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.

Kontrollstruktur – Mehrfache Auswahl mit switch – case /73/ … Sn w1 w2 A wn 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: S1 S2 … S w1 w2 sonst A 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: muss ganzzahliger Ergebnis-Typ sein switch ( A ) { case w1: S1; case w2: S2; case wn: Sn; default: S; } break; break verzweigt hinter das Ende der switch-Anweisung break; break; Optional; muss nicht letzte Marke sein. optional 25.03.2017

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; 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 EOF Das newline-Zeichen am Ende jeder Eingabe darf nicht mitgezählt werden. 25.03.2017

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? 25.03.2017

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! 25.03.2017

Schleife mit fester Wiederholungsanzahl /80-84/ - for Eigentlich überflüssig, aber von Programmierern gern benutzt SV initialisieren C++ Syntax 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 2 3 1 4 9 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 25.03.2017

Einfache Beispiele für for - Anweisung a ) Dekrementieren der SV in Schritten von 1 for ( int i=5 ; i>=1 ; i-- ) { cout << i << ' '; } Ausgabe: 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 25.03.2017

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 Extremwerten und 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" besser for ( ; true ; ) S 25.03.2017

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 25.03.2017

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 int ggt( int zahl1, int zahl2 ) { if(zahl1<1 || zahl2<1) throw std::runtime_error("PRE error in ggt"); int ggT; for ( ggT = (zahl1<zahl2) ? zahl1 : zahl2; (zahl1%ggT!=0)||(zahl2%ggT!=0); -- ggT ); assert((zahl1%ggT==0)&&(zahl2%ggT==0)); // POST return ggT; } Warum hier und nicht in for-Anweisung definieren? Weil ggt sonst hier nicht mehr definiert wäre 25.03.2017

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 25.03.2017

So, das war´s erst mal! 25.03.2017