Osa 4: Toistolauseet

Oppimistavoitteet

Tunnet käsitteen toistolause ja osaat luoda ohjelman, joka sisältää toistolauseen.
Opit käyttämään while-toistolausetta.
Opit käyttämään do..while-toistolausetta.
Opit käyttämään for-toistolausetta.

Toistolauseiden avulla tietokoneohjelmiin, mobiilisovelluksiin tai www-sovelluksiin voidaan toteuttaa toiminnallisuutta, jota toistetaan niin kauan kun tietty lopetusehto toteutuu. Yksinkertainen mobiilisovellus, jossa mitataan aikaa on esimerkki toistettavasta toiminnallisuudesta: Aikalaskuri käynnistyy, kun käyttäjä painaa Aloita-painiketta. Tällöin laskuri käynnistyy ja mittaa kulunutta aikaa niin kauan, kunnes käyttäjä painaa pysäytä-painiketta.

Kotlinissa on kolme eri tyyppiä olevia toistolauseita:

while
do..while
for

While-toistolause

Toistolause sisältää aina lausekkeen, jonka perusteella päätellään jatketaanko toistoa, sekä aaltosulkeilla merkatun lohkon, joka sisältää toistettavan lähdekoodin. while-toistolauseen muoto on seuraava:

while (tähän_tulee_lauseke) {
    // Tähän tulee toistettava lähdekoodi
}

Toistolauseen sisältämä lauseke määrä sen, miten kauan toistoa jatketaan. Seuraavassa esimerkissä toistolausetta suoritetaan ikuisesti, sillä toistolauseen lausekkeen arvo on aina tosi (true):

while (true) {
   println("Kotlin-ohjelmointi on kivaa!")
}

Toistolauseen saa päätettyä komennolla break:

while (true) {
   println("Kotlin-ohjelmointi on kivaa!")
   break;
}

Kun tietokone suorittaa komennon break, siirtyy ohjelman suoritus toistolauseen lohkoa seuraavaan komentoon. Nyt näytölle tulostetaan vain kerran seuraava viesti:

Kotlin-ohjelmointi on kivaa!

Seuraavassa on esimerkki yksinkertaisesta while-toistolauseesta. Ohjelma tulostaa luvut 1-5, sillä toistolauseen ensimmäisen kierroksen jälkeen palataan uudestaan alkuun tutkimaan toteutuuko toistolauseen lauseke luku <= 5 :

var luku = 1           // alussa luku on 1
while (luku <= 5) {    // niin kauan kunnes käsiteltävä luku on pienempi tai yhtä pieni kuin 5
   print(luku)         // tulostetaan käsiteltävä luku
   luku++              // lisätään luku-muuttujan arvoa yhdellä
}

Toistolauseesta poistutaan esimerkiksi jos käyttäjä syöttää tietyn syötteen tai jos toistolauseessa tehtävä laskenta päätyy haluttuun lopputulokseen. Palataanpa aikalaskuri-esimerkkiin. Seuraavassa ohjelmassa määritellään toistolauseen sisällä käsiteltävät muuttujat ennen toistolauseen lohkoa. Sekunnit-muuttujaa kasvatetaan toistolausessa ja lausetta jatketaan niin kauan, kunnes sekunnit-muuttujan arvo on 60. Tällöin kaynnissa-muuttujan arvoksi muutetaan epätosi (false). Tämän jälkeen toistolauseesta poistutaan, koska uutta toistokierrosta aloittaessa kaynnissa-muuttujan arvona onkin false:

var kaynnissa = true
var sekunnit = 0
while (kaynnissa) {
   println(sekunnit)
   if (sekunnit == 60) {
      kaynnissa = false;
   }
   sekunnit++
}

Toistolauseen alkuun palataan siis silloin kun suoritus päätyy toistolauseen lohkon loppuun eli kun kaikki toistolauseen lohkossa olevat komennot on suoritettu. Toistolauseen alkuun voi palata myös muualta kuin toistolauseen lopusta erillisellä continue-komennolla. Seuraava ohjelma arpoo lukuja väliltä 1-5 ja tulostaa arvotun luvun arvon. Jos luku on muu kuin 5, hypätään takaisin toistolauseen alkuun ja arvotaan uusi luku. Jos arvottu luku oli 5, toistolauseen suoritus päättyy:

while (true) {
   var luku = kotlin.random.Random.nextInt(1, 6)
   print(luku)
   if (luku != 5) {
      continue
   } else break
}

do..while -lause

do..while-toistolause on while-toistolauseen kaltainen. Lauseiden ero on se, että do..while-lausessa aaltosulkeiden sisällä oleva lähdekoodi suoritetaan aina ensin, ja lausekkeen evaluointi suoritetaan vasta sen jälkeen:

var luku = 1
do {
   print(luku)
   luku++
} while (luku <= 5)

for-lause

for-toistolauseen muoto on seuraava:

for (muuttuja in arvoalue vapaaehtoinen_ehto) {
    // Tähän tulee toistettava lähdekoodi
}

