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 60712×

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

13.2.2018 0:41 /František Kučera
Únorový pražský sraz OpenAltu se koná 15. 2. 2018 a tentokrát se vydáme na návštěvu do jednoho pražského datacentra. Sejdeme se v 17:50 v severovýchodní části nástupiště tramvajové zastávky Koh-I-Noor. Po exkurzi se přesuneme do restaurace U Pštrosa (Moskevská 49), kde probereme tradiční témata (svobodný software a hardware, DIY, CNC, SDR, 3D tisk…) a tentokrát bude k vidění i IoT brána od The Things Network.
Přidat komentář

11.2.2018 23:11 /Petr Ježek
Hledáte lehký a rychlý prolížeč PDF souborů? Pokud vás již omrzelo čekat na načítání stránek či jiné nešvary, zkuste xreader.
Přidat komentář

11.2.2018 20:35 /Redakce Linuxsoft.cz
Třetí ročník odborné IT konference na téma Cloud computing v praxi proběhne ve čtvrtek 1. března 2018 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00 hod. dopoledne do cca 16 hod. odpoledne. Konference o trendech v oblasti cloud computingu nabídne i informace o konkrétních možnostech využívání cloudů a řešení vybraných otázek souvisejících s provozem IT infrastruktury.
Přidat komentář

15.1.2018 0:51 /František Kučera
První letošní pražský sraz se koná již tento čtvrtek 18. ledna od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5). Vítáni jsou všichni příznivci svobodného softwaru a hardwaru, ESP32, DIY, CNC, SDR nebo dobrého piva. Prvních deset účastníků srazu obdrží samolepku There Is No Cloud… just other people's computers. od Free Software Foundation.
Přidat komentář

14.11.2017 16:56 /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 – tradičně první čtvrtek před třetím pátkem v měsíci: 16. listopadu od 18:00 v Radegastovně Perón (Stroupežnického 20, Praha 5).
Přidat komentář

12.11.2017 11:06 /Redakce Linuxsoft.cz
PR: 4. ročník odborné IT konference na téma Datová centra pro business proběhne již ve čtvrtek 23. listopadu 2017 v konferenčním centru Vavruška, v paláci Charitas, Karlovo náměstí 5, Praha 2 (u metra Karlovo náměstí) od 9:00. Konference o návrhu, budování, správě a efektivním využívání datových center nabídne odpovědi na aktuální a často řešené otázky, např Jaké jsou aktuální trendy v oblasti datových center a jak je využít pro vlastní prospěch? Jak zajistit pro firmu či jinou organizaci odpovídající služby datových center? Podle jakých kritérií vybrat dodavatele služeb? Jak volit součásti infrastruktury při budování či rozšiřování vlastního datového centra? Jak efektivně spravovat datové centrum? Jak eliminovat možná rizika? apod.
Přidat komentář

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

   Více ...   Přidat zprávičku

> Poslední diskuze

20.2.2018 18:48 / Ivan Majer
portal

20.2.2018 15:57 / Jan Havel
Jak využíváte služby cloudu v podnikání?

16.1.2018 1:08 / Ivan Pittner
verejna ip od o2 ubuntu

15.1.2018 17:26 / Mira Harvalik
Re: Jak udělat HTML/Javascript swiping gallery do mobilu?

30.12.2017 20:16 / Michal Knoll
odmocnina

Více ...

ISSN 1801-3805 | Provozovatel: Pavel Kysilka, IČ: 72868490 (2003-2018) | mail at linuxsoft dot cz | Design: www.megadesign.cz | Textová verze