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Programmieren in C Annäherung an C Hochschule Fulda – FB AI Sommersemester 2014 Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ.

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Präsentation zum Thema: "Programmieren in C Annäherung an C Hochschule Fulda – FB AI Sommersemester 2014 Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ."—  Präsentation transkript:

1 Programmieren in C Annäherung an C Hochschule Fulda – FB AI Sommersemester Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ

2 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ2 Java – C 1 Java ist objektorientiert

3 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ3 Java – C 2 Objekte kapseln Daten (Attribute) und Operationen auf den Daten (Methoden) Attribute = Daten in C Methoden = Funktionen in C Objekte kommunizieren durch Senden und Emfangen von Nachrichten Objekte entstehen durch Instantiierung einer Objektklasse Java aus C abgeleitet Daher einige Ähnlichkeiten von Java und C

4 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ4 Java – C 3 C ist eine imperative strukturierte Sprache Daten werden durch die Mühle von Funk- tionen geschickt, um dann zu einem Resultat (Ergebnisdaten) zu kommen

5 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ5 Java – C 4 Beispiel Java: public class HelloWorld { public static void main(String[]args) { // Ausgabe Hello World! System.out.println("Hello World!"); } } Beispiel C: int main(int argc, char *argv[]) { printf("Hello World!\n"); return(0); }

6 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ6 Woher kommt C? Dennis Ritchie entwickelt bei den Bell Laboratorien C für die Programmierung des neuen UNIX-Betriebssystems 1973 Implementierung von UNIX in C Vorläufer: B (1969/70) und BCPL (1960er Jahre) 1978 Ritchie/Kernighan: The C Programming Language (dt. Programmieren in C) 1989 Norm ANSI X Programming Language C 1990 ISO Standard C erweiterter ISO Standard C ISO/IEC 9899:1999

7 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ7 Woher kommt C? 2

8 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ8 Einsatzgebiete von C CAD-, CAE-, Simulationssysteme Text- und Grafikverarbeitungssysteme Mathematik-, Numerische Systeme Betriebssysteme (Unix, Linux,...) Systemprogramme (Unix, Linux, Windows,...) Sprachinterpreter, -compiler (GNU C++, CC) Netz-, Webdienste (Apache Webserver,...) Steuerungs-, Regelungssysteme Aber auch: Mathlab C-Code

9 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ9 Wie entsteht ein C-Programm? 1 Problem analysieren und Modell entwerfen Algorithmus entwickeln Programm kodieren Programm übersetzen (bis syntaktisch fehlerfrei) Programm testen (bis semantisch fehlerfrei ?) Programm produktiv (??)

10 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ10 Wie entsteht ein C-Programm? 2 Nach Problemanalyse und dem Entwurf des Lösungsalgorithmus: Entwurf des Programms in Pseudocode, mit Hilfe von Programmablaufplänen, Strukto- grammen oder anderen Entwurfsverfahren Kodieren des Programmtextes mit Editor (standalone oder in Programmierumgebung) Übersetzen des Programmtextes mit dem C-Compiler und Montieren zu einem ausführbaren Programm Programm testen

11 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ11 Wie entsteht ein C-Programm? 3 Beispiel: Programm Ausgabe eines Textes $ ed hallo.c /* hallo.c */ #include int main(void) { puts(Hallo Welt!\n); return(0); } $ gcc –o hallo hallo.c $./hallo Hallo Welt!

12 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ12 Wie entsteht ein C-Programm? 4 Übersetzung passiert in mehreren Schritten C-Preprozessor (cpp) - reine Textoperationen (include, define, if,..) im Quelltext C-Compiler übersetzt C-Quelltext in den maschinenabhängigen Assemblercode Assembler erzeugt noch nicht ausführbaren Maschinencode Linker montiert den Maschinencode mit Funktionen aus Bibliotheken zu einem dann ausführbarem Programm

13 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ13 Wie wird ein C-Programm entworfen? 1 Pseudocode, Bsp. Euklidischer Algorithmus euklid(a, b) wenn a = 0 dann liefere b sonst solange b 0 wenn a > b dann a = a – b sonst b = b – a liefere a

14 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ14 Wie wird ein C-Programm entworfen? 2 On the fly? Quick and dirty?

15 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ15 Wie wird ein C-Programm entworfen? 3 Pseudocode als Kommentar in C /* Funktion euklid – euklid. Algorithmus */ int euklid(int a, int b) { /* wenn a = 0 dann liefere b */ if(a == 0) return(b); /* sonst solange b 0 */ while(b != 0) { /* wenn a > b dann a = a – b */ if(a > b) a = a – b; /* sonst b = b – a */ else b = b –a; } /* liefere a */ return(a); }

16 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ16 Wie wird ein C-Programm entworfen? 4 Programmablaufplan wirklich geeignet? eher für Assembler doch oft eingesetzt

17 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ17 Wie wird ein C-Programm entworfen? 5 Struktogramm

18 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ18 Wie wird ein C-Programm ausgeführt? 1 Ausführung direkt auf dem Prozessor –z.B. Temperaturregelung in Kühltruhe –Programm in ROM, EPROM o.ä. gespeichert –alle Funktionalitäten müssen im Programm in Maschinencode vorhanden sein Ausführung auf einem Betriebssystem –Hardware ist durch das BS gekapselt –Starten/Beenden des Programms über das BS –Unterstützung durch BS bzw. BS-Funktionen, z.B. IO, Dateien, Timer, Signale, Threads usw.

19 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ19 Wie wird ein C-Programm ausgeführt? 2 Betriebssystem Mikrocontroller Hardware / Prozessor Anwendungsprogramm Funktionsbibliotheken Systemcalls / Systemaufrufe Anwendungsprogramm (incl. aller Funktionen) Hardware / Prozessor

20 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ20 Wie ist ein C-Programm aufgebaut? 1 Beispiel hallo.c /* * hallo.c */ #include int main(void) { char *text = Hallo, Welt!; puts(text); return(0); }

21 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ21 Wie ist ein C-Programm aufgebaut? 2 Kommentare, mit /* und */ geklammert, keine Schachtelung möglich!!! Einzeiliger Kommentar wie bei Java mit // Preprozessoranweisungen, beginnen mit # Schlüsselwörter, z.B. return Bezeichner (Identifier) für Konstanten, Variablen, Funktionsnamen usw. fangen mit Buchstaben oder Unterstrich _ an, können dann weitere Buchstaben, _ und Ziffern enthalten. Keine Schlüsselwörter! Jede Anweisung wird durch ; beendet!

22 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ22 Wie ist ein C-Programm aufgebaut? 3 Funktionen / Prozeduren Funktionskopf gibt Typ des Rückgabewerts an, den Namen der Funktion und in Klammern ggfs. die Parameter mit Typ und Bezeichnername Funktionskörper ist mit { und } geklammert, enthält Deklaration von Variablen, Konstanten, den Programmablauf sowie das return Jedes C-Programm hat eine Funktion main()

23 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ23 Wie ist ein C-Programm aufgebaut? 4 Allgemeiner Aufbau eines C-Programms /* Kommentare */ /* Preprozessoranweisungen */ /* Globale Variablen */ /* Funktionen / Unterprogramme */ type function1(...) { /* Lokale Variablen */ /* Anweisungen */ } /* Hauptprogramm */ int main(...) { /* Lokale Variablen */ /* Anweisungen */ }

24 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ24 Wie ist ein C-Programm aufgebaut? 5 Beispiel: Temperaturregelung

25 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ25 Wie soll ein C-Programm nicht aussehen? 1 Quelle: International Obfuscated C Code ContestInternational Obfuscated C Code Contest

26 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ26 Wie soll ein C-Programm nicht aussehen? 2 Quelle: main.c des X-Programms xtermmain.c des X-Programms xterm

27 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ27 Wie soll ein C-Programm nicht aussehen? 3

28 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ28 Wie soll ein C-Programm nicht aussehen? 4

29 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ29 Wie soll ein C-Programm nicht aussehen? 5

30 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ30 So kann ein C-Programm aussehen! 1

31 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ31 So kann ein C-Programm aussehen! 2

32 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ32 So kann ein C-Programm aussehen! 3


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