Programmieren in C Einführung

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1 Programmieren in C Einführung Aufbau eines Programms Einfache Programme Datentypen und Vereinbarungen Das Entwicklungswerkzeug Seite Einfache Programme Kugeltank-Berechnung #include <stdio.h> void main () { float PI=3.59, RHO=7850.0; // Dichte von Eisen in kg/m^3 int ad, ws; // Aussendurchm., Wandst. in mm float ar,ir, // Aussen-/Innenradius in m avol,ivol, // Aussen-/Innenvolumen in m^3 a,m; // Oberflaeche in m^, Masse in t printf ("K u g e l t a n k - B e r e c h n u n g\n" ); printf (" \n\n\n"); printf ("Eingabe der Parameterwerte\n\n"); printf ("Aussendurchmesser in mm: "); scanf ("%d", &ad); printf ("Wandstaerke in mm: "); scanf ("%d", &ws); ar = 0.5*ad/000; ir = ar-ws/000.0; avol = ar*ar*ar*/3*pi; ivol = ir*ir*ir*/3*pi; a = ar*ar**pi; m = (avol-ivol)*rho/000; printf ("\n\n\nberechnungsergebnisse:\n"); printf (" Innenvolumen = %0.8f m^3\n", ivol); printf (" Oberflaeche = %0.8f m^\n", a ); printf (" Masse = %0.8f t \n", m ); } Seite

2 Kugeltank-Berechnung Struktogramm Eingabe Verarbeitung Ausgabe LIES (außendurchm); LIES (wandstärke); außenradius =... innenradius =...; außenvolumen =...; innenvolumen =...; außenoberfläche =...; masse =...; SCHREIBE (innenvolumen); SCHREIBE (außenoberfläche); SCHREIBE (masse); Seite 3 Aufbau eines C-Programms Einbinden von Standard-Bibliotheken: #include <stdio.h> Hauptprogramm: void main () { // Vereinbarungen int...; float...; // Programm-Meldung/Daten-Eingabe printf (format, argumente); scanf (format, &variable); // Verarbeitung... // Ergebnis-Ausgabe... } Seite

3 Vorgehensweise bei der Programmentwicklung Daten analysieren: Eingabedaten, Ausgabedaten Lösungsweg: Algorithmus, Berechnungsgang Darstellung des Algorithmus als Struktogramm Formulierung in der Programmiersprache Eingabe in den Computer / Speicherung als Datei Übersetzen (Compiler), Verbinden (Linker) Test: definierte Eingabedaten liefern erwartetes Ergebnis Überprüfung aller Programmzweige Dokumentation für Anwender und Entwickler wiederholte Abarbeitung der.exe-datei möglich Seite 5 Seite 6

4 Datentyp char Zeichen, ASCII-Codierung char character; Zeichen = Byte (= 8 Bit) dargestellt gemäß ASCII-Code-Tabelle (ASCII = American Standard Code of Information Interchange); nur 7 bit genutzt, d.h. 8 verschiedene Zeichen darstellbare Zeichen: Steuerzeichen (control codes): darstellbare Zeichen (printable characters): Bemerkung: für die Darstellung weiterer Zeichen (z.b. länderspezifische Zeichen) wird Unicode-Zeichensatz (6 Bit) verwendet; die ersten 8 Zeichen stimmen mit ASCII-Code überein Seite 7 ASCII-Code-Tabelle 0 NUL 6 DLE 3 bl P 96 ` p SOH 7 DC 33! 9 65 A 8 Q 97 a 3 q STX 8 DC B 8 R 98 b r 3 ETX 9 DC3 35 # C 83 S 99 c 5 s EOT 0 DC 36 $ 5 68 D 8 T 00 d 6 t 5 ENQ NAK 37 % E 85 U 0 e 7 u 6 ACK SYN 38 & F 86 V 0 f 8 v 7 BEL 3 ETB G 87 W 03 g 9 w 8 BS CAN 0 ( H 88 X 0 h 0 x 9 HAT 5 EM ) I 89 Y 95 i y 0 LF 6 SUB * 58 : 7 J 90 Z 06 j z VT 7 ESC ; 75 K 9 [ 07 k 3 { FF 8 FS, 60 < 76 L 9 \ 08 l 3 CR 9 GS 5-6 = 77 M 93 ] 09 m 5 } SO 30 RS 6. 6 > 78 N 9 ^ 0 n 6 ~ 5 SI 3 US 7 / 63? 79 O 95 _ o 7 del Seite 8

5 Datentyp int int integer, ganze Zahlen vorzeichenbehaftete ganze Zahlen je nach Verarbeitungsbreite N sind N verschiedene Zahlenwerte darstellbar Anzahl Bits N Anzahl Bytes kleinster Wert größter Wert Anzahl Bytes in verschiedenen Implementierungen: Implementierung char short int int Borland-C MS Visual-C++ long int Externe Darstellung: 3-3 Seite 9 Datentyp float float reelle Zahlen Standard-Datentyp in Microsoft-C ist für reelle Zahlen double Datentyp kleinste Zahl größte Zahl dezimale Genauigkeit float.75935e 38F e+38F 6 zählende Ziffern double e e zählende Ziffern long double e e zählende Ziffern Externe Darstellung: Richtig: E+ 35.6E- 0e0. Falsch: 3,59 Komma nicht erlaubt 6 Dezimalpunkt oder Exponent fehlt.e0 ganzzahliger oder Nachkomma-Teil fehlt Seite 0

6 Vereinbarungen legen für Variablen Namen und Datentyp fest und reservieren Speicherplatz alle benutzten Variablen müssen vereinbart werden!!! Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden!!! allgemeine Form: datentyp var [, var,...]; Vereinbarung von Variablen, z.b.: int i, j; char c, name; float x, x, rho, dichte, Dichte; double dx, dy, Betrag, AnzahlMonate; Konstanten werden bei der Vereinbarung mit Werten belegt, z.b.: int n=; double pi=3.59; Seite Programmierstil Compiler ignoriert die Zeilenstruktur des Quelltextes bessere Lesbarkeit für den Programmierer durch Strukturierung: Kommentare Leerzeilen je Zeile nur eine Anweisung Einrückungen der einzelnen Absätze Seite

7 Programmierstil schlechtes Beispiel, unstrukturiert void main () { float PI=3.59,RHO=7850.0; int ad, ws; float ar,ir,avol,ivol,a,m; printf ("K u g e l t a n k - B e r e c h n u n g\n" ); printf (" \n\n\n"); printf ("Eingabe der Parameterwerte\n\n"); printf ("Aussendurchmesser in mm: "); scanf ("%d", &ad); printf ("Wandstaerke in mm: "); scanf ("%d", &ws); ar=0.5*ad/000; ir=ar-ws/000.0; avol=ar*ar*ar*/3*pi; ivol=ir*ir*ir*/3*pi; a=ar*ar**pi; m=(avol-ivol)*rho/000; printf ("\n\n\nberechnungsergebnisse:\n"); printf (" Innenvolumen = %0.8f m^3\n", ivol); printf (" Oberflaeche = %0.8f m^\n", a ); printf (" Masse = %0.8f t \n", m );} Seite 3 Programmierstil gut strukturiert void main () { float PI=3.59, RHO=7850.0; // Dichte von Eisen in kg/m^3 int ad, ws; // Aussendurchm., Wandst. in mm float ar,ir, // Aussen-/Innenradius in m avol,ivol, // Aussen-/Innenvolumen in m^3 a,m; // Oberflaeche in m^, Masse in t printf ("K u g e l t a n k - B e r e c h n u n g\n" ); printf (" \n\n\n"); printf ("Eingabe der Parameterwerte\n\n"); printf ("Aussendurchmesser in mm: "); scanf ("%d", &ad); printf ("Wandstaerke in mm: "); scanf ("%d", &ws); ar = 0.5*ad/000; // Berechnungen ir = ar-ws/000.0; avol = ar*ar*ar*/3*pi; ivol = ir*ir*ir*/3*pi; a = ar*ar**pi; m = (avol-ivol)*rho/000; printf ("\n\n\nberechnungsergebnisse:\n"); printf (" Innenvolumen = %0.8f m^3\n", ivol); printf (" Oberflaeche = %0.8f m^\n", a ); printf (" Masse = %0.8f t \n", m ); } Seite

8 Fragen zur Überprüfung des Verständnisses. Aus welchen Teilen besteht ein C-Programm?. Was wird bei der Vereinbarung von Variablen, was bei Konstanten festgelegt? 3. Welche Datentypen kennt die Programmiersprache C und wie unterscheiden sie sich?. Wozu dient die Strukturierung des Quelltextes? Seite 5

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