C-Programmierkurs Mathematik

Transkript

1 Mathematik WS 2018/2019 Dr. Bodo Kalthoff

2 Speicher für Werte Variablen Über Variablennamen ansprechbar Sprechende Namen vergeben! Variablen können Zahlen, Buchstaben oder komplexere Werte enthalten Der Wert einer Variablen wird im Hauptspeicher des Computers abgelegt. Vorsicht, Computer verstehen nur Nullen und Einsen! 2

3 Datentypen Was für einen Datentyp haben a,b,c? Natürliche Zahlen? Ganze Zahlen? Rationale Zahlen? Reelle Zahlen? c a b c=3, a=4, b=5 c= 2, a= 2,b=2 3

4 Zahl-Datentypen in C Integer Natürliche Zahlen (unsigned int) Ganze Zahlen (int) Fliesskommazahlen angenäherte reelle Zahlen Stets vorzeichenbehaftet float double 4

5 Zahl-Datentypen im Überblick Datentyp Vorzeichen Größe (in Byte) Minimalwert Maximalwert char signed unsigned int signed unsigned long signed unsigned long long signed unsigned float signed 4 ± 1,18*10-38 ± 3,40*10 38 double signed 8 ± 2,23* ± 1,80*

6 Einschub: Ausgabe von Zahlwerten Ausgabe erfolgt mit printf ( Formatstring, parameter...) Format Strings enthält Platzhalter für Daten char signed %d / %i (%c) unsigned %u (%c) int signed %d / %i unsigned %u long signed %l unsigned %lu long long signed %lld unsigned %llu float signed %f double signed %f 6

7 Format-String Besonderheiten Format-Strings erlauben Sonderfunktionen \n erzeugt einen Zeilenumbruch \t erzeugt einen vertikalen Abstand (Tab) \b löscht das letzte ausgegebene Zeichen \\ erzeugt einen \ \ erzeugt ein %% gibt ein Prozent-Zeichen aus %03d Integer mit führenden 0 auf 3 Stellen %.3f Double, auf 3 Nachkommast. gerundet man 3 printf 7

8 Exkurs: unsigned int vs. int #include <stdio.h> int main (int argc, char **argv) { unsigned int i = ; // unsigned vs. signed printf ( i = %d\n, i); // Ausgabe: -23 printf ( i = %u\n, i); // Ausgabe: return 0; } printf (%d) interpretiert Wert als int gcc -Wconversion meckert! 8

9 Variablendeklaration Variable müssen deklariert werden. Deklarationen stets am Anfang einer Funktion Format: <Typ> <Name>; Besser: Sofort mit einem Std-Wert initialisieren <Typ> <Name> = <Wert>; Nicht initialisierte Variable hat zufälligen Wert <Name> darf aus Buchstaben, Zahlen und _ bestehen, erstes Zeichen muss Buchstabe oder _ sein Gross-/Kleinschreibung wird unterschieden! Spätere Zuweisung über <Name> = <Wert>; 9

10 Konstanten Variablen können als konstant markiert werden Konstanten müssen initialisiert werden können nicht mehr direkt geändert werden Schlüsselwort: const const int i = 42; 10

11 Explizite Typangabe Literale unsigned int u = 42U; long l = L; float f = F; int octal = 011; /* 11 8 = 9 10 */ int hex = 0x11; /* = */ char c = 'a'; 11

12 Operatoren für Zahlendatentypen Standardarithmetik + - * / Modulo (Ganzzahldivision vs. Fliesskommadivision) Rest einer Ganzzahldivision von a durch b a % b 12

13 Bit shifts Stellenwertverschiebung in Binärdarstellung Left shift x << 1 entspricht x * 2 Right shift x >> 1 entspricht x / 2 Einsatzzwecke Multiplikation/Division mit 2 (bei pos. Integern) Optimierung für Rechnen mit Binärzahlen 13

14 Einschub: boolsche Verknüpfungen a b NICHT a a UND b a ODER b a XOR b falsch falsch wahr falsch falsch falsch falsch wahr wahr falsch wahr wahr wahr falsch falsch falsch wahr wahr wahr wahr falsch wahr wahr falsch XOR exklusives oder 14

15 Bitweise boolsche Verknüpfungen Bisherige Operatoren arbeiten arithmetisch Bitweise Verknüpfungen = boolsche Logik a b ~a a & b a b a ^ b & & 3 = = ^ ^ 3 = 9 15

16 Typumwandlung (Cast) int + int => int int + double =>? Implizite Typumwandlung int a = 2 / 1.5 =? Explizite Typumwandlung (<Typ>) <Ausdruck> (int) // amerikanisches PI 16

17 Anwendungsbeispiel int saldo = 11; // int schuldner = 3; double auszahlung = saldo / schuldner; /* = 3 */ auszahlung = (double) saldo / (double) schuldner; /* = */ Was passiert hier? auszahlung = (double) saldo / schuldner; 17

18 Präzedenz Was ergibt * 3 << 1 Punkt-vor-Strich-Rechnung und weiter..? 18

19 Präzedenzen Ausführungsreihenfolge von Operatoren ( ) expl. Klammerung Hohe Präzedenz ~ (type) * / % Type-Casts + - << >> & ^ && = Niedrige Präzedenz 19