Cykly

Ve svých programech budete často chtít provádět nějakou operaci opakovaně, například:

  • Pro každý záznam v databázi vypiš řádek do souboru.
  • Pošli zprávu každému účastníkovi chatu.
  • Načítej řádky ze souboru, dokud nedojdeš na konec souboru.

Pokud bychom vždy pouze přidávali nové příkazy pod sebe, tak, jak to zatím známe, abychom nějaký příkaz provedli vícekrát, tak by naše programy jednak byly nejspíše dost dlouhé. Nejspíše bychom bychom neustále kopírovali ("copy-pastovali") velmi podobný kód:

printf("0\n");
printf("1\n");
printf("2\n");
...

což by vedlo k nepřehledným programům1. Pokud bychom navíc našli v programu chybu, museli bychom ji opravit na všech místech, kam jsme kód zkopírovali.

1Představte si, že chcete na výstup programu nebo do souboru vypsat třeba tisíc různých řádků textu.

Ani s kopírováním kódu bychom si však nevystačili, pokud bychom potřebovali provádět kód opakovaně v závislosti na vstupu programu. Představte si situaci, kdy nám uživatel na vstup programu zadá číslo, kolikrát má náš program vypsat nějaký řádek textu na výstup. Uživatel se při každém spuštění programu může rozhodnout pro jiné číslo, 0, 1, 42, 1000. Program však zůstává stále stejný - už při tvorbě (psaní) programu se musíme rozhodnout, kolik příkazů pro výpis do něj vložíme. Poté se program přeloží na spustitelný soubor a poté už naši volbu nemůžeme jednoduše změnit. Takovýto program bychom tedy zatím (pouze pomocí proměnných a podmínek) neměli jak naprogramovat.

Proto programovací jazyky nabízí tzv. cykly (loops), pomocí kterých můžeme jednoduše říct počítači, aby určitý blok kódu opakoval, kolikrát budeme chtít. Díky tomu může program i s pouze několika málo řádky kódu říct počítači, aby provedl spoustu instrukcí. Jazyk C nabízí dva základní typy cyklů, while a for.

Další motivací pro využití cyklů je to, že moderní procesory počítačů mají běžně frekvence od 1 do 4 GHz, takže za vteřinu zvládnou provést několik miliard taktů a během každého taktu navíc až desítky různých operací. Jistě si dovedete představit, že s pouze sekvenčním zápisem kódu bychom tento potenciál nemohli naplno využít. I když jeden řádek C kódu může být přeložen až na desítky procesorových instrukcí, tak i kdybychom zvládli napsat program se stovkami milionů řádek, pořád bychom takovýmto programem "zabavili" procesor na pouhou vteřinu. Běžící programy tak obvykle tráví většinu času právě prováděním nějakého cyklu.