PHP Manual

Grundlæggende viden

Cyklusser og deres typer i PHP

11. 04. 2020

Obsah článku

Loops bruges generelt til at gentage den samme kodeafsnit (normalt over et datasæt). For hver type opgave er der forskellige typer af loops, som primært adskiller sig i betydning og syntaks. Det er også vigtigt at bemærke, at alle typer loops kan konverteres mellem hinanden, men det kan ikke altid betale sig med hensyn til kodekompleksitet og beregningstid.

Den grundlæggende opdeling af sløjfer efter elementtype:

for: En generisk løkke, hvor vi kender antallet af gentagelser på forhånd eller blot kan beregne det på forhånd,
while og until-while: En generel løkke, hvor vi ikke kender antallet af gentagelser på forhånd,
foreach: Gennemse arrays og objekter,
recursion: Nedbrydning af et komplekst problem i en række mindre problemer.

Generelle egenskaber ved sløjfer

Cyklusser fungerer generelt ved at gentage et markeret kodestykke og igen og igen, så længe den afsluttende betingelse er opfyldt. Løkken stoppes enten ved at den ikke opfylder den afsluttende betingelse eller ved manuelt at stoppe den ved at kalde break;.

Hvis intet stopper sløjfen, er der intet, der forhindrer den i at køre i det uendelige, eller indtil programmet afsluttes manuelt, eller indtil tidsgrænsen for behandling af PHP-scriptet udløber (normalt 30 sekunder).

Vigtige vilkår:

Cycle - et sprogudtryk, der giver dig mulighed for at gentage en bestemt del af koden
Iteration - en specifik udførelse af løkkekroppen
Initialisering - starter udførelsen af en løkke (før den første iteration starter)
Increment - forøgelse af en iterationsvariabel med én
Exit condition - En betingelse, der kontrolleres ved hver gentagelse (placeringen af kontrollen varierer alt efter løkketype). Løkken kører, så længe betingelsen er opfyldt

For loop

For er nyttig i tilfælde, hvor vi kender antallet af gentagelser på forhånd (eller let kan beregne det). Den er perfekt til lineær gennemløb af f.eks. intervaller.

Den er generelt skrevet (3 dele):

for (inicializace; výraz; inkrementace) {
    // cyklussens krop
}

Initialisering: Definition af loopens starttilstand (hvilke variabler vi har brug for),
expression: Betingelse. Så længe den er gyldig, vil løkken blive udført,
increment: Ændrer sløjfens tilstand fra det foregående gennemløb (increment - forøgelse med én).

Et eksempel kunne være at udgive en række tal fra 0 til 10:

for ($i = 0; $i <= 10; $i++) {
    echo $i . '<br>';
}

Eller multipla af to fra 2 til 100:

for ($i = 2; $i <= 100; $i += 2) {
    echo $i . '<br>';
}

For-loop'en er nyttig til forskellige tricks, f.eks. hentning af alfabetet, et array af tal og intervaller.

Mens en do-while-loop

En While-sløjfe kører så længe betingelsen gælder. Forskellen mellem while og do-while er, hvornår betingelsen vil blive evalueret.

while (výraz) {
    // cyklussens krop
}

Alternativt:

do {
    // cyklussens krop
} while(výraz);

while evaluerer først betingelsen og kører derefter den indre sløjfe,
do-while behandler først den indre sløjfe og evaluerer derefter betingelsen.

Dette er især en fordel, når vi ikke på forhånd kan vide, om løkken nogensinde vil blive kørt, og vi ønsker at garantere, at den altid kører mindst én gang (i så fald bruger vi do-while).

Eksempel:

Vi har et tal gemt i variablen $x = 2. Vi ønsker også at generere et tal i intervallet <0; 10> i variablen $y, så det er forskelligt fra tallet i variablen $x. Kort sagt: Generer et tilfældigt tal mellem 0 og 10, som ikke er 2.

I dette tilfælde er det praktisk at bruge en do-while-loop. Vi ved ikke på forhånd, hvor mange gange løkken skal køre (vi kan være uheldige og blive ved med at ramme det samme tal, og i så fald vil løkken køre i lang tid), og vi vil også gerne garantere, at den kører mindst én gang, før betingelsen evalueres, da vi skal generere tallet først.

$x = 2;
$y = $x;

do {
   $y = rand(0, 10);
} while($x == $y);

echo 'X :' . $x . '<br>';
echo 'Y:' . $y;

Foreach

foreach er perfekt til at gennemse felter og objekter. Vi kan ikke kun hente specifikke værdier, men også nøgler.

Hvis vi kun ønsker at få specifikke værdier:

foreach ($data as $value) {
    // databehandling
}

Alternativt kan vi få nøglerne:

foreach ($data as $key => $value) {
    // databehandling
}

foreach er perfekt til at gennemse rigtige data - f.eks. resultater fra en database eller felter med nøgler:

$countries = [
    'på' => 'Tjekkiet',
    'Se' => 'Slovakiet',
];

foreach ($countries as $shortcut => $name) {
    echo $shortcut . ':' . $name . '<br>';
}

Rekursion

Rekursion opstår, når en funktion eller metode kalder sig selv. Det tjener til at opdele et komplekst problem i en gruppe mindre problemer.

Det kan være en udfordring for nybegyndere at forstå rekursion, fordi det er baseret på idéen om at videregive ansvar.

Funktionen siger faktisk noget i retning af "Jeg kan ikke løse dette problem, men jeg kender nogen, der kan...", så den ringer til ham, han ringer til nogen, ... indtil det sidste medlem bliver kaldt, og så er problemet løst.

Det er bestemt værd at bemærke, at enhver rekursiv algoritme kan omskrives til at bruge loops, hvor rekursion ikke er nødvendig (det omvendte er også tilfældet). Rekursion er en god tjener, men en dårlig mester. Det hjælper med at løse nogle typer problemer enkelt og meget effektivt, mens det er nyttigt at gennemløbe cyklusser til andre formål.

Generelt er rekursion hukommelseskrævende, fordi den hele tiden opretter nye instanser og kontekster af funktioner og metoder. Men når der f.eks. skal gennemløbes træstrukturer, er dette den eneste fornuftige måde at løse problemet på.

Eksempel:

Vi skal beregne faktorialen af tallet 5, sådan gøres det i matematikken:

5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1

Det vil sige, at der er en successiv multiplikation af en række tal fra "1" og op til det tal, som vi er interesseret i faktorialen af.

Dette kan løses meget elegant ved hjælp af en rekursiv metode:

function factorial(int $n): int
{
   if ($n === 0) {
      return 1;
   }

   return $n * factorial($n - 1);
}

Alternativt kan en endnu kortere implementering ske ved hjælp af den ternære operatør:

function factorial(int $n): int
{
    return $n === 0 ? 1 : $n * factorial($n - 1);
}

Det samme kan omskrives til at bruge cyklusser:

function factorial(int $n): int
{
    $result = 1;

    for ($i = $n; $i > 0; $i--) {
        $result *= $i;
    }

    return $result;
 }

Det tager lidt længere tid at skrive med en cyklus, men har igen et betydeligt mindre hukommelsesaftryk. Vi bruger kun én variabel $result til beregningen, hvor vi ændrer værdien løbende og ikke behøver at oprette nye forekomster af factorial().

Skriv uendelige loops meget omhyggeligt

Det kan være meget nemt for en løkke at blive uendelig (vi opnår dette ved aldrig at opfylde afslutningsbetingelsen). Du bør tage højde for dette og eventuelt selv stoppe sløjfen med break;.

Kast f.eks. terningen, indtil tallet 6 er kastet. Implementeringen er fristet til at bruge en "mens"-sløjfe:

while (true) {
   $value = rand(1, 6);

   if ($value === 6) {
      echo 'Værdien er faldet' . $value;
      break;
   }
}

Ved at skrive while(true) har vi sikret et uendeligt antal gentagelser, fordi true altid vil være sandt. Så vi er nødt til selv at stoppe løkken med konstruktionen break;, men hvad nu hvis værdien 6 aldrig falder, og vi aldrig stopper løkken?

Personligt tæller jeg altid antallet af gentagelser, og hvis det overstiger en kritisk grænse, afslutter jeg sløjfen med magt. Hvis vi f.eks. overskrider 1000 forsøg. I så fald er det bedre at bruge for i stedet for while og tælle antallet af kørsler.

Hvis vi overskrider antallet af kørsler, er det høfligt at informere udvikleren ved at kaste en undtagelse.

for ($i = 0; $i <= 1000; $i++) {
   $value = rand(1, 6);

   if ($value === 6) {
      echo 'Værdien er faldet' . $value;
      break;
   }
}

if ($i === 1000) {
   throw new \Exception('Det maksimale antal kast er blevet overskredet.');
}

Jan Barášek Více o autorovi

Autor článku pracuje jako seniorní vývojář a software architekt v Praze. Navrhuje a spravuje velké webové aplikace, které znáte a používáte. Od roku 2009 nabral bohaté zkušenosti, které tímto webem předává dál.

Rád vám pomůžu: