Problem: Gliederung betrifft nur die Aktivitäten, nicht die Struktur der Daten

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1 7Progrmmstruktur 2. & Module 1 Softwredesign Grundsätzliche Überlegungen über die Struktur eines Progrmms vor Beginn der Progrmmierung Verschiedene Design-Methoden Top-down Entwurf / Prozedurle Progrmmierung trditionelle Methode bis Mitte der 80er Jhre fst usschließlich verwendet n Progrmmiersprchen wie Fortrn, Cobol, Pscl oder C orientiert Objekt-orientierter Entwurf moderne, sehr ktuelle Methode Ziel: Bewältigung sehr komplexer Probleme uf Progrmmiersprchen wie C++, Smlltlk oder Jv usgerichtet 2 Top-down Entwurf (2) Problem: Gliederung betrifft nur die Aktivitäten, nicht die Struktur der Dten Gefhr: Sehr viele Funktionen rbeiten "wild" uf einer Unmenge schlecht strukturierter Dten Funktion1 Funktion2 Funktion3 Funktion4 Funktion5 Funktion6 Dten Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-25 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Top-down Entwurf Zentrle Frgestellung ws ist zu tun? in welche Teilufgben lässt sich die Aufgbe untergliedern? Beispiel: Rechnung für Kunden usgeben Rechnungspositionen zusmmenstellen Lieferungsposten einlesen Preis für Produkt ermitteln Mehrwertsteuer ermitteln Rechnungspositionen ddieren Positionen formtiert usdrucken 2 Top-down Entwurf (3) Modul-Bildung Lösung: Gliederung von Dtenbeständen zusmmen mit Funktionen, die druf operieren Funktion1 Modul Funktion2 Funktion4 Funktion3 Funktion5 Funktion6 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-26 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-28

2 3 Module in C Teile eines C-Progrmms können uf mehrere.c-dteien (C-Quelldteien) verteilt Logisch zusmmengehörende Dten und die druf operierenden Funktionen sollten jeweils zusmmengefsst Modul Jede C-Quelldtei knn seprt übersetzt (Option -c) Zwischenergebnis der Übersetzung wird in einer.o-dtei bgelegt % cc -c prog.c (erzeugt Dtei prog.o ) % cc -c f1.c (erzeugt Dtei f1.o ) % cc -c f2.c f3.c (erzeugt f2.o und f3.o ) Ds Kommndo cc knn mehrere.c Dteien übersetzen und ds Ergebnis zusmmen mit.o Dteien binden: % cc -o prog prog.o f1.o f2.o f3.o f4.c f5.c 4 Gültigkeit von Nmen Gültigkeitsregeln legen fest, welche Nmen (Vriblen und Funktionen) wo im Progrmm beknnt sind Mehrere Stufen 1. Globl im gesmten Progrmm (über Modul- und Funktionsgrenzen hinweg) 2. Globl in einem Modul (uch über Funktionsgrenzen hinweg) 3. Lokl innerhlb einer Funktion 4. Lokl innerhlb eines Blocks Überdeckung bei Nmensgleichheit eine lokle Vrible innerhlb einer Funktion überdeckt gleichnmige globle Vriblen eine lokle Vrible innerhlb eines Blocks überdeckt gleichnmige globle Vriblen und gleichnmige lokle Vriblen in umgebenden Blöcken Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-29 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Module in C (2)!!!.c Quelldteien uf keinen Fll mit Hilfe der #include Anweisung in ndere Quelldteien einkopieren Bevor eine Funktion us einem nderen Modul ufgerufen knn, muss sie deklriert Prmeter und Rückgbewerte müssen beknnt gemcht Mkrodefinitionen und Deklrtionen, die in mehreren Quelldteien eines Progrmms benötigt, zu Heder-Dteien zusmmengefsst Heder-Dteien mit der #include Anweisung des Preprozessors in C-Quelldteien einkopiert der Nme einer Heder-Dtei endet immer uf.h 5 Globle Vriblen Gültig im gesmten Progrmm Globle Vriblen ußerhlb von Funktionen definiert Globle Vriblen sind b der Definition in der gesmten Dtei zugreifbr Globle Vriblen, die in nderen Modulen definiert wurden, müssen vor dem ersten Zugriff beknntgemcht ( extern Deklrtion = Typ und Nme beknntmchen) Beispiele: extern Typ Nme extern int, b; extern chr c;, ; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-30 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-32

3 5 Globle Vriblen (2) Probleme mit globlen Vriblen Zusmmenhng zwischen Dten und druf operierendem Progrmmcode geht verloren Funktionen können Vriblen ändern, ohne dss der Aufrufer dies erwrtet (Seiteneffekte) Progrmme sind schwer zu pflegen, weil bei Änderungen der Vriblen erst lle Progrmmteile, die sie nutzen gesucht müssen globle Vriblen möglichst vermeiden!!! 6 Einschränkung der Gültigkeit uf ein Modul Zugriff uf eine globle Vrible oder Funktion knn uf ds Modul (= die Dtei) beschränkt, in der sie definiert wurde Schlüsselwort sttic vor die Definition setzen sttic Vriblen-/Funktionsdefinition extern-deklrtionen in nderen Modulen sind nicht möglich Die sttic-vriblen bilden zusmmen den Zustnd eines Moduls, die Funktionen des Moduls operieren uf diesem Zustnd Hilfsfunktionen innerhlb eines Moduls, die nur von den Modulfunktionen benötigt, sollten immer sttic definiert sie ddurch nicht Bestndteil der Modulschnittstelle (= des "Vertrgs" mit den Modulbenutzern)!!! ds Schlüsselwort sttic gibt es uch bei loklen Vriblen (mit nderer Bedeutung!) Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-33 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Globle Funktionen Funktionen sind generell globl (es sei denn, die Erreichbrkeit wird explizit uf ds Modul begrenzt) Funktionen us nderen Modulen müssen ebenflls vor dem ersten Aufruf deklriert (= Typ, Nme und Prmetertypen beknntmchen) Ds Schlüsselwort extern ist bei einer Funktionsdeklrtion nicht notwendig 7 Lokle Vriblen Vriblen, die innerhlb einer Funktion oder eines Blocks definiert, sind lokle Vriblen bei Nmensgleichheit zu globlen Vriblen oder loklen Vriblen eines umgebenden Blocks gilt die jeweils letzte Definition lokle Vriblen sind ußerhlb des Blocks, in dem sie definiert wurden, nicht zugreifbr und hben dort keinen Einfluss uf die Zugreifbrkeit von Vriblen Beispiele: double sinus(double); flot power(flot, int); Globle Funktionen (und soweit vorhnden die globlen Dten) bilden die äußere Schnittstelle eines Moduls "vertrgliche" Zusicherung n den Benutzer des Moduls Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-34 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-36

