Cvičenie 3: Riadenie toku programu¶

Na tomto cvičení sa hlbšie ponoríme do spôsobov, akými sa v Jave dá riadiť tok programu. Priblížime si detailne podmienky a cykly.

Podmienka switch¶

Na minulom cvičaní sme si ukázali podmienku if-else. Ide o najčastejšie používaný typ podmienky a vo svojich programoch ho budete často používať. Okrem tejto podmienky má však Java aj príkaz switch.

switch je podmienka, ktorá sa zvykne používať, ak mám na výber z viacerých možností. Ak nenastane ani jeden z case prípadov, nastane možnosť default.

Tradičný switch príkaz

int den = 3;

switch (den) {
    case 1:
        System.out.println("Pondelok");
        break;
    case 2:
        System.out.println("Utorok");
        break;
    case 3:
        System.out.println("Streda");
        break;
    default:
        System.out.println("Neznámy deň");
}

Podmienka v príkaze switch musí mať vo výsledku primitívnu hodnotu, String, alebo musí byť tzv. enum (o tom niekedy inokedy)

Všimnite si použitie príkazu break. Ak by v nejakej možnosti break nebol, vykonávanie programu by pokračovalo ďalšou možnosťou! Niekedy je to žiadúce, a takýto spôsob sa volá fall-through. Uvedieme si ho v nasledovných príkladoch:

Switch kedy viacero možností má rovnaký kód

int mesiac = 3; // marec

switch (mesiac) {
    case 12:
    case 1:
    case 2:
        System.out.println("Zima");
        break;

    case 3:
    case 4:
    case 5:
        System.out.println("Jar");
        break;

    case 6:
    case 7:
    case 8:
        System.out.println("Leto");
        break;

    case 9:
    case 10:
    case 11:
        System.out.println("Jeseň");
        break;

    default:
        System.out.println("Neplatný mesiac");
}

Switch s fall through kedy niektoré možnosti obshujú aj tie nasledovné

int accessCode = 2;
String clearance;

switch (accessCode) {
    case 1:
        clearance = "Top Secret";
        System.out.println("Full system access!");
    case 2:
        clearance = "Secret";
        System.out.println("Restricted area access!");
    case 3:
        clearance = "Confidential";
        System.out.println("Limited access!");
        break;
    case 4:
        clearance = "Public";
        System.out.println("Basic access only!");
        break;
    default:
        clearance = "Denied";
        System.out.println("Access not granted!");
}

System.out.println("Access Code: " + accessCode + ", Clearance: " + clearance);

V nových verzíách Javy existuje moderná verzia switch, ktorá je už ako výraz, a jednotlivé možnosti môžu byť zložitejšie. break sa už nepoužíva a fall through nenastáva.

Moderný switch od Javy 14

int den = 3;

String nazov = switch (den) {
    case 1 -> "Pondelok";
    case 2 -> "Utorok";
    case 3 -> "Streda";
    case 6, 7 -> "Víkend";
    default -> "Neznámy deň";
};

System.out.println(nazov);

Pre pokročilých, od Javy 17

V modernom zápise podmienky switch tiež závisí na poradí jednotlivých prípadov. Vieme v nich totiž použiť tzv. pattern matching, kde viacero prípadov môže vyhovovať podmienke.

int score = 85;
String grade = switch (score) {
    case int s when s >= 90 -> "A";
    case int s when s >= 80 -> "B";
    case int s when s >= 70 -> "C";
    default -> "F";
};
System.out.println(grade); // Output: B

Cyklus a jeho riadenie¶

Na minulom cvičení sme si ukázali cykly for a while. Prvý bol pre prípady, kedy vieme dopredu počet opakovaní, alebo chceme iterovať cez nejakú kolekciu alebo rozsah hodnôt. Cyklus while opakuje kód dovtedy kým je splnená podmienka.

Na riadenie toku cyklov existujú dva špeciálne príkazy. Príkaz break ukončí predčasne cyklus, a príkaz continue preskočí aktuálnu iteráciu pokračuje ďalšou.

Príklad použitie break a continue

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    if (i == 5) break; // ukončí celý cyklus
    if (i % 2 == 0) continue; // přeskočí párne čísla
    System.out.println(i);
} // vypíše čísla 1 a 3

Použitie break a continue si ukážeme aj v nasledovných príkladoch

Vyhľadávanie prvku v poli

int[] pole = {4, 8, 15, 16, 23, 42};
int hladane = 23;
int i = 0;

while (i < pole.length) {
    if (pole[i] == hladane) {
        System.out.println("Našiel som číslo " + hladane + " na indexe " + i);
        break; // už netreba pokračovať
    }
    i++;
}

Hádanie tajného čísla

import java.util.Scanner;

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int tajne = 7;
int pokusy = 0;

while (true) {
    System.out.print("Hádaš číslo: ");
    int tip = sc.nextInt();
    pokusy++;

    if (tip <= 0) {
        System.out.println("Zadaj kladné číslo!");
        continue; // nepočítaj ako pokus
    }

    if (tip == tajne) {
        System.out.println("Správne! Našiel si číslo na " + pokusy + ". pokus.");
        break; // koniec hry
    }

    if (tip < tajne) {
        System.out.println("Nesprávne, hľadané číslo je väčšie, skús znova.");
    } else {
        System.out.println("Nesprávne, hľadané číslo je menšie, skús znova.");
    }
}

Cyklus do-while¶

Tretím typom cyklu v Jave je cyklus do-while, ktorý je podobný cyklu while, ale vždy sa vykoná aspoň jedenkrát. Ukončovacia podmienka sa totiž testuje až na konci.

Simulácia hádzania kocky

import java.util.Random;

...

Random random = new Random();
int hod;

do {
    hod = random.nextInt(6) + 1; // Generuje číslo od 1 do 6
    System.out.println("Padlo číslo: " + hod);
} while (hod != 6);

System.out.println("Hurá! Padla šestka!");

Cyklus for-each¶

Štvrtým typom cyklu v Jave je tzv. for-each cyklus. Ide o cyklus ktorý iteruje naprieč nejakou kolekciou alebo iným objektom, ktorý sa dá iterovať. Používa sa, ak chcete jednoducho spracovať každý prvok bez manuálnej správy indexu alebo iterácie.

Príklad použitie for-each

int[] cisla = {1, 2, 3, 4, 5};

for (int cislo : cisla) {
    System.out.println("Číslo: " + cislo);
}

Cyklus for-each je jednoduchý, nepotrebujete v ňom spravovať index ako pri klasickom for cykle. Používa sa iba na čítanie prvkov, nie na ich modifikáciu v kolekcii. Taktiež vnútri cyklu neviete zistiť pozíciu prvku v cykle, nakoľko nemáte prístup k indexu.

Úlohy na precvičenie¶

Úloha 3.1: Zisti, či je číslo negatívne

Vytvorte funkciu, ktorá vypíše, či je vstupné číslo negatívne, pozitívne, alebo či je 0. Použite if-else

Úloha 3.2: Switch kalkulačka

Napíš program, ktorý podľa znaku (+, -, *, /) vykoná príslušnú matematickú operáciu nad dvoma číslami. Použi switch

Úloha 3.3: Slovné hodnotenie

Napíš program, ktorý podľa zadanej známky (1–5) vypíše slovné hodnotenie ("Výborný", "Chválitebný", ...). Použi switch.

Úloha 3.4: Najväčšie číslo

Používateľ bude zadávať celé čísla. Program bude hľadať najväčšie z nich. Zadanie čísla 0 ukončí zadávanie a vypíše sa najväčšie zadané číslo. Použite do-while.

Úloha 3.5: Párne čísla

Napíš program, ktorý vypíše všetky párne čísla od 1 po n (hodnotu n zadá používateľ). Použite while.

Úloha 3.6: Nákupné položky

Používateľ zadáva ceny položiek. Program počíta celkovú sumu a skončí, keď používateľ zadá 0. Použite do-while.

Úloha 3.7: Počítanie deliteľov

Napíš program, ktorý pre zadané číslo zistí, koľko má deliteľov (vrátane 1 a samotného čísla) pomocou for cyklu.

Úloha 3.8: Výpis párnych čísel

Máme pole čísel {10, 15, 20, 25, 30, 20, 88, 43, 77, 32}. Použi for-each cyklus na výpis iba párnych čísel.

Zhrnutie cvičenia¶

Poznámky do zošita

V zošite je potrebné mať napísané aspoň tieto poznámky:

switch je podmienka pre výber z viacerých možností
- musí mať primitívnu hodnotu, String, enum
- ak nič nevyhovuje, vyberie default
- ak neuvediem break, nastáva fall-through a vykoná sa aj nasledujúca možnosť
- moderná verzia switch, je už výraz, nepoužíva fall-through a
  jeden prípad môže mať viacero možností

Riadenie toku cyklov
- break ukončí predčasne cyklus
- continue  preskočí aktuálnu iteráciu pokračuje ďalšou

V Jave máme 4 typy cyklov: for, while, do-while a for-each

Cyklus do-while je podobný cyklu while, ale vždy sa vykoná aspoň jedenkrát

Cyklus for-each
- iteruje naprieč kolekciou
- používa sa na čítanie, nie na modifikáciu
- neposkytuje pozíciu prvku v cykle, nemá index

Skúšanie a kontrola vedomostí

Ústne skúšanie alebo krátka 5-minútovka:

Popíšte fungovanie príkazu switch
Čo je fall-through a aké má využitie
Aký je rozdiel medzi while a do-while
Ako funguje príkaz break
Ako funguje príkaz continue