LINUXSOFT.cz Přeskoč levou lištu
Uživatel: Heslo:  
   CZUKPL

> C/C++ (8) - Cykly

Jazyk C nabízí hned tři druhy cyklů. Probereme je všechny a dojde i na klíčová slova break, continue a goto.

2.12.2004 08:00 | Jan Němec | Články autora | přečteno 60061×

Cykly

Při programování se běžně dostaneme do situace, kdy je třeba nějakou činnost vykonat opakovaně. Standardním nástrojem pro tento případ jsou v téměř všech programovacích jazykách cykly. Céčko nabízí hned tři typy cyklů.

  • while
  • do - while
  • for

while cyklus

Cyklus while má následující strukturu:

while (logická hodnota)
  příkaz nebo blok

Do češtiny by se to dalo přeložit asi jako "Dokud platí logická hodnota, vykonávej příkaz/blok". Nejprve se vyhodnotí logická hodnota a není-li pravdivá, vykonávání cyklu se ukončí. V opačném případě se provede následující příkaz nebo blok, potom se znovu vyhodnotí podmínka. Je-li i tentokrát pravdivá, pokračuje se ve vykonávání cyklu podle již známého schématu, jinak se cyklus opustí.

V praxi se while cyklus obvykle používá, pokud neznáme předem počet iterací cyklu, například při čtení ze souboru (dokud nejsi na konci souboru, čti) nebo jako hlavní smyčka programů s grafickým uživatelským rozhraním (dokud má pro nás systém událost, zpracuj ji). Nic nám však nebrání vypsat pomocí while cyklu třeba čísla od jedničky do desítky.

int i = 1;

while (i <= 10) {
  printf("%i\n", i);
  i++;
}

Podobně jako u if a else se i zde se jako součást těla cyklu bere pouze bezprostředně následující příkaz. Pokud chceme opakovaně vykonávat více příkazů, je třeba je uzavřít do bloku. Navíc pokud těsně za podmínku umístíte středník, jde o cyklus s prázdným tělem a opakovaně se vykonává pouze podmínka.

int i = 1000000000;

while (i--);

Výše uvedený příklad může sloužit jako jednoduchý test rychlosti procesoru, samozřejmě jen pokud překladač cyklus "nevyoptimalizuje" tj. neodstraní. V akademické sféře kolují historky o podobných cyklech v prvních verzích komerčního software, aby se pak dobře prodávala i druhá a rychlejší verze programu, nicméně moje programátorská praxe ve dvou firmách tyto domněnky nepotvrzuje.

do - while cyklus

Cyklus do - while se od while cyklu liší jen mírně.

do
  příkaz nebo blok
while (logická hodnota);

Rozdíl oproti while cyklu je jen v tom, že se nejprve vykoná tělo cyklu a teprve potom se zkontroluje podmínka. To znamená, že tělo se vždy alespoň jednou provede. Řada programátorů považuje tento cyklus za nepřehledný a systematicky se mu vyhýbá. Pokud uvidíme v cizím kódu klíčové slovo while, opravdu nemusí být na první pohled jasné, o který typ cyklu se jedná. Cyklus do - while se nejčastěji používá pro opakované vykonávání nějaké akce tak dlouho, dokud neselže (někdy naopak dokud neuspěje). Může jít opět o čtení ze souboru nebo třeba pokus o získání nějakých systémových prostředků, kdy se snažíme tak dlouho, než uspějeme. I tento cyklus jde samozřejmě použít i na výpis čísel od jedničky do desítky. Následující příklad jsem schválně napsal špatně. Dokážete říci, jaká čísla program vypíše, aniž byste jej přeložili a spustili?

int i = 1;
do {
  i++;
  printf("%i\n", i);
} while (i <= 10);

for cyklus

Pokud chceme provádět nějakou akci pro celá čísla z nějakého předem známého intervalu, je while cyklus zbytečně obecný a těžkopádný. Většina jazyků proto nabízí ještě for cyklus. V Céčku je sice i tento cyklus navržen dost obecně, ale přesto jej v těchto případech drtivá většina programátorů použije.

