Programování v jazyce C pro chemiky
(C2160)
3. Příkaz switch,
příkaz cyklu for,
operátory ++ a --, pole
2
Příkaz switch
●
Příkaz switch provede příslušnou skupinu příkazů na základě
hodnoty proměnné (celočíselné nebo char) uvedené v záhlaví
●
Za každým návěstím case N uvedeme příkazy které se mají
vykonat, za nimi zpravidla následuje break, jinak by se
pokračovalo vykonáváním příkazů za dalším case.
●
Zapisuje se:
switch (proměnná)
{
case číslo1 :
příkazy1;
break;
case číslo2 :
příkazy2;
break;
...
case čísloN :
příkazyN;
break;
default:
příkazy;
break;
}
3
Příkaz switch - příklad
int a = 0;
scanf("%i", &a);
switch(a) {
case 1:
printf("Jednicka\n");
break; // Zde vyskocime, jinak by se pokracovalo dalsim navestim
case 2:
printf("Dvojka\n");
break;
case 10:
printf("Desitka\n");
break;
default:
printf("Jina hodnota\n");
break; // Tento break je vlastne zbytecny
}
4
Příkaz cyklu for
●
Cyklus for se používá podobně jako while, umožňuje však
některé další operace přímo v záhlaví cyklu
●
Zapisuje se:
for (inicializace; podmínka; příkazy na konci cyklu)
{
příkazy;
}
●
Inicializace: příkazy které se provedou před začátkem cyklu;
nejčastěji přiřazení výchozích hodnot proměnným
●
Podmínka se formuluje stejně jako u cyklu while
●
Příkazy na konci cyklu: tyto příkazy se provedou po každém
průchodu cyklem; zpravidla jde o změnu hodnot proměnných,
např. zvýšení o jedničku a pod.
●
Uvedené tři sekce v záhlaví cyklu oddělujeme středníkem
int i = 0, sum = 0;
for (i = 1; i <= 100; i = i + 1)
{
sum = sum + i;
}
5
Příkaz cyklu for
●
Každý cyklus for lze vždy nahradit ekvivalentním cyklem while
(a obráceně)
for (inicializace; podmínka; příkazy na konci cyklu)
{
příkazy;
}
●
Výše uvedenému cyklu for odpovídá následující cyklus while
inicializace;
while (podmínka)
{
příkazy;
příkazy na konci cyklu;
}
●
Kterákoli sekce záhlaví může být vynechána (středník je třeba
zachovat). Je-li vynechána podmínka, považuje se za vždy
splněnou.
●
V cyklu for lze používat break úplně stejně, jako v cyklech while
a do while
6
Příkaz cyklu for
int i = 0;
int sum = 0;
for (i = 1; i <= 100; i = i + 1)
sum = sum + i;
●
Pokud cyklus obsahuje jen jeden příkaz, je možné složené závorky
vynechat (stejně jako u if), může to ale být na úkor přehlednosti
7
Příkaz cyklu for
int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i = i + 1) {
sum = sum + i;
}
// Tady muzeme dale pracovat s vyslednou hodnotou promenne sum
// Promenna i uz tady ale neexistuje
●
Počínaje standardem C99 můžeme přímo v inicializační části cyklu
for definovat proměnné
●
Takto definovaná proměnná přestává existovat okamžikem
opuštění cyklu
8
Vnořené cykly
for (int i = 1; i <= 100; i = i + 1) {
// Nejake prikazy
for (int j = 100; j > 0; j = j - 1) {
// Nejake prikazy
for (int k = 1; k <= 100; k = k + 1) {
// Nejake prikazy
}
// Nejake prikazy
}
// Nejake prikazy
}
●
Všechny typy cyklů (while, do, for) můžeme vzájemně vnořovat
●
Při použití cyklu for používáme v záhlaví často celočíselnou
proměnnou jejíž hodnota se změní po každém průchodu cyklem –
tuto proměnnou pak nazýváme řídící proměnná cyklu
●
Řídící proměnná se zpravidla jmenuje i, pro vnořené cykly pak
používáme jména j, k a pod.
