6. díl - Cykly v Céčku

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

Unicorn College ONEbit hosting 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.

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 178x (95.44 kB)

 

 

Článek pro vás napsal Samuel Kodytek
Avatar
Jak se ti líbí článek?
4 hlasů
Autor se věnuje Javě, Kotlinu, PHP, C, HTML. Zajímá ho spíše game design.
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 (10)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (17)

Avatar
gusto
Člen
Avatar
gusto:18. srpna 20:39

dobry den, trocha sa zacinam ucit programovat a narazil som na tento super web, je to tu celkom dobre popisane, ale niektore veci mi nejdu do hlavy a dost sa s niecim potrapim.
BTW nikde tu nevidim rok (datum) kedy bol tento tutorial napisany a neviem ci je aktualne tu prispiet a ziadat o vysvetlenie.
Ono niektori si povedia, co to tu placas, ved je to jasne napisane a je to tak jednoduche, ze uz jednoduchsie to ani nemoze byt.
Momentalne mam problem pochopit tento kus kodu

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

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

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");
        return (EXIT_SUCCESS);
}

A konkretne toto

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

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

Trocha to popisem.
V bloku sme na zaciatku deklarovali 4 premenne typu int. Pomocou scanf sme do premennej "a" nacitali zaklad mocniny a do "n" exponent. Pred cyklom for sme do premennej vysledek nacitali premennu "a" ktora je v nasom pripade "2"
Ono ked tomu nerozumiem, tak si do premennych rovno dosadzujem cisla, aby mi to bolo jasnejsie.
Cize v premennej "vysledek je momentalne hodnota 2.
A zacina cyklus for kde to bude vyzerat asi takto (ciselne)

for (i = 0; 0 < (3 - 1); i++)

i=0; 0<2;i++ kedze plati podmienka, ze 0<2 tak by sa mal vykonat prikaz pod nou

vysledek = vysledek * a;

ale premenna "vysledek" ma hodnotu 2, takze ten prikaz pod cyklom for by ciselne vyzeral takto

2 = 2 * a;

a premenna "a" ma tiez hodnotu 2, tak to bude vlastne

2 = 2 * 2;

No a uz toto mi nejak nesedi.
A znova zacne cyklus for, ktory zvysi premennu "i" o 1, takze

for (i = 1; 1 < (3 - 1); i++)

a co sa vykonava potom ?
Nejak sa v tom stracam

 
Odpovědět  +1 18. srpna 20:39
Avatar
Taskkill
Šéfredaktor
Avatar
Odpovídá na gusto
Taskkill:19. srpna 3:08

Prvni prubeh - do 'vysledek' priradime vysledek operace 'vysledek' * 'a'
takze 'vysledek' je ted rekneme roven 4, dalsi prubeh zpusobi to, ze do 'vysledek' se ulozi dalsi nasobek 'vysledku' a promenne 'a' a tak dale a tak dale, jako bys naivne pocital mocninu. Proste 2 * 2 * 2 * 2 === 24

Pozor: uvedom si, ze zatimco v matematice znamenko '=' znamenalo 'rovna se', v programovani je to symbol prirazeni, takze kdyz udelam
vysledek = 2 * vysledek
tak rikam, ze do promenne vysledek se ma ulozit jeji dvojnasobek. Mel by sis nejdriv poradne pohrat s timhle, to je zasadni, jestli z toho nechces jednou mit poradnej gulas, musis pochopit zaklady.

Ohledne data, na datu nezalezi, Cecko je staro-aktualni a dotazy vzdy vygeneruji verejnou udalost na zed, na jakoukoliv nejasnost v clancich se nevahej ptat, na ostatni dotazy jsou tu fora.

Editováno 19. srpna 3:09
 
Odpovědět 19. srpna 3:08
Avatar
pocitac770
Redaktor
Avatar
Odpovídá na gusto
pocitac770:19. srpna 13:11

Jinak datum přidání članku, případně jeho úprav jde zjistit pomocí tlačítka "aktivity" pod článkem

 
Odpovědět 19. srpna 13:11
Avatar
Libor Šimo (libcosenior):19. srpna 19:32

for (i = 1; 1 < (3 - 1); i++)
Druha cast prikazu je podmienka, ktora ked sa splni, ukonci sa cyklus.
Teda ak I = 1 (zaciatok), po ukonceni prveho cyklu (i++) je I = 2, atd....
Podmienka: 1 < (3 - 1) je splnena hned, lebo je to pravda a cyklus sa ukonci. Ale for v druhej casti definuje vacsinou podmienku, ktora zavisi na premennej v prvej casti, teda I. To znamena, ze tam malo byt: I < (3 - 1) a to v preklade znamena: I < 2.