4 8 Gültigkeitsbereiche Übersicht Funktion1 Funktion2 Funktion4 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-37 Funktion3 Funktion5 Funktion6 Modul1 Modul2 Modul3 globle Vriblen modul-lokle Vriblen =globl sttic funktionslokle Vriblen modullokle Funktion modul-lokle Funktion (= sttic) globle Funktionen 9 Lebensduer von Vriblen (2) uto-vriblen Alle loklen Vriblen sind utomtic-vriblen der Speicher wird bei Betreten des Blocks / der Funktion reserviert und bei Verlssen wieder freigegeben der Wert einer loklen Vriblen ist beim nächsten Betreten des Blocks nicht mehr sicher verfügbr! Lokle uto-vriblen können durch beliebige Ausdrücke initilisiert die Initilisierung wird bei jedem Eintritt in den Block wiederholt!!! wird eine uto-vrible nicht initilisiert, ist ihr Wert vor der ersten Zuweisung undefiniert (= irgendws) Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Lebensduer von Vriblen Die Lebensduer einer Vriblen bestimmt, wie lnge der Speicherpltz für die Vrible ufgehoben wird Zwei Arten Speicherpltz bleibt für die gesmte Progrmmusführungszeit reserviert sttische (sttic) Vriblen Speicherpltz wird bei Betreten eines Blocks reserviert und dnch wieder freigegeben dynmische (utomtic) Vriblen 9 Lebensduer von Vriblen (3) sttic-vriblen Der Speicher für lle globlen Vriblen ist generell von Progrmmstrt bis Progrmmende reserviert Lokle Vriblen erhlten bei Definition mit dem Schlüsselwort sttic eine Lebensduer über die gesmte Progrmmusführung hinweg der Inhlt bleibt bei Verlssen des Blocks erhlten und ist bei einem erneuten Eintreten in den Block noch verfügbr!!! Ds Schlüsselwort sttic ht bei globlen Vriblen eine völlig ndere Bedeutung (Einschränkung des Zugriffs uf ds Modul) Sttic-Vriblen können durch beliebige konstnte Ausdrücke initilisiert die Initilisierung wird nur einml beim Progrmmstrt vorgenommen (uch bei loklen Vriblen!) erfolgt keine explizite Initilisierung, wird utomtisch mit 0 vorbelegt Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-38 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-40

5 10 Werteustusch zwischen Funktionen Mechnismus Aufrufer Funktion Funktion Aufrufer Prmeter j mit Hilfe von Zeigern Funktionswert nein j globle Vriblen j j Verwendung globler Vriblen? Vriblen, die von vielen Funktionen verwendet und/oder oft ls Prmeter übergeben müssten Menge der Funktionen muss überschubr bleiben Zugriff uf Modul begrenzen (globle sttic-vriblen) sonst sehr schlechter Progrmmierstil Vriblen, die keiner Funktion ls Vrible oder Prmeter fest zugeordnet können Modul suchen, dem die Vrible zugeordnet knn!!! Vriblen, deren Lebensduer nicht beschränkt sein drf, die ber nicht in min() deklriert sollen in zugehöriger Funktion lokl-sttic defininieren Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Getrennte Übersetzung Beispiel (2) Heder-Dtei (Dtei trig.h ) #include <stdio.h> #define PI double tn(double), cot(double); double cos(double), sin(double); Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Getrennte Übersetzung von Progrmmteilen Beispiel Huptprogrmm (Dtei fplot.c ) #include "trig.h" #define INTERVALL 0.01 /* * Funktionswerte usgeben */ int min(void) chr c; double i; printf("funktion (Sin, Cos, Tn, cot)? "); scnf("%x", &c); switch (c) cse T : for (i=-pi/2; i < PI/2; i+=intervall) printf("%lf %lf\n", i, tn(i)); brek;; 11 Getrennte Übersetzung Beispiel (3) Trigonometrische Funktionen (Dtei trigfunc.c ) #include "trig.h" double tn(double x) return(sin(x)/cos(x)); double cot(double x) return(cos(x)/sin(x)); double cos(double x) return(sin(pi/2-x)); Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-42 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-44

6 11 Getrennte Übersetzung Beispiel (4) Trigonometrische Funktionen Fortsetzung (Dtei trigfunc.c ) double sin (double x) double summe; double x_qudrt; double rest; int k; k = 0; summe = 0.0; rest = x; x_qudrt = x*x; while ( fbs(rest) > 1e-9 ) summe += rest; k += 2; rest *= -x_qudrt/(k*(k+1)); return(summe); 2 Überblick Eine Zeigervrible (pointer) enthält ls Wert die Adresse einer nderen Vriblen der Zeiger verweist uf die Vrible Über diese Adresse knn mn indirekt uf die Vrible zugreifen Drus resultiert die große Bedeutung von Zeigern in C Funktionen können ihre Argumente verändern (cll-by-reference) dynmische Speicherverwltung effizientere Progrmme Aber uch Nchteile! Progrmmstruktur wird unübersichtlicher (welche Funktion knn uf welche Vrible zugreifen?) häufigste Fehlerquelle bei C-Progrmmen ' Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-45 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger(-Vriblen) 2. 3 Definition von Zeigervriblen 1 Einordnung Konstnte: Bezeichnung für einen Wert Syntx: Typ *Nme ; Beispiele Vrible: Bezeichnung eines Dtenobjekts Zeiger-Vrible (Pointer): Bezeichnung einer Referenz uf ein Dtenobjekt chr *p = &; int x = 5; int *; int y; = &x; y = *; ➋ x y 5 5 ➋ p Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-46 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-48

7 4 Adressopertoren 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) Adressopertor &. &x Verweisopertor *. der unäre Adress-Opertor liefert eine Referenz uf den Inhlt der Vriblen (des Objekts) x *x der unäre Verweisopertor * ermöglicht den Zugriff uf den Inhlt der Vriblen (des Objekts), uf die der Zeiger x verweist min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-49 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger ls Funktionsrgumente Prmeter in C by-vlue übergeben 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) die ufgerufene Funktion knn den ktuellen Prmeter beim Aufrufer nicht verändern uch Zeiger by-vlue übergeben, d. h. die Funktion erhält lediglich eine Kopie des Adressverweises über diesen Verweis knn die Funktion jedoch mit Hilfe des *-Opertors uf die zugehörige Vrible zugreifen und sie verändern cll-by-reference min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; b px py tmp Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-50 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-52

8 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; px py tmp void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; ➋ *px = *py; *py = tmp; *px px py tmp ➋ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-53 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger ls Funktionsrgumente (2) 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; px py tmp void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; *px = *py; ➌ *py = tmp; *px px *py py tmp ➌ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-54 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-56

9 5 Zeiger ls Funktionsrgumente (2) 6 Zeiger uf Strukturen Konzept nlog zu "Zeiger uf Vriblen" min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; ➋ *px = *py; ➌ *py = tmp; ➍ b px *py py tmp ➍ Adresse einer Struktur mit &-Opertor zu bestimmen Zeigerrithmetik berücksichtigt Strukturgröße Beispiele struct student stud1; struct student *pstud; pstud = &stud1; /* pstud stud1 */ Besondere Bedeutung zum Aufbu verketteter Strukturen Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-57 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger ls Funktionsrgumente (2) 6 Zeiger uf Strukturen (2) min(void) int, b; void swp (int *, int *); swp(&, &b); b Zugriff uf Strukturkomponenten über einen Zeiger Beknnte Vorgehensweise *-Opertor liefert die Struktur.-Opertor zum Zugriff uf Komponente Opertorenvorrng bechten void swp (int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; ➋ *px = *py; ➌ *py = tmp; ➍ px py tmp ➌ ➍ ➋ Syntktische Verschönerung (*pstud).best = n ; (*pstud).best = n ; unleserlich! ->-Opertor (*pstud).best pstud->best = = n ; n ; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-58 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-60

10 7 Zusmmenfssung Vrible int ; 5 Zeiger int ; *p = &; 5 p Struktur struct int ; sint ; chr c;; struct s s1 = 2, ; s1 2 Zeiger uf Struktur int struct ; s *sp = &s1; s1 2 sp 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.10 Explizite Typumwndlung Cst-Opertor 10Explizite 2. Typumwndlung Cst-Opertor C enthält Regeln für eine utomtische Konvertierung unterschiedlicher Typen in einem Ausdruck Beispiel: In mnchen Fällen wird eine explizite Typumwndlung benötigt (vor llem zur Umwndlung von Zeigern) Syntx: (Typ) Vrible int i = 5; flot f = 0.2; double d; Beispiele: (int) (flot) b d = i * f; (int *) (chr *) flot double Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-61 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A sizeof-Opertor 2. 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.9 sizeof-opertor In mnchen Fällen ist es notwendig, die Größe (in Byte) einer Vriblen oder Struktur zu ermitteln z. B. zum Anfordern von Speicher für ein Feld ( mlloc) Syntx: sizeof x sizeof (Typ) Ds Ergebnis ist vom Typ size_t (entspricht meist int) (#include <stddef.h>!) liefert die Größe des Objekts x in Bytes liefert die Größe eines Objekts vom Typ Typ in Bytes 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.11 Speicherverwltung 1Speicherverwltung 2. void *mlloc(size_t size): Reservieren eines Speicherbereiches void free(void *ptr): Freigeben eines reservierten Bereiches struct person *p1 = (struct person *) mlloc(sizeof(struct person)); if (p1 == NULL) perror("mlloc person p1"); free(p1); mlloc-prototyp ist in stdlib.h definiert (#include <stdlib.h>) int ; size_t b; b = sizeof ; /* b = 2 oder b = 4 */ b = sizeof(double) /* b = 8 */ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-62 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-64

