November Black Friday C/C++ week
Black Friday je tu! Využij jedinečnou příležitost a získej až 80 % znalostí navíc zdarma! Více zde
Pouze tento týden sleva až 80 % na e-learning týkající se C/C++

Lekce 6 - Cykly v Céčku

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

V minulé lekci, Podmínky (větvení) v jazyce C, jsme si 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.

Tento výukový obsah pomáhají rozvíjet následující firmy, které dost možná hledají právě tebe!

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? :) V příští lekci, Pole v jazyce C, se budeme věnovat polím.


 

Stáhnout

Staženo 334x (95.44 kB)

 

 

Článek pro vás napsal Samuel Kodytek
Avatar
Jak se ti líbí článek?
5 hlasů
Autor se věnuje všem jazykům okolo JVM. Rád pomáhá lidem, kteří se zajímají o programování. Věří, že všichni mají šanci se naučit programovat, jen je potřeba prorazit tu bariéru, který se říká lenost.
Předchozí článek
Podmínky (větvení) v jazyce C
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 6. lekci Céčka
Aktivity (14)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (41)

Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
DarkCoder:21.2.2018 20:23

Takovéto přepsání cyklu do-while je chybné. Proměnná i použita jako argument funkce printf() není určena a tudíž úryvek kódu s do-while cyklem postrádá smysluplný výsledek. V příkladu s kalkulačkou počáteční hodnota proměnné pokracovat nemusí být určena. Sice je podmínka cyklu vyhodnocena na jeho konci stejně jako ve tvém přepisu, ale těsně předtím je proměnná pokracovat naplněna pomocí funkce scanf(). Takže se proměnná pokracovat porovnává s konkrétní (určenou) hodnotou a proto je tento kód správně.

Globální proměnné a statické lokální proměnné, které nejsou explicitně inicializovány, jsou automaticky nastaveny na nulu. Ostatní lokální proměnné, které nejsou inicializovány, mohou obsahovat libovolnou neznámou hodnotu. Některé překladače jazyka C mohou nastavovat neinicializované lokální proměnné na nulu, ale na to bych se rozhodně nespoléhal. Použití neurčené globální proměnné je možné ale není považováno za správné.

Odpovědět
21.2.2018 20:23
"„Učíš-li se proto, aby sis zapamatoval, zapomeneš. Učíš-li se proto, abys porozuměl, zapamatuješ si."
Avatar
Rudolf Mak
Člen
Avatar
Rudolf Mak:10.4.2018 20:58

Zdravím, chcel by som sa spýtať aký je rozdiel medzi deklarovaním počítadla cyklu pred cyklom a v príkaze cyklu:

for (int i = 0;i<10;i++)
{

}

kedže aj táto forma funguje (aspoň mne).

 
Odpovědět
10.4.2018 20:58
Avatar
David Čápka
Tým ITnetwork
Avatar
Odpovídá na Rudolf Mak
David Čápka:10.4.2018 21:02

Ahoj, zápis v článku je klasičtější, to co ti funguje jde až od standardu C99, můžeš se podívat jak moc je tato verze rozšířená. Vzpomínám si, že když jsem to řešil, došel jsem k tomu, že budu používat raději ten klasický zápis, ale třeba je dnes již situace jiná. Ve většině případů to je asi jedno.

Odpovědět
10.4.2018 21:02
Jsem moc rád, že jsi na síti, a přeji ti top IT kariéru, ať jako zaměstnanec nebo podnikatel. Máš na to! :)
Avatar
Rudolf Mak
Člen
Avatar
Odpovídá na David Čápka
Rudolf Mak:10.4.2018 21:25

Ďakujem za odpoveď, myslím že ostanem tiež pri klasickom zápise, kedže je viac podporovaný a rozdiel v zápise je minimálny.

 
Odpovědět
10.4.2018 21:25
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na Rudolf Mak
DarkCoder:10.4.2018 22:03

Deklarací proměnné uvnitř cyklu zpřesňuješ rozsah viditelnosti proměnné. Nejen že deklaruješ proměnnou až tehdy když je třeba a šetříš tak pamětí, ale mnoho překladačů tak může lépe optimalizovat tvůj zdrojový kód. Drobnou nevýhodou je podpora od standardu C99, což už ale kvalitní překladače mají a čitelnost programu. Deklarace proměnných na začátku funkce či bloku je mnohem pohodlnější.

Odpovědět
10.4.2018 22:03
"„Učíš-li se proto, aby sis zapamatoval, zapomeneš. Učíš-li se proto, abys porozuměl, zapamatuješ si."
Tento výukový obsah pomáhají rozvíjet následující firmy, které dost možná hledají právě tebe!
Avatar
Lukáš Gardoň:Včera 14:36

Ahoj, měl bych jeden malý dotaz. Jednou se mi náhodou podařilo místo čísla zadat písmeno a program se mi zacyklil. Je to správně a nebo měl NetBeans vyhlasit nějakou chybu.Příklad níže :

double a;
printf("Zadejte prvni cislo: \n");
scanf("%lf, &a);

a ja místo hodnoty zadám písmeno. Poté mi to běží pořád dokola a nevypíše chybu. Je to správně ? Děkuji.

 
Odpovědět
Včera 14:36
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na Lukáš Gardoň
DarkCoder:Včera 14:57

V jazyce C lze snadno převádět znaky na malou číselnou hodnotu a obráceně. Číselná hodnota se odvíjí od ASCII hodnoty daného znaku. V C je tento způsob převodu naprosto korektní a překladač tak při překladu neohlásí žádnou chybu. Co se zobrazí závisí na použité funkci popřípadě specifikaci formátu u funkce printf(). Podívej se do ASCII tabulky, abys viděl, jaká hodnota kterému znaků odpovídá. Tvůj úryvek kódu je v pořádku. Pokud chceš vědět zda vše proběhlo v pořádku, otestuj si návratovou hodnotu funkce scanf(). Ano, program se může zacyklit pokud podmínka cyklu bude vždy pravdivá a ty nepouzijes mechanismus k ukončení cyklu (příkaz break nebo změna hodnoty proměnné řídící cyklus).

Odpovědět
Včera 14:57
"„Učíš-li se proto, aby sis zapamatoval, zapomeneš. Učíš-li se proto, abys porozuměl, zapamatuješ si."
Avatar
Lukáš Gardoň:Včera 15:18

Děkuji za odpověď a ještě se raději zeptám jednou jestli to správně chápu. Když teda mám datový typ double a zadám např. málé a (V ASCII by to měla být hodnota 97) tak mi program dosadí 97 ?

Např. v tomto kódě :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

int main(int argc, char** argv)
{

double a;
double b;
int volba; // Mohli bychom použít char, abychom zbytečně nepoužívali moc místa
double vysledek;
int pokracovani;
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("\n");
    printf("Pro pokracovani volba 1,ukoncit volba 0\n");
    scanf("%d", &pokracovani);

    }while (pokracovani==1);
printf("Dekuji za pouziti kalkulacky");
return (EXIT_SUCCESS);
}

Když mám zadávat první číslo a zadám a, tak výpisem je toto :

Vitejte v kalkulacce
Zadejte prvni cislo:
a
Zadejte druhe cislo:
Zvolte si operaci:
1 - scitani
2 - odcitani
3 - nasobeni
4 - deleni
Neplatna volba

Pro pokracovani volba 1,ukoncit volba 0
Dekuji za pouziti kalkulacky

, takže sem dosadil hodnotu 97 pro proměnou (a). Na další se mě ani nezeptá vypíše všechny funkce printf a skončí

 
Odpovědět
Včera 15:18
Avatar
DarkCoder
Člen
Avatar
Odpovídá na Lukáš Gardoň
DarkCoder:Včera 16:00

Zde to funguje jinak, specifikace formátu %lf říká, že funkce scanf() má očekávat desetinné číslo typu double. Jelikož písmeno 'a' není v setu znaků pro desetinné číslo, nebude načtení do proměnné úspěšné. Ve vstupním bufferu ti zůstane znak odřádkování který je načten následující vstupní funkcí. Proto dochází k přeskočení čtení druhého čísla. Zaměňování znaků za číselnou hodnotu lze využít ve switch nebo u funkce printf().

Jinak ještě pár doplňků k programu. Stdlib.h ani math.h nepotřebuješ. Specifikace formátu u printf() pro double je %f nikoli %lf. Oddel si příkazy v části else. Pouze první je jeho součástí.

Odpovědět
Včera 16:00
"„Učíš-li se proto, aby sis zapamatoval, zapomeneš. Učíš-li se proto, abys porozuměl, zapamatuješ si."
Avatar
Odpovídá na DarkCoder
Lukáš Gardoň:10:44

Děkuji moc za vysvětlení(do­plnění).

 
Odpovědět
10:44
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 51. Zobrazit vše