155GIT1 / 6. cvičení

← předchozí cvičení • stránky předmětu • další cvičení →

Algoritmizace, podmínky a cykly

Náplň

1. podmínky (if, else, elseif, end, all, any)
2. větvení (switch)
3. cykly (for, while)
4. příkazy break, continue
5. složené podmínky

Ukázky

Vyhodnocování relačních výrazů, all, any

• pravdivá relace je vyhodnocena jako 1
• nepravdivá relace je vyhodnocena jako 0
• funkce all() (uvažujme např. vícero výsledků relačních výrazů současně)

 all([1 1 1])
 all([0 0 1])
 all([0 0 0])

• funkce any() (uvažujme např. vícero výsledků relačních výrazů současně)

 any([1 1 1])
 any([0 0 1])
 any([0 0 0])

Větvení (if)

• syntaxe

% skalární podmínka
 a = randi(10)    % randi(n) generuje náhodné přirozené číslo z intervalu od 1 do n
 b = randi(10)

 if a < b   % je-li podmínka pravdivá, proveď následující příkazy
     disp('a je mensi nez b');
 else       % není-li shora uvedená podmínka pravdivá, proveď následující příkazy
     disp('a je vetsi nebo rovno b');
 end

% vektorová podmínka
 a = [1 2];
 b = [0 3];

 if a < b  % vyhodnotí se jako:  if all(a < b)
     disp('a je po prvcich vzdy mensi nez b');
 else
     disp('a je po prvcich alespon jednou vetsi nez b');
 end

% test na (ne)nulové prvky proměnné (proměnné a,b jsou typicky logické proměnné, obsahují tedy výsledky relačních výrazů, tj. 0 či 1)
 if b      % totéž jako:  if all(b)
     disp('b neobsahuje zadne nulove cleny');
 elseif a  % totéž jako:  if all(a)
     disp('b obsahuje nulovy clen, a neobsahuje zadne nulove cleny');
 else
     disp('a i b obsahuji nulovy clen');
 end
    
 if any(b)
     disp('b obsahuje alespon jeden nenulovy clen');
 end

Větvení (switch)

 cislo = randi(10)

 switch cislo    % pro následné vyjmenované hodonoty (v položkách case) proměnné cislo proveď uvedený příkaz
                 % v závislosti na konkrétní hodnotě proměnné cislo 
   case 1
     disp('cislo je 1')
   case {2,3}    % výčet více přípustných hodnot je proveden ve složených závorkách 
     disp('cislo je 2 nebo 3')
   case {4,6,7}
     disp('cislo je 4, 6 nebo 7')
   otherwise     % pro výše neuvedené hodnoty proměnné cislo
     disp('cislo je 5 nebo vetsi nez 7')
 end

Cyklus for

% tvorba vektoru
 n = 4
 for i = 1:n       % cyklus for poběží pro předem známý počet opakování (tj. pro předem vyjmenované hodnoty proměnné i)
     a(i) = i^2    % vzniklý vektor obsahuje druhé mocniny indexu prvku
 end

% tvorba matice
 m = 4  % pocet radku
 n = 3  % pocet sloupcu
 for i = 1:m            % řádkový index
     for j = 1:n        % sloupcový index
         A(i,j) = i+j   % vzniklá matice obsahuje součet řádkového a sloupcového indexu prvku
     end
 end

% příklad - v matici vyhledat sudé řádky, v těchto řádcích změnit znaménko všech prvků (jedna z možných variant zápisu)
 A = rand(5,4)
 for i=1:size(A,1)
     if rem(i,2) == 0   % rem(a,b) ... zbytek po dělení čísla a číslem b; podle řádkového indexu i testujeme, zda jde o lichý či sudý řádek
         A(i,:) = -1 * A(i,:)
     end
 end

Cyklus while

 a = 1;
 b = 5;
 while a < b   % výpočet probíhá, dokud platí podmínka (tj. dokud je podmínka pravdivá)
     a
     a = a + 1;
 end

Příkazy break, continue

 for i = 1:5
     if i == 2
         continue;  % od tohoto místa cyklus for pokračuje dále, ovšem již pro další hodnotu proměnné i (tj. pro i=3);
                    % zbytek příkazů v těle cyklu for pro původní hodnotu proměnné (i=2) se již nevykoná
     end
     if i == 4
         break;     % na tomto místě se cyklus for okamžitě ukončí
     end
     fprintf('i = %d\n', i);
 end

Složené podmínky

logické AND - "a zároveň" - všechny podmínky musí platit současně

% souvislý interval omezený z obou stran
 a = rand(1,4)
 relace1 = a > 0.2 & a < 0.7          % interval od 0.2 do 0.7
 relace2 = all( a > 0.2 & a < 0.7 )   % relace platí ve všech složkách
                                      % relace1 a relace2 jsou totožné
                                      % (all je defaultní logická funkce)

% iterativní proces skončí již při splnění jedné z požadovaných přesností
 dx = 10;   % přesnost v souřadnici x - apriorní hodnota
 dy = 10;   % přesnost v souřadnici y - apriorní hodnota
 i = 0;     % čítač iterací
 while dx > 0.1 & dy > 0.1   % požadovaná přesnost pro obě souřadnice - 0.1 (např. mm)
     i = i+1
     dx = dx/2
     dy = dy/5
 end

% výsledkem složené podmínky AND je, že cyklus while skončí, jakmile již jedna z podmínek přestane platit; přesnost se tedy nedosáhne v obou souřadnicích, ale jen v jedné z nich !!

% totéž
 dx = 10;   % přesnost v souřadnici x - apriorní hodnota
 dy = 10;   % přesnost v souřadnici y - apriorní hodnota
 i = 0;     % čítač iterací
 while all([dx > 0.1, dy > 0.1])   % totéž:  while [dx > 0.1, dy > 0.1]
     i = i+1
     dx = dx/2
     dy = dy/5
 end

logické OR - "nebo" - musí platit alespoň jedna podmínka

% interval složený ze dvou částí
 a = rand(1,4)
 relace3 = a < 0.2 | a > 0.7          % interval do 0.2 a od 0.7
 relace4 = all( a < 0.2 | a > 0.7 )   % relace platí ve všech složkách
                                      % relace3 a relace4 jsou totožné
 relace5 = any( a < 0.2 | a > 0.7 )   % relace platí alespoň v jedné složce

% iterativní proces skončí až po splnění všech požadovaných přesností
 dx = 10;   % přesnost v souřadnici x - apriorní hodnota
 dy = 10;   % přesnost v souřadnici y - apriorní hodnota
 i = 0;     % čítač iterací
 while dx > 0.1 | dy > 0.1   % požadovaná přesnost pro obě souřadnice - 0.1 (např. mm)
     i = i+1
     dx = dx/2
     dy = dy/5
 end

% výsledkem složené podmínky OR je, že cyklus while skončí, až všechny z podmínek přestanou platit; přesnost se tedy dosáhne ve všech souřadnicích !!

% totěž
 dx = 10;   % přesnost v souřadnici x - apriorní hodnota
 dy = 10;   % přesnost v souřadnici y - apriorní hodnota
 i = 0;     % čítač iterací
 while any([dx > 0.1, dy > 0.1])
     i = i+1
     dx = dx/2
     dy = dy/5
 end

Úlohy

• 6. cvičení - příklady