Lekce 16 - Cykly v Javě potřetí - do-while, break a continue

V minulé lekci, Podmínky v Javě potřetí - Ternární výraz, propadávací switch, jsme se věnovali další syntaxi podmínek.

V dnešním Java tutoriálu se podíváme na cyklus do-while, příkazy break a continue a také na zkrácený zápis již probraného cyklu for. Tutoriál obsahuje méně používané praktiky a slouží hlavně k tomu, aby vás nepřekvapily v cizím kódu. Zatím není příliš důležité, abyste je sami uměli používat.

Cyklus do-while

Cyklus while již dobře známe. Méně používaný do-while se liší pouze tím, že se vždy vykoná nejméně jednou. Jeho podmínka je totiž umístěna až za tělem cyklu. Vypadá tedy takto:

do {
    // kód
} while (podmínka);

Příklad - Kalkulačka

Použití do-while cyklu si ukažme na naší kalkulačce z lekce Cykly v Javě.

Varianta s while

V kalkulačce jsme použili cyklus while, který umožnil celý program opakovat a tak zadávat další a další příklady. Kód vypadal takto (jedná se o verzi s konstrukcí switch):

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.println("Vítejte v kalkulačce");
String pokracovat = "ano";
while (pokracovat.equals("ano")) {
    System.out.println("Zadejte první číslo:");
    double a = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
    System.out.println("Zadejte druhé číslo:");
    double b = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
    System.out.println("Zvolte si operaci:");
    System.out.println("1 - sčítání");
    System.out.println("2 - odčítání");
    System.out.println("3 - násobení");
    System.out.println("4 - dělení");
    int volba = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
    double 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)) {
        System.out.println("Výsledek: " + vysledek);
    } else {
        System.out.println("Neplatná volba");
    }
    System.out.println("Přejete si zadat další příklad? [ano/ne]");
    pokracovat = scanner.nextLine();
}
System.out.println("Děkuji za použití kalkulačky.");

Všimněte si, že jsme se u této varianty s while museli zamyslet nad výchozí hodnotou proměnné pokracovat, které jsme nastavili hodnotu ano, aby podmínka byla splněna pro první průchod cyklem. Vymyslet výchozí hodnotu může být ale někdy poměrně složité a třeba i vyžadovat pomocnou proměnnou. V tomto případě je vhodnější využít cyklus do-while.

Varianta s do-while

Když použijeme cyklus do-while, tak výchozí hodnotu dané proměnné nemusíme řešit:

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

System.out.println("Vítejte v kalkulačce");
String pokracovat;
do {
    System.out.println("Zadejte první číslo:");
    double a = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
    System.out.println("Zadejte druhé číslo:");
    double b = Double.parseDouble(scanner.nextLine());
    System.out.println("Zvolte si operaci:");
    System.out.println("1 - sčítání");
    System.out.println("2 - odčítání");
    System.out.println("3 - násobení");
    System.out.println("4 - dělení");
    int volba = Integer.parseInt(scanner.nextLine());
    double 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)) {
        System.out.println("Výsledek: " + vysledek);
    } else {
        System.out.println("Neplatná volba");
    }
    System.out.println("Přejete si zadat další příklad? [ano/ne]");
    pokracovat = scanner.nextLine();
} while (pokracovat.equals("ano"));
System.out.println("Děkuji za použití kalkulačky.");

Příkazy break a continue

Běh cyklu je potřeba někdy přerušit, k tomu máme následující dvě klíčová slova.

Příkaz break

Příkaz break ukončuje aktuální cyklus. Používá se nejčastěji pokud pomocí cyklu nalezneme nějakou položku v kolekci a dále již v jejím procházení nechceme pokračovat. Nebudeme tak dále zbytečně prohledávat zbytek kolekce, když již máme to, co jsme hledali.

Příklad s využitím break

Představme si, že máme velké a malé štítky na sklenice a chceme použít na všechny sklenice buď jedny nebo druhé. Zajímá nás tedy, zda se text všech popisek vejde na malé štítky. Napíšeme program, který zjistí, zda je v poli slovo delší než 6 znaků. Pokud ano, musíme použít větší štítky.

Začneme cyklem procházet jednotlivá slova a jakmile najdeme slovo delší než 6 znaků, tak si uložíme jeho index. Zatím stále nic nového pod sluncem. V tu samou chvíli ovšem pomocí příkazu break cyklus ukončíme.