Seuraavassa on yksinkertainen esimerkki, joka tulostaa luvut 1-5. Tässä for-toistolauseessa muuttuja luku saa arvon alueesta 1..5, eli joka kierroksella vuorotellen arvon 1, 2, 3, 4, 5:

for (luku in 1..5) {
   print(luku)
}

Luvut 1-5 voidaan tulostaa käänteisesti 5-1 käyttämällä downTo-funktiota:

for (luku in 5 downTo 1) {
   print(luku)
}

Seuraavassa esimerkissä tulostetaan luvut 1-5 pois lukien viimeinen luku 5 käyttämällä until-funktiota:

for (luku in 1 until 5) {
   print(luku)
}

*for*-toistolauseessa voidaan käyttää myös vapaaehtoisena ehtona funktiota, esimerkiksi *step*-funkiota tulostamaan lukuja tietyin välein. Seuraava ohjelma tulostaa kaikki parilliset luvut väliltä 1-10:

```kotlin
for (parillinen in 1..10 step 2) {
   print(parillinen)
}

Funktioihin palataan kurssin seuraavassa osassa.

Yhteenveto

Tässä kurssin osassa käsiteltiin erilaisia toistolauseita, joita käytetään silloin, kun ohjelmaan halutaan toistettavaa toiminnallisuutta. Tutustuimme siis while, do..while sekä for-toistolauseisiin. Seuraavissa tehtävissä harjoittelet erilaisten toistolauseiden analysointia, korjaamista sekä muodostamista.

Tehtävät

Perustehtävät

4.1 Mitä seuraava ohjelma tulostaa?

   fun main() {
      var luku = 100
	   while (luku > 10) {
   		if (luku > 50) {
      		luku = luku - 10
      		println(luku)
   		} else {
     		   luku = -1
   		}
	   }
   }

4.2 Mitä seuraava ohjelma tulostaa?

   fun main() {
      var tulos = 10
	   do {
         print(tulos)
         if (tulos == 2 || tulos == 4) {
            print(tulos*2)
         }
         tulos--
	   } while (tulos > 0)
   }

4.3 Mitä seuraava ohjelma tulostaa?

   fun main() {
      for (x in 1 until 12) {
         if (x % 3 == 0) {
            println(x)
         }
      }
   }

4.4 Mene selaimella Kotlin-hiekkalaatikkoon osoitteeseen https://play.kotlinlang.org/ Kopioi seuraava ohjelmakoodi hiekkalaatikkoon

   fun main() {
      for (luku in 1..10) {
   		println(luku)
	   }
   }

ja korjaa toistolausetta siten, että ohjelma tulostaa allekkain luvut 1 4 7 10

4.5 Kopioi seuraava ohjelmakoodi hiekkalaatikkoon

   fun main() {
      var muuttuja = 1
      while(muuttuja < 10) {
         if (muuttuja > 0) {
            println("jaollinen kahdella")
         }
         muuttuja++
      }
   }

ja korjaa toistolausetta siten, että ohjelma tulostaa muuttujan arvon sekä kahdella jaollisten lukujen kohdalla “on jaollinen kahdella”, muuten “ei ole jaollinen kahdella”.

4.6 Kirjoita ohjelma, joka laskee ja tulostaa näytölle lukujen 1-10 summan.

4.7 Kirjoita ohjelma, joka laskee ja tulostaa näytölle lukujen 1-10 keskiarvon.

4.8 Kirjoita ohjelma, joka laskee ja tulostaa näytölle luvut 1-100 käänteisessä järjestyksessä.

4.9 Kirjoita ohjelma, joka kirjoittaa 5 kertaa näytölle tekstin “Hei maailma!”

Guru-tehtävä

4.10 Kirjoita ohjelma, joka tulostaa luvut 10 12 14 16 18 20

Kun olet saanut osan 4 tehtävät tehtyä, voit siirtyä tämän kurssin viimeiseen osaan 5.

(c) Teija Alasalmi 2021

Kurssimateriaalin käyttäminen kaupallisiin tarkoituksiin tai opetusmateriaalina ilman lupaa on ehdottomasti kielletty!

kotlin-peruskurssi