Článek pro vás napsal Monarezio
Avatar
Autor se věnuje Javě, PHP, C, HTML ale furt se tyto jazyky učí. Zajímá ho spíše game design a píše svůj vlastní 2d engine v JavěFX.

Jak se ti líbí článek?
Celkem (3 hlasů) :
55555


 


Miniatura
Předchozí článek
Cvičení k 4.-5. lekci Céčka
Miniatura
Všechny články v sekci
Programování v jazyce C - Základy
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 6. lekci Céčka

 

 

Komentáře

Avatar
Patas007
Člen
Avatar
Patas007:

Kód

int i;
for (i = 0; i <= 10; i++)
printf("%d ", i);

nevytiskne řadu čísel od jedné do deseti, ale OD NULY do deseti.

 
Odpovědět  +1 13.4.2015 16:52
Avatar
Monarezio
Redaktor
Avatar
Odpovídá na Patas007
Monarezio:

Díky za připomínku, upravím ten kód :)

Odpovědět 14.4.2015 8:25
First, solve the problem. Then, write the code.
Avatar
Luka Lukašević:

Dobry den, chtel bych se zeptat jak ve while cyklu docilit nacitani cisel pomoci scanf dokud nenarazim na EOF. Nejsem si jisty jak bych to mel do sveho kodu spravne implementovat aby mi to fungovalo.

Predem dekuji za odpoved. (omlouvam se ze nepouzivam hacky a carky, ale mam pocitac z nemecka kde hacky a carky nemam )

 
Odpovědět 8. ledna 11:27
Avatar
Jindřich Máca
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na Luka Lukašević
Jindřich Máca:

Zdravím! Tady se stačí podívat do dokumentace funkce scanf() http://www.cplusplus.com/…stdio/scanf/?… a zjistíte, že ona přímo vrací hodnotu EOF, pokud k němu dojde. :D To znamená, že pro načítání v cyklu while lze napsat přímo:

int x;
while (scanf("%d", &x) != EOF) {
…

Tento postup může ale mít i svoje úskalí, jelikož např. EOF je vraceno i při chybě a ne jenom při konci vstupu, ale pro jednoduchost to takhle stačí. ;)

Doufám, že i toto vysvětlení je dostačující. :)

Editováno 9. ledna 16:46
 
Odpovědět 9. ledna 16:45
Avatar
Odpovídá na Jindřich Máca
Luka Lukašević:

Moc dekuji! :) vysvetleni dostacujici a moc jste mi pomohl.

Jeste jednou dekuji.

 
Odpovědět  +1 9. ledna 19:12
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
DarkCoder:

Článek ukazuje použití tří cyklů. Bohužel vůbec nevystihuje ohebnost a sílu cyklu FOR. FOR cyklys je zde prezentován tak jak jej známe z ostatních programovacích jazyků.

Tento cyklus má stanovený pevný počet opakování a hlavně obsahuje tzv. řídící proměnnou (celočíselnou)
, ve které se postupně během běhu cyklu mění hodnoty. Syntaxe (zápis) cyklu for je následující:

Řídící proměnná rozhodně nemusí být celočíselná, nemusí vůbec měnit svoji hodnotu a dokonce zde nemusí být vůbec, neboť jsou i jiné způsoby, jakými ukončit cyklus. Důvodem proč je cyklus FOR tak pružný je to, že neklade žádné omezení na typy výrazů, které obsahuje. Výraz může být v cyklu i prázdný!

V článku o cyklech rovněž chybí informace o vytvoření nekonečného cyklu a příkazech BREAK a CONTINUE

Editováno 6. října 12:05
 
Odpovědět 6. října 12:04
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na DarkCoder
David Čápka:

Co píšeš tu je napsané dále, konkrétně zde - http://www.itnetwork.cz/…y-v-jazyce-c Dobrý tutoriál by tě neměl zasypat hned ze začátku fakty co všechno jde, ale dát ti pevný základ a další syntaxi přidávat postupně. Tyto praktiky navíc ani někdy nejsou považované za správné, i když je pravda, že v céčku se to více toleruje, jelikož je to jazyk nižší. Doplním do článku link na pokročilý článek, abyste si vy pokročilí nemysleli, že tu něco zatajujeme.

