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Programmierkurs für absolute Anfänger

Programmierkurs für absolute Anfänger.  Listen und Arrays. http://www.coli.uni-saarland.de/~cabr/teaching.php. Caren Brinckmann Sommersemester 2005. Wh.: for-Schleife. Syntax: for ( Init ; Bedingung ; Aktualisierung ) { Anweisungsblock }

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  1. Programmierkurs für absolute Anfänger  Listen und Arrays http://www.coli.uni-saarland.de/~cabr/teaching.php Caren Brinckmann Sommersemester 2005

  2. Wh.: for-Schleife • Syntax: for (Init; Bedingung; Aktualisierung) {Anweisungsblock} • Initialisierung: Zu Anfang wird die Zählvariable auf einen bestimmten Wert gesetzt. • Bedingung: Wenn die Bedingung wahr ist, wird der Anweisungsblock ausgeführt. • Aktualisierung: Nach jeder Ausführung des Anweisungsblocks wird der Aktualisierungsausdruck ausgewertet (meistens wird die Zählvariable verändert). • Anweisungsblock wird ausgeführt, solange Bedingung wahr ist. • for-Schleife als Flussdiagramm Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  3. Wh.: Schachtelung von for-Schleifen • gewünschte Ausgabe:11 21 2 31 2 3 41 2 3 4 5 • Lösung: Schachtelung zweier for-Schleifen $maximum = 5; for ($zeile=1; $zeile<=$maximum; $zeile++) { for ($spalte=1; $spalte<=$zeile; $spalte++) { print "$spalte "; } print "\n"; } Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  4. Werte Nummern der Elemente (Indizes) 35 0 1 2 3 4 12.4 undef "Hallo" "Ciao!\n" Listen (1) • Liste: geordnete Ansammlung von skalaren Werten (d.h. Einzelwerten) • Jedes Element einer Liste enthält einen von den anderen Elementen unabhängigen skalaren Wert, z.B. eine Zahl, eine Zeichenkette oder undef. • Die Elemente sind indiziert (d.h. nummeriert) mit ganzzahligen Werten. ACHTUNG: Die Indizierung beginnt immer mit 0 und wird in Einerschritten hochgezählt. • Beispiel: Liste mit 5 Elementen Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  5. Listen (2) • Anzahl der Elemente: beliebig! • kleinste Liste: leere Liste (gar keine Elemente) • größte Liste: füllt den gesamten Hauptspeicher • Listenliterale: Durch Kommata getrennte Werte, die von runden Klammern umschlossen werden. Diese Werte stellen die einzelnen Elemente der Liste dar. (1, 2, 3) ("Fred", 4.5) ("Fred", "Barney", "Betty", "Wilma", "Dino") ( ) # leere Liste ($a, 17) # zwei Elemente: der gegen- # wärtige Wert von $a und 17 ($b + $c, "Antwort: $a") Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  6. Bereichsoperator .. • Der Bereichsoperator .. erzeugt eine Liste von Werten, indem er in Einerschritten vom linken bis zum rechten Skalar hochzählt. (1..5) # das gleiche wie (1, 2, 3, 4, 5) (1.7..5.7) # das gleiche - beide Werte # werden abgerundet (5..1) # leere Liste - .. funktioniert # nur "bergauf" (0, 2..6, 10, 12) # das gleiche wie # (0, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12) ($a..$b) # Bereich, der durch die gegenwärtigen # Werte von $a und $b definiert wird. Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  7. Listenzuweisung • Listen können bestimmten Variablen zugewiesen werden: ($fred, $dino, $barney) = ("Feuerstein", undef, "Geroellheimer"); • Die Werte zweier Variablen können in Perl daher einfach miteinander vertauscht werden: ($fred, $barney) = ($barney, $fred); • Was passiert, wenn die Anzahl der Variablen (links vom Gleichheitszeichen) und die Anzahl der Werte (auf der rechten Seite) unterschiedlich groß sind? • überzählige Werte werden ignoriert • überzähligen Variablen wird undef zugewiesen ($fred, $barney) = ("Feuerstein", "Geroellheimer", "Schiefer"); ($wilma, $dino) = ("Feuerstein"); Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  8. Arrays • Array: Variable, die eine Liste enthält • In Perl beginnen skalare Variablen mit $Arrayvariablen beginnen mit @ @meinarray = (1, 3, "a", 20.5); • Der Wert einer Arrayvariablen, der noch nichts zugewiesen wurde ist (), die leere Liste. @meinarray = @uninitarray; • Achtung: @meinarray und $meinarray sind zwei verschiedene Variablen! Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  9. Zugriff auf einzelne Elemente • Jedes Element eines Arrays enthält einen skalaren Wert. • Auf ein einzelnes Element eines Arrays wird über seinen Index und den Subskript-Operator [] zugegriffen: @meinarray = (1, 3, "a", 20.5); print "$meinarray[1]\n"; $meinarray[0] = "hallo"; $meinarray[2] .= "ber"; • Index: Jeder beliebige Ausdruck, der einen numerischen Wert zum Ergebnis hat. Etwaige Nachkommastellen werden abgeschnitten. $zahl = 1.756; print $meinarray[$zahl + 2]; • Weist der Index auf ein Element, das hinter dem Ende eines Arrays liegen würde, wird der entsprechende Wert automatisch als undef angesehen. $wert = $meinarray[6]; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  10. Automatische Arrayerweiterung • Wenn man versucht, etwas in einem Arrayelement zu speichern, das hinter dem Ende des Arrays liegt, so wird das Array je nach Bedarf automatisch erweitert. • Dabei neu erzeugte Elemente werden mit undef belegt. • Beispiel: $steine[0] = "feuerstein"; $steine[1] = "schiefer"; $steine[2] = "lava"; $steine[99] = "basalt"; • Wieviele Elemente hat @steine ? • Welchen Wert hat $steine[50] ? Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  11. Spezielle Arrayindizes • Index des letzten Elements des Arrays @steine ist $#steine @steine = ("schiefer", "lava", "basalt"); print $steine[$#steine]; • Achtung: $#steine ist nicht identisch mit der Anzahl der Elemente in @steine (da der erste Index 0 ist): $anzahl_steine = $#steine + 1; • Negative Arrayindizes zählen rückwärts vom Ende des Arrays nach vorn, beginnend mit Index -1 für das letzte Arrayelement: print $steine[-1]; print $steine[-3]; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  12. Listenzuweisung mit Arrays • Ein Array in ein anderes kopieren: @steine = ("schiefer", "lava", "basalt"); @kopie = @steine; • Da Arrays nur skalare Werte enthalten können, kann ein Array selbst nicht als Listenelement benutzt werden. Ggf. wird es durch die in ihm enthaltenen Elemente ersetzt: @leer = (); $meinstein = "granit"; @steinbruch = (@steine, "kies", @leer, $meinstein); Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  13. Interpolation von Arrays in Zeichenketten • Wie Skalare können auch Arrayvariablen in einer Zeichenkette in doppelten Anführungszeichen interpoliert werden. • Die einzelnen Array-Elemente werden bei der Interpolation automatisch durch Leerzeichen voneinander getrennt. • Vor und nach dem interpolierten Array werden keine zusätzlichen Leerzeichen eingefügt. @steine = ("schiefer", "lava", "basalt"); print "Drei Steine: @steine.\n"; • Achtung: Wenn print direkt mit einem Array als Argument aufgerufen wird, so werden die Arrayelemente ohne trennende Leerzeichen ausgegeben! print @steine; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  14. Funktion reverse • Die Funktion reverse nimmt eine Werteliste (die auch aus einem Array kommen kann) und gibt sie in umgekehrter Reihenfolge wieder zurück. • Wird der Rückgabewert nirgendwo zugewiesen, ist diese Funktion nutzlos. @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Lava"); reverse @steine; print "@steine\n"; @steine = reverse @steine; print "@steine\n"; @zahlen = reverse 6..10; print "@zahlen\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  15. Funktion sort • Die Funktion sort nimmt eine Werteliste (die auch aus einem Array kommen kann) und gibt sie sortiert zurück. • Die Sortierung erfolgt nach der intern definierten Zeichen-Reihenfolge (ASCII-Sortierung: Zahlen vor Großbuchstaben vor Kleinbuchstaben). • Wird der Rückgabewert nirgendwo zugewiesen, ist diese Funktion nutzlos. @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Granit", "Lava"); @sortiert = sort(@steine); print "sortiert: @sortiert\n"; @zurueck = reverse sort @steine; print "zurueck: @zurueck\n"; @zahlen = sort 97..102; print "zahlen: @zahlen\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  16. Skalarer Kontext vs. Listenkontext (1) • Ein gegebener Ausdruck kann verschiedene Dinge bedeuten, je nachdem, in welchem Zusammenhang er auftaucht. • Wenn Perl einen Ausdruck parst, erwartet es immer entweder einen skalaren Wert oder einen Listenwert. Dies nennt man den Kontext eines Ausdrucks: 5 + irgendetwas # irgendetwas muss ein skalarer Wert sein sort irgendetwas # irgendetwas muss ein Listenwert sein • Selbst wenn es sich bei irgendetwas um die gleiche Folge von Zeichen handelt, wird sie in ersten Fall als Skalar interpretiert, im zweiten jedoch als Liste! Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  17. Skalarer Kontext vs. Listenkontext (2) • Ausdrücke geben in Perl immer den ihrem Kontext entsprechenden Wert zurück. • Array: Im Listenkontext werden die einzelnen Elemente zurückgegeben, im skalaren Kontext jedoch die Anzahl der Elemente: @leute = ("Fred", "Wilma", "Betty"); @sortiert = sort @leute; $zahl = 5 + @leute; • Auch eine Zuweisung (auf einen skalaren Wert oder eine Liste) kann einen unterschiedlichen Kontext bedeuten: @liste = @leute; $n = @leute; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  18. <STDIN> im Listenkontext • Im skalaren Kontext gibt <STDIN> jeweils die nächste Zeile der Standardeingabe zurück. $zeile = <STDIN>; # eine Zeile einlesen • Im Listenkontext gibt <STDIN> alle verbleibenden Zeilen bis zum Dateiende zurück. Jede Zeile wird hierbei als eigenes Listenelement behandelt. @zeilen = <STDIN>; # alle Zeilen einlesen chomp(@zeilen); # alle \n entfernen • Vorsicht bei sehr großen Dateien: Grenzen des Arbeitsspeichers! Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  19. Funktion split (1) • Bisher: vereinfachte Syntax von splitsplit(/Trennzeichen/,Zeichenkette) $zeile = "g-40"; ($laut1,$dauer1) = split(/-/,$zeile); • Tatsächlich: split(/regulärer Ausdruck/,Zeichenkette)liefert als Rückgabewert eine Liste, die in einem Array gespeichert werden kann. @silben = split(/[-_]/,"ap-fE_lIC"); print $silben[2]; • Außerdem: Gruppierungen (in runden Klammern gesetzte Muster) im regulären Ausdruck werden als Listenelement mit zurückgeliefert. @silben = split(/([-_])/,"ap-fE_lIC"); print $silben[3]; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  20. Funktion split (2) • Wenn zwei Trennmuster direkt aufeinander folgen, gibt split an der Stelle als Element den Leerstring zurück: @felder = split(/:/,"abc:de::fg:hi"); print $felder[2]; @felder = split(/:+/,"abc:de::fg:hi"); print $felder[2]; • Leere Elemente zu Beginn der erzeugten Liste werden zurückgegeben, leere Elemente am Ende nicht. @felder = split(/:/,":::abc:de:fg:::"); print $felder[2]; print $#felder; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  21. Funktion join • Syntax: join(Kleber,Liste) • join verbindet die Elemente der Liste durch die "Kleber"-Zeichenkette und gibt die resultierende Zeichenkette zurück. @zahlen = (1..10); $kette = join ("-", @zahlen); print $kette; print join(":", split(/ */, "hallo du")); print join("\t", reverse(split(/\s+/,"hallo du"))); Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  22. Funktionen: pop und push • pop entfernt das letzte Element aus einer Liste und gibt es zurück: @zahlen = (5..9); $zahl1 = pop(@zahlen); $zahl2 = pop @zahlen; pop @zahlen; print "$zahl1, $zahl2, $zahlen[$#zahlen]\n"; • Ist das Array leer, gibt pop statt eines Elements undef zurück. • push fügt ein Element (oder eine Liste von Elementen) am Ende eines Arrays hinzu: push(@zahlen, 0); push @zahlen, 8; push @zahlen, 1..5; @andere = (9, 0, 2); push @zahlen, @andere; print "Zahlen: @zahlen\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  23. Funktionen: shift und unshift • shift entfernt das erste Element aus einer Liste und gibt es zurück. • Ist das Array leer, gibt shift statt eines Elements undef zurück. • unshift fügt ein Element (oder eine Liste von Elementen) am Anfang eines Arrays hinzu. @array = ("Dino", "Fred", "Barney"); $a = shift(@array); $b = shift @array; print "$a, $b, @array\n"; shift @array; $c = shift @array; unshift(@array, 4); @andere = 1..3; unshift @array, @andere; print "Array: @array\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  24. Funktion splice (1) • Syntax:splice(Array,Offset);splice(Array,Offset,Länge);splice(Array,Offset,Länge,Liste); • splice entfernt Elemente aus dem Array, beginnend mit dem Element mit Index Offset, und hat als Rückgabewert die Liste der entfernten Elemente. • Wenn nur Array und Offset angegeben sind, werden alle Elemente ab Offset bis zum Ende des Arrays entfernt. @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Granit", "Lava"); @geloescht = splice(@steine, 1); print "@steine\n"; print "@geloescht\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  25. Funktion splice (2) • Wenn Länge angegeben ist, werden ab Offset nur Länge Elemente entfernt. @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Granit", "Lava"); @geloescht = splice(@steine, 1, 2); print "@steine\n"; print "@geloescht\n"; • Wenn Liste angegeben ist, werden ab OffsetLänge Elemente entfernt und durch die Elemente der Liste ersetzt. @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Granit", "Lava"); @mehrsteine = ("Marmor", "Sandstein", "Kies"); $offset = 2; splice(@steine, $offset, 1, @mehrsteine); print "@steine\n"; • Übung: Das Element "Granit" aus @steine entfernen: @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Granit", "Lava"); Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  26. foreach-Schleife • Die foreach-Schleife geht eine Liste (ein Array) Element für Element durch. Bei jedem Schleifendurchlauf wird der angegebene Anweisungsblock für jedes Element jeweils einmal ausgeführt. foreach $stein ("Basalt", "Schiefer", "Lava") { print "$stein ist ein Stein.\n"; } @steine = ("Basalt", "Schiefer", "Lava"); foreach $stein (@steine) { $stein = "\t$stein"; $stein .= "\n"; } print "Die Steine sind:\n"; print @steine; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  27. for-Schleife über Arrayindizes (1) • Beispiel: Nach kleinster Zahl in einer Datei suchen, in der in jeder Zeile genau eine Zahl steht. @zahlen = <STDIN>; chomp(@zahlen); $min = $zahlen[0]; for ($i=1; $i<=$#zahlen; $i++) { if ($zahlen[$i] < $min) { $min = $zahlen[$i]; } } print "Die kleinste Zahl ist: $min\n"; • Übung: Dasselbe mit einer foreach-Schleife lösen! Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  28. for-Schleife über Arrayindizes (2) • Beispiel: Array durchlaufen und Differenz zur jeweiligen Nachbarzahl ausgeben. @zahlen = (2, 999, 9, -45, 162, 5679, 0, -23); for ($i=0; $i<$#zahlen; $i++) { $diff = $zahlen[$i] - $zahlen[$i+1]; print "$diff "; } print "\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  29. for-Schleife über Arrayindizes (3) • Beispiel: Array durchsuchen, ob es eine negative Zahl enthält. @zahlen = (2, 999, 9, -45, 162, 5679, 0, -23); $gefunden = 0; for ($i=0; !$gefunden && $i<=$#zahlen; $i++) { if ($zahlen[$i] < 0) { $gefunden = 1; } } if ($gefunden) { print "Array enthält eine negative Zahl.\n"; } else { print "Array enthält keine negative Zahl.\n"; } Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  30. while-Schleife über ein Array • Beispiel: Alle Zahlen aus einem Array entfernen, die größer als 100 sind. @zahlen = (2, 999, 9, -45, 162, 5679, 0, -23); $i = 0; while ($i <= $#zahlen) { if ($zahlen[$i] > 100) { splice(@zahlen, $i, 1); } else { $i++; } } print "@zahlen\n"; Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

  31. Beispiel "Kiel Corpus of Read Speech" kkos025.s1h Ich mu~ nach M}nchen. oend Q I C+ m U s+ n a: x+ m 'Y n C @ n . kend c: &0 Q- -q I C+ &0 m U s+ &0 n a: x+ &2^ m 'Y n C @- n . &2.&PGn hend 8416 #c: 0.5259375 8416 #&0 0.5259375 8416 ##Q- 0.5259375 8416 $-q 0.5259375 8416 $I 0.5259375 9587 $C+ 0.5991250 10691 #&0 0.6681250 10691 ##m 0.6681250 11797 $U 0.7372500 ... 23260 $n 1.4536875 25211 #. 1.5756250 25211 #&2. 1.5756250 25211 #&PGn 1.5756250 Programmierkurs für absolute Anfänger – Sitzung 8

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