====== 2. Logické výrazy, cykly, podmínky, funkce ======

Cykly a podmínky představují tzv. řídící struktury (anglicky control flow statemens), které větví běh programu, či slouží k opakovanému provádění určitých příkazů


==== Porovnání ====

Operátory porovnání: ''%%==%%'', ''%%is%%'', ''%%!=%%'', ''%%<%%'', ''%%>%%'', ''%%>=%%'', ''%%<=%%'', ''%%in%%''. Negace: ''%%not%%''

Výsledek operace/porovnání je **True** (Pravda) nebo **False** (Nepravda)

Některé operace nejsou povolené pro určité typy proměnných.


<code python>
a = 5
b = 7

print(a>b)  # vraci False protoze a = 5 a b = 7, tedy a < 7
print(not a>b)  # vraci True protoze provadime negaci False
</code>


=== Logické operátory lze spojovat ===

  * a (**and**, **&**) - ''%%a>b and b>c%%'' (//logické a//), případně ''%%a>b & b>c%%'' (//bitové a//)
  * nebo (**or**, **|**) - ''%%a>b or a>c%%'' (//logické nebo//), případně ''%%a>b | a>c%%'' (//bitové nebo//)


<code python>
a = True
b = False
</code>


<code python>
a = 14 #bitově 1110
b = 4 #bitově 0100
</code>


<code python>
print(b and a)
print(b & a)
</code>


<code python>
print(b or a)
print(b | a)
</code>


==== Příkazy if - elif - else ====

=== Podmínka if ===

> Proběhne daný blok kódu při splnění podmínky (logický_výraz==True)

<code python>
if logický_výraz:
    <blok příkazů>
</code>


<code python>
a = 9.0

if type(a) == type(0):
    print('Proměnná a je celé číslo!')

# místo type(a) == type(0) lze použít type(a) == int nebo funkci isinstance(a, int)
</code>


=== Podmínka if - else ===

> Proběhne první blok příkazů při splnění podmínky (logický_výraz==True) a druhý blok příkazů při jejím nesplnění (logický_výraz==False).

<code python>
if logický_výraz:
    <první blok příkazů>
else:
    <druhý blok příkazů>
</code>


<code python>
a = 5
b = 7

if a > b:
    print('a > b')
else:
    print('a <= b')
</code>


==== Úloha 1 - Dělitelnost ====

Napište podmínku, díky které zjistíte zda je číslo //N// dělitelné čísly //x// a //y//.


<code python>
N = int(input('Zadejte cislo N:'))
x = int(input('Zadejte x:'))
y = int(input('Zadejte y:'))

# Napište podmínku níže
</code>


> Proběhne první blok příkazů při splnění podmínky 1 (logický_výraz_1==True), druhý blok příkazů při splnění podmínky 2 (logický_výraz_2==True) a třetí blok příkazů při nesplnění žádné z podmínek (logický_výraz_1==False and logický_výraz_2==False). Možné přídávat libovoné množství větví //elif//

<code python>
if logický_výraz_1:
     <první blok příkazů>
elif logický_výraz_2:
    <druhý blok příkazů>
...
else:
    <třetí blok příkazů>
</code>


<code python>
a = 5
b = 7

if a > b:
    print('a > b')
elif a == b:
    print('a = b')
else:
    print('a < b')
</code>


==== Úloha 2 - sudé, liché nebo nula ====

Dostanete od uživatele celé číslo na vstupu. Napište podmínku, která napíše **Nula** (když bude n rovné 0), **Sudé** (pokud bude číslo sudé a nebude 0), případně **Liché** (když bude liché a nebude 0).


<code python>
n = int(input('Napiš celé číslo: '))

# Napište podmínku níže
</code>


==== Úloha 3 - Lze sestrojit trojúhelník ====

Dopište správně podmínku do programu níže.


