1 17 Základy algoritmizace a programování 17.1 Algoritmus Algoritmus je posloupnost operací, která řeší daný úkol v konečném počtu kroků. Je to přesný...
17 Základy algoritmizace a programování 17.1 Algoritmus Algoritmus je posloupnost operací, která řeší daný úkol v konečném počtu kroků. Je to přesný postup, který je potřeba k vykonání určité činnosti. Jinak řečeno - algoritmus je jednoznačný a přesný popis řešení problému. Kaţdý algoritmus musí mít tyto vlastnosti: Rezultativnost (konečnost) – algoritmus musí mít začátek a konec.Musí proběhnout v konečném počtu kroků Determinovanost (předurčenost) – algoritmus musí být jednoznačný. Všechny operace i jejich návaznosti musí být jednoznačně určeny (definovány) a nic nesmí být náhodné. Činnost algoritmu nesmí záviset na libovůli osoby ani na vlastnostech zařízení, které ho realizují. Obecnost (hromadnost) – algoritmus musí řešit úlohu pro různé vstupní hodnoty. Opakovatelnost – při stejných vstupních hodnotách musíme dostat vţdy stejný výsledek. Správnost – algoritmus musí být věcně správný. Srozumitelnost – algoritmus musí být srozumitelný i pro uţivatele, který daný algoritmus nevytvářel.
17.1.1 Možnosti zápisu algoritmů Slovní vyjádření Pouţívá se pro skupinu lidí, která nemá programátorské vzdělání návody k obsluze, recepty, postup práce. Výhodou je, ţe se lze domluvit i s laikem. Nevýhodou je malá přehlednost a absence nástrojů k dodrţení vlastností algoritmu. Příklad:
Algoritmus přípravy polévky ze sáčku Formulace problému: Uvař polévku ze sáčku. Analýza úlohy Vstupní údaje: polévka, voda, hrnec, lţíce, vařič Výstupní údaje: uvařená polévka Analýza: Polévku nesmíme převařit ani vyvařit
Sestavení algoritmu Slovní popis: - vyber poţadovanou polévku - do hrnce napusť studenou vodu - rozmíchej polévku ve studené vodě lţící - zapni vařič - vař polévku 10 minut - Vypni vařič
393
Základy algoritmizace a programování Matematické vyjádření Pouţívá se tam, kde je moţné daný problém popsat matematickým vyjádřením. Výhodou je, ţe jednoznačný. Nevýhodou můţe být, ţe při neošetření vstupních podmínek nemusí být věcně správný Vývojový diagram Je to symbolický, algoritmický jazyk, který se pouţívá pro názorné zobrazení algoritmu. Je to jednoznačný komunikační prostředek při týmové práci, je přehledný a má nástroje k dodrţení algoritmu. Výborně se hodí k dokumentačním účelům, kde je přehlednější neţ výpis programu. Nevýhodou můţe být, ţe mu laik nemusí rozumět. Rozhodovací tabulka Tento zápis se pouţívá v případě, kdy se v dané úloze vyskytuje několik moţností a vlastní řešení je pro kaţdou moţnost jednoznačně popsatelné (rozvrh, tabulka logického součinu..) Výhodou jednoznačný a přehledný zápis. Je výhodný zejména při větším počtu moţností řešení. Bývá srozumitelný i laikům. Nevýhodou můţe být u velkých tabulek ztráta přehlednosti a nemusí se hodit pro kaţdý typ úlohy. Počítačový program Pouţívá se pro zápis instrukcí z vytvořeného algoritmu, kterému počítač rozumí a umí z něho vytvořit strojový kód. Výhodou je forma zápisu, které rozumí člověk i počítač (pokud je vybaven příslušným překladačem). Nevýhodou je, ţe zápisu rozumí pouze programátor, který umí daný programovací jazyk. Výpis počítačového programu můţe být málo názorný a nepřehledný. Objektová analýza Tato metoda se pouţívá v objektově orientovaném programování. Výhodou je forma zápisu, které rozumí člověk i počítač (pokud je vybaven příslušným překladačem). Nevýhodou je, ţe zápisu rozumí pouze programátor, který umí daný programovací jazyk. Výpis počítačového programu můţe být málo názorný a nepřehledný.
17.2 Algoritmizace Algoritmizace je postup při tvorbě programu pro počítač, kterým lze prostřednictvím algoritmu řešit nějaký problém. Algoritmizaci lze rozdělit do několika částí - formulace problému - analýza úlohy - vytvoření algoritmu - sestavení programu - odladění programu
394
Základy algoritmizace a programování Formulace problému V této části je třeba přesně formulovat poţadavky, určit výchozí hodnoty, poţadované výsledky, jejich formu a přesnost řešení. Analýza úlohy Při analýze úlohy si ověříme, zda je úloha řešitelná a uděláme si první představu o jejím řešení. Dále zjistíme, zda výchozí hodnoty jsou k řešení postačující a zda má úloha více řešení. Podle charakteru úlohy vybereme nejvhodnější řešení. Vytvoření algoritmu úlohy Provádí se při tvorbě jakéhokoliv programu. Sestavíme jednoznačný sled jednotlivých operací, které je třeba provést, aby byla úloha správně vyřešena. Algoritmus přesně popisuje postup zpracování daného úkolu, nedává však odpověď na daný problém, ale pouze postup, jak ji získat. Sestavení programu Na základě algoritmu řešené úlohy sestavíme program (zdrojový text) v konkrétním programovacím jazyce. Ze zdrojového textu se pomocí překladače do strojového kódu vytvoří spustitelný program. Dá se tedy říci, ţe dobře provedená analýza úlohy a algoritmizace daného problému je základním předpokladem sestavení programu pro počítač. Odladění programu Cílem odladění je odstranění chyb z programu. Chyby se nejčastěji projeví nesprávnou činností programu nebo špatnými výsledky. Chyby v programech mohou být syntaktické nebo logické. Syntaktické - špatně zapsaný nějaký příkaz. Překlad programu se zastaví a zobrazí se hlášení o chybě. Tyto chyby jsou snadno opravitelné. Logické - program je funkční, ale nedělá co má. Můţe skončit v nekonečném cyklu. Pro ladění se vţdy pouţívá několik kontrolních příkladů. Při odstraňování těchto chyb můţe pomoci ladící program (debugger) umoţňující sledování aktuálního stavu proměnných a krokování. Teprve po odstranění všech druhů chyb můţeme program pouţít k praktickému řešení úloh. Tyto chyby se velmi špatně identifikují. Důležité pojmy v rámci algoritmizace a programování Proměnná - je to místo v paměti počítače, ve kterém se nachází určitá hodnota Identifikátor - je název proměnné Datový typ - je to určitý typ proměnné char - znak integer - celé číslo real - reálné číslo boolean - logická proměnná Deklarace – stanovení proměnných jakého jsou typu. Provádí se vţdy na začátku programu. Syntaxe – přesné určení, jak se mají jednotlivé příkazy a části programu zapisovat Strojový kód – je to programový kód, který jediný dokáţe počítač přímo zpracovávat.