Ukázka použití příkazu break:

{JAVA_CONSOLE}
String[] seznamOvoce = {"Jablka", "Hrušky", "Švestky", "Meruňky", "Jahody", "Třešně"};
int hledanyIndex = -1;

for (int i = 0; i < seznamOvoce.length; i++) {
    if (seznamOvoce[i].length() > 6) {
        hledanyIndex = i;
        break;
    }
}

if (hledanyIndex >= 0) {
    System.out.println("První slovo delší než 6 znaků: " + seznamOvoce[hledanyIndex]);
}
{/JAVA_CONSOLE}

Výstup programu:

Konzolová aplikace
První slovo delší než 6 znaků: Švestky

Příkaz break se v praxi často nahrazuje příkazem return za předpokladu, že je kód v naší vlastní metodě. Vlastní metody se ale naučíme deklarovat až v navazujícím kurzu Základy objektově orientovaného programování v Javě. Potom příkaz break doporučuji spíše nepoužívat, správnější varianta je kód pro práci s kolekcí vyčlenit do samostatné funkce.

Příkaz continue

Příkaz continue je podobný příkazu break. Používá se však k ukončení pouze aktuální iterace (průběhu) cyklu a nikoli celého cyklu. Cyklus poté rovnou přechází na další iteraci. Použití continue můžeme najít např. při validování položek při procházení nějaké kolekce.

Příklad s využitím continue

Představme si, že máme od uživatele zadaná čísla a tato čísla chceme sečíst. Uživatel tato čísla zadá jako jeden řetězec, kde každé číslo je oddělené čárkou. Bohužel musíme počítat i s tím, že uživatel zadá místo čísla nějaký nesmysl. Řešení by mohlo vypadat následovně:

{JAVA_CONSOLE}
String retezec = "10,50,ab10cd,30,9";
// rozložení řetězce do pole
String[] polozky = retezec.split(",");
int soucet = 0;
for (String polozka : polozky) {
    // Ověření, že proměnná neobsahuje žádné nečíselné znaky
    if (!polozka.matches("\\d+")) {
        continue;
    }
    // převedení řetězce na celé číslo
    int cislo = Integer.parseInt(polozka);

    soucet += cislo;
}
System.out.println("Součet je: " + soucet);
{/JAVA_CONSOLE}

Výstup programu:

Konzolová aplikace
Součet je: 99

Program sečte všechny správně zadané hodnoty. Formát řetězce ověřujeme pomocí metody matches(). Než se budeme naplno těmito regulárními výrazy zabývat, bude nám stačit, že výraz \\d+ vrátí true, pokud je text jen celé kladné číslo. U nesprávně zadaných hodnot je aktuální iterace ukončena. Místo příkazu continue bychom samozřejmě mohli použít jen příkaz if.

Zkrácený zápis cyklu for

Následující konstrukce jsou zde pro ukázku, co vše je možné potkat v cizích kódech a není dobrý důvod je používat!

Cyklus for je možné zapsat takto zkráceně, bez těla cyklu:

{JAVA_CONSOLE}
for (int i = 0; i < 10; System.out.print(i++));
{/JAVA_CONSOLE}

Výstup:

Konzolová aplikace
0123456789

Psát logiku průběhu běhu cyklu i logiku v cyklu na jeden řádek ovšem není intuitivní. Navíc se tak může snadno zapomenout na inkrementaci proměnné nebo ji inkrementovat vícekrát. 

Dokonce není nutné v hlavičce cyklu for uvádět jakýkoliv příkaz:

for (;;) {
    // nekonečný cyklus
}

Tento zápis je stejný jako:

while (true) {
    // nekonečný cyklus
}

Oba výše deklarované cykly běží do nekonečna a můžete je potkat ve špatně napsaných zdrojových kódech spolu s příkazy break, které z nich potom za nějakých podmínek vyskakují.

Jakmile podmínka není přímo v deklaraci cyklu, je poměrně nepřehledné zjistit, kdy cyklus vůbec skončí a snadné udělat z takového cyklu nechtěně nekonečný. To platí zvláště, když z cyklu vyskakujeme více podmínkami a nepokryjeme všechny možné případy.

Ač dnešní tutoriál obsahoval standardní gramatiku Javy pro cykly, z nových konstrukcí používejte pouze do-while a continue. Přechodně ještě můžete používat příkaz break, než se dostaneme k objektům

V příští lekci, Matematické funkce v Javě a knihovna Math, se podíváme na matematické funkce a základní kurz úplně zakončíme.