Verzweigung oder bedingte Anweisung. Aufgabe: Ein Autofahrer tankt sein Auto voll und schreibt den Kilometerstand auf (drei- stelliger Tageszähler).Wenn.

Präsentation zum Thema: "Verzweigung oder bedingte Anweisung. Aufgabe: Ein Autofahrer tankt sein Auto voll und schreibt den Kilometerstand auf (drei- stelliger Tageszähler).Wenn."—  Präsentation transkript:

1 Verzweigung oder bedingte Anweisung

2 Aufgabe: Ein Autofahrer tankt sein Auto voll und schreibt den Kilometerstand auf (drei- stelliger Tageszähler).Wenn er das nächste Mal tankt, macht er das gleiche und notiert sich zusätzlich noch die getankten Liter. Wie groß ist der Benzinverbrauch pro 100 km ? Flussdiagramm + C-Programm !

3 d = zneu – zalt Ausgabe (bv100) Eingabe(zalt) Eingabe(zneu) Eingabe(bv) bv100 = bv / d * 100

4 int main(){ double zalt, zneu, d, bv, bv100; printf("\nKilometerstand "); scanf("%lf", &zalt); fflush(stdin); printf("\nKilometerstand "); scanf("%lf", &zneu); fflush(stdin); printf("\nBenzinverbrauch \n"); scanf("%lf", &bv); fflush(stdin);

5 ... d = zneu - zalt; bv100 = bv/d * 100; printf("L/100 km %f",bv100); return 0; } Differenz kann negativ werden Wann berechnet das C-Programm ein falsches Ergebnis ?

6 Zählerstand beim 1. Tankvorgang: 900 km Beispiel für negative Differenz Zählerstand beim 2. Tankvorgang: 100 km Differenz = 100 – 900 = - 800km Es werden nun 200 km bis zum nächsten Tankvorgang gefahren. Welcher Kilometerstand steht dann auf dem Tacho? Welcher neue Kilometerstand müsste in Wirklichkeit aber auf dem Tacho stehen? 1000 km + 100 km Welche Differenz berechnet das Programm?

7 Aufgabe: Verändern Sie das Flussdiagramm so, dass dieser Fall (Zählerüberlauf) berücksichtigt wird.

8 d = zneu – zalt Ausgabe (bv100) Eingabe(zalt) Eingabe(zneu) Eingabe(bv) bv100 = bv / d * 100

9 zneu  zalt f w Eingabe(zalt) Eingabe(zneu) Eingabe(bv) zneu = zneu + 1000

10 zneu  zalt f w Eingabe(zalt) Eingabe(zneu) Eingabe(bv) zneu = zneu + 1000 d = zneu – zalt Ausgabe(bv100) bv100 = bv / d * 100

11 C-Syntax für die Einseitige Verzweigung

12 if (Ausdruck) Anweisung; Bedingung Nächste auszuführende Anweisung, wenn Bedingung wahr. Wahr bedeutet: Wert des Ausdrucks: !=0 Nächste auszuführende (d.h. die diesem roten Rahmen folgende) Anweisung, wenn Bedingung falsch. Falsch bedeutet: Wert des Ausdrucks: 0

13 Aufgabe: Verändern Sie das C-Programm so, dass dieser Fall (Tachoüberlauf) berücksichtigt wird.

14 ... if(zneu <= zalt){ zneu = zneu + 1000; } d = zneu - zalt; bv100 = bv/d * 100; printf("L/100km %f",bv100); return 0; } bei einer Anweisung sind Klammern nicht nötig. Trotzdem: Immer Klammern machen.

15 Struktogramme als Alternative zu Flussdiagrammen

16 Eingaben, Ausgaben, einfache Anweisungen. Beispiele: Fläche = Länge * Breite Umfang = 2*(Länge + Breite)

17 Flussdiagramm für eine Einseitige Verzweigung

18 zneu <= zalt f w zneu = zneu + 1000

19 Struktogramm für eine Einseitige Verzweigung

20 zneu <= zalt w zneu = zneu + 1000 f Bei einer zweiseitigen Verzweigung würde hier mindestens eine Anweisung stehen!

21 Beispiel:

22 //Eingabeteil (wurde weg- // gelassen) if (zneu <= zalt) zneu = zneu+1000; printf("Zählerüberlauf"); } d = zneu–zalt; erg = b/d*100; printf("\n L/100 km %f",erg); Block (Verbundanweisung): fasst mehrere Anweisungen zusammen { Übrigens: Welchem Prinzip widerspricht dieses Programm ? Dem EVA-Prinzip !

23 Eingabe(bv) Eingabe(zneu) Eingabe(zalt) Bitte Struktogramm zum vorigen C- Programm vervollständigen !

24 d = zneu–zalt Ausgabe(bv100) bv100 = bv/d*100 zneu <= zalt w f Eingabe(bv) Eingabe(zneu) Eingabe(zalt) zneu = zneu+1000 Ausgabe("Zählerüberlauf")

25 Aufgabe: Bestimmung des Maximums zweier ganzer Zahlen, also: Struktogramm + Flussdiagramm + C-Programm ! Achtung: Bis jetzt können wir nur die einseitige Verzweigung in C umsetzen !!!

26 max = b Ausgabe(max) a < b w f Eingabe(b) Eingabe(a) max = a a >= b w f Ist es möglich, dass das Programm alle zwei false-Teile durchläuft?

27 max = b Ausgabe(max) a < b w f Eingabe(b) Eingabe(a) max = a a >= b w f Nein, denn wenn eine Bedingung false ist, muss die andere Bedingung true sein!

28 a < b f w Eingabe(a) Eingabe(b) max = b Ausgabe(max) a >= b f w max = a

29 #include "stdafx.h" #include int main(){ int a,b,max; printf("\nEingabe der ersten Zahl: "); scanf("%d", &a); fflush(stdin); printf("\nEingabe der zweiten Zahl: "); scanf("%d", &b); fflush(stdin); // Wie geht es weiter ? Möglich: Trennen von Variablennamen mit Komma Kommentar

30 if (a<b){ max = b; } printf("Max=%d", max); if (a>=b){ max = a; } Logisch gleichwertig: !(a<b)

31 return 0; }

32 Wir machen ein paar Tests, denn die Wahrheit ist konkret !

33 if (a<b){ max = b; } printf("Max=%d", max); if (a>=b){ max = a; } 1 2 Für a werde 2 eingegeben Für b werde 1 eingegeben 2 1 2 2

34 if (a<b){ max = b; } printf("Max=%d", max); if (a>=b){ max = a; } 5 3 Für a werde 3 eingegeben Für b werde 5 eingegeben 3 5 5 5

35 if (a<b){ max = b; } printf("Max=%d", max); if (a>=b){ max = a; } 7 7 Für a werde 7 eingegeben Für b werde 7 eingegeben 7 7 7 7

36 Andere Lösung mit einseitiger Verzweigung:

37 max = b Ausgabe(max) a < b w f Eingabe(b) Eingabe(a) max = a a > b w f max = a a == b w f

38 Andere Lösung mit einseitiger Verzweigung:

39 max = b Ausgabe(max) a < b w f Eingabe(b) Eingabe(a) max = a; Das vorläufige Maximum wird auf den Wert der Variablen a gesetzt. Ist das vorläufige Maximum kleiner als die 2. Zahl, dann ist das endgültige Maximum gleich der 2. Zahl

40 oder als eine elegantere Alternative:

41 Aufgabe: Bestimmen des Maximums zweier ganzer Zahlen. Flussdiagramm mit zweiseitiger Verzweigung !

42 a < b f w Eingabe(a) Eingabe(b) max = b Ausgabe(max) max = a Ende Anfang

43 Und hier das zugehörige Struktogramm für diese zweiseitige Verzweigung

44 a<b w max = b f max = a

45 C - Syntax für die zweiseitige Verzweigung

46 if (Ausdruck) Anweisung1; else Anweisung2; Nächste Anweisung, wenn Bedingung wahr Bedingung Nächste Anweisung, wenn Bedingung falsch wahr bedeutet: Wert des Ausdrucks != 0 falsch bedeutet: Wert des Ausdrucks = 0

47 Wie kann man also ganz allgemein die folgende zweiseitige Verzweigung durch zwei einseitige Verzweigungen darstellen ?

48 if (B){ A1; } else{ A2; } if(B){ A1; } if(!B){ A2; } A1, A2 und B sind alles Ausdrücke

49 Aufgabe: Bestimmung des Maximums zweier ganzer Zahlen. C-Programm

50 if (a<b){ max = b; } else{ max = a; } printf("Maximum =%d", max); Bedingung Nächste Anweisung, wenn Bedingung wahr Nächste Anweisung, wenn Bedingung falsch bei einer Anweisung sind Klammern nicht nötig. Trotzdem: Immer Klammern machen.

51 return 0; }

52 Programmverlauf

53 Annahme: Bedingung wahr

54 if (a<b){ max = b; } else{ max = a; } printf("Maximum =%d", max); 1 2 2 2 Zum Beispiel...

55 Annahme: Bedingung falsch

56 if (a<b){ max = b; } else{ max = a; } printf("Maximum =%d", max); 2 1 2 2 Zum Beispiel...

57 Warum ist folgende Lösung falsch ? Frage:

58 if (a<b){ max = b; } printf("Maximum =%d", max); }

59 Programmverlauf

60 Annahme: Bedingung wahr

61 if (a<b){ max = b; } printf("Maximum = %d ", max); 1 2 Zum Beispiel... 2 2

62 Annahme: Bedingung falsch

63 if (a<b){ max = b; } Wert von max ist unbekannt und deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht gleich dem Wert von a printf("Maximum = %d ", max); 2 1 Zum Beispiel... ?

64 Aufgabe: Bestimmen des Maximums und Minimums zweier ganzer Zahlen. Struktogramm + C-Programm

65 a<b w max = b f max = a min = a min = b Eingabe(a,b) Ausgabe (max,min)

66 #include "stdafx.h" #include int main(){ int a; int b; int min; int max; // Eingabeteil wie immer // Dann weiter mit...

67 if (a<b){ max = b; min = a; } else{ max = a; min = b; } Anweisungen in einem Block zusammenfassen Blockbeginn Blockende kein Semikolon

68 printf("Max=%d, Min=%d", max, min); return 0; }

69 Block: Fasst mehrere Anweisungen zusammen.

70 Vorschlag: In "nicht einfachen" Anweisungen (wie z.B. if...else, bzw. if) immer Block benutzen.

71 WICHTIG: Nach einem Block kommt kein Semikolon.

72 Stellen Sie den Algorithmus durch ein Struktogramm dar, der das Maximum dreier in beliebiger Reihenfolge eingegebener Zahlen berechnet. Aufgabe:

73 Eingabe(z1,z2,z3) z1<z2 WF max = z2max = z1 max<z3 WF max = z3 Ausgabe(max)

74 Erstellen Sie das zu diesem Struktogramm zugehörige C-Programm

75 #include "stdafx.h" #include int main(){ int z1; int z2; int z3; int max; // Eingabeteil wie immer // Dann weiter mit...

76 if(z1<z2){ max=z2; } else{ max=z1; } if(max<z3){ max=z3; } printf( "Max=%d\n", max); return 0; }

77 Stellen Sie den Algorithmus durch ein Struktogramm dar, der das Maximum und Minimum dreier in beliebiger Reihenfolge eingegebener Zahlen berechnet. Aufgabe:

78 Eingabe(z1,z2,z3) z1<z2 W F max = z2 Ausgabe(max, min) min = z1 max = z1 min = z2 max<z3 W F max = z3 min>z3 W F min= z3

79 Erstellen Sie das zu diesem Struktogramm zugehörige C-Programm

80 #include "stdafx.h" #include int main(){ int z1; int z2; int z3; int max; int min; // Eingabeteil wie immer // Dann weiter mit...

81 if(z1 z3){ min=z3; } printf("Max=%d Min=%d\n", max, min); return 0; }

82 Erzeugen Sie einen Algorithmus (und stellen Sie diesen durch ein Struktogramm dar), der drei in beliebiger Reihenfolge eingegebene Zahlen ihrer Größe nach sortiert und ausgibt (kleinste, mittlere, grösste). Aufgabe:

83 TESTEN Sie Ihre Lösung (Struktogramm). Machen Sie dazu folgende Überlegungen:

84 Unter 3 Zahlen gibt es genau 3 verschiedene, genannt a, b und c. Wie viele verschiedene Möglichkeiten (bzgl. der Reihenfolge der Eingabe) gibt es diese 3 Zahlen einzugeben? Bitte notieren Sie diese Möglichkeiten.

85 3 verschiedene Zahlen: a b c a c b b a c b c a c a b c b a

86 Unter 3 Zahlen gibt es genau 2 verschiedene, genannt a und b. Wie viele verschiedene Möglichkeiten (bzgl. der Reihenfolge der Eingabe) gibt es diese 3 Zahlen einzugeben? Bitte notieren Sie diese Möglichkeiten.

87 Genau 2 gleiche Zahlen: a a b b a a a b a b b a a b b b a b

88 Unter 3 Zahlen gibt es genau 3 gleiche, genannt a, a, und a. Wie viele verschiedene Möglichkeiten (bzgl. der Reihenfolge der Eingabe) gibt es diese 3 Zahlen einzugeben? Bitte notieren Sie diese Möglichkeiten.

89 Genau 3 gleiche Zahlen: a a a

90 Zusammengefasst: a b c a c b b a c b c a c a b c b a a a b b a a a b a b b a a b b b a b a a a

91 Eine mögliche Lösung der vorigen Aufgabe:

92 Bemerkung: Die Lösung wird in der folgenden Folie durch ein Flußdiagramm dargestellt. Wandeln Sie dieses Flussdiagramm in ein Struktogramm um.

93 w k:=z3 m:=z1 g:=z2 z1 < z2 f z3 < z1 z3 < z2 k:=z1 m:=z3 g:=z2 k:=z1 m:=z2 g:=z3 k:=z3 m:=z2 g:=z1 z3 < z2 z3 < z1 k:=z2 m:=z3 g:=z1 k:=z2 m:=z1 g:=z3 Ausgabe(k,m,g) w w w w f f f f

94 z1<z2 W F z3<z1 WF k=z3 m=z1 g=z2 z3<z2 WF k=z1 m=z3 g=z2 k=z1 m=z2 g=z3 z3<z2 WF k=z3 m=z2 g=z1 z3<z1 WF k=z2 m=z3 g=z1 k=z2 m=z1 g=z3 Eingabe(z1, z2, z3) Ausgabe(k, m, g)

95 z1<z2 W F z3<z1 WF k=z3 m=z1 g=z2 z3<z2 WF k=z1 m=z3 g=z2 k=z1 m=z2 g=z3 z3<z2 WF k=z3 m=z2 g=z1 z3<z1 WF k=z2 m=z3 g=z1 k=z2 m=z1 g=z3 Eingabe(z1, z2, z3) Ausgabe(k, m, g) Wieviel if...else Anweisungen kommen in diesem Programm vor? Genau eine (die rot umrandete)! Diese ist allerdings verschachtelt !!!

96 TESTEN Sie mit den gerade angegebenen Zahlenkombinationen dieses Struktogramm.

97 Erstellen Sie das zu diesem Struktogramm zugehörige C-Programm

98 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" int main(){ int z1, z2, z3, m, k, g; // Eingabe printf("Eingabe der 1. Zahl: \n"); scanf("%d", &z1); fflush(stdin); printf("Eingabe der 2. Zahl: \n"); scanf("%d", &z2); fflush(stdin); printf("Eingabe der 3. Zahl: \n"); scanf("%d", &z3); fflush(stdin); // gleich kommt die Ausgabe

99 if (z1<z2){ if(z3<z1){ k=z3; m=z1; g=z2; } else{ if(z3<z2){ k=z1; m=z3; g=z2; } else{ k=z1; m=z2; g=z3; } else{ if(z3<z2){ k=z3; m=z2; g=z1; } else{ if(z3<z1){ k=z2; m=z3; g=z1; } else{ k=z2; m=z1; g=z3; }

100 // Ausgabe printf("sortierte Reihenfolge %d %d %d: \n", k, m, g); return 0; }

101 Nochmals zum EVA-Prinzip

102 Das EVA-Prinzip bedeutet: In einer Anweisung dürfen nicht zwei verschiedene Komponenten von EVA stehen (wie z.B. V und A)

103 Eingabe(zaehler, nenner) nenner != 0 WF erg = zaehler / nenner Ausgabe(erg) Ausgabe("unerlaubte Division durch 0") E V A + Schlechter Programmierstil: 2 Komponenten in 1 Anweisung

104 Guter Programmierstil:

105 Eingabe(zaehler, nenner) nenner != 0 WF erg = zaehler / nenner erlaubt = 1 erlaubt = 0 E V erlaubt == 1 WF Ausgabe(erg) A Ausgabe("Division durch 0") Die Variable "erlaubt" nennt man Steuervariable. Im V-Teil wird sie …

106 Eingabe(zaehler, nenner) nenner != 0 WF erg = zaehler / nenner erlaubt = 1 erlaubt = 0 E V erlaubt == 1 WF Ausgabe(erg) A Ausgabe("Division durch 0") nur gesetzt und im A-Teil wird sie nur …

107 Eingabe(zaehler, nenner) nenner != 0 WF erg = zaehler / nenner erlaubt = 1 erlaubt = 0 E V erlaubt == 1 WF Ausgabe(erg) A Ausgabe("Division durch 0") abgefragt (ausgelesen), um die entsprechende Ausgabe zu machen.

108 Eingabe(zaehler, nenner) WF erg = zaehler / nenner erlaubt = 1 erlaubt = 0 E V erlaubt == 1 WF Ausgabe(erg) A Ausgabe("Division durch 0") Wieviel if...else Anweisungen kommen in diesem Programm vor? Genau 2! nenner != 0

109 Aufgabe: Die Variablen n und t sollen den Datentyp integer haben. Mit welcher Anweisung kann man nachprüfen, ob t ein Teiler von n ist, wie z.B. 3 ein Teiler von 18 ist.

110 ... if(n % t == 0){ // t teilt n } else{ // t teilt n nicht }... Mit dem Operator % wird der Rest berechnet. Wenn t Teiler von n ist, ist der Rest gleich 0. Gibt es eine andere Lösung, die die Operatoren / und * benutzt?

111 ... if(n/t * t == n){ // t teilt n } else{ // t teilt n nicht }... Wenn n von t nicht geteilt wird, wird der Rest bei der Division abgeschnitten und somit das Produkt n/t * t ungleich n

112 Geben Sie dazu ein paar Beispiele...

113 ... if(n/t * t == n){ // t teilt n } else{ //... }... Also ist die nächste Anweisung im if-Teil der if... else Anweisung. 21 7 7 3 * 7 =

114 ... if(n/t * t == n){ //... } else{ // t teilt n nicht }... Also ist die nächste Anweisung im else-Teil der if... else Anweisung. 20 7 7 2 * 7 ≠

115 Aufgabe: Schreiben Sie ein C- Programm, in dem über Tastatur 3 Zeichen eingegeben werden. Das Programm soll berechnen, wie oft das Zeichen x in den 3 Zeichen vorkommt.

116 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" int main(){ char zeichen1, zeichen2, zeichen3; int anzahl; // Eingabe printf("Eingabe des 1. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen1); fflush(stdin); printf("Eingabe der 2. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen2); fflush(stdin); printf("Eingabe der 3. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen3); fflush(stdin); // gleich kommt die Ausgabe

117 // Verarbeitung anzahl = 0; if(zeichen1=='x'){ anzahl=anzahl+1; if(zeichen2=='x'){ anzahl=anzahl+1; } if(zeichen3=='x'){ anzahl=anzahl+1; } // Ausgabe printf("Anzahl=%d\n",anzahl); return 0; }

118 Aufgabe: Schreiben Sie ein C- Programm, in dem über Tastatur 3 Zeichen eingegeben werden. Das Programm soll berechnen, ob in in dieser Zeichenkette, die Zeichenkette "xy" vorkommt.

119 #include "stdafx.h" #include "stdio.h" int main(){ char zeichen1, zeichen2, zeichen3; int anzahlVorkommen; // Eingabe printf("Eingabe des 1. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen1); fflush(stdin); printf("Eingabe der 2. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen2); fflush(stdin); printf("Eingabe der 3. Zeichens: \n"); scanf("%c", &zeichen3); fflush(stdin); // gleich kommt die Ausgabe

120 // Verarbeitung anzahlVorkommen = 0; if(zeichen1=='x' && zeichen2=='y' || zeichen2=='x' && zeichen3=='y'){ anzahlVorkommen =1; } // Ausgabe if(anzahlVorkommen ==0) printf("xy kommt nicht vor); else printf("xy kommt vor); return 0; }