for (inicializace; podmínka; krok)
  příkaz nebo blok

(1) Nejprve se provede inicializace, potom (2) se ověří podmínka. Není-li splněna, cyklus se ukončí. V opačném případě se (3) provede příkaz/blok, (4) provede krok a pokračuje se zpět k podmínce (2) a dál už to známe. Náš příklad s výpisem deseti čísel by skoro každý C programátor napsal asi takhle:

int i;

for (i = 1; i <= 10; i++)
  printf("%i\n", i);

Podobně jako podmínky, i cykly lze do sebe zanořovat. Pokud chceme vypsat matici, jejíž prvky jsou souřadnice, vnoříme dva for cykly do sebe.

int i, j;

for (i = 1; i <= 5; i++)
  for (j = 1; j <= 5; j++)
    printf("[%i, %i]%s", i, j, j == 5 ? "\n" : " ");

Pro ty, kteří již zapomněli podrobnosti o printf, podmíněném výrazu nebo řetězcových konstantách, připomínám, pomocí %s a posledního parametru printf vkládám za poslední prvek každého řádku matice znak '\n' - oddělovač řádku a v ostatních případech " " - mezeru.

break, continue a goto

Jednoduché příklady jdou poměrně přirozeně naprogramovat jen s pomocí základní syntaxe některého z cyklů. Ve složitějších případech se ovšem stává, že v těle cyklu zjistíme, že vlastně chceme skončit nebo přeskočit zbytek těla a rovnou pokračovat další iterací. Pomocí if a else v těle cyklu a někdy i pomocných logických proměnných lze vždy podobnou situaci vyřešit, ale program je potom zbytečně nepřehledný. Lepší je použít break nebo continue. Klíčové slovo break způsobí, že se přeruší vykonávání celého cyklu, zatímco continue pouze ukončí aktuální iteraci a zajistí přechod na iteraci následující. Díky break lze vytvářet cykly, kde je ukončovací podmínka vždy splněna a přesto se nejedná o nekonečný cyklus. Pokud chceme vypsat všechna lichá čísla od jedničky do devatenácti, můžeme místo standardního

int i;
for (i = 1; i < 20; i += 2)
  printf("%i ", i);

napsat třeba

int i = 0;

while (1) {
  i++;
  if (i % 2 == 0) continue;
  if (i >= 20) break;
  printf("%i ", i);
}

Je vidět, že kód s break a continue je delší a méně přehledný. Skutečné praktické příklady problémů, kde nová klíčová slova naopak výrazně pomůžou, by byly složitější.

Příkazy break a continue se váží vždy k nejvnitřnější struktuře, která je podporuje (v našem případě je to vždy nějaký cyklus). Pokud tedy máme například dva vnořené for cykly, break v těle vnitřního cyklu ukončí jen vnitřní cyklus, nikoli vnější.

Někdy ani break a continue nepomohou. Při psaní komplikovaných algoritmů (z vlastní praxe mohu uvést například šachy nebo parsování textu) se někdy hodí nástroj nejtěžšího kalibru - příkaz goto. Pomocí návěstí a goto můžeme při vykonání programu skočit v rámci jedné funkce téměř odkudkoli kamkoli. Pomocí identifikátoru a dvojtečky vytvoříme návěstí a příkazem goto na označené místo prostě skočíme. Můžeme tak vstoupit do cyklu nebo jej opustit. Pomocí podmínky a goto lze i cykly vytvářet. Náš známý příklad s výpisem čísel může vypadat i takhle:

int i = 1;

zacatek_cyklu:
printf("%i\n", i);
i++;
if (i <= 10) goto zacatek_cyklu;

Výše uvedený příklad berte jako příklad odstrašující, mnohem lepší je použít jednoduše for cyklus. Pomocí několika goto a návěstí v jedné funkci lze snadno napsat kód, ve kterém se nevyzná ani jeho autor. Právě proto působí goto na strážce syntaktické čistoty kódu, puristy počítačových jazyků a většinu učitelů programování stejně jako rudý hadr na býka. Pravdou je, že asi 90% algoritmů lze velmi přirozeným způsobem popsat jen pomocí běžných řídících struktur jako jsou podmínky a cykly. V 9% nám pomůže break a continue. Jen v 1% případů je i poté kód zbytečně komplikovaný a goto vede ke zjednodušení. Jako nejčastější rozumné příklady použití goto bych jmenoval opuštění vnějšího cyklu nebo skok na kód, který čistí paměť po detekci chyby a opouští funkci.

