6. díl - Cykly v C#

C# .NET Základní konstrukce Cykly v C# American English version English version

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

Minule 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 int i = 0. Samozřejmě si můžeme proměnnou i vytvořit někde nad tím a už nemusíme psát slovíčko int, bývá ale zvykem používat právě int i.
  • 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 operátorů ++ 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:

Console.WriteLine("Knock");
Console.WriteLine("Knock");
Console.WriteLine("Knock");
Console.WriteLine("Penny!");
Console.ReadKey();

My ale už nic nemusíme otrocky opisovat:

for (int i=0; i < 3; i++)
{
        Console.WriteLine("Knock");
}
Console.WriteLine("Penny!");
Console.ReadKey();

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. Příkaz se spustí 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. Protože nebudeme chtít, aby se nám v konzoli text vždy odřádkoval, použijeme místo WriteLine pouze Write.

for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i);
Console.ReadKey();

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:

Console.WriteLine("Malá násobilka pomocí cyklu:");
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 2);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 3);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 4);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 5);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 6);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 7);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 8);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 9);
Console.WriteLine();
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        Console.Write("{0} ", i * 10);
Console.ReadKey();

Konzolová aplikace
Malá násobilka pomocí 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:

Console.WriteLine("Malá násobilka pomocí dvou cyklů:");
for (int j = 1; j <= 10; j++)
{
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
                Console.Write("{0} ", i * j);
        Console.WriteLine();
}
Console.ReadKey();

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 Console.Write­Line(). Můžete si zkusit vypsané řádky upravit pomocí metody PadLeft tak, aby byla čísla hezky ve sloupcích.

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

Console.WriteLine("Mocninátor");
Console.WriteLine("==========");
Console.WriteLine("Zadejte základ mocniny: ");
int a = int.Parse(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Zadejte exponent: ");
int n = int.Parse(Console.ReadLine());

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

Console.WriteLine("Výsledek: {0}", vysledek);
Console.WriteLine("Děkuji za použití mocninátoru");
Console.ReadKey();

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
Mocninátor
==========
Zadejte základ mocniny:
2
Zadejte exponent:
3
Výsledek: 8
Děkuji za použití mocninátoru

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
for (int i = 1; i <= 10; i++)
        i = 1;
Console.ReadKey();

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. Okno programu zavřeme nebo použijeme tlačítko Stop v lište Visual Studia.

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)
{
        Console.Write("{0} ", i);
        i++;
}
Console.ReadKey();

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):

Console.WriteLine("Vítejte v kalkulačce");
Console.WriteLine("Zadejte první číslo:");
float a = float.Parse(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Zadejte druhé číslo:");
float b = float.Parse(Console.ReadLine());
Console.WriteLine("Zvolte si operaci:");
Console.WriteLine("1 - sčítání");
Console.WriteLine("2 - odčítání");
Console.WriteLine("3 - násobení");
Console.WriteLine("4 - dělení");
int volba = int.Parse(Console.ReadLine());
float vysledek = 0;
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))
        Console.WriteLine("Výsledek: {0}", vysledek);
else
        Console.WriteLine("Neplatná volba");
Console.WriteLine("Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.");
Console.ReadKey();

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

Console.WriteLine("Vítejte v kalkulačce");
string pokracovat = "ano";
while (pokracovat == "ano")
{
        Console.WriteLine("Zadejte první číslo:");
        float a = float.Parse(Console.ReadLine());
        Console.WriteLine("Zadejte druhé číslo:");
        float b = float.Parse(Console.ReadLine());
        Console.WriteLine("Zvolte si operaci:");
        Console.WriteLine("1 - sčítání");
        Console.WriteLine("2 - odčítání");
        Console.WriteLine("3 - násobení");
        Console.WriteLine("4 - dělení");
        int volba = int.Parse(Console.ReadLine());
        float vysledek = 0;
        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))
                Console.WriteLine("Výsledek: {0}", vysledek);
        else
                Console.WriteLine("Neplatná volba");
        Console.WriteLine("Přejete si zadat další příklad? [ano/ne]");
        pokracovat = Console.ReadLine();
}
Console.WriteLine("Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.");
Console.ReadKey();

Konzolová aplikace
Vítejte v kalkulačce
Zadejte první číslo:
12
Zadejte druhé číslo:
128
Zvolte si operaci:
1 - sčítání
2 - odčítání
3 - násobení
4 - dělení
1
Výsledek: 140
Přejete si zadat další příklad? [ano/ne]
ano
Zadejte první číslo:
-10,5
Zadejte druhé číslo:

Naši aplikaci lze nyní používat vícekrát a je již téměř hotová. Příště si ukážeme, jak zabezpečit všechny vstupy od uživatele.