395
Základy algoritmizace a programování
17.3 Rozdělení programovacích jazyků Strojově orientované - strojový jazyk (jazyk fyzického procesoru) - asembler (jazyk symbolických adres) Vyšší programovací jazyk – je to programovací jazyk, jehoţ příkazy jsou tvořeny pomocí klíčových slov, jejichţ význam musí být převeden do strojového kódu, aby mohl program napsaný ve vyšším programovacím jazyce být spuštěn. - obecné - (C, C++, C#, Objekt Pascal, Visual Basic, .NET Framework, Java) - databázové (MS Fox Pro, Oracle) - pro webové klienty (Java, JavaScript, ActiveX) - specializované (makrojazyky, simulační jazyky) Aby mohl procesor napsaný program zpracovat musí být před zpracování přeloţen do strojového kódu. To zajistí tzv. překladače. Rozeznáváme dva druhy těchto překladačů. - Překladač neboli kompilátor je program, který ze zdrojového kódu vytvoří spustitelný soubor. Vytvoří instrukce pro procesor. - Iterpreter načítá program v textovém zápisu a okamţitě jednotlivé příkazy vykonává. Program tedy není předem přeloţený. Pouţívá se například u skriptů ve webových stránkách Strukturované programování Je to soubor doporučení, jak by měl dobře napsaný program vypadat. Tato doporučení vytvářejí jakési „mantinely“ pro programátory. Strukturované programování je zaloţeno na dvou principech. - Sloţitou úlohu rozdělíme na dílčí úkoly, které řešíme samostatně a metodou shora dolů propojíme úlohu v jeden celek. - Při návrhu řešení dílčích úloh pouţijeme pouze povolené řídící struktury - sekvence - větvení - cykly - přepínače Objektové programování Je to soubor doporučení, jak by měl dobře napsaný program vypadat. Přínosem objektového programování je také větší strukturovanost a modularita vytvářeného programu. Objektově orientovaný přístup tvorby programu je charakterizován třemi základními vlastnostmi. Obalení (zapouzdření) - je realizováno novým datovým typem – objekt. Obsahuje kromě datových poloţek také řídící struktury – metody. Oním obalením tedy můţete rozumět obalení datových poloţek řídícími strukturami – metodami, které zajišťují přístup k datovým poloţkám. 396
Základy algoritmizace a programování Dědičnost – inheritance - umoţňuje vytvářet nové objekty jako potomky jiţ existujících objektů – předků, přebírat od nich datové poloţky a metody a modifikovat je či upřesňovat. Polymorfismus (mnohotvarost) - polymorfismus je vlastnost objektové programování, která umoţňuje pojmenovat metodu jedním jménem a tato metoda můţe být společná pro různé objekty ve stromové hierarchii, i kdyţ pro kaţdý objekt v této hierarchii se bude chovat různě. Při objektovém přístupu k tvorbě programu nezkoumáme způsob funkce programu, ale způsob změn dat. Objektový program je řízem tokem událostí. Vizuální programování Vizuální programování je dnes většinou objektové a současně strukturované. Spočívá v tom, ţe velké mnoţství standardně pouţívaných objektů (tlačítka, políčka, práci se soubory) je jiţ připraveno a jen je myší přetahujeme do vytvářeného programu. Vývojové prostředí Je to komplexní nástroj na tvorbu programů. Obsahuje: - překladač pro určený programovací jazyk - nástroje na vizuální tvorbu programu - hotové komponenty programů - nástroje pro ladění a odstraňování chyb
17.4 Vývojový diagram Vývojový diagram je grafické vyjádření poţadovaného algoritmu (znázornění jednotlivých příkazů, ze kterých se algoritmus skládá). Pro vývojový diagram se pouţívají stanovené značky, které nelze měnit. Spojnice - orientované - neorientované
397
Základy algoritmizace a programování Mezní značky
ZAČÁTEK
KONEC
RETURN
Ruční zadání vstupních dat
A
R=
Zpracování VÝPOČET
C=A+B
Výstup TISK
Vstup ČTI: A, B
Spojka 3
Podmínka (rozhodování) ANO A>20
NE
Přepínání 1
12 k=
30
398
k=
Základy algoritmizace a programování Cyklus I= 2,8,15
tělo
Konec I
I= 2,8,15
tělo
Konec I
Podprogram 6200
17.4.1 Chyby v algoritmech Při psaní programů musíte dbát na správný zápis matematických vzorců. V programech nelze pouţít zlomkové čáry. Místo zlomkové čáry se pouţívá lomítko /. Rovnici musíme zapsat takto: X:=(A+B)/(C+D) V programech nelze dále pouţít √ (odmocninu) a . (násobení). Místo znaku √ pouţíváme výraz SQRT a místo znaku . pouţíváme znak *. Místo znaku pouţíváme výraz PI.
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka rezultativnosti - konečnosti - algoritmus musí proběhnout v konečném počtu kroků. Písnička se bude zpívat pořád dokola a nikdy neskončí. Došlo k zacyklení programu.
399
Základy algoritmizace a programování
Správné řešení
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka rezultativnosti - konečnosti - algoritmus musí proběhnout v konečném počtu kroků. Co kdyţ hned ze začátku je I větší neţ 10? Došlo k zacyklení programu.
Správné řešení
400
Základy algoritmizace a programování
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka věcné správnosti. Algoritmus je funkční, ale dostanete nesprávný výsledek
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka jednoznačnosti – (determinovanost podmíněnost) - všechny operace i jejich návaznosti musí být jednoznačně určeny (definovány) a nic nesmí být náhodné.
Správné řešení
401
Základy algoritmizace a programování
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka jednoznačnosti – (determinovanost podmíněnost) - všechny operace i jejich návaznosti musí být jednoznačně určeny (definovány) a nic nesmí být náhodné. Co kdyţ ve jmenovateli bude 0? Musíme ošetřit hodnoty, které se blíţí k nekonečnu. Pokud je řešení v oboru reálných čísel, nesmí být výraz pod odmocninou záporný Jsou to nejzávaţnější chyby v programech.
Správné řešení
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka obecnosti – (hromadnosti) - algoritmus musí řešit úlohu pro různé vstupní hodnoty.
402
Základy algoritmizace a programování
Správné řešení
Špatný algoritmus, protoţe byla porušena podmínka opakovatelnosti - při stejných vstupních hodnotách musíme dostat vţdy stejný výsledek. Proměnná I je neznámá.
Správné řešení
403
Základy algoritmizace a programování
17.4.2 Ukázky algoritmů Sekvence Sekvence je nejjednodušším typem algoritmu, který se skládá (kromě mezních značek) pouze ze sekvenčních bloků. Během sekvence nesmí docházet k větvení algoritmu ani k návratu zpět.
Větvení Nejčastějším důvodem větvení je ošetření neţádoucích důsledků. Musí být ošetřeny všechny moţnosti, které mohou nastat. Situace se musí nejdříve vyhodnotit. Teprve poté se provede činnost. - dělení - výpočet výrazů s odmocninou - další funkce (goniometrické)
404
Základy algoritmizace a programování
Cykly Cykly jsou jedním z nejsilnějších nástrojů algoritmů. Podstatou je opakování určité části algoritmu. Cyklus musí být konečný. - cykly s pevným počtem opakování - cykly řízené podmínkou s podmínkou na začátku cyklu - cykly řízené podmínkou s podmínkou na konci cyklu Cyklus s pevným počtem opakování
Cyklus řízený podmínkou - podmínka je na začátku
Cyklus řízený podmínkou - podmínka je na konci
405
Základy algoritmizace a programování
Čekací smyčka
Příklady 1. 2. 3.
Je dán obdélník o stranách A, B. Vytvořte algoritmus pro výpočet obvodu (O) a obsahu (S) tohoto obdélníka. Je dána kruţnice o poloměru R. Vytvořte algoritmus pro výpočet obvodu (O) této kruţnice a výpočet obsahu (S) kruhu, který leţí uvnitř této kruţnice. Je dán rovnostranný trojúhelník o stranách A. Vytvořte algoritmus pro výpočet obvodu (O) a obsahu (S) tohoto trojúhelníka.
4. 5.
Je dán pravoúhlý trojúhelník o stranách A, B, C. Vypočítejte stranu C. Vytvořte algoritmus pro výpočet výrazu tak, aby se výpočet alespoň jednou uskutečnil.
6. 7.
Vytvořte algoritmus pro výpočet výrazu Vytvořte algoritmus pro výpočet výrazu
8. 9. 10. 11. 12.
Vytvořte algoritmus pro zjištění zda zadané číslo je kladné, či záporné. Vytvořte algoritmus pro porovnávání a řazení dvou čísel od největšího do nejmenšího. Vytvořte algoritmus pro nalezení největšího ze tří zadaných čísel. Vytvořte algoritmus pro určení, zda tři čísla A, B, C mohou tvořit strany trojúhelníka. Vytvořte algoritmus pro řešení lineární rovnice - A*X + B =0 - proměnné A, B jsou načítány zvenčí - X – hledaný kořen rovnice Vytvořte algoritmus pro vytvoření kalkulačky, která bude pracovat se dvěma čísly. Poţadované matematické operace - sčítání, odečítání, násobení, dělení Vytvořte algoritmus pro výpočet veličin rychlost, dráha a čas pohybu rovnoměrného přímočarého. Vytvořte algoritmus pro výpočet výsledného odporu R, který se skládá ze dvou paralelních odporů R1 a R2. Algoritmus bude fungovat tak, ţe budete moci postupně zadávat různé hodnoty odporů R1 a R2 pro výpočet výsledného odporu R.
13. 14. 15.
16. 17. 18. 406
Vytvořte algoritmus pro zobrazení čísel od jedničky do desítky. Vytvořte algoritmus pro sečtení čísel od jedničky do desítky. Vytvořte algoritmus pro výpočet faktoriálu zadaného čísla.
Základy algoritmizace a programování
18 Základy programování v PHP Programovací jazyk PHP (Hypertext preprocessor) je skriptovací jazyk, který běţí na straně serveru. Server posílá do vašeho počítače pouze výsledky. Pouţívá se pro tvorbu webových aplikací – dynamických stránek. Je postaven na základech jazyka C. Skriptovací jazyk PHP je neustále velmi rychle vyvíjen. Je to nejčastěji pouţívaný modul na internetových serverech. Výhody jazyka PHP:
PHP je jazyk, který je relativně jednoduchý na pochopení PHP má syntaxi velmi podobnou jazyku C a je tedy většině vývojářů dost blízký PHP podporuje širokou řadu souvisejících technologií, formátů a standardů Je to otevřený projekt s rozsáhlou podporou komunity Dá se najít velké mnoţství jiţ hotového kódu k okamţitému pouţití nebo funkční PHP aplikace Podstatná část z hotového kódu je šířena pod nějakou svobodnou licencí a dá se pouţít ve vlastních projektech PHP si dobře rozumí s webovým serverem Apache i IIS PHP snadno komunikuje s databázemi, jako je MySQL, PostgreSQL atd. PHP je multiplatformní a lze jej provozovat s většinou webových serverů a na většině dnes existujících operačních systémů PHP podporuje mnoho existujících poskytovatelů webhostingových sluţeb
Nevýhody jazyka PHP:
PHP je interpretovaný, ne kompilovaný jazyk
Interpretovaný jazyk je překládán aţ za běhu programu. Je pomalejší, ale nemá tak velké formální poţadavky. Překládají se interpretrem, ten instrukce zároveň při překladu provádí a to vše na straně serveru. Kompilovaný jazyk je nejdříve celý přeloţen a aţ potom můţe být spuštěn. Je rychlejší neţ jazyk interpretovaný, má však vyšší nároky na formální správnost kódu. Překládá se kompilátorem, výsledkem překladu je (většinou) .exe soubor.