Editováno 6. října 12:19
Odpovědět 6. října 12:19
Miluji svou práci a zdejší komunitu, baví mě se rozvíjet, děkuji každému členovi za to, že zde působí.
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na David Čápka
DarkCoder:

V pořádku, čtenář má pak jen pocit, že to co v článku bylo uvedeno, je vše. Stačilo se zmínit o jeho pružnosti a to, že si nyní představíme jeho základní variantu. Uvádět odkaz na pokračování dané problematiky je důležité, viz. Váš článek č. 7 Pole, kde se odkazujete na použití vícerozměrných polí a pro práci s řetězci. Příkaz break již už byl autorem použit v předchozím díle a tak jsem očekával, že se zmíní o něm i zde, v článku o cyklech. Jeho užití na rozdíl od příkazu continue řadím k základním programovacím technikám. Tyto příkazy skoku jsou přijímány a tolerovány, aby ne, když usnadňují práci. Ve výsledku i příkaz skoku goto, který nemá zrovna dobrou pověst, je programátory užíván, aniž by to podvědomě věděli. Děkuji za reakci.

 
Odpovědět 6. října 13:12
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na DarkCoder
David Čápka:

Break je tam použitý jen ve switchi, kde označuje logicky spíše konec bloku příkazů než že by člověk úmyslně něco přerušoval, i když z hlediska jazyka dělá samozřejmě totéž :)

Odpovědět 6. října 15:03
Miluji svou práci a zdejší komunitu, baví mě se rozvíjet, děkuji každému členovi za to, že zde působí.
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na David Čápka
DarkCoder:

On ten break ve switchi tam má skutečně funkci podobnou jako v cyklech a to ukončit daný switch. Bloky jsou dány a tvořeny seznamem příkazů v příslušném case, zde se zkrátka užití složených závorek vymezující blok nepoužívá. Ono totiž technicky vzato není příkaz break povinný. Vtip je v tom, že je-li příkaz break vynechán, pokračuje zpracování do dalšího příkazu case nebo default (pokud existují). Zpracování programu tak prochází skrz dokud nedojde na konec příkazu switch. O tom v předchozím článku nebyla ani zmínka. Téměř ve všech výkladech příkaz switch obsahuje příkaz break a to z důvodu, aby čtenář nebyl zmatený, aby pro každou konstantu switche měl spojenou konkrétní část programu a neměl pocit, že mu vše proplouvá skrz mezi prsty. :-) Tak to totiž znal ve spojitosti příkazu IF-ELSE. Zde to funguje jinak a určitý kód programu tak může být společný pro více konstant, což může být někdy žádoucí a dá se toho krásně využít. V tomto případě se využívá prázdná posloupnost příkazů v case, čímž se umožní dvěma nebo více case sdílet stejnou část kódu, viz. úryvek kódu..

char c;
printf("Zadej pismeno: ");
do {
        c = _getch();
} while (!isalpha(c));
switch(c) {
        case 'a':
        case 'e':
        case 'i':
        case 'o':
        case 'u':
        case 'y':
                printf("\nPismeno %c je samohlaska.\n\n", c);
                break;
        default: printf("\nPismeno %c je souhlaska.\n\n", c);
}
 
Odpovědět 6. října 16:04
Děláme co je v našich silách, aby byly zdejší diskuze co nejkvalitnější. Proto do nich také mohou přispívat pouze registrovaní členové. Pro zapojení do diskuze se přihlas. Pokud ještě nemáš účet, zaregistruj se, je to zdarma.

Zobrazeno 10 zpráv z 10.