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


 

Stáhnout

Staženo 854x (90.66 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce C#

 

 

Článek pro vás napsal David Čápka
Avatar
Jak se ti líbí článek?
39 hlasů
Autor pracuje jako softwarový architekt a pedagog na projektu ITnetwork.cz (a jeho zahraničních verzích). Velmi si váží svobody podnikání v naší zemi a věří, že když se člověk neštítí práce, tak dokáže úplně cokoli.
Unicorn College Autor se informační technologie naučil na Unicorn College - prestižní soukromé vysoké škole IT a ekonomie.
Miniatura
Předchozí článek
Podmínky (větvení)
Miniatura
Všechny články v sekci
Základní konstrukce jazyka C#
Miniatura
Následující článek
Cvičení k 6. lekci C# .NET
Aktivity (5)

 

 

Komentáře
Zobrazit starší komentáře (129)

Avatar
Jiří z Pardubic:16. ledna 11:31

Děkuji, Michale za odpověď.
Domníval jsem se, že digitalRead(z[i]); přečte po jednotlivých bitech byte z datových vstupů a umístí je do vnitřeniho registru. A ten chci přečíst.
To, že je mimo cyklus jsem zjistil, pokusil jsem se to odstranit "globální proměnnou" definovanou před void setup. Překladač to zbaštil, ale
vysledek = digitalRead(z[i]);
Serial.write(vys­ledek);
posílá na seriál. linku nemysly. Přes odpory jsem nastavoval bity na datech D2 až D9.

 
Odpovědět 16. ledna 11:31
Avatar
Jiří z Pardubic:16. ledna 11:47

To, že posílá nesmysly je také logické, ale pořád nevím, jak přečíst byte z D2 - D9 a umístit ho do proměnné.
Propojím dva Ard a snad najdu, jak na to.

 
Odpovědět 16. ledna 11:47
Avatar
JK CZ
Člen
Avatar
Odpovídá na Jiří z Pardubic
JK CZ:16. ledna 19:05
// V kazdem cyklu...
void loop() {
        for (int i = 2; i < 10; i++) {
        Serial.write(digitalRead(z[i]);
        }
}

//nebo najednou vse...

void loop() {

            byte[] vysledek = new byte[8];
            for (int i = 2; i < 10; i++)
            {
                vysledek[i-2] = digitalRead(z[i]);
            }
            Serial.write(vysledek);
}
 
Odpovědět 16. ledna 19:05
Avatar
Odpovídá na JK CZ
Jiří z Pardubic:16. ledna 19:39

To vypadá nadějně, vyzkouším to.
Děkuji a přeji hezký večer.

 
Odpovědět 16. ledna 19:39
Avatar
Jakub M
Člen
Avatar
Jakub M:4. února 13:22

Dobrý den, můžete mi prosím někdo vysvetlit rozdíl mezi:

Console.Write­Line("Malá násobilka pomocí cyklu.");
for (int i = 1; i <= 10; i++)
Console.Write("{0} ", i);

a
Console.Write­Line("Malá násobilka pomocí cyklu.");
for (int i = 1; i <= 10; i++)
Console.Write(" " + i);

Ukáže mi to stejné hodnoty.

 
Odpovědět 4. února 13:22
Avatar
vajkuba1234
Člen
Avatar
Odpovídá na Jakub M
vajkuba1234:4. února 19:22

U druheho cyklu bude jako prvni mezera a az pak cislo. U prvniho cyklu bude prvni cislo.

Odpovědět  +1 4. února 19:22
No hope, no future, JUST WAR! For world peace Israel must be DESTROYED!
Avatar
Jakub M
Člen
Avatar
Odpovídá na vajkuba1234
Jakub M:5. února 7:27

Takže mohu použít toto (i + " ") a bude to to samé?

 
Odpovědět 5. února 7:27
Avatar
Odpovědět 5. února 9:24
Nikdy neříkej nahlas, že to nejde. Vždycky se totiž najde blbec, který to neví a udělá to...
Avatar
Matúš V
Člen
Avatar
Odpovídá na Jakub M
Matúš V:5. února 9:29

Bude to rovnako ako toto - Console.Write("{0} ", i);

 
Odpovědět 5. února 9:29
Avatar
Bruno Schwarzbach:7. března 20:11

Pro inspiraci začátečníků, jako jsem já, si dovoluji postnout násobilku vylepšenou o zarovnání výsledků pomocí ToString / PadLeft a podbarvení krajních sloupců s využitím podmínky - inspirováno požadavky mé dcery, žákyně ZŠ...

int a, b, c;
            Console.WriteLine("Malá násobilka:");
            Console.WriteLine();
            for (a = 1; a <= 10; a++)
            {
                for (b = 1; b <= 10; b++)
                {
                    c = a * b;
                    if ((b == 1) || (a == 1))
                        Console.BackgroundColor = ConsoleColor.Blue;
                    else
                        Console.ResetColor();
                    Console.Write(c.ToString().PadLeft(4));
                }
                Console.WriteLine();
                }
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("Stiskni klávesu pro ukončení...");
            Console.ReadKey(true);
 
Odpovědět  +1 7. března 20:11
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 139. Zobrazit vše