<code python>
# Program, ktery zjisti jestli lze sestrojit trojuhelnik
'''
a = 3
b = 4
c = 4
'''

a = int(input('zadej stranu a:'))
b = int(input('zadej stranu b:'))
c = int(input('zadej stranu c:'))

if <podminka>:
    print('Trojuhelnik lze sestrojit')
else:
    print('Trojuhelnik nelze sestrojit')

</code>


===== Cykly =====

  * umožňují opakovaní určitého bloku kódu

==== Cyklus for ====

  * Umožňuje provést daný počet opakování
  * Obsahuje výraz což je buď jedna proměnná nebo n-tice (tuple)

<code python>
for <výraz> in <iterovatelný_objekt>:
    <blok_kódu_for>
</code>

Případně:

<code python>
for <výraz> in <iterovatelný_objekt>:
    <blok_kódu_for>
else:
    <blok_kódu_else>
</code>

  * Blok else proběhne po skončení cyklu, pokud neskončí


<code python>
veta = 'Zaklady programovani.'

for pismeno in veta:
    print(pismeno, end=' ')
</code>


<code python>
# funkce range(), slouží k výpisu posloupnosti/řady čísel
range(10) # posloupnost 0-9
range(5,10) # posloupnost 5-9
range(1,10,2) # posloupnost 1-9 po 2 (1,3,5,7,9)


for x in range(5,10):
    print(x, end = ' ')
</code>


=== Úloha 4 - 7 trpaslíků ===

Dopište program tak, aby se postupně vypsala čísla jednotlivých trpaslíku.


<code python>
<cyklus>:
    <vypis_cisel_jednotlivych_trpasliku>
</code>


==== Úloha 5 - Výpočet faktoriálu pomocí cyklu for ====

Vypočtěte [[https://cs.wikipedia.org/wiki/Faktori%C3%A1l|faktoriál]] čísla s pomocí cyklu for a funkce range.


<code python>
cislo = 9

<cyklus_pro_vypocet_faktorialu>

print('Faktorial cisla {0:d} je {1:d}'.format(cislo, faktorial))
</code>


==== Cyklus while ====

  * Cyklus, který probíhá dokud platí podmínka

<code python>
while <logický_výraz>:
     <blok_kódu_while>
</code>

Případně:

<code python>
while <logický_výraz>:
     <blok_kódu_while>
else:
    <blok_kódu_else>
</code>

  * Probíhaní cyklu lze ukončit příkazem ''%%break%%''.
  * Probíhaní daného bloku pro konkrétní iteraci ukončí příkaz ''%%continue%%'' a program skočí opět na začátek bloku (jakoby začínala další iterace, cyklus)


<code python>
# Výpis čísla od 1 do 10 s využitím cyklu while

    
</code>


==== Úloha 6 - Výpočet faktoriálu pomocí cyklu while ====

Vypočtěte [[https://cs.wikipedia.org/wiki/Faktori%C3%A1l|faktoriál]] čísla s pomocí cyklu while.


<code python>
cislo = 2

# Zde doplňte cyklus pro výpočet faktoriálu

<cyklus_pro_vypocet_faktorialu>


print('Faktorial cisla {0:d} je {1:d}'.format(cislo, faktorial))
</code>


==== Úloha 7 - Napište program, který umožní výpočet Ludolfova čísla pomocí součtu Leibnizovi řady ====

Využijte jeden z cyklů a příslušné matematické operace ([[http://mech.fsv.cvut.cz/~anicka/teaching/ypv1/priklady/pi.pdf|odkaz na vzorec]])


<code python>

    
print('pi: ' + str(pi))
</code>


===== Funkce =====

  * Pro opakování nějaké části kódu
  * Prostředky pro zabalení a parametrizování funkčnosti
  * Python nabízí globální funkce, lokální funkce, lambda funkce a metody

<code python>
def <název_funkce>(<parametry>):
    <prikaz>
    <prikaz>
    <prikaz>
</code>

Případně s výstupní proměnnou:

<code python>
def <název_funkce>(<parametry>):
    <prikaz>
    <prikaz>
    <prikaz>
    return <vystup>
</code>


<code python>
# Pocet samohlasek ve vete

def pocet_samohlasek(veta):
#<napiste kod>
</code>


<code python>
veta = 'S funkcemi se budete potkavat casto.'

print(pocet_samohlasek(veta))
</code>


==== Úloha 8 - Bez samohlásek ====

Napište funkci, která odstraní písmena **q,w,x,y** z věty.


