Programmiersprachen Einführung in C. Unser erstes C-Programm. Unser erstes C-Programm. Unser erstes C-Programm. Unser erstes C-Programm

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1 Programmiersprachen Einführung in C Teil 2: Prof. Dr. int main (int argc, char *argv[]) int sum = 0; for (i = 0; i <= 100; i = i + 1) sum = sum + i * i; printf ("The sum from is %d\n", sum); 2 1 Die Sprache C enthält keine Konstrukte für Ein- oder Ausgabe, da diese jeweils stark vom Betriebssystem abhängen. Daher benötigt jedes C-Programm die jeweilige Standardbibliothek stdio.h 1 int main (int argc, char *argv[]) Jedes C-Programm ist selbst eine Funktion, die von der Laufzeitumgebung (i.d.r dem Betriebssystem) aufgerufen wird. Als Ergebnis gibt diese Funktion eine ganze Zahl zurück, wobei negative Zahlen als Fehlercodes interpretiert werden. 1 Mit char *argv[] wird dem Hauptprogramm ein Array von char ( Characters ) übergeben (das main dann aber gar nicht nutzt). Arrays werden in C als Pointer auf einen nullterminierten String von Zeichen dargestellt. argv[] enthält also die Speicherstelle des ersten Zeichens dieses Strings, und der Dereferenzierungsoperator * bewirkt, dass der Inhalt dieser Speicherstelle betrachtet wird, und der ist vom Typ char /* Deklaration der Variable i als int */ 1 int sum = 0; /* Deklaration der Variable sum und Definition/Initialisierung mit dem Wert 0 */ Kontrollstrukturen: For-Schleife for (i = 0; i <= 100; i = i + 1) Startwert Kontrollbedingung Aktion2 Aktion 1 sum = sum + i * i; Die For-Schleife kann auch weit komplexer eingesetzt werden (vgl. spätere Beispiele) 5 6 1

2 1 printf ist eine Funktion aus stdio.h 1 Prototyp: printf(const char *format, ) 1 const char *format: Formatstring, z.b. "The sum from is %d\n 1 %d : Steuerzeichen 1 % : Escape-Zeichen zur Kennzeichnung von Steuerzeichen 1 d : Ausgabe als Dezimalzahl (int) mit Vorzeichen 1 x : Ausgabe als Hexadezimalzahl (int) ohne Vorzeichen 1 f : Ausgabe als Dezimalzahl (double) in der Form (-)mmm.ddd (Anzahl der d s kann spezifiziert werden, z.b. %f3.7 als mmm.ddddddd) Aufgaben 1 Überprüfen Sie, ob die Argumente der Funktion main irgend einen Einfluss haben auf das Ergebnis. 1 Deklarieren Sie i und sum als char. Was passiert? 1 Geben Sie das Ergebnis in sum als Hexadezimalzahl und als Gleitkommazahl aus. 7 8 int fahr, celsius; int upper = 300, lower = 0, step = 20; fahr = lower; while (fahr <= upper) celsius = 5/9*(fahr-32); printf ( %d\t%d\n", fahr, celsius); fahr = fahr + step; 1 Die Umrechnung von Grad Fahrenheit in Grad Celsius kann nach der Formel C = 5/9( F-32) durchgeführt werden 1 Warum funktioniert das angegebene Programm nicht? 1 Wenn Sie den Fehler gefunden haben: Reicht die erzielte Genauigkeit aus? Wie könnte man sie verbessern? 1 Formulieren Sie das Programm mit Hilfe einer for- Schleife. 1 Erzeugen Sie eine möglichst schöne Ausgabe Das Ganze mit einer for-schleife: int fahr; Und jetzt in besserem Programmierstil: int fahr; const int lower = 0, upper = 300, step = 20; for (fahr = 0; fahr <= 300; fahr = fahr + 20) printf ( %3d %6.1f\n", fahr, (5.0/9.0)*(fahr-32)); for (fahr = lower; fahr <= upper; fahr = fahr + step) printf ( %3d %6.1f\n", fahr, (5.0/9.0)*(fahr-32));

3 Lies ein Zeichen while (dieses Zeichen ist nicht das Ende-des-Files-Zeichen) gib das gerade gelesene Zeichen wieder aus lies ein Zeichen main () c = getchar(); while (c!= EOF) c = getchar(); Eleganter wird es, wenn die Zuweisung c = getchar() innerhalb des Ausdrucks zur Steuerung der while-schleife vorgenommen wird: main () while ((c = getchar())!= EOF) Einschub: Semantik der while-schleife Die while-schleife hat folgende allgemeine Struktur: while (Ausdruck) Anweisung; Beim Durchlaufen der while-schleife wird zunächst der Ausdruck ausgewertet. Ergibt diese Auswertung ein Ergebnis 1 0, so wird dieses Ergebnis als TRUE interpretiert, und Anweisung wird ausgeführt. In while ((c = getchar())!= EOF) wird zunächst die Anweisung c = getchar() durchgeführt; ihr Wert ist der Wert der linken Seite, also der Wert von c. Dann wird dieser Wert mit dem Wert EOF verglichen; fällt dieser Vergleich negativ aus, dann erhält der Ausdruck den Wert TRUE, und kann ausgeführt werden Warum muss c vom Typ int (2 Byte) sein, obwohl doch nur Zeichen (1 Byte) ein- und ausgegeben werden? 1 Was macht das Programm getchar.c : fd = fopen("getchar.c","r"); while ((c = getc(fd))!= EOF) Zählen von Zeichen Das folgende Programm countchar.c zählt die Zeichen seines eigenen Quellcodes long nc=0; fd = fopen("countchar.c","r"); while ((getc(fd))!= EOF) ++nc; printf("%ld\n", nc);

4 Zählen von Zeichen 1 Das File, in dem der Quellcode steht, wird im Filesystem des Betriebssystems verwaltet. 1 Das Betriebssystem muss dem Programm daher erst einen Pointer auf dieses File zur Verfügung stellen, sonst kann nicht gezählt werden. 1 fd ist also ein Pointer auf ein Objekt vom Typ FILE: 1 fopen(char *name, char *mode) gibt also einen Pointer auf das File mit dem angegebenen Namen zurück; r öffnet das File zum Lesen ( read ). fd = fopen( countchar.c","r"); 1 getc(fd) liest jeweils das nächste Zeichen aus dem File, auf das der Pointer fd zeigt. 1 ++nc erhöht den Wert von nc um 1. Zählen von Zeichen Hier die zweite, etwas abgeänderte Version des Programms double nc; fd = fopen("getchar.cpp","r"); for (nc=0; getc(fd)!= EOF; ++nc) ; printf("%.0f\n", nc); Einschub: Semantik der for-schleife for (expr 1 ; expr 2 ; expr 3 ) statement ist äquivalent zu expr 1 ; while (expr 2 ) statement expr 3 ; for (nc=0; getc(fd)!= EOF; ++nc) ; setzt also zunächst nc auf 0 (expr 1 ); dann wird die Bedingung getc(fd)!= EOF überprüft und im Erfolgsfall das statement (hier nur die leere Anweisung, die aus Syntaxgründen da stehen muss) durchgeführt. Zuletzt wird nc um 1 erhöht (expr 3 ). 21 Zählen von Zeichen, Wörtern und Zeilen int c, nl, nw, nc, state; enum state OUT, IN; fd = fopen( wordcount.c","r"); state = OUT; nl = nw = nc = 0; while ((c = getc(fd))!= EOF) ++nc; if (c == '\n') ++nl; if (c == ' ' c == '\n' c == '\t') state = OUT; else if (state == OUT) state = IN; ++nw; printf("# Zeilen = %d\n# Woerter = %d\n# Zeichen = %d\n", nl, nw, nc); 22 Zählen von Zeichen, Wörtern und Zeilen 1 Bei jedem gelesenen Zeichen: ++nc 1 Nach jedem geladenen Newline-Zeichen \n: ++nl 1 Leerzeichen, Tabulator (\t) oder Newline (\n) beenden ein Wort, daher wird state = OUT gesetzt. 1 Wird ein anderes als diese drei Sonderzeichen gelesen, und war das letzte gelesene Zeichen eines dieser Sonderzeichen (state = OUT), so wird jetzt ein neues Wort betreten (das auch aus nur einem Zeichen bestehen kann; state = IN): ++nw Funktionen in C int power(int m, int n); /* Funktionsprototyp: Hilfe f.d. Compiler */ for (i=0; i<10; ++i) printf("i=%d 2^i=%d (-3)^i=%d\n", i, power(2,i), power(-3,i)); int power(int base, int n) int i,p=1; /* Hier ist i lokale Variable */ for (i=1; i<=n; ++i) p=p*base; return p;

5 Funktionen in C 1 Funktionen dienen der Strukturierung und sind deshalb so häufig wie möglich anzuwenden. 1 Funktionen sollten als Prototyp deklariert werden; das hilft dem Compiler, Syntaxfehler aufzuspüren. 1 Argumente werden grundsätzlich als Call by Value übergeben; es gibt hier keine Wahlmöglichkeit wir z.b. in PASCAL. (Einziger Ausweg: Pointer.) 1 In Funktionen deklarierte Variablen sind lokal, d.h. sie sind für das aufrufende Programm nicht sichtbar; sie dürfen daher den gleichen Namen haben wie Variablen dieses Programms. int power(int m, int n); /* Funktionsprototyp: Hilfe f.d. Compiler */ for (i=0; i<10; ++i) printf("i=%d 2^i=%d (-3)^i=%d\n", i, power(2,i), power(-3,i)); int power(int base, int n) int p; for (p=1; n>0; --n) /* Dies hat keinen Einfluss auf i in main */ p=p*base; return p; void swap(int a, int b); int a1=111, a2=222; printf( Vor der Vertauschung: a1=%d, a2=%d.\n, a1, a2); swap(a1,a2); printf( Nach der Vertauschung: a1=%d, a2=%d.\n, a1, a2); void swap(int a, int b) /* Nichts passiert */ int temp; temp = a; a = b; b = temp; void swap(int *a, int *b); int a1=111, a2=222; printf("vor der Vertauschung: a1=%d, a2=%d.\n", a1, a2); swap(&a1,&a2); printf("nach der Vertauschung: a1=%d, a2=%d.\n", a1, a2); void swap(int *a, int *b) /* Jetzt klappts */ int temp; temp = *a; *a = *b; *b = temp; Literatur 1 Kernighan, Ritchie, Programmieren in C, 2. Auflage, Hanser

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