Cyklus while

Nejjednodušším cyklem v C je cyklus while ("dokud"):

while (<výraz typu bool>) {
    // blok cyklu
}

Funguje následovně:

  1. Nejprve se vyhodnotí (Booleovský) výraz v závorce za while.
  2. Pokud výraz není pravdivý, tak se provede bod 3. Pokud je výraz pravdivý, tak se provede blok1 cyklu a dále se pokračuje bodem 1.

    1Blok cyklu se také často nazývá jako tělo (body) cyklu.

  3. Program pokračuje za cyklem while.

Jinak řečeno, dokud bude splněná podmínka za while, tak se bude opakovaně provádět tělo cyklu. Vyzkoušejte si to na následujícím příkladu:

#include <stdio.h>

int main() {
    int pocet = 0;
    while (pocet < 5) {
        printf("Telo cyklu se provedlo\n");
        pocet = pocet + 1;
    }
    return 0;
}

Tento kód opět můžeme přečíst jako větu: Dokud je hodnota proměnná menší než pět, prováděj tělo cyklu. Jedno vykonání těla cyklu se nazývá iterace. Cyklus v ukázce výše tedy provede pět iterací, protože se tělo cyklu provede pětkrát.

Pokud výraz za while není splněn, když se while začne vykonávat, tak se tělo cyklu nemusí provést ani jednou (tj. bude mít nula iterací).

Je důležité dávat si pozor na to, aby cyklus, který použijeme, nebyl nechtěně nekonečný (infinite loop), jinak by náš program nikdy neskončil. Zkuste v kódu výše zakomentovat nebo odstranit řádek count = count + 1; a zkuste program spustit. Jelikož se hodnota proměnné count nebude nijak měnit, tak výraz count < 5 bude stále pravdivý a cyklus se tak bude provádět neustále dokola. Této situaci se lidově říká "zacyklení"2. Po spuštění nekonečného cyklu v prohlížeči radši restartujte tuto stránku :)

2Pokud program spouštíte v terminálu a zacyklí se, můžete ho přerušit pomocí klávesové zkratky Ctrl + C.

Řídící proměnná

Často chceme provést v těle cyklu jinou operaci v závislosti na tom, která iterace se zrovna vykonává. K tomu obvykle slouží tzv. řídící proměnná (index variable), která udává, v jaké iteraci cyklu se nacházíme, a podle ní se poté provede odpovídající operace. Například pokud bychom chtěli vypsat na výstup řadu čísel 0 až 4, tak to můžeme provést s while cyklem následovně:

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0;
    while (i < 5) {    
        printf("%d\n", i);
        i += 1;
    }
    return 0;
}

Řídící proměnná je zde i - tento název se pro řídící proměnné pro jednoduchost často používá.

Řízení toku cyklu

V cyklech můžete využívat dva speciální příkazy, které fungují pouze v těle nějakého cyklu:

  • Příkaz continue; způsobí, že se přestane vykonávat tělo cyklu, a program se vrátí na začátek cyklu (tedy u while na vyhodnocení výrazu). continue lze chápat jako skok na další iteraci cyklu. Zkuste uhodnout, co vypíše následující kód: 
    #include <stdio.h>

int main() {
    int pocet = 0;
    while (pocet < 10) {
        pocet = pocet + 1;

        if (pocet < 5) continue;

        printf("Hodnota: %d\n", pocet); 
    }

    return 0;
}
  • Příkaz break; způsobí, že se cyklus přestane vykonávat a program začne vykonávat kód, který následuje za cyklem. Cyklus se tak zcela přeruší. Zkuste uhodnout, co vypíše následující kód: 
    #include <stdio.h>

int main() {
    int pocet = 0;
    while (pocet < 10) {
        if (pocet * 2 > 12) break;

        printf("Hodnota: %d\n", pocet);
        pocet = pocet + 1;
    }

    return 0;
}
Tip pro návrh cyklů while

Příkaz break lze také někdy použít k usnadnění návrhu cyklů. Pokud potřebujete napsat while cyklus s nějakou složitou podmínkou ukončení, ze které se vám motá hlava, zkuste nejprve vytvořit "nekonečný" cyklus pomocí while (true) { ... }, dále vytvořte tělo cyklu a až nakonec vymyslete podmínku, která cyklus ukončí pomocí příkazu break:

#include <stdio.h>

int main() {
    int pocet = 0;
    int pocet2 = 1;
    while (1) {
        printf("Hodnota: %d\n", pocet);
        pocet = pocet + 1;
        pocet2 += pocet * 2;

        if (pocet > 10) break;
        if (pocet2 > 64) break;
    }

    return 0;
}

Nemusíte tak hned ze začátku vymýšlet výraz pro while, na čemž byste se mohli zaseknout.

Místo while (true) můžete použít také while (1), protože 1 se při převodu na bool převede na true.

Vnořování cyklů

Stejně jako podmínky, i cykly jsou příkazy, a můžete je tak používat libovolně v blocích C kódu a také je vnořovat. Chování vnořených cyklů může být ze začátku trochu neintuitivní, proto je dobré si je procvičit. Zkuste si pomocí debuggeru krokovat následující kód, abyste pochopili, jak se provádí, a zkuste odhadnout, jakých hodnot budou postupně nabývat proměnné i a j. Poté odkomentujte výpisy printf a ověřte, jestli byl váš odhad správný:

#include <stdio.h>

int main() {
    int i = 0;
    while (i < 3) {
        // printf("i: %d\n", i);
        int j = 0;
        while (j < 4) {
            // printf("  j: %d\n", j);
            j = j + 1;
        }

        i = i + 1;
    }

    return 0;
}

Pro každou iteraci "vnějšího" while cyklu se provedou čtyři iterace "vnitřního" while cyklu. Dohromady se tak provede celkem 3 * 4 iterací.

Cyklus do while

Cyklus while má také alternativu zvanou do while. Tento cyklus má následující syntaxi:

do {
    // tělo cyklu
}
while (<výraz typu bool>);

Tento kód můžeme číst jako Dělej <tělo cyklu>, dokud platí <výraz>.

Jediný rozdíl mezi while a do while je, že v cyklu do while se výraz, který určuje, jestli se má provést další iterace cyklu, vyhodnocuje až na konci cyklu. Tělo cyklu tak bude pokaždé provedeno alespoň jednou (i kdyby byl výraz od začátku nepravdivý).

Pokud pro to nemáte zvláštní důvod, asi není třeba tento typ cyklu používat.