<code python>
def bez_pismen(veta):

    <dopiste_funkci>

    print(vystupni_veta)
</code>


<code python>
veta = 'ywqGqratxulqwwujwxiy.xywq xwqwFquyxnqkwcxxyiywyw xxwqsqwewyx wqtxxiyw pxyqowvyyexdwlqowqqx xxnqxapwyrqoqgyxramxoqvyqaxtqx sqpwrxxaqvnwqewwxy!'
bez_pismen(veta)
</code>


==== Výchozí hodnoty parametrů ====

  * Přiřazení výchozí hodnoty při definici funkce
  * Možnost volat funkci **bez explicitního zadání jednotlivých hodnot parametrů**


<code python>
def f(a=5, b=0):
    print((a**2)+b)
    
a = f()
b = f(9)

type(a)
</code>


=== Parametr nebo argument ===

  * **Parametr** je //proměnná//, s kterou pracuje definice funkce
  * **Argument** je //hodnota proměnné//, s kterou bude funkce dále pracovat

=== Argumenty vs. keyword argumenty ===

  * Funkce je možné volat i s explicitním vyjádřením jednotlivých parametrů
  * Výhody:
    * Možnost //měnit pořadí// parametrů
    * Přehlednost (v případě, že má daná funkce velké množství vstupních parametrů)


<code python>
a = f(b=2,a=9)
</code>


===== Úlohy na doma =====

Níže je uvedeno několik příkladů, které si vyřešte sami v rámci domácí práce


===== Matice na standardním výstupu =====

==== a) celá matice ====

Vykreselte čtvercovou matici celých kladných čísel čísel rostoucích od 0 do $N-1$, kde $N = n\cdot n$ a $n$ je počet řádků a sloupců matice <html><br></html> Uvažujte $2 \leq n \leq 10$ <html><br></html> Pro $n=10$ bude matice vypadat takto <html><br></html>

<code>
 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
</code>

Zkuste úlohu vyřešit pomocí jednoho for cyklu nebo pomocí dvou for cyklů vnořených do sebe


<code python>
# reseni pomoci jednoho for cyklu
        

# reseni pomoci dvou for cyklu


</code>


==== b) první diagonála ====

Vykreselte pouze první diagonálu matice z předchozího úkolu<html><br></html>

Pro $n=10$ bude matice vypadat takto <html><br></html>

<code>
 0
   11
      22
         33
            44
               55
                  66
                     77
                        88
                           99
</code>

Opět se zamyslete nad řešením pomocí jednoho nebo dvou vnořených cyklů


<code python>
N = 10  # pocet radku a sloupcu matice

# reseni pomoci jednoho for cyklu

    
# reseni pomoci dvou for cyklu

</code>


==== c) druhá diagonála ====

Vykreselte pouze druhou diagonálu matice z před předchozího úkolu<html><br></html>

Pro $n=10$ bude matice vypadat takto <html><br></html>

<code>
                            9 
                        18
                     27
                  36
               45
            54
         63
      72
   81
90
</code>

Opět se zamyslete nad řešením pomocí jednoho nebo dvou vnořených cyklů


<code python>
# reseni pomoci jednoho for cyklu


# reseni pomoci dvou for cyklu
</code>


==== d) obě diagonály ====

Vykreselte obě diagonály matice<html><br></html>

Pro $n=10$ bude matice vypadat takto <html><br></html>

<code>
 1                          9  
   11                   18
      22             27
         33       36
            44 45
            54 55
         63       66
      72             77
   81                   88
90                         99
</code>

Opět se zamyslete nad řešením pomocí jednoho nebo dvou vnořených cyklů


<code python>
# reseni pomoci jednoho for cyklu


# reseni pomoci dvou for cyklu
</code>


===== Prvočísla =====

Napište funkci isprime(), která bude vracet True pokud bude argumet funkce prvočíslo, jinak vrátí False


<code python>


def isprime(n):
    '''
    isprime(n) vraci True pokud je n prvocislo, jinak vrati False
    funkce nekontroluje, jestli je n cele cislo
    funkce postupne prochazi vsechny cisla od 2 az do hodnoty argumentu a zjistuje, jestli je zbytek po deleni roven nule
    
    '''
    
    <vas_kod>


# vypise navratovou hodnotu funkce na standardni vystup
print(isprime(17))


</code>


===== Domácí úkol =====

Domácí úkol najdete na [[https://cw.fel.cvut.cz/b221/courses/bab37zpr/hw/hw01|webu]] předmětu.