Cvičení 3

Témata

• Načtení a výpis jednoho znaku
  
• Podmíněný výraz
  
• Operátor čárka
  
• Cyklus for
• Příkaz switch

Načtení znaku z klávesnice a výpis znaku na obrazovku

Příklad:

putchar('A'); putchar(65);

Úloha 3.1

Napište program, který přečte ze standardního vstupu (klávesnice) posloupnost anglických znaků zakončených klávesou Enter. Všechna velká písmena převede na malá a text vytiskne. Jednotlivé znaky čtěte pomocí funkce getchar(), na obrazovku je vypisujte pomocí putchar().
(Návod: použijte cyklus while((c=getchar())!='\n') { ... }, pro převod na malá písmena využijte operace sčítání a odčítání.)

Řešení:

Dev C++:	malapis1.dev, malapis1.c
CodeBlocks:	malapis1.cbp, malapis1.c

Úloha 3.2

Upravte program pro výpočet obsahu obdelníka z minulého cvičení tak, aby se při chybném zadání stran program cyklicky dožadoval opětovného zadání.
Poznámka: Při chybném zadání zůstanou ve vyrovnávací paměti (bufferu) standardního vstupu (klávesnice) nepřečtené znaky. Funkce scanf při dalším průchodu tyto znaky opět interpretuje jako chybné zadání a cyklus čtení probíhá nekonečně dlouho. Proto je po chybném zadání nutné přečíst zbylé znaky ve vyrovnávací paměti. Protože je poslední znak Enter ('\n'), vyprázdníme vyrovnávací paměť tímto cyklem: while(getchar()!='\n');. Středník má zde význam prázdného příkazu.

Řešení:

Dev C++:	obsah2.dev, obsah2.c
CodeBlocks:	obsah2.cbp, obsah2.c

Podmíněný výraz

výraz1 ? výraz2 : výraz3

Hodnota podmíněného výrazu je výraz2, pokud má výraz1 nenulovou hodnotu (neboli je pravdivý, true); v opačném případě má hodnotu výraz3.

Příklady:

(a==3) ? 1 : 0 // je-li hodnota proměnné a rovna 3, podmíněný výraz má hodnotu 1, jinak 0

Podmíněný výraz lze s výhodou využít např. při přiřazení:

x = (a==3) ? 1 : 0 // je-li hodnota proměnné a rovna 3, do proměnné x se přiřadí hodnota 1

Pomocí podmínky bychom zapsali přiřazení takto: if (a==3) x = 1; else x = 0;

Poznámka: První výraz není nutné uzavírat do závorky, ale často se uzavírá kvůli čitelnosti kódu. Uvědomte se, že podmíněným výrazem nelze nahradit jakoukoliv podmínku if !

Úloha 3.3

Přepište úlohu 3.1 za použití podmíněného výrazu.

Řešení:

Dev C++:	malapis2.dev, malapis2.c
CodeBlocks:	malapis2.cbp, malapis2.c
Dev C++:	malapis3.dev, malapis3.c
CodeBlocks:	malapis3.cbp, malapis3.c

Úloha 3.4

Napište program, který vytiskne absolutní hodnotu zadaného celého čísla (z klávesnice). Vyžijte podmíněného výrazu.

Řešení:

Dev C++:	abs1.dev, abs1.c
CodeBlocks:	abs1.cbp, abs1.c

Operátor „ , “ (čárka)

výraz1, výraz2, výraz3

Zapsaná trojice výrazů je považována za jeden výraz. Význam je následující: nejprve se vyhodnotí výraz1, pak výraz2 a naposledy výraz3. Hodnotou celého výrazu je hodnota posledního vyhodnoceného výrazu. Vše vysvětlí malý příklad, i když poněkud nesmyslný:

Příklad:

x = a=1, 3, a+b;

Nejprve se vyhodnotí přiřazovací výraz, tedy do proměnné a se přiřadí hodnota 1; hodnota výrazu a=1 je 1, ale tato hodnota se „zahodí“. Vyhodnotí se další výraz, tedy 3, tato hodnota se opět „zapomene“. Nakonec se sečtou hodnoty proměnných a a b. Součet je hodnotou celého výrazu a je přiřazen do proměnné x.

