{{indexmenu_n>2}}
====== Lab 02 - Řídicí struktury a cykly ======
* Pro vyučující: [[courses:bab36prga:internal:tutorialinstruction:02|]].
===== Cíle cvičení =====
- Podmínky a cykly ([[courses:bab36prga:tutorials:coding:control|řídicí struktury]]), [[https://en.wikipedia.org/wiki/Operators_in_C_and_C%2B%2B|operátory]].
- [[courses:bab36prga:tutorials:testing|Testování HW programů před odevzdáním]]
===== Úkoly na cykly =====
* Vypište čísla od 1 do 10 s využitím cyklů ''for'', ''while'' a ''do-while''.
* Nahraďte terminační podmínku příkazem ''break''.
* Vypište všechna sudá čísla od 1 do $n$, kde $n$ zadá uživatel na standardním vstupu
* Vypište součin všech čísel vypsaných v předchozím kroku
* Vypište řadu $n$ čísel ve tvaru:
1, -1, 1, -1, 1, -1, ...
===== Úkoly na testování HW programů před odevzdáním =====
* Seznamte se s testování programu před odevzdáním [[https://cw.fel.cvut.cz/wiki/courses/bab36prga/tutorials/testing]].
* Prozkoumejte adresářovou strukturu výchozích souboru pro [[courses:bab36prga:hw:hw1|HW 1 - Kreslení (ASCII art)]].
* Stáhněte soubor {{:courses:bab36prga:hw:bab36prga-hw1.zip|}}, který rozbalte ve svém pracovním adresáři cvičení např. ''~/ctu-fee/prp/lab02''.
* Zip archív rozbalte v terminálu příkazem ''unzip bab36prga-hw1.zip''
unzip bab36prga-hw1.zip
Archive: bab36prga-hw1.zip
creating: bab36prga-hw1/
extracting: bab36prga-hw/generate_solutions.sh
creating: bab36prga-hw1/data/
extracting: bab36prga-hw1/data/pub01.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub07.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub05.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub01.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub04.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub04.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub03.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub06.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub06.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub02.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub07.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub03.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub02.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub03.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub05.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub01.in
extracting: bab36prga-hw1/data/pub06.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub05.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub02.out
extracting: bab36prga-hw1/data/pub04.err
extracting: bab36prga-hw1/data/pub07.in
extracting: bab36prga-hw1/bab36prga-hw1-genref
extracting: bab36prga-hw1/Makefile
extracting: bab36prga-hw1/main.c
creating: bab36prga-hw1/binaries/
extracting: bab36prga-hw1/binaries/b3b36prg-h1-genref-osx
* Vypište adresářovou strukturu příkazem ''tree''.
tree bab36prga-hw1
bab36prga-hw1
├── Makefile
├── bab36prga-hw1-genref
├── binaries
│ └── bab36prga-hw1-genref-osx
├── data
│ ├── pub01.err
│ ├── pub01.in
│ ├── pub01.out
│ ├── pub02.err
│ ├── pub02.in
│ ├── pub02.out
│ ├── pub03.err
│ ├── pub03.in
│ ├── pub03.out
│ ├── pub04.err
│ ├── pub04.in
│ ├── pub04.out
│ ├── pub05.err
│ ├── pub05.in
│ ├── pub05.out
│ ├── pub06.err
│ ├── pub06.in
│ ├── pub06.out
│ ├── pub07.err
│ ├── pub07.in
│ └── pub07.out
├── generate_solutions.sh
└── main.c
3 directories, 26 files
* Vyzkoušejte si spuštění referenčního řešení ''bab36prga-hw1-genref'' na přiložených vstupech.
* Vyzkoušejte si přesměrování vstupu a výstupu a porovnání nově vygenerovaných souborů například příkazem ''diff'' nebo ''vimdiff'', či jiným porovnávačem/rozdílovačem. Můžete např. ručně upravit obsah výstupního souboru, aby záměrně obsahoval chybu.
* Seznamte se s požitím nástroje ''hexdump'' a vyzkoušejte si zobrazení souborů s různými [[https://en.wikipedia.org/wiki/Whitespace_character|bílými znaky]].
===== Další úkoly (na doma) =====
* Vypište čísla od 1 do 10 pomocí všech uvedených cyklů (''for, while, do-while'').
* Nahraďte terminační podmínku příkazem ''break''.
* Vypište všechna sudá čísla od 1 do $n$, kde $n$ zadá uživatel na standardním vstupu
* Vypište součin všech čísel vypsaných v předchozím kroku
* Vypište řadu $n$ čísel ve tvaru:
=== ===
1, -1, 1, -1, 1, -1, ...
===== =====
==== Výpisy cykly ====
* Vypište:
*
**
***
****
*****
* Vypište:
*****
****
***
**
*
* Vypište následující tabulku (využijte formátovaného výstupu např. "%3d" nebo si napište vlastní funkci s využitím pouze ''putchar''):
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
50 51 52 53 54 55 56 57 58 59
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
70 71 72 73 74 75 76 77 78 79
80 81 82 83 84 85 86 87 88 89
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99
* Jak to naprogramujete s využitím pouze jediného cyklu? Jak s dvěma vnořenými cykly? Co se vám zdá lepší a proč?
* Nyní zkuste vypsat pouze diagonálu:
0
11
22
33
44
55
66
77
88
99
* Nyní tu druhou:
9
18
27
36
45
54
63
72
81
90
* A co obě zároveň?
0 9
11 18
22 27
33 36
44 45
54 55
63 66
72 77
81 88
90 99
* Parametrizujte svuj kód. Dokážete pouhou změnou parametru vypsat totéž pro tabulku 5x5?
==== Výpis čísla v dec/hex/bin soustavě ====
* Vypište v dekadické, hexadecimální a binární reprezentaci znaku zapsanéh na standardním vstupu uživatelem
* Výpis v binárním tvaru můžete realizovat bitovými operátory, např. bitový posun a součin.
* Výpis dekadické a hexadecimální reprezentaci lze použít ''printf()''.
* Binární výpis můžete realizovat funkcí, ve které realizujte postupný bitový posun, např. doleva (operátor ''v << 1'') a součin s 128 (b10000000) a tisknutí znaku '0' nebo '1' (např. funkcí ''putchar'') v závislosti na vyhodnocení výrazu jako logická nepravda (''FALSE'') nebo pravda (''TRUE'').
V programu kontrolujete návratovou hodnotu funkce ''getchar'' viz ''man getchar'' a v případě ''EOF'' program vrátí hodnotu ''100'', jinak indikuje očekávané chování hodnotou ''0''.
^ Standardní vstup ^ Standardní výstup ^
| a | 97\\ 0x61 \\ b01100001 |
* Příklad použití
clang main.c && echo 'a' | ./a.out
97
61
b01100001
==== Jednoduchý automat na mince ====
* Napište program, který pro zadanou částku (v celých korunách) vypíše nejmenší počet mincí (20, 10, 5, 2, 1), ze kterých se dá daná částka složit.
* Rozšiřte program tak, aby vypisoval pouze použité mince.
* Nechte program vypsat vloženou částku i v jiných měnách.
==== Kalendář ====
* Naprogramujte zjednodušenou verzi programu ''cal''.
* Nejdříve zkuste vypsat:
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31
* Pak zkuste kalendář pro mesíc září:
September
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30
* nebo rovnou kalendář pro tři po sobě jdoucí měsíce:
September
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30
October
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
November
Mo Tu We Th Fr Sa Su
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 23 24 25 26 27
28 29 30
* Parametrizujte kód, pokud tak již nemáte a zkuste vypsat kalendář pro různý rozsah měsícu.
* Následující vám může pomoci:
static char *day_of_week[] = {"Mo", "Tu", "We", "Th", "Fr", "Sa", "Su" };
static char *name_of_month[] = {
"January",
"February",
"March",
"April",
"May",
"June",
"July",
"August",
"September",
"October",
"November",
"December"
};
static int days_in_month[] = { 31, 28, 31, 30, 31, 30,
31, 31, 30, 31, 30, 31 };
static int first_day_in_september = 2; // 1. 9. 2021 is Wednesday
static int first_day_in_year = 4; // 1. 1. 2021 is Friday
==== Výpočet Ludolfova čísla ====
* Napiště program který umožní výpočet Ludolfova čísla jako součtu Leibnizovy řady
$$
\qquad\pi = 4 \sum_{k=0}^\infty\dfrac{(-1)^k}{2k+1} = \dfrac{4}{1}-\dfrac{4}{3}+\dfrac{4}{5}-\dfrac{4}{7}+\dfrac{4}{9}-\dfrac{4}{11}+\cdots
$$
* Vytvořte funkci pro výpočet Ludolfova čísla pomocí $n$ prvků Leibnizovy řady
* Zjistěte kolik členů řady je potřeba zahrnout, abychom dostali Ludolfovo číslo s přesností na $10^{-6}$.
/*
===== Vnořené podmínky =====
- Zopakování if a doplnění ... TBD příklad (možná přesunout do lab02)
===== Cykly - syntaxe =====
==== For cyklus ====
for (inicializace; podmínka; změna) {
tělo cyklu
}
* //Inicializace// u ''for'' cyklu se provede pouze před prvním provedením těla cyklu.
* //Podmínka// je ověřována před každým provedením těla cyklu.
* //Tělo cyklu// se provede pouze, pokud je podmínka splněna.
* //Změna// se provede vždy až po provedení těla cyklu. Použití preinkrementu či postinkrementu tuto vlastnost neovlivní.
* U for cyklu lze vynechat libovolnou část příkazu for. Cyklus for(;;) bude nekonečný.
=== Příklad ===
Výpis čísel od 1 do 10.
for (int i = 1; i <= 10; i = i + 1) {
printf("%d, ", i);
}
==== While cyklus ====
while(podmínka) {
tělo cyklu
}
Nejprve se otestuje platnost podmínky. Je-li splněna, provede se tělo cyklu a poté se opět otestuje platnost podmínky. V případě nesplnění podmínky při prvním testování, neproběhne tělo cyklu ani jednou.
=== while cyklus - příklad ===
Výpis čísel od 1 do 10.
int i = 1;
while (i <= 10) {
printf("%d, ", i);
i = i + 1; // nebo i++;
}
==== Do - while cyklus ====
do {
tělo cyklu
} while (podmínka);
* Nejprve se provede //tělo cyklu// a teprve po jeho prvním provedení se otestuje podmínka. Znovu se tělo cyklu provede pouze v případě platnosti podmínky.
* Narozdíl od while cyklu se tělo do - while cyklu provede alespoň jednou.
=== do - while cyklus - příklad ===
Jaký je rozdíl mezi while a do-while?
int i = 1;;
do {
printf("%d, ", i);
i++;
} while ( i <= 10 );
*/
/*
==== Speciální příkazy pro cykly ====
* Příkaz **''break''** ukončí provádění cyklu a pokračuje zpracováním kódu za tělem cyklu.
* Příkaz **''continue''** ukončí provádění těla cyklu a v případě splnění podmínky znovu zahájí zpracování těla cyklu.
*/