6. díl - Cykly v Céčku

C a C++ Céčko Základní konstrukce C Cykly v Céčku

ONEbit hosting Unicorn College Tento obsah je dostupný zdarma v rámci projektu IT lidem. Vydávání, hosting a aktualizace umožňují jeho sponzoři.

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");

Konzolová aplikace
Knock!
Knock!
Knock!
Penny!

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. Slovo 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. Všimněte si, že v cyklu tentokrát nezačínáme na nule, ale můžeme nastavit počáteční hodnotu 1 a koncovou 10. V programování je ovšem zvykem začínat od nuly, později zjistíme proč.

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");

Konzolová aplikace
Mala nasobilka pomoci cyklu:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30
4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
6 12 18 24 30 36 42 48 54 60
7 14 21 28 35 42 49 56 63 70
8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
9 18 27 36 45 54 63 72 81 90
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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.

Konzolová aplikace
Mocninator
==========
Zadejte zaklad mocniny:
2
Zadejte exponent:
8
Vysledek: 256
Dekuji za pouziti mocninatoru

Již 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: %lf\n", vysledek);
else
        printf("Neplatna 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: %lf\n", vysledek);
        else
                printf("Neplatna volba \n");
        printf("Prejete si zadat dalsi priklad? [1/0]");
        scanf("%d",  &pokracovat);
}
printf("Dekuji za pouziti kalkulacky");

Výsledek:

Konzolová aplikace
Vitejte v kalkulacce
Zadejte prvni cislo:
10
Zadejte druhe cislo:
20
Zvolte si operaci:
1 - scitani
2 - odcitani
3 - nasobeni
4 - deleni
1
Vysledek: 30.000000
Prejete si zadat dalsi priklad? [1/0]1
Zadejte prvni cislo:
50
Zadejte druhe cislo:
20
Zvolte si operaci:
1 - scitani
2 - odcitani
3 - nasobeni
4 - deleni
2
Vysledek: 30.000000
Prejete si zadat dalsi priklad? [1/0]0
Dekuji za pouziti kalkulacky

Do-while cyklus

Posledním typem cyklu je do while. Je téměř stejný jako 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: %lf\n", vysledek);
        else
                printf("Neplatna 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 kurzu.

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


 

Stáhnout

Staženo 148x (95.44 kB)

 

 

Článek pro vás napsal Monarezio
Avatar
Jak se ti líbí článek?
4 hlasů
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.
Miniatura
Předchozí článek
Podmínky (větvení) v jazyce C
Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 6. lekci Céčka
Aktivity (9)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (6)

Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
David Čápka:6.10.2016 12:19

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 6.10.2016 12:19
Odpovědět 6.10.2016 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:6.10.2016 13:12

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 6.10.2016 13:12
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na DarkCoder
David Čápka:6.10.2016 15:03

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 6.10.2016 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:6.10.2016 16:04

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 6.10.2016 16:04
Avatar
dfdfdf
Člen
Avatar
dfdfdf:1. ledna 14:16

Dobry den.Mam otazku.Proc v mocninatoru piseme,ze vysledek=a?Proc nejde napsat vysledek=a*a?A ne vysledek=vysle­dek*a?

 
Odpovědět 1. ledna 14:16
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na dfdfdf
David Čápka:1. ledna 14:29

Protože a * a je vždy druhá mocnina.

Odpovědět 1. ledna 14:29
Miluji svou práci a zdejší komunitu, baví mě se rozvíjet, děkuji každému členovi za to, že zde působí.
Avatar
Andrej Roštek:7. února 15:44

Zdravím, z nějakého důvodu mi Mocninátor funguje pouze pokud místo (n - 1) napíšu n. Jinak to umocní špatně. Ale když zkopíruju kód z webu, funguje to.

Kde mám chybu?

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");
printf("Dik za pouziti mocninatoru \n");

 
Odpovědět 7. února 15:44
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na Andrej Roštek
DarkCoder:7. února 18:06

Chybí Ti argument funkce printf() na předposledním řádku.

 
Odpovědět 7. února 18:06
Avatar
Andrej Roštek:7. února 18:40

Děkuju!

 
Odpovědět 7. února 18:40
Avatar
Lukáš Vičík:16. května 13:52

Pokud vidím dobře tak vám v case chyby default gate.Pokud se mílím tak se omlouvám.

 
Odpovědět 16. května 13:52
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 16. Zobrazit vše