Odpovědět 19. srpna 19:32
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Avatar
gusto
Člen
Avatar
gusto:20. srpna 14:24

2 Taskkill
Ano uz mi je to jasne, pomylil ma operator rovnosti "==" a priradenia "=".
2Libor Šimo (libcosenior)
Nejako ti celkom nerozumiem. Ja som uviedol v mojom prvom prispevku, ze ak tomu nerozumiem, tak si jednoducho natvrdo namiesto premennej dosadim cislo.
Ty pises

Teda ak I = 1 (zaciatok)

lenze v cykle sa zacina od "0" cize zaciatok je "i = 0" po tomto sa vykona uz prikaz, ktory je za cyklom

vysledek = vysledek * a;

cize do premennej "vysledek sa uz ulozi cislo 4 a potom sa vratime do cyklu, kde inkrementujeme (i++) "icko" a az v druhom kroku je "i=1" a kedze 1 <2 znova sa vykona prikaz za cyklom, takze uz sa do premennej ulozi cislo 8 (lebo pred tym bolo 4 (a 4*2 je 8 :) )).
Znova sa vratime do cyklu a prebehne inkrement a kedze "i" sa nam zvysi uz na hodnotu 2 a 2<2 uz neplati tak sa nevykona prikaz za cyklom, ale dalsi prikaz "printf", ktory vypise hodnotu premennej "vysledek".
Dolezite je aby som sa nepomylil, ze for cykluje vtedy ked podmienka plati (ak neplati, tak cyklus sa skonci).

 
Odpovědět 20. srpna 14:24
Avatar
Odpovídá na gusto
Libor Šimo (libcosenior):20. srpna 19:39

Mam pocit, ze nechapes co je premenna. Je to kus pamati, do ktoreho sa vklada hodnota, ktora sa v tomto pripade moze zmenit. Do hodnoty napr. 1 nevlozis nic.

Odpovědět 20. srpna 19:39
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Avatar
gusto
Člen
Avatar
Odpovídá na Libor Šimo (libcosenior)
gusto:20. srpna 22:31

Viem co je premenna. Napisal si spravne je to vyhradeny kus pamati, ktoreho velkost zavisi od datoveho typu. Uz z nazvu premenna je jasne, ze sa moze pocas behu programu jej hodnota menit.
Ja som ale nenapisal ze chcem nieco vlozit do hodnoty 1
Zrejme sa nerozumieme.
Libor Šimo (libcosenior) ..... pises:

for (i = 1; 1 < (3 - 1); i++) Druha cast prikazu je podmienka, ktora ked sa splni, ukonci sa cyklus.

Ale autor clanku pise v clanku

podminka je podmínka vykonání dalšího kroku cyklu. Jakmile nebude platit, cyklus se ukončí. Podmínka může být např. i < 10.

Dalej pises:

Podmienka: 1 < (3 - 1) je splnena hned, lebo je to pravda a cyklus sa ukonci.

Cyklus (podla autora clanku) ale pokracuje dalej (lebo toto urcite plati 1<2). A cyklus konci vtedy ak podmienka neplati.

 
Odpovědět 20. srpna 22:31
Avatar
Odpovídá na gusto
Libor Šimo (libcosenior):21. srpna 6:15

Sorry, mas pravdu, spatne som to sformuloval.

Odpovědět 21. srpna 6:15
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Avatar
Odpovídá na gusto
Libor Šimo (libcosenior):21. srpna 6:29

Zmiatlo ma to, ze tvoj zapis je vlastne nekonecny cyklus a zvysovanie prememmej 'i' nema vyznam.

Odpovědět 21. srpna 6:29
Aj tisícmíľová cesta musí začať jednoduchým krokom.
Avatar
gusto
Člen
Avatar
gusto:21. srpna 9:04

Mne tiez to programovanie tazko ide do hlavy, niekedy mi nie je vsetko jasne, preto sa radsej opytam aby som sa nezamotaval dalej a nebol v omyle (ak sa to clovek na prvy raz zle nauci/pochopi potom sa to horsie oduca).

 
Odpovědět 21. srpna 9:04
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 27. Zobrazit vše