Kdokoli má přímý přístup k serveru, můţe nahlédnout do vašich PHP skriptů Podpora objektového programování není v PHP na moc dobré úrovni. Protoţe je PHP aktivně vyvíjen, v budoucích verzích jazyka se mohou některé funkce změnit nebo se mohou chovat jinak neţ dosud.
Mezi nejčastější aplikace psané v PHP patří například: - diskusní fóra - chaty - internetové obchody - informační systémy - redakční systémy -firemní prezentace - dynamické osobní stránky - vyhledávače a katalogy - drobnosti typu počitadla, ankety a mnoho dalších 407
Základy algoritmizace a programování
18.1 Princip PHP PHP skriptovací jazyk, který běţí na serveru. Typický PHP skript obsahuje jednak kusy normálního HTML (XHTML) kódu, a jednak kusy programového kódu PHP. Kdyţ webový server obdrţí poţadavek na zpracování takového skriptu, všechny kusy HTML kódu přeskočí a zpracuje pouze PHP programový kód. Výsledky ze zpracování programového kódu vloţí do HTML kódu. Všechny příklady musí být pro svou funkčnost vloţeny na internetový server. Příklad: Kód bez PHP <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta name="description" content="... obsah dokumentu.." /> <meta name="Author" content="vaše jméno" /> Úvod do PHP
Stránka bez PHP. Nevím kolik je hodin.
U prvního řádku vloţte před značku xml dvě lomítka. Tím zajistíte, ţe se tento řádek nebude zpracovávat v interpreteru PHP. Pouţitá sekvence znaků
408
Základy algoritmizace a programování Pokud si zobrazíte v prohlíţeči zdrojový kód stránky (pomocí pravého tlačítka myši a volby zobrazit zdrojový kód), uvidíte, co přesně do vašeho prohlíţeče server poslal. Kód s PHP <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta name="description" content="... obsah dokumentu.." /> <meta name="Author" content="vaše jméno" /> Úvod do PHP
Stránka s PHP. Vím, ţe právě je hodin.
Při kontrole poslaného kódu serverem, si všimněte, ţe server z PHP příkazu vloţil do HTML pouze výsledek – 13:26. Prohlíţeč nemá sebemenší tušení, co všechno se na serveru dělo neţ mu byl výstup odeslán, vidí jen samotný výsledek. Části PHP kódu se do skriptů vkládají pomocí speciálních značek: nebo Celý soubor můţe být jeden dlouhý PHP kód. Pak začíná a končí znaky . V souboru můţe být kód PHP jen na jednom určitém místě nebo na více místech. V souboru také ţádný PHP kód 409
Základy algoritmizace a programování být nemusí. Můţe se tvářit jako php skript, ale ve skutečnosti je to normální HTML soubor a PHP kód v něm vůbec není. Při uloţení PHP souboru musí mít soubor příponu php (nebo další povolené přípony na serveru). Kaţdý programový řádek (ukončená funkce) musí končit znakem středník (;). Programový kód můţete psát v libovolném editoru bez formátování. Naprosto nevhodný je například Word. Jeden z nejlepších programů je český program PSPad (neplacený). Je to program pro tvorbu souborů v různých formátech. Výhody pouţití programu PSPad:
Pomocí protokolu FTP moţnost práce přímo na internetovém serveru Velmi jednoduchá a intuitivní práce Neomezená délka editovaného textu Moţnost otevření více dokumentů současně Záznam maker s moţností uloţení na disk a ruční editace Práce s projekty Hledání a nahrazování v souborech Nalezení rozdílů v textových souborech (porovnání verzí) Zvýraznění syntaxe Automatické rozpoznání syntaxe podle typu souboru s moţností manuální změny Volitelné zobrazení čísel řádků, podbarvení aktuálního řádku, pravítko Převody velikosti písmen (malá, velká, první písmena velká)
Program velice dobře zvýrazňuje syntaxi různých jazyků. Po spuštění si nastavte syntaxi pro PHP.
Pokud vytvořený PHP soubor uloţíte na lokální a potřebujete vyzkoušet jeho funkčnost, musíte ho nahrát na internetový server. To můţete provést například pomocí programu Total Commander. Postup: 1. Spusťte Total Commander 2. Zvolte ikonu FTP 3. Zvolte tlačítko Nové připojení 4. Zadejte Relaci (soscb) 5. Zadejte hostitele (soscb.cz) 410
Základy algoritmizace a programování 6. Zatrhněte funkci Použít pasivní režim 7. Zadejte OK a pak Připojit 8. Po odeslání zadejte přístupové jméno 9. Zadejte přístupové heslo 10. Soubory se nakopírujte do vašeho adresáře 11. Spusťte php skript - např.: www.soscb.cz/vyuka/vaše jméno/pokus.php Další moţností je nakonfigurovat si v lokálním počítači webový server Apache a podporu pro php. Zjištění funkčnosti PHP Pokud se vám zdá, ţe vaše programy nejsou funkční, je dobré nejdříve zkontrolovat, zda je na serveru nainstalován modul PHP. Vytvořte soubor s následující funkcí a uloţte ho na server (nezapomeňte na příponu souboru - php): Pokud je vše v pořádku a PHP je nainstalován, zobrazí se podrobný výpis nastavení PHP. Jak jste jiţ četli, jednotlivé instrukce se oddělují středníkem. Pokud to neprovedeme, dojde k syntaktické chybě a systém zobrazí v prohlíţeči:
Výhodou je, ţe nám systém oznámí, na kterém řádku se uvedená chyba vyskytuje. Dejte pozor, pokud je funkce na více řádcích, můţe být chyba nad uvedeným řádkem. Špatně
Správně:
411
Základy algoritmizace a programování
18.2 Komentáře Pokud píšete delší program, pouţívejte v programovém kódu komentáře. Tím zajistíte, ţe se v kódu vyznáte i po několika měsících či letech. Komentář je něco, co program při zpracování ignoruje a slouţí tedy pouze uţivateli. Komentáře mohou být v PHP jednořádkové nebo víceřádkové. // - (dvě dopředná lomítka) – jednořádkový komentář # - (mříţka) – jednořádkový komentář dvojice /* a */ (lomítko+hvězdička a hvězdička+lomítko) – víceřádkový kometář
Víceřádkovým komentářem můţete zakomentovat celý blok textu velice rychle, a také velice špatně. Pamatujte, ţe víceřádkové komentáře nelze vnořovat. První sekvence ’*/’ totiţ celý komentář ukončí. Následující kód tedy skončí chybou:
18.3 Příkaz echo Příkaz echo vytiskne jeden nebo více řetězců.
412
Základy algoritmizace a programování Víceřádkový řetězec Budete-li chtít vytisknout víceřádkový řetězec, můţete provést něco jako:
Rovnocenný zápis bude i zápis s tzv. speciální sekvencí znaků – \n.
\n je jednou z tzv. escape sekvencí.
18.4 Escape sekvence Pomocí speciálních zápisů můţeme zobrazit znaky, které by jinak PHP zpracoval jako součást příkazu. Sekvence
Význam
\n \" \r \t \\ \$
Nový řádek Uvozovky Přechod na začátek řádku Tabelátor Zpětné lomítko Dolar
Takţe, budete-li chtít donutit příkaz echo, aby ve výstupu zobrazil skutečnou uvozovku, můţete napsat něco jako:
Pokud jste si zkoušeli uvedený příklad s řádky a máte pocit, ţe tam cosi nehraje, máte pravdu. V prohlíţeči totiţ budou všechny údaje na jednom řádku. Musíte si uvědomit, jak prohlíţeč předané informace zobrazuje. Kdyţ pošlete prohlíţeči poţadavek na skript uvedený výše a necháte si zobrazit zdrojový kód stránky která dorazí, zjistíte, ţe tam ty konce řádku opravdu jsou. HTML ale nezalamuje řádek tehdy, kdyţ je znak konce řádku v kódu, HTML má k tomu značku . Je samozřejmě moţné vloţit značku HTML do řetězce v PHP, třeba takto: Tohle bude druhý řádek Tohle bude třetí řádek" ; ?>
413
Základy algoritmizace a programování Prohlíţeč obdrţí následující kód: Tohle bude první řádek Tohle bude druhý řádek Tohle bude třetí řádek" ;
Pokud budete chtít být bezchybní a mít validní kód, můţete napsat kód i takto: \nTohle bude druhý řádek \nTohle bude třetí řádek" ; ?>
Prohlíţeč obdrţí následující kód: Tohle bude první řádek Tohle bude druhý řádek Tohle bude třetí řádek" ;
18.5 Spojování řetězců Spojování řetězců se prování pomocí operátoru . (tečka).
Tečka zde vede ke spojení, zřetězení řetězců. Je rovněţ moţné spojit více neţ dva řetězce.
18.6 Proměnné v PHP Kaţdý programovací jazyk pracuje s nějakými hodnotami. To, do čeho se tyto hodnoty ukládají, se nazývá proměnné. Kaţdá proměnná má: - název (někdy se mu říká identifikátor) - hodnotu (někdy se označuje termínem literál) V kaţdém okamţiku je hodnota proměnné v programu jednoznačně daná, během programu se však můţe měnit Typy proměnných Typ Logický typ
Název v PHP Boolean
Celočíselný typ
Integer
414
Popis Uchovává hodnotu "pravda" nebo "nepravda". Zapisuje se jako TRUE a FALSE Uchovává celá kladná i záporná čísla (a nulu) (-2 bilióny aţ + 2 bilióny)
Základy algoritmizace a programování Desetinné číslo
Float nebo Real
Řetězec
String
Uchovává desetinná čísla s přesností obyčejně na 14 desetinných míst (velikost čísla má 308 nul). Uchovává texty neboli řetězce. Řetězec je znak nebo sada znaků, v PHP prakticky neomezené délky.
- Kaţdá proměnná musí mít jednoznačný název. Ten v PHP začíná znakem dolaru ($) a následuje (bez mezery) nějakým pojmenováním. - První znak toho pojmenování musí být buď písmeno a-z nebo podtrţítko. Nesmí to být číslo ani nic jiného. - Názvy proměnných v PHP rozlišují mezi malými a velkými písmeny, takţe pozor na to. Praxe bývá většinou taková, ţe se proměnné píší malými písmeny. - Desetinná čísla se zadávají s tečkou, ne s čárkou. - Řetězce se uzavírají do uvozovek nebo do apostrofů. Ukázky proměnných "; echo $plat." "; echo $disketa." "; echo $prohlaseni." "; ?>
Běžné chyby v proměnných
415
Základy algoritmizace a programování
18.7 Operátory Operátor se pouţívá k zjištění hodnoty pomocí provedení procedury. OPERÁTOR + * / %
OPERACE Sčítání Odečítání Násobení dělení zbytek (modulo)
PŘÍKLAD 1+2 2–1 2*1 3/2 3%2
== < > <= => != <>
Rovnost Menší Větší menší nebo rovno větší nebo rovno Nerovnost Nerovnost
POPIS součet 1 a 2 = 3 rozdíl 2 a 1 = 1 součin 2 a 1 = 2 podíl 3 a 2 = 1.5 počítá zbytek celočíselného dělení = 1 $a a $b mají stejnou hodnotu $a je menší neţ $b $a je větší neţ $b $a je menší nebo rovno $b $a je větší nebo rovno $b $a se nerovná $b $a se nerovná $b
18.8 Proměnná typu Pole V PHP je kromě základních datových typů (celá čísla, desetinná čísla, logické hodnoty a řetězce) k dispozici i datový typ pole. To je speciální struktura, která můţe v jedné proměnné obsahovat sadu hodnot. Pole má prvky; kaţdý prvek má index nebo klíč a hodnotu. Definice pole
Tímto zápisem vznikne proměnná $jmeno (pole), která obsahuje pět prvků, z nichţ kaţdý má svůj index (například trojku) a hodnotu (Maruška). Z toho vidíte, ţe pole se v PHP zapisují jako kaţdá jiná proměnná, pouze za názvem mají v hranatých závorkách index. Toto pole je indexované. Někdy můţe ale být šikovnější rozlišit od sebe prvky pole řetězcem, čímţ vznikne tzv. asociativní pole.
Obecně můţe být asociativní pole uţitečné v případě, kdy budete chtít rozlišovat prvky podle něčeho jiného neţ podle čísel. 416
Základy algoritmizace a programování Index pole můţeme vynechat a PHP jej dosadí za nás. Také můţete zadat první hodnotu, od které se bude index odvíjet. Další moţnost je pouţít v PHP funkci array, která provede totéţ.
nebo pomocí funkce array, coţ je ještě kratší a je to naprosto rovnocenný zápis:
Pamatujte, ţe PHP standardně čísluje pole od nuly, ne od jedničky. Aby příklad skutečně fungoval jako ten úvodní, musíte do prvního indexu zadat číslo 1.
nebo "Petr", "Pavel", "Maruška" , "Eva", "Roman"); ?>
Příklad: Z definovaného pole vypište první a poslední záznam echo $fronta[0]; ?>
417
Základy algoritmizace a programování
18.9 Výrazy, konstanty Výrazem je v PHP cokoliv, co má nějakou hodnotu. Konstanta je v PHP něco jako proměnná, ale během programu svou hodnotu nemění. Konstanty se definují pomocí funkce define a zapisují se velkými písmeny.
18.10 Inkrementace, dekrementace, postinkrementace, preinkrementace Inkrementace – při inkrementaci se hodnota proměnné zvýší o 1.
Dekrementace – při dekrementaci se sníţí hodnota proměnné o 1.
Postinkrementace "; echo $b; ?>
Při postinkrementaci se v tomto příkladu výraz $a++ nejdříve vyhodnotí, jeho hodnota se přiřadí proměnné b. Následně je inkrementována proměnná a. Proměnná a má hodnotu 11 a proměnná b má hodnotu 10. Preinkrementace "; echo $b; ?>
418
Základy algoritmizace a programování Při preinkrementaci se v tomto příkladu nejdříve inkrementuje proměnná a. Následně je výraz ++$a vyhodnocen - jeho hodnota přiřazena proměnné b. Proměnná a má hodnotu 11 a proměnná b má hodnotu 11.
18.11 Příkazy Příkazy jsou kostrou celého programu. Udělují programům základní schopnost rozhodování, která je zapotřebí pro většinu početních úloh.
18.11.1 Příkazy pro větvení programů Tyto příkazy rozhodují o tom jaký blok kódu se provede a za jakých podmínek. V PHP jsou dvě podmíněné konstrukce. První je if...elseif...else a druhá switch...case. Příkaz if
PHP také umoţňuje pouţívat rozvětvené podmínky. Pomocí klíčového slova else můţete určit blok kódu, který se provede, pokud je daná podmínka nepravdivá. Také máte klíčové slovo elseif, který vám v případě nesplnění hlavní podmínky umoţňuje testovat alternativní podmínky.
419
Základy algoritmizace a programování Příkaz switch Příkaz switch se pouţívá, pokud testujeme jednu proměnnou s více moţnými hodnotami.
Příkaz switch porovnává hodnotu proměnné $stat s kaţdou hodnotou klauzule case. Pokud nalezne odpovídající hodnotu, provede příkazy spojené s touto volbou aţ do příkazu break.
18.11.2 Cykly Cykly nám umoţňují provádět určitou část kódu opakovaně aţ do nastaveného počtu nebo splnění podmínky. V PHP jsou dva typy cyklů. While - provede znovu daný kód jen v případě ţe je splněna daná podmínka. For – tomuto cyklu dopředu zadáte, kolikrát má daný kód provést. Příkaz while Výpis čísel od 1 do 10
Výpis čísel od 1 do 10 do tabulky
Číslo
".$i."
\n"; $i++; } ?>
420
Základy algoritmizace a programování Nekonečné smyčky Při nepozornosti můţe vzniknout nekonečná smyčka – program nikdy nebude mít konec. Na serveru bývá většinou zapnuta ochrana a program se po 30 sekundách násilně ukončí. V opačném případě by mohlo dojít k zahlcení serveru.
Příkaz for
Číslo
".$i."
"; ?>
Vnořené smyčky (malá násobilka)
"; for ($sloupec=1; $sloupec<=10; $sloupec++): echo "
".$radek*$sloupec."
"; endfor; echo ""; endfor; ?>
Příkazy break a continue Smyčky nemusejí probíhat vţdy řádně celým cyklem. Někdy můţe být výhodné provádění cyklu přerušit. K tomu slouţí příkaz break. break Úprava předchozího příkladu tak, aby vracel pouze čísla do padesáti.
";
421
Základy algoritmizace a programování for ($sloupec=1; $sloupec<=10; $sloupec++): if ($radek * $sloupec>50) break; // to je ten přidaný řádek echo "
".$radek*$sloupec."
"; endfor; echo ""; endfor; ?>
Continue Úprava předchozího příkladu tak, aby vracel pouze čísla větší neţ padesát.
"; for ($sloupec=1; $sloupec<=10; $sloupec++): if ($radek * $sloupec<50) continue; // to je ten přidaný řádek echo "
".$radek*$sloupec."
"; endfor; echo ""; endfor; ?>
18.11.3 Funkce (procedury) Funkce jsou v PHP nezbytným programovacím prostředkem. Procedury i funkce se v PHP definují klíčovým slovem function. Procedura Procedura je jednoduše řečeno kus kódu, který se můţe volat samostatně. Většinou se do procedury umisťují ty části kódu, které se v programu opakují nebo se procedury pouţívají pro větší přehlednost.
1
2
3
4
422
Základy algoritmizace a programování Pouţití procedury tabulka
Funkce
Výraz, který je uveden za return se vrátí jako výsledná hodnota a provádění funkce tím končí. cokoli, co je uvedeno jako příkaz za klíčovým slovem return uţ se neprovede. Funkce můţe mít více vstupních parametrů. Ty se pak oddělují čárkou. Funkce v PHP mohou být rekurzivní. To znamená, ţe funkce můţe volat sebe samu. Funkce nemůţe vracet více neţ jeden výstupní parametr. Ale můţe vracet pole, takţe se to dá obejít. Jedna uţivatelská funkce můţe volat jinou. Na pořadí, v jakém jsou uvedeny ve skriptu, přitom nezáleţí.
18.11.4 Vkládání souborů Funkce pro vkládání souborů pouţijete při vkládání částí kódu do webové stránky - záhlaví, zápatí, kontaktní informace, vloţení počítadla, vloţení často pouţívaných částí kódu apod. Výhodou je úspora místa ne serveru a daleko snazší úprava určité funkce nebo části opakujícího se kódu. K tomuto účelu se pouţívají příkazy require a include. Příkaz zadaný soubor vloţí na místo, kde se tento příkaz nachází. require "soubor.php"; // poţadovat require ("soubor.php"); // volání ve tvaru fce include "soubor.php"; // vloţit include ("soubor.php"); // volání ve tvaru fce require - při neexistenci souboru se skript ukončí s fatální chybou include - při neexistenci souboru zahlásí varování a pokračuje dále U vkládaných souborů můţeme pouţít libovolnou příponu. Často se pouţívá přípona .inc. Tím lze bezpečně poznat, ţe daný soubor je určen pro vloţení do jiného souboru a ne pro přímé volání. Tento způsob znamená však velké bezpečnostní riziko. Soubory s příponou .inc nejsou zpracovány serverem, takţe kdokoliv, kdo zná jeho jméno si můţe zobrazit celý text. Pouţívejte standardní přípony pro php. 423
Základy algoritmizace a programování Ukázka webové stránky
HTML tvořící webovou stránku <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta name="description" content="... obsah dokumentu.." /> <meta name="Author" content="vaše jméno" /> Úvod do PHP
Střední odborná škola veterinární a mechanizační a zahradnická a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky
Základy algoritmizace a programování PHP tvořící tu samou stránku jako v předchozí ukázce. K tomuto souboru náleţí další tři soubory – hlavicka_inc.php, uvod_inc.php a paticka_inc.php.
Základy algoritmizace a programování Práce se soubory Soubory se pouţívají pro ukládání dat pro pozdější pouţití. Dalším a lepším způsobem jak ukládat data je pouţití databáze. Abychom mohli zapisovat do souboru, musíte: 1. Otevřít soubor - pokud neexistuje, tak ho vytvořit 2. Zapsat do souboru 3. Zavřít soubor Otevření souboru K otevření souboru pouţijete funkci - fopen(název_souboru, mód), Otevřený soubor musíme vţdy uzavřít funkcí fclose (jméno proměnné, do které jste soubor otevřeli). $fp = fopen("text.txt", "w"); Módy: r čtení od začátku r+ čtení a zápis od začátku w zápis (pokud soubor existuje, smaţe se jeho obsah) w+ zápis a čtení od začátku a doplňování (zápis) od konce a+ doplňování a čtení od konce Přečtení souboru readfile ("text.txt"); Pokud soubor nebude existovat, vydá varovné hlášení: Warning: readfile(text.txt) [function.readfile]: failed to open stream: ..... Čtení ze souboru po řádcích fgets() -
přečte vţdy jeden řádek, dokud nenarazí na znak nové řádky
Čtení ze souboru po řádcích - výpis všech řádků
Tato konstrukce zahlásí chybu, protoţe jsme neurčili, kdy má čtení skončit. 426
Základy algoritmizace a programování Kdy zastavit čtení feof() - Vrátí true, pokud ukazatel ukazuje na konec souboru (File End OF File) "; } fclose ($fp); ?>
Zápis do souboru Zápis do souboru provedete příkazem fwrite. "; } fclose ($fp); ?>
Pohyb uvnitř souboru rewind() - nastaví pozici ukazatele na začátek souboru ftell() - oznámí, jak daleko se ukazatel dostal v souboru (v bytech) fseek() - nastaví ukazatel na libovolné místo v souboru (v bytech) Smazání souboru unlink() např.: unlink ("text.txt"); Primitivní počítadlo <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta name="description" content="... obsah dokumentu.." /> <meta name="Author" content="vaše jméno" /> Úvod do PHP
427
Základy algoritmizace a programování
Stránka s počítadlem
Jste . návštěvník této stránky
Ověřování existence souboru
18.11.5 Formátování řetězců Ořezávání řetězců chop() - ořízne prázdné znaky na konci ltrim() - ořízne prázdné znaky vlevo trim() - ořízne prázdné znaky na začátku a na konci $name=trim($name) Změna velikosti písmen strtoupper - všechna písmena velká strtolower - všechna písmena malá ucfirst - první písmeno v řetězci velké ucwords - první písmena všech slov velká
"; echo strtoupper($text). " ";
428
Základy algoritmizace a programování echo strtolower($text) . " "; echo ucfirst($text) . " "; echo ucwords($text); ?>
Funkce pro spojování a dělení řetězců implode(separátor, pole) - spojí řetězce daným separátorem explode(separátor, řetězec) - vytvoří pole, roztrháním řetězce dle daného separátoru substr(řetězec, začátek, konec) - umoţní pomocí počátečního a koncového znaku získat podřetězec z řetězce
implode Ukázka spojení dvou řetězců z pole
explode Ukázka oddělení jména od domény u e-mailové adresy "; echo $pole[1]; ?>
Vyhledávání řetězců strstr(řetězec, hledaný řetězec) - vyhledá daný řetězec nebo znak stristr(řetězec, hledaný řetězec) - nerozlišuje velikost písmen
18.12 Regulární výrazy Regulární výrazy se pouţívají k popsání vzoru uvnitř textu. Například řetězec "škola" odpovídá regulárnímu výrazu "škola", ale také "škol", "kol" apod. V regulárním výrazu můţete pouţít speciální znaky, které nám pomohou popsat vlastnosti hledaného výrazu.
429
Základy algoritmizace a programování ^ označuje začátek řetězce ( ^abc vyhovuje kaţdý řetězec začínající "abc") $ označuje konec řetězce (abc$ vyhovuje kaţdý řetězec končící "abc", ^abc$ vyhovuje pouze řetězec "abc") "." zastupuje libovolný znak (^.luh$ vyhovují řetězce "pluh", "dluh") "*" označuje opakování předcházejícího znaku nula- a vícekrát (^ab*$ vyhovují řetězce "a", ab", abb", abbb") "+" označuje opakování předcházejícího znaku jednou- a vícekrát (^ab+$ vyhovují řetězce ab", abb", abbb", [a-z]+ nejméně jeden znak z povolených znaků) "?" označuje opakování předcházejícího znaku nula- nebo jedenkrát (^ab?$ vyhovují pouze řetězce "a", ab") "{2,4}" označuje opakování předchozího znaku 2 až 4-krát (^ab{2-4}$ vyhovují řetězce "abb", "abbb" a "abbbb") {2,} označuje opakování předchozího znaku alespoň 2-krát [] zastupuje jeden znak ze seznamu v závorkách "^" na začátku seznamu znamená negaci (tedy závorky zastupují jeden znak, který není na seznamu) (^[^0-9] vyhovují řetězce nezačínající číslicí) "|" má význam logického OR (^(b|cd)ef$ vyhovují řetězce "bef" a "cdef") "()" kulaté závorky slouží k seskupení řetězce. Opakovací značky (*, +, ?) se pak vztahují na celý obsah závorky, ne pouze na jeden znak. (^(abc)*$ vyhovují řetězce "", "abc", "abcabc", abcabcabc") "\." označuje znak ".", "\\" označuje znak "\" (\. Vyhovuje libovolný řetězec obsahující alespoň jednu tečku) Mnoţiny a třídy znaků [a-z] - mnoţina povolených znaků [aeiouy] - mnoţina povolených znaků [a-zA-Z] - mnoţina povolených znaků (velká i malá písmena) [^a-z] - mnoţina nepovolených znaků
430
Základy algoritmizace a programování Příklad: Chceme zjistit, zda je zadaná e-mailová adresa ve správném tvaru a korektní. jméno@doména.národní_doména jméno - můţe obsahovat velká i malá písmena, číslice, podtrţítko, pomlčku a tečku, minimálně jeden znak @ - povinný znak doména - můţe obsahovat velká i malá písmena, číslice a pomlčku, minimálně jeden znak . - povinný znak národní_doména - můţe obsahovat velká i malá písmena, číslice, pomlčku a tečku, minimálně jeden znak ^[a-zA-Z0-9_.-]+@[a-zA-Z0-9\-]+\.[a-zA-Z0-9.-]+$ Pomlčka a tečka musí být "ocejchovaná" obráceným lomítkem, aby nebyla chápána například jako spojovník. Vyhledávání řetězce pomocí regulárních výrazů ereg(podřetězec, řetězec, pole) - prochází řetězec a pátrá po zadaném podřetězci. Nalezený řetězec se můţe uloţit do pole eregi(podřetězec, řetězec, pole) - nerozlišuje velikost písmen Otestování e-mailové adresy
18.13 Datum a čas date() - funkce k získání a naformátování data a času echo date ("j. m. Y"); Formátovací kódy pro funkci date a A B
- am, pm - AM, PM - univerzální formát času 431
Základy algoritmizace a programování d D F g G h H i j l m M n s U w y Y z
- den v měsíci (01-31) - den v týdnu (Mon - Sun) - celé jméno daného měsíce - hodina (1-12) - hodina (0-23) - hodina (01-12) - hodina (00-23) - minuty (00-59) - den v měsícu (1-31) - den v týdnu (Monday - Sunday) - číslo měsíce (01-12) - jméno měsíce (Jan - Dec) - číslo měsíce (1-12) - vteřiny (00-59) - celkový počet vteřin od 1. ledna 1970 - UNIXová časová známka - den v týdnu jako číslo (0-6) - rok jako doumístné číslo - rok jako čtyřmístné číslo - číslo dne v roce (0-365)
UNIXová časová známka Druhým parametrem funkce date() je unixová časová známka. Je to číslo obsahující počet vteřin od 1. ledna 1970. Tato známka je pouţívána jako formát pro práci s časem. Pro převod datumu a času na časovou známku, můţeme pouţít funkci mktime(). mktime (hodiny, minuty, sekundy, měsíc, den, rok) 1- nastavujeme pokud je, 0 - nastavujeme pokud není "; $casovaznamka = mktime(); echo $casovaznamka; ?>
Výpočet věku uživatele
432
Základy algoritmizace a programování Výpočet věku uživatele se zadávacím formulářem a přepočtem na dny a měsíce (v příkladu je pouţita matematická funkce – floor pro zaokrouhlování) <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> Úvod do PHP
18.14 Připomínková kniha Příklad: Vytvoření jednoduché připomínkové knihy s využitím formuláře a databáze MySQL 1. soubor – 1chat.php <meta http-equiv="content-type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta http-equiv="content-language" content="cs" /> <meta name="Author" content="Blabolil" /> Chat
Připomínková kniha - vloţení záznamu
Pozor musí být zadané všechny údaje "; include ("3chatvypis.php"); exit; } // Pokud je vše vyplněno, vloţí se údaje do databáze a kniha se vypíše include ("2chatvloz.php"); include ("3chatvypis.php"); ?>
2. soubor – 2chatvloz.php
434
Základy algoritmizace a programování $hotovo=mysql_query($vloz); // Uzavření databáze mysql_close($pripojeni); ?>
3. soubor – 3chatvypis.php "; // Výpis údajů while ($zaznam=mysql_fetch_array($dotazhotovo)){ $id=$zaznam["id"]; $jmeno=$zaznam["jmeno"]; $datum=$zaznam["datum"]; $zprava=$zaznam["text"]; $jmeno2=$zaznam["jmeno2"]; $zprava2=$zaznam["text2"]; echo "