Pokračování příště

Známe už tři druhy cyklů, ale příklady na jejich použití, které jsem uváděl, byly přece jen trochu umělé a vykonstruované. Ve praxi se zejména for cyklus velmi často používá v souvislosti s "hromadnou proměnnou" - polem a právě pole probereme v příštím dílu.

Verze pro tisk

pridej.cz

 

DISKUZE

puts() 4.12.2004 12:15 Petr
L Re: puts() 6.12.2004 07:46 Jan Němec
Příkaz cyklu s podmínku na konci 9.12.2004 22:17 Petr Zajíc




Příspívat do diskuze mohou pouze registrovaní uživatelé.
> Vyhledávání software
> Vyhledávání článků

13.9.2017 8:00 /František Kučera

Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt – tentokrát netradičně v pondělí: 18. září od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).


Přidat komentář

3.9.2017 20:45 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: Dne 21. září 2017 proběhne v Praze konference "Mobilní řešení pro business". Hlavní tématy konference budou: nejnovější trendy v oblasti mobilních řešení pro firmy, efektivní využití mobilních zařízení, bezpečnostní rizika a řešení pro jejich omezení, správa mobilních zařízení ve firmách a další.
Přidat komentář

15.5.2017 23:50 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě DIY, CNC, SDR nebo morseovka? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve čtvrtek 18. května od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.5.2017 16:42 /Honza Javorek
PyCon CZ, česká konference o programovacím jazyce Python, se po dvou úspěšných ročnících v Brně bude letos konat v Praze, a to 8. až 10. června. Na konferenci letos zavítá např. i Armin Ronacher, známý především jako autor frameworku Flask, šablon Jinja2/Twig, a dalších projektů. Těšit se můžete na přednášky o datové analytice, tvorbě webu, testování, tvorbě API, učení a mentorování programování, přednášky o rozvoji komunity, o použití Pythonu ve vědě nebo k ovládání nejrůznějších zařízení (MicroPython). Na vlastní prsty si můžete na workshopech vyzkoušet postavit Pythonem ovládaného robota, naučit se učit šestileté děti programovat, efektivně testovat nebo si v Pythonu pohrát s kartografickým materiálem. Kupujte lístky, dokud jsou.
Přidat komentář

2.5.2017 9:20 /Eva Rázgová
Putovní konference československé Drupal komunity "DrupalCamp Československo" se tentokrát koná 27. 5.2017 na VUT FIT v Brně. Můžete načerpat a vyměnit si zkušenosti z oblasti Drupalu 7 a 8, UX, SEO, managementu týmového vývoje, využití Dockeru pro Drupal a dalších. Vítáni jsou nováčci i experti. Akci pořádají Slovenská Drupal Asociácia a česká Asociace pro Drupal. Registrace na webu .
Přidat komentář

1.5.2017 20:31 /Pavel `Goldenfish' Kysilka
PR: 25.5.2017 proběhne v Praze konference na téma Firemní informační systémy. Hlavními tématy jsou: Informační systémy s vlastní inteligencí, efektivní práce s dokumenty, mobilní přístup k datům nebo využívání cloudu.
Přidat komentář

15.4.2017 15:20 /František Kučera
Máš rád svobodný software a hardware nebo se o nich chceš něco dozvědět? Zajímá tě IoT a radiokomunikace? Přijď na sraz spolku OpenAlt, který se bude konat ve středu 19. dubna od 18:30 v Šenkovně (Sokolská 60, Praha 2).
Přidat komentář

5.3.2017 19:12 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 23. března proběhne v Praze konferenci na téma Cloud computing v praxi. Hlavními tématy jsou: Nejžhavější trendy v oblasti cloudu a cloudových řešení, Moderní cloudové služby, Infrastruktura současných cloudů, Efektivní využití cloudu, Nástrahy cloudových řešení a jak se jim vyhnout.
Přidat komentář

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

18.9.2017 14:37 / Rojas
high security vault

15.9.2017 7:33 / Wilson
new zealand childcare jobs

31.8.2017 12:11 / Jaromir Obr
Re: ukůládání dat ze souboru

30.7.2017 11:12 / Jaromir Obr
Národní znaky

27.7.2017 12:24 / Jaromir Obr
Cteni/zapis

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2017) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze