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FB InformatikProf. Dr. R.Nitsch

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.


22.04.23 2

char Optiondo { 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');

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.S1 S2 … Sn

w1 w2 …

A

wn

Es gibt folgende Variante, bei der der Strukturblock S unter 'sonst' aufgeführt wird, falls A nicht einen der wi ergibt:

C++ kann das nur bedingt:

switch ( A ) {case w1: S1;case w2: S2;case wn: Sn;default: S;}

Optional; muss nichtletzte Marke sein.

muss ganzzahliger Ergebnis-Typ sein

Beispiel: Menüsteuerung

break;break;break;break;

break verzweigt hinter das Ende der switch-Anweisung

optional

S1 S2 … S

w1 w2sonst…

A

break;break;

break;


22.04.23 3

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;}

Sentinel ist EOF (iostream)"End of File"; Wert = -1;Eingabe plattformabhängig(Windows: ctrl-Z).EOF muß am Zeilenanfang stehen.sonst wird es von cin ingnoriertund der Eingabepuffer gelöscht

Liest genau ein Zeichen von Tastatur ein. Notwendig, weil cin Zwischenraumzeichen entfernt.

In C++ können Zeichen in jedem Ganzzahltyp gespeichert werden, da sie intern als 1-byte-Ganzzahlen dargestellt werden.

EOF

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


22.04.23 4

Annehmende Schleife /77-79/ – do while

Schleife mit nachfolgender Bedingungsprüfung: annehmende Schleife

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.

B

SC++ Syntax:do { //Anweisungen aus S} while (B);

Mit B wird eine Bedingung (logischer Ausdruck) bezeichnet, S ist ein Strukturblock.

Beispiel 1

int Counter::accumulate() { int nextVal; value = 0; do { nextVal = get_int("Gib Ganzzahl>0"); value += nextVal; } while ( nextVal >0 ); return value;}

Unterschied zur annehmenden Schleife: S wird mindestens einmal ausgeführt!Empfehlung: Nur anwenden in begründeten Ausnahmefällen, z.B. wiederholte Benutzereingabe

sentinel: nextVal<0

SchleifenvariableRückgabewert initialisieren

Schleifenvariable Richtung Ziel verändern"Nutzleistung"

Vom Benutzer eingegebene positive Zahlen sollen aufsummiert werden.

Achtung: Sentinelwert wird auch addiert! Was nun?

value-=nextVal;


22.04.23 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 notwendigenlokalen Variablen!

2. Algorithmus schreiben und Prüfbedingung festlegen.

3. Prüfen des Algorithmus mit Extremwerten: wert = 1 wert > 1 ; z.B wert = 2 ok

ok

Frage: Ist das übersetzungsfähig?

do { char c; cin >> c;} while ( c != '*' );

Compilermeldung: 'c': nichtdeklarierter Bezeichner

Begründung: Speicherklasse von c ist "auto", d.h.c ist lokale Variable im Strukturblock Sc ist nur im Strukturblock S definert!Gültigkeitsbereich von c endet mit '}'

> 0

char c = ' ';while ( c != '*' ) { char c; cin>>c; cout<<c;}

Diese Schleifeendet nie!


22.04.23 6

Schleife mit fester Wiederholungsanzahl /80-84/ - for

Eigentlich überflüssig, aber von Programmierern gern benutzt

Solange Bedingung Bwahr (≠0) ist

S

SV initialisieren

SV verändern Richtung Ziel

C++ Syntax

for ( SVinit; B; SVincrement)S;

ist äquivalent zu

SVinitwhile (B) { S SVincrement}

Beispiel: Quadratzahltabelle

for ( int i = 1; i <= 3; i++ ) cout << i << i*i << endl;

1 24

3

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

1 12 43 9

Ausgabe

S


22.04.23 7

Einfache Beispiele für for - Anweisung

a ) Dekrementieren der SV in Schritten von 1

for ( int i=5 ; i>=1 ; i-- ) { cout << i << ' '; }

b ) Inkrementieren der SV in Schritten > 1

for ( int i=7 ; i<=35 ; i+=7 ) { cout << i << ' '; }

c ) Dekrementieren der SV in Schritten > 1

for ( int i=10 ; i>=2 ; i-=2 ) { cout << i << ' '; }

Ausgabe: 5 4 3 2 1

Ausgabe: 7 14 21 28 35

Ausgabe: 10 8 6 4 2


22.04.23 8

Schleife mit fester Wiederholungsanzahl - for

Beispiel: countdown

void Counter::countdown(){ if( value<=0 ) throw std::runtime_error(); for ( ; value ; --value )

cout << value << endl; assert (value == 0 ); }

1. Wichtig: Zuerst die Zusicherungen.Daraus ergeben sich die notwendigenlokalen 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

>0

cout << 0 << endl;

Jeder der 3 Ausdrücke in for-Anweisung kann weggelassen werden:

Beispiel for ( ; ; ) cout << "Wird nie fertig"

besser for ( ; true ; ) S


22.04.23 9

Schleife mit fester Wiederholungsanzahl - for

Beispiel: GGT zweier Ganzzahlen mit for

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

Hausaufgabe


22.04.23 11

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 2

int i,j;int z = ( i=20, j=2*i); // i = 20, j = 40, z = 40

// kein guter Programmierstil!

Beispiel 1

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

Was leistet diese Anwendung?

Warum muss hier geklammert werden?

Welche Werte werden zugewiesen?

Fehler: int j: Neudefinition


22.04.23 12

So, das war´s erst mal!