Programmieren 1 – Kontrollstrukturen Teil 2

1. Programmieren 1 – Kontrollstrukturen Teil 2 Reiner Nitsch Homepage mit Skript und Materialien zu PG1:www.fbi.h-da.de/~r.nitsch Hinweise: Die in diesem Kapitel beschriebenen Kontrollstrukturen werden im E-Book auf den Seiten 73-84 behandelt. ich bitte Sie, dieses Skript und/oder die entsprechenden Seiten im E-Book durchzuarbeiten. Bei der Wiederaufnahme des Vorlesungsbetriebs werden diese Themen nicht mehr behandelt und als bekannt vorausgesetzt. Selbstverständlich bekommen Sie Fragen zu den hier behandelten Themen in der Vorlesung beantwortet.

2. A A w1 w2 … wn w1 w2 … sonst S1 S2 … Sn S1 S2 … S muss ganzzahliger Ergebnis-Typ sein Kontrollstruktur – Mehrfache Auswahl mit switch – case /73/ In den beiden Diagrammen steht A für einen Ausdruck, der stets einen der (ganzzahligen) Werte w1, w2, . . . ergibt. Der unter dem entsprechenden wi stehende Strukturblock Si wird ausgeführt. Es gibt folgende Variante, bei der der Strukturblock S unter 'sonst' aufgeführt wird, falls A nicht einen der wi ergibt: char Option do { cout << "Moegliche Optionen: a/b/x\n" "Gib Option: "; cin >> Option; switch (Option) { case 'a': S1(); case 'b': S2(); case 'x': cout << "Programmende"; default: cout << "Option gibt es nicht!"; } } while (Option != 'x'); Beispiel: Menüsteuerung C++ kann das nur bedingt: switch ( A ) { case w1: S1; case w2: S2; case wn: Sn; default: S; } break; break; break; break; break verzweigt hinter das Ende der switch-Anweisung break; break; break; Optional; muss nicht letzte Marke sein. optional

3. In C++ können Zeichen in jedem Ganzzahltyp gespeichert werden, da sie intern als 1-byte-Ganzzahlen dargestellt werden. Liest genau ein Zeichen von Tastatur ein. Notwendig, weil cin Zwischenraumzeichen entfernt. Sentinel ist EOF (iostream) "End of File"; Wert = -1; Eingabe plattformabhängig (Windows: ctrl-Z). EOF muß am Zeilenanfang stehen. sonst wird es von cin ingnoriert und der Eingabepuffer gelöscht Das newline-Zeichen am Ende jeder Eingabe darf nicht mitgezählt werden. Ziffern, Zwischenraum und andere Zeichen zählen void main () { char c; int whitespace(0), number(0), other(0); do { c = cin.get(); switch (c) { case ' ': case '\n': case '\t': whitespace++; break; case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9': number++; break; default: other++; break; } } while ( c!= ); --other; cout << "\nDie Eingabe enthielt" << endl << number << " Ziffern" << endl << whitespace << " Zwischenraumzeichen " << "und" << endl << other << " andere Zeichen." << endl; } EOF

4. Annehmende Schleife /77-79/ – do while Schleife mit nachfolgender Bedingungsprüfung: annehmende Schleife Mit B wird eine Bedingung (logischer Ausdruck) bezeichnet, S ist ein Strukturblock. C++ Syntax: do { //Anweisungen aus S } while (B); B S Zuerst wird S ausgeführt, danach wird B getestet. Ergibt dieser Test false, so wird der nächste Strukturblock verarbeitet. Liefert der Test true, so wird der vorliegende Strukturblock S erneut ausgeführt. Unterschied zur annehmenden Schleife: S wird mindestens einmal ausgeführt! Empfehlung: Nur anwenden in begründeten Ausnahmefällen, z.B. wiederholte Benutzereingabe Beispiel 1 Vom Benutzer eingegebene positive Zahlen sollen aufsummiert werden. int Counter::accumulate() { int nextVal; value = 0; do { nextVal = get_int("Gib Ganzzahl>0"); value += nextVal; } while ( nextVal >0 ); return value; } Schleifenvariable Rückgabewert initialisieren Schleifenvariable Richtung Ziel verändern "Nutzleistung" value-=nextVal; sentinel: nextVal<0 Achtung: Sentinelwert wird auch addiert! Was nun?

5. Annehmende Schleife – do while Beispiel 2 void Counter::countdown() { // PRE: 0<=value if( value==0 )throw std::runtime_error(); do { cout << value << endl; --value; } while (value ); cout << 0 << endl; assert (value == 0 ); } 1. Wichtig: Zuerst die Zusicherungen. Daraus ergeben sich die notwendigen lokalen Variablen! 2. Algorithmus schreiben und Prüfbedingung festlegen. 3. Prüfen des Algorithmus mit Extremwerten: wert = 1 wert > 1 ; z.B wert = 2 > 0 ok ok Frage: Ist das übersetzungsfähig? Compilermeldung: 'c': nichtdeklarierter Bezeichner Begründung: Speicherklasse von c ist "auto", d.h. c ist lokale Variable im Strukturblock S c ist nur im Strukturblock S definert! Gültigkeitsbereich von c endet mit '}' do { char c; cin >> c; } while ( c != '*' ); char c=''; while ( c != '*' ) { char c; cin>>c; cout<<c; } Diese Schleife endet nie!

6. Schleife mit fester Wiederholungsanzahl /80-84/ - for Eigentlich überflüssig, aber von Programmierern gern benutzt C++ Syntax SV initialisieren ist äquivalent zu Solange Bedingung B wahr (≠0) ist for ( SVinit; B; SVincrement) S; SVinit while (B) { S SVincrement } S SV verändern Richtung Ziel S Beispiel: Quadratzahltabelle for ( int i = 1; i <= 3; i++ ) cout << i << i*i << endl; Ausgabe • 1 • 4 • 9 1 2 3 4 SV Initialisierung! C++: Gültigkeitsbereich von i ist nur die for-Anweisung. d.h. for( int i=0; i<10; ++i ) { … } i = 0; quittiert der C++ Compiler mit Fehlermeldung: 'i': nichtdeklarierter Bezeichner

7. Einfache Beispiele für for - Anweisung a ) Dekrementieren der SV in Schritten von 1 Ausgabe: for ( int i=5 ; i>=1 ; i-- ) { cout << i << ' '; } 5 4 3 2 1 b ) Inkrementieren der SV in Schritten > 1 for ( int i=7 ; i<=35 ; i+=7 ) { cout << i << ' '; } Ausgabe: 7 14 21 28 35 c ) Dekrementieren der SV in Schritten > 1 for ( int i=10 ; i>=2 ; i-=2 ) { cout << i << ' '; } Ausgabe: 10 8 6 4 2

8. Schleife mit fester Wiederholungsanzahl - for Beispiel: countdown 1. Wichtig: Zuerst die Zusicherungen. Daraus ergeben sich die notwendigen lokalen Variablen! 2. Algorithmus schreiben und Prüfbedingung festlegen. 3. Prüfen des Algorithmus mit Extremwertenund ggf. Prüfbedingung/Algorithmus korrigieren : value = 1 value > 1 ; z.B value = 2 void Counter::countdown() { if( value<=0 ) throw std::runtime_error(); for ( ; value ; --value ) cout << value << endl; assert (value == 0 ); } >0 cout << 0 << endl; Jeder der 3 Ausdrücke in for-Anweisung kann weggelassen werden: Beispiel for ( ; ; ) cout << "Wird nie fertig" for ( ; true ; ) S besser

9. Schleife mit fester Wiederholungsanzahl - for Beispiel: GGT zweier Ganzzahlen mit for  Hausaufgabe • Lösung mit Pseudocode • Vorbedingung? Nachbedingung? • Schleifenvariable ggT mit Minimum beider Zahlen initialisieren • Prüfen, ob beide Zahlen ohne Rest durch ggT teilbar sind • Falls ja, Schleife verlassen und mit nächster Anweisung fortfahren • Falls nein, ggT um eins vermindern

10. Der Komma-Operator • meist in for-Anweisung verwendet • erlaubt dort mehrere Ausdrücke, wo syntaktisch nur 1 Ausdruck stehen darf • hat den niedrigsten Vorrang • wertet von links nach rechts aus • Gesamtausdruck hat den Wert des ganz rechts stehenden Ausdrucks Beispiel 1 Was leistet diese Anwendung? int i, j, summe(0); for ( i = 100 , j=1; j < i; i-- , j++ ) summe += i + j; cout << summe; // Addiert (1+100)+(2+99)+…+(50+51) = 5050 // Sinnvolle Anwendung des Kommaoperators // Summe der Zahlen von 1 bis 100 // wird berechnet Beispiel 2 Welche Werte werden zugewiesen? int i,j; int z = ( i=20, j=2*i); // i = 20, j = 40, z = 40 // kein guter Programmierstil! Warum muss hier geklammert werden? Fehler: int j: Neudefinition

11. So, das war´s erst mal!