Úloha 3.5

Napište program, který do proměnné x načte z klávesnice celé číslo. Pokud je číslo záporné, vytiskne na obrazovku upozornění a do proměnné y přiřadí absolutní hodnotu čísla. Použijte podmíněný výraz a operátor čárky a funkci printf.

Řešení:

Uvědomíme se, že printf je funkce a že ji lze použít ve výrazu. Řešení může vypadat např. následovně:

int main(int argc, char **argv)
{
  int x,y;
  scanf("%d",&x);
  y = (x<0) ? printf("Zadal jste zaporne cislo"),-x : x;
  system("PAUSE");
  return 0;
}

Pokud je hodnota proměnné x < 0, vyhodnocuje se výraz printf("Zadal jste zaporne cislo"),-x.Ten je tvořen dvěma výrazy oddělenými operátorem čárka - nejprve se vyhodnotí funkce printf, tj. vytiskne se upozornění a funkce printf vrátí počet vytištěných znaků. Tato hodnota se „zahodí“ a vyhodnotí se další výraz -x. To je konečný výsledek, který se přiřadí do proměnné y.

Dev C++:	cislo.dev, cislo.c
CodeBlocks:	cislo.cbp, cislo.c

výraz1;
while(výraz2)
{
  příkaz;
  výraz3;
}

int i;

for(i=1;i<=10;i++)
  printf("%d",3*i);

int i;

i=1;
while(i<=10)
{
  printf("%d",3*i);
  i++;
}  

Pro ověření, zda dobře rozumíte cyklu for, zkuste analyzovat následující příklad.

Úloha 3.6

Napište program, který vypočte součet přirozených čísel od 1 do n, číslo n se zadává z klávesnice.

Řešení:
Na této úloze si ukážeme několik specialit, které cyklus for v jazyce C nabízí. V popisech řešení vynecháme pro stručnost deklaraci proměnných (všechny jsou typu int), načtení čísla n z klávesnice a výpis výsledku na obrazovku.
Přirozené řešení, odpovídající filozofii zápisu algoritmu i v jiných jazycích, uvedeme jako první:

s = 0;
for(i=1;i<=n;i++) s= s + i;

resp.

s = 0;
for(i=1;i<=n;i++) s+=i;

Právě zde je rozumné využít operátor čárka a přidat inicializační výraz s = 0 do cyklu k inicializaci proměnné i:

for(s=0,i=1;i<=n;i++) s+=i;

Libovolný z výrazů je možné v cyklu vynechat. Provedeme-li počáteční inicializaci před cyklem, vynecháme první výraz:

s=0;
i=1;
for(;i<=n;i++) s+=i;

Pokud bychom chtěli zvýšení hodnoty proměnné i o jedničku provést v těle cyklu současně se sumací (využijeme operátor ++ v postfixové formě), můžeme napsat:

for(s=0,i=1;i<=n;) s+=i++;

V krajním případě bychom mohli celý výraz představující sumaci a následné zvýšení hodnoty proměnné i zahrnout do cyklu jako výraz3 a tělo ponechat prázdné:

for(s=0,i=1;i<=n;s+=i++); /* zde ma strednik vyznam prazdneho prikazu v tele cyklu */

Poslední dvě řešení se nedoporučuje příliš využívat, protože slučují příkazy těla cyklu a kód související s řídicí proměnnou cyklu, což ubírá na čitelnosti a přehlednosti kódu. Nicméně příklady poslouží jako vhodná ukázka, jaká „kouzla“ jazyk C dovoluje.

Úloha 3.7

Napište program, který načte z klávesnice dvě přirozená čísla a a b. Zkontroluje, zda je a menší než b, pokud ne, hodnoty proměnných prohodí. Program vypíše všechna sudá čísla mezi a a b včetně těchto čísel, jsou-li samozřejmě sudá.
(Návod: Cyklus začněte provádět od hodnoty a, je-li sudá, nebo od hodnoty a+1, je-li lichá. Řídicí proměnnou cyklu zvyšujte o 2. Pro inicializaci řídicí proměnné cyklu použijte podmíněný výraz.)

Polotovar:

Dev C++:	suda.dev, suda.c
CodeBlocks:	suda.cbp, suda.c

Řešení:

Dev C++:	suda.dev, suda.c
CodeBlocks:	suda.cbp, suda.c

Úloha 3.8

Napište program, který vypočítá faktoriál přirozeného čísla n. Napište program iterativně s cyklem for, nikoliv s využitím rekurze.

Polotovar:

Dev C++:	faktorial.dev, faktorial.c
CodeBlocks:	faktorial.cbp, faktorial.c

Řešení:

Poznámka: S cykly (se všemi typy) v jazyce C souvisejí dvě klíčová slova: break a continue. Příkaz break ukončuje předčasně cyklus (používá se v souvislosti s nějakou podmínkou). Příkaz continue ukončí přeruší pouze aktuální iteraci, provede se skok na testovací podmínku, je-li splněna, provádí se další iterace.

Jako ukázku přepíšeme cyklus z úlohy 3.1 s využitím break a continue. Reálný kód by takto vypadat ale neměl.

while (1)
{
  c = getchar();
  if (c == '\n') break;
  if (c >= 'A' && c <= 'Z') { putchar(c+('a'-'A'));  continue; }
  putchar(c);
}

Příkaz switch

switch (výraz)
{
  case konstanta1: příkaz1;
  case konstanta2: příkaz2;
  atd.
  default: příkaz;
}

Příklad:

switch(getchar())
{
  case '1': printf("Zadal jste 1!");
  case '2': printf("Zadal jste 2!");
  case '3': printf("Zadal jste 3!");
}

Je pravděpodobné, že skutečné chování příkazu (jak jsme jej zapsali výše) se bude lišit od čtenářovy představy. Zadá-li uživatel programu znak 2, na obrazovce se vytiskne následující text:

Zadal jste 2!
Zadal jste 3!

Zadaný znak se nejprve porovná s konstantou '1', není-li shodný, pokračuje se v porovnání s konstantou '2' atd. Nastane-li shoda, provedou se příkazy u dané varianty a pokračuje se v provádění příkazů u dalších variant (příkaz switch je většinou přeložen do strojového kódu jako „rozskok“ pomocí tabulky a instrukce typu JMP). Abychom dosáhli výběru jediné varianty, je třeba doplnit jednotlivé větve klíčovým slovem break:

switch(getchar())
{
  case '1': printf("Zadal jste 1!"); break;
  case '2': printf("Zadal jste 2!"); break;
  case '3': printf("Zadal jste 3!"); break;
  default: printf("Zadal jste něco jiného");
}

Pak bude po zadání znaku 2 na obrazovce skutečně jedna věta:

Zadal jste 2!

Na uvedení příkazu break programátoři, kteří začínají s jazykem C, často zapomínají.

Vynechání příkazu break může být účelem, je dovoleno vynechat dokonce i příkaz. Tímto způsobem se zajistí obsloužení více variant jedním kódem:

switch(getchar())
{
  case '1': printf("Zadal jste 1!"); break;
  case '2':
  case '3': printf("Zadal jste 2 nebo 3!"); break;
  default: printf("Zadal jste něco jiného");
}

Úloha 3.9

Napište program, který počítá obsah a obvod obdélníka. Na obrazovku vypíše jednoduché menu o čtyřech položkách

1 ... Zadání stran
2 ... Obsah
3 ... Obvod
4 ... Konec

Velikosti stran uchovávejte po zadání ve dvou proměnných. Číslo varianty načtěte do proměnné typu int pomocí funkce scanf, výpočet větvete pomocí příkazu switch.

Polotovar:

Dev C++:	obdelnik.dev, obdelnik.c
CodeBlocks:	obdelnik.cbp, obdelnik.c

Řešení: