Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

--- dydaktyka:cprog:2016:loops [2016/10/20 09:00]
pkleczek
+++ — (current)
@@ Line 1: / Line 1: @@
-======  Pętla for, pętla "while", debuggowanie ======
-===== Cel laboratorium =====
-  * Omówienie priorytetów operatorów.
-  * Zapoznanie z pętlą ''for'', ''while'' i ''do-while''.
-  * Umiejętność posługiwania się //debuggerem//.
-===== Pętla "for" =====
-Pętla ''for'' (ang. //dla//) pozwala na wykonywanie fragmentu programu określoną ilość razy.
-Wykorzystuje ona trzy wyrażenia rozdzielone __średnikami__:
-  * **inicjalizacja licznika** -- wykonywane jeden raz, zaraz przed pierwszą iteracją (obiegiem pętli)
-  * **warunek** (test) -- obliczany __przed__ każdym potencjalnym wykonaniem pętli (jeśli wyrażenie to jest fałszywe, pętla zostaje zakończona)
-  * **zmiana** (aktualizacja) -- obliczane __na końcu__ każdej iteracji
-Pętla ''for'' kończy się jedną instrukcją prostą lub złożoną.
-Pętla ''for'' to "pętla z warunkiem wejścia", co oznacza że pętla może nie wykonać się ani razu, jeśli na samym początku warunek nie został spełniony.
-Ogólna postać pętli ''for'':
-<code>
-for (inicjalizacja; test; aktualizacja)
-    instrukcja
-</code>
-**Schemat blokowy a kod w C**
-^ Schemat blokowy ^ Kod w C ^
-| {{:dydaktyka:aisd:2016:iteration.png?direct|}} | <code c>
-int licz;
-for (licz = WP; licz <= WK; licz = licz + 1) {
-    instrukcja
-}
-</code> Zwróć uwagę, że w języku C pętla for wykonuje się dopóki warunek **jest** spełniony (na sąsiednim schemacie blokowym mamy iterację dopóki warunek nie był spełniony). |
-----
-**Przykład 1 -- Wielokrotne wypisywanie na ekran**
-<code c>
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-    int i;
-    for(i = 1; i <= 10; i = i + 1) {
-        printf("%d\n", i);
-    }
-    return 0;
-}
-</code>
-**Przykład 2 -- Obliczanie silnii**
-<code c silnia.c>
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-    int s, n, i;
-    printf("Podaj liczbę naturalną n: ");
-    scanf("%d", &n);
-    s = 1;
-    for(i = 2; i <= n; i = i + 1) {
-        s = s * i;
-    }
-    printf("%d! = %d\n", n, s);
-    return 0;
-}
-</code>
-----
-**Zadanie FOR-1** \\
-Napisz program, który oblicza sumę liczb całkowitych z zakresu od 1 do 10 przy pomocy pętli ''for''. \\
-Oczekiwany wynik: ''55''
-**Zadanie FOR-2** \\
-Napisz program, który wczytuje zadane przez użytkownika dwie liczby całkowite -- $a$ i $b$ -- i oblicza sumę liczb całkowitych z przedziału $\langle a, b \rangle$. Przyjmij, że $a \leq b$ (nie sprawdzaj tego w programie). \\
-Przykład: Dla liczb $a = 3, b = 5$ poprawnym wynikiem jest $3+4+5=12$.
-===== Priorytet operatorów =====
-Priorytet operatorów oznacza to samo, co kolejność działań w matematyce -- operator o wyższym priorytecie zostanie wykonany najpierw, a gdy obok siebie stoją, to operacje są wykonywane od lewej do prawej (chyba, że sam operator działa inaczej, o czym za chwilę).
-Przykładowo -- w matematyce -- wyrażenie $(2+2 \cdot 2) \cdot 2$ zostanie obliczone w następujących krokach:
-  - Obliczenie wartości w nawiasie:
-    - Obliczenie $2 \cdot 2 = 4$
-    - Obliczenie $2 + 4 = 6$
-  - Obliczenie $6 \cdot 2 = 12$
-Dlaczego tak? Ponieważ -- mówiąc językiem programisty -- nawiasy mają najwyższy priorytet, a mnożenie ma wyższy priorytet od dodawania.
-Zapoznaj się z [[http://en.cppreference.com/w/c/language/operator_precedence|tabelą priorytetów operatorów]] w języku C (**uwaga:** wielu z zawartych w niej operatorów jeszcze nie znasz, lecz część z nich wprowadzimy sukcesywnie na kolejnych zajęciach). \\
-Zwróć uwagę na kolumnę //Associativity//, czyli "kierunek wiązania". Oznacza to, która strona operatora zostanie obliczona w pierwszej kolejności (np. //Left-to-right// oznacza, że najpierw obliczona zostanie lewa strona operatora) i niejako "w którą stronę działa operator" -- przykładowo operator przypisania ''='' przypisuje wartość stojącą po jego **prawej** stronie zmiennej stojącej po **lewej** stronie, zatem jego kierunek wiązania to **Right-to-Left**.
-Tak więc, można stwierdzić, że //każde wyrażenie w języku C ma pewną wartość, obliczoną zgodnie z priorytetami i kierunkami wiązania operatorów//.
-:!: Nie musisz pamiętać całej tej terminologii, lecz **musisz kojarzyć** o co w tym wszystkim chodzi.
-Podobnie jak w matematyce, możesz w wyrażeniach użyć nawiasów, aby obliczenia były wykonywane w odpowiedniej kolejności:
-<code>
-+ 2 * 2 == 6
-(2 + 2) * 2 == 8
-</code>
-/*
-----
-**Zadanie 1** \\
-Napisz program sprawdzający, czy dla zadanej przez użytkownika liczby $x$ zachodzi $4 < x < 6$. \\
-Przetestuj swój program dla $x = 5$ oraz dla $x = 7$.
-*/
-===== Pętla "while" =====
-Pętla ''while'' wykonuje instrukcję dopóty, dopóki spełniony jest warunek testowy (tzn. wyrażenie podane jako warunek ma wartość niezerową).
-Ogólna postać:
-<code>
-while (wyrażenie_testowe)
-    instrukcja
-</code>
-Pętla ''while'' to //pętla z warunkiem wejścia//, co oznacza że warunek sprawdzany jest **przed** każdym jej obiegiem (także pierwszym).
-Zazwyczaj zechcesz gdzieś wewnątrz pętli zmieniać wartości zmiennych tak, aby warunek wejścia stał się fałszywy :)
-----
-**Przykład** \\
-Obliczanie silni za pomocą pętli ''while'' -- porównaj z [[http://home.agh.edu.pl/~pkleczek/dokuwiki/doku.php?id=dydaktyka:cprog:2015:conditionals#petla_for|programem]] wykonującym to samo zadanie z użyciem pętli ''for''.
-<code c>
-#include <stdio.h>
-int main()
-{
-    int s, n, i;
-    printf("Podaj liczbe naturalna n: ");
-    scanf("%d", &n);
-    s = 1;
-    i = 1;
-    while (i <= n) {
-        s = s * i;
-        i = i + 1;
-    }
-    printf("%d! = %d\n", n, s);
-    return 0;
-}
-</code>
-Która pętla Twoim zdaniem lepiej nadaje się do tego zadania?
-Dobra praktyka programistyczna mówi: \\
-//Stosuj pętlę ''for'' tylko wtedy, gdy dokonujesz zarówno inicjalizacji, jak i aktualizacji. We wszystkich innych przypadkach lepiej (czytelniej) użyć pętli ''while''.//
-----
-**Zadanie WHILE-1** \\
-Napisz program obliczający wynik $n \cdot k$ dla zadanych liczb całkowitych $n$ i $k$ bez korzystania z mnożenia. Użyj pętli ''while''. \\
-//Wskazówka: $n \cdot k = \underbrace{n + n + \ldots + n}_{k \text{ razy}}$//
-===== Pętla "do-while" =====
-Pętla ''do-while'', podobnie jak pętla ''while'' wykonuje instrukcję dopóki spełniony jest warunek testowy.
-Ogólna postać:
-<code>
-do
-    instrukcja
-while (wyrażenie_testowe);
-</code>
-:!: Zwróć uwagę na średnik występujący po ''%%while (...)%%''!
-Różnica między dwoma typami pętli ''while'' polega na tym, że ''do-while'' to //pętla z warunkiem wyjścia// -- oznacza to, że warunek sprawdzany jest **po** każdym obiegu pętli (a więc petla wykona się **co najmniej raz**).
-----
-**Przykład**
-<code c>
-#include <stdio.h>
-int main(void)
-{
-    int i = 0;
-    printf("Poczatek petli \n\n");
-    do {
-        printf("Wartosc zmiennej 'i' wynosi %d \n", i);
-        i = i + 1;
-    } while (i < 5);
-    printf("\nKoniec petli");
-    return 0;
-}
-</code>
-----
-W praktyce programiści starają się unikać stosowania ''do-while'', gdyż:
-  * umieszczanie warunku na końcu pętli zmniejsza czytelność kodu, natomiast
-  * bez trudu można tak zmienić kod, aby zastąpić pętlę ''do-while'' pętlą ''while''.
-Uogólnienie powyższej zasady brzmi: \\
-//Lepiej stosować pętle z warunkiem wejścia (''while'', ''for''), a nie wyjścia (''do-while'').// (nbsp) [size=10](z tych samych powodów, co podane powyżej)[/size]
-----
-**Zadanie DOWHILE-1** \\
-Napisz program, który prosi użytkownika o podanie liczby całkowitej większej od $0$. Program powinien zakończyć działanie dopiero wtedy, gdy użytkownik podał poprawną wartość.
-**Zadanie DOWHILE-2** \\
-Napisz program losujący liczbę z przedziału $\langle 0, 100 \rangle$ tak długo aż wylosuje liczbę z przedziału $\langle 10, 15 \rangle$. \\
-Do losowania liczb służy funkcja [[http://www.cplusplus.com/reference/cstdlib/rand/?kw=rand|rand()]] z biblioteki //stdlib.h//.
-===== Debugging =====
-Zapoznaj się z materiałem dostępnym tu: [[dydaktyka:cprog:learning_resources:debugging|Debugging]]
-===== Zadania podsumowujące =====
-==== Zadanie DIGSUM ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>2/4}})
-Napisz program, który dla zadanej liczby całkowitej obliczy sumę jej cyfr. \\
-Przykład: dla $196$ poprawnym wynikiem jest $1 + 9 + 6 = 16$
-//Wskazówka: Wykorzystaj własność [[dydaktyka:cprog:2015:data_types#arytmetyka_liczb_w_c_-_pulapki|dzielenia i obcięcia w języku C]].//
-==== Zadanie PRIME ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>3/4}})
-Napisz program sprawdzający w [[http://wcipeg.com/wiki/Naive_algorithm|naiwny sposób]] (czyli: najprostszy), czy zadana przez użytkownika liczba jest liczbą pierwszą. \\
-Wykorzystaj pętlę ''for'' i operator //modulo// (''%'').
-//Wskazówka 1: Najpierw zastanów się, jakie warunki musi spełniać liczba, aby była pierwsza (inaczej: jak "ręcznie" sprawdzić, czy liczba jest pierwsza).// \\
-//Wskazówka 2: Przy konstruowaniu warunku pętli bądź instrukcji warunkowych pomocne mogą Ci być [[https://pl.wikipedia.org/wiki/Prawa_De_Morgana|prawa De Morgana]].// \\
-==== Zadanie BABSQRT ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>3/4}})
-Napisz program obliczający pierwiastek kwadratowy zadanej liczby [[https://pl.wikipedia.org/wiki/Metody_obliczania_pierwiastka_kwadratowego#Metoda_babilo.C5.84ska|metodą babilońską]] (kroki 1-3). Przerwij obliczenia, gdy różnica między kolejnymi przybliżeniami jest mniejsza niż $10^{-4}$.
-//Wskazówka: Jako pierwsze oszacowanie możesz przyjąć $\sqrt{S} \approx S$ ;-) //
-[size=10]Być może zastanawiasz się: //Po co ręcznie obliczać pierwiastek? Przecież można skorzystać z wbudowanej funkcji [[http://www.cplusplus.com/reference/cmath/sqrt/|sqrt()]]! // \\
-Owszem, lecz jeśli nie potrzebujesz mega-dużej dokładności, to metodą babilońską uzyskasz wystarczająco dobry wynik o wiele, wiele szybciej.[/size]
-==== Zadanie SQUARE ====
-([size=10]poziom trudności:[/size] {{stars>4/4}})
-Napisz program, który wypisze na ekran taki fragment:
-<code>
-2 3
-3 1
-1 2
-</code>
-Użyj pętli ''for''.
-//Wskazówka 1: Pętle, podobnie jak instrukcje warunkowe, można zagnieżdżać. Pętla wewnętrzna wykonuje swój pełny zakres powtórzeń w każdym cyklu pętli zewnętrznej.// \\
-//Wskazówka 2: Przydatny może być operator "modulo"...//

Joanna Jaworek-Korjakowska

User Tools

Site Tools

Differences

Page Tools