9
Operátory ++ a --
int a = 0;
// Nasledujici dva prikazy provedou totez
a = a + 1;
a++;
●
Operátor ++ se používá pro zvětšení hodnoty proměnné o 1
●
Operátor -- se používá pro zmenšení hodnoty proměnné o 1
●
Tyto operátory se často používají v záhlaví cyklu for
// Typicke pouziti operatoru ++ v cyklu for
for (int i = 1; i < 10; i++) {
// nejake prikazy
}
10
Příkaz continue
for (int i = 0; i < 10; i++) {
// Je-li i rovno 2, provede se continue,
// preskoci se prikazy za nim
if (i == 2) {
continue;
}
printf(“%i\n”, i);
}
●
Příkaz continue se používá v cyklech while, do a for
●
Příkaz způsobí skok na konec cyklu a tím vynutí další iteraci,
cyklus tedy není ukončen, ale pokračuje vyhodnocením
podmínky cyklu, která rozhodne o dalším pokračování
11
Jednorozměrná pole
●
Pole (angl. array) je speciální proměnná, která obsahuje více
prvků téhož typu
●
Pole definujeme podobně jako proměnnou, za ní v hranatých
závorkách uvedeme počet prvků pole
●
Výchozí hodnoty prvků pole lze specifikovat ve složených
závorkách (tzv. inicializace pole)
●
Hodnoty jednotlivých prvků pole získáme pomocí [index]
●
POZOR: Prvky pole jsou v jazyce C číslovány od 0, tj. indexy
nabývají hodnot 0 až (počet prvků - 1)
int a[10]; // Definujeme pole celých čísel o deseti prvcích
int b[4] = {2, 4, -5, 7}; // Hodnoty prvků pole lze inicializovat
int c = 0;
// Ukazka prace s prvky pole
c = b[0] * b[1] + b[2] * b[3];
a[2] = c + b[0];
a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9]
12
Inicializace polí
●
Inicializujeme-li jen část prvků pole, všechny ostatní prvky budou
automaticky inicializovány nulami
●
Složené závorky musíme použít i v případě, že inicializujeme jen
jednou hodnotou
●
Standard C99 přidává možnost inicializovat jen konkrétní
vybrané prvky syntaxí [index] = hodnota. Indexy nemusí být
seřazené (ale většinou to tak je přehlednější)
●
Pokud nezadáme explicitně velikost pole, bude určena podle
počtu hodnot ve složených závorkách nebo nejvyššího indexu
int a[5] = {1, 2}; // Ekvivalent {1, 2, 0, 0, 0}
int b[5] = { [2] = 1, [4] = 1}; // Ekvivalent {0, 0, 1, 0, 1}
int c[] = {1, 2, 3}; // Odpovídá int c[3] = {1, 2, 3};
int d[] = {[5] = 1}; // Odpovídá int d[6] = {0, 0, 0, 0, 0, 1};
13
Pole – příklad 1
Program pro výpočet součtu dvou 3-dimenzionálních vektorů:
int main()
{
float va[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float vb[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
float vc[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
printf("Zadejte souradnice prvniho vektoru: ");
scanf("%f %f %f", &va[0], &va[1], &va[2]);
printf("Zadejte souradnice druheho vektoru: ");
scanf("%f %f %f", &vb[0], &vb[1], &vb[2]);
for (int i = 0; i < 3; i++) {
vc[i] = va[i] + vb[i];
}
printf("Soucet vektoru: %f, %f, %f\n", vc[0], vc[1], vc[2]);
return 0;
}
14
Symbolické konstanty
●
Při programování často používáme tzv. symbolické konstanty
●
Symbolickou konstantu definujeme následovně:
#define JMENO HODNOTA
●
Překladač před zahájením překladu nahradí výskyt všech jmen
symbolické konstanty JMENO její hodnotou HODNOTA
●
Symbolické konstanty specifikujeme na začátku programu, ještě
před definicí funkce main()
●
Jména symbolických konstant píšeme zpravidla velkými písmeny
●
Symbolické konstanty se často používají pro určení velikosti polí
// definujeme symbolickou konstantu SIZE s hodnotou 4
#define SIZE 4
int main()
{
int a[SIZE]; // Definujeme pole velikosti SIZE
// Zde bychom nastavili nejake hodnoty pole a[]
for (int i = 0; i < SIZE; i++)
printf("Prvek pole %i ma hodnotu %i\n", i, a[i]);
}
15
Pole – příklad 2
Program pro výpočet součtu dvou n-dimenzionálních vektorů:
#define SIZE 4
int main()
{
float va[SIZE] = {0.0}, vb[SIZE] = {0.0}, vc[SIZE] = {0.0};
// Nacteni hodnot od uzivatele
printf("Zadejte %i souradnic prvniho vektoru", SIZE);
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
scanf("%f", &va[i]);
}
//... Podobne se nacte druhy vektor
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
vc[i] = va[i] + vb[i];
}
printf("Vysledny vektor je: ");
for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
printf("%f ", vc[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
16
Vícerozměrná pole
●
Vícerozměrná pole jsou pole s více než jednou dimenzí
●
Dvoudimenzionální pole jsou vlastně pole polí
●
První index vybírá prvek vnějšího pole, další indexy potom
prvky vnořených polí. Při iteraci většinou nejvnitřnější
smyčka běží přes index nejvíc vpravo.
Příklad: Program na sčítání matic o 2 řádcích a 3 sloupcích:
float ma[2][3] = {{5.0, 7.0, 9.0}, {-2.0, 4.0, -6.0}};
float mb[2][3] = {{1.0, 4.0, -4.0}, {2.0, 8.0, 5.0}};
float mc[2][3] = {{0.0, 0.0, 0.0}, {0.0, 0.0, 0.0}};
for (int i = 0; i < 2; i++) {
for (int j = 0; j < 3; j++) {
mc[i][j] = ma[i][j] + mb[i][j];
}
}
// Zde by se vypsala výsledná matice
17
Dodržujte následující pravidla
●
Na začátku každého programu uveďte stručný komentář,
vysvětlující, co program dělá
●
Všechny proměnné vždy inicializujte vhodnou implicitní hodnotou
při její definici
●
Pole také inicializujte při jejich definici. K inicializaci všech prvků
pole nulami stačí inicializovat jeden prvek
●
Při používání cyklů upřednostňujte cyklus for. Cykly while a do
používejte pouze tam, kde nepoužíváte řídící proměnnou cyklu
●
Dbejte na přehledné a konzistentní odsazování textu
18
Úlohy – část 1
1. Upravte program ze cvičení 1 / úloha 3 tak, aby využíval příkazu
switch místo série podmínek. 1 bod
2. Vytvořte program, který od uživatele vyžádá souřadnice dvou 3dimenzionálních
vektorů, spočítá jejich vektorový součin a
výsledný vektor vypíše na obrazovku. 1 bod
3. Vytvořte program, který spočítá skalární součin dvou
N‑dimenzionálních vektorů a výsledek vypíše na obrazovku.
Hodnota N bude specifikována v programu pomocí symbolické
konstanty. 1 bod
4. Vytvořte program, ve kterém definujete pole pro celá čísla a toto
pole inicializujete vhodnými hodnotami. Dále definujte jiné pole,
do kterého program zkopíruje všechna sudá čísla z prvního pole.
Na konci program vypíše počet nalezených sudých čísel a jejich
hodnoty. 1 bod
19
Úlohy – část 2
5. Vytvořte program, který vynásobí dvě matice o 3 řádcích a 3
sloupcích. Potom program zobecněte pro čtvercové matice
libovolné dimenze (dané symbolickou konstantou). volitelná 1 bod
6. Vytvořte program, který spočítá prvních 40 Fibonacciho čísel (za
první a druhé Fibonacciho číslo považujte jedničky). Tato čísla
uloží do pole. Dále program určí, kolik z čísel v tomto poli je
dělitelných 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 a 10. K uložení zjištěných počtů
využijte druhé pomocné pole. Výsledky se nakonec vypíší na
obrazovku. Také se vypíše, kolik čísel nebylo dělitelných žádným
z čísel 2 až 10. volitelná 2 body
Fibonacciho čísla: https://en.wikipedia.org/wiki/Fibonacci_number