11 12Felder 2. 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 1 Eindimensionle Felder eine Reihe von Dten desselben Typs knn zu einem Feld zusmmengefsst 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 3 Initilisierung eines Feldes (2) Felder des Typs chr können uch durch String-Konstnten initilisiert chr nme1[5] = "Otto"; chr nme2[] = "Otto"; bei der Definition wird die Anzhl der Feldelemente ngegeben, die Anzhl ist konstnt! der Zugriff uf die Elemente erfolgt durch Indizierung, beginnend bei Null Definition eines Feldes Typ Nme [ Gnzzhl- Konstnte ] Initilisierung ; Beispiele: int x[5]; double f[20]; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-65 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 2 Initilisierung eines Feldes = konstnter Ausdruck Ein Feld knn durch eine Liste von konstnten Ausdrücken, die durch Komm getrennt sind, initilisiert int prim[4] = 2, 3, 5, 7; chr nme[5] = O, t, t, o, \0 ; wird die explizite Felddimensionierung weggelssen, so bestimmt die Zhl der Initilisierungskonstnten die Feldgröße int prim[] = 2, 3, 5, 7; chr nme[] = O, t, t, o, \0 ;, 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 4 Zugriffe uf Feldelemente Indizierung: wobei: Beispiele: Feldnme [ Ausdruck ] 0 <= Wert(Ausdruck) < Feldgröße prim[0] == 2 prim[1] == 3 nme[1] == t nme[4] == \0 zu wenig Initilisierungskonstnten ngegeben, so die restlichen Elemente mit 0 initilisiert Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-66 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-68

12 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 5 Mehrdimensionle Felder neben eindimensionlen Felder knn mn uch mehrdimensionle Felder vereinbren Definition eines mehrdimensionlen Feldes Typ Nme [ int mtrix[4][4]; Gnzzhl- Konstnte ] Initilisierung ; 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 7 Initilisierung eines mehrdimensionlen Feldes ein mehrdimensionles Feld knn - wie ein eindimensionles Feld - durch eine Liste von konstnten Werten, die durch Komm getrennt sind, initilisiert wird die explizite Felddimensionierung weggelssen, so bestimmt die Zhl der Initilisierungskonstnten die Größe des Feldes int feld[3][4] = 1, 3, 5, 7, /* feld[0][0-3] */ 2, 4, 6 /* feld[1][0-2] */ ; feld[1][3] und feld[2][0-3] in dem Beispiel mit 0 initilisiert! Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-69 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.12 Felder 6 Zugriffe uf Feldelemente bei mehrdim. Feldern Indizierung: Feldnme [ A 1 ] [ A n ] 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert wobei: 0 <= A i < Größe der Dimension i des Feldes n = Anzhl der Dimensionen des Feldes int feld[5][8]; feld[2][3] = 10; ist äquivlent zu: es gilt: int rry[5]; int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ➋ rry ➋ 1 ➍ int feld[5][8]; int *f1; f1 = (int*)feld; f1[2*8 + 3] = 10; ep = &rry[2]; ➌ *ep = 1; ➍ ep ➋ ➌ ➌ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-70 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-72

13 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: es gilt: int rry[5]; rry int rry[5]; rry int * = rry; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-73 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: es gilt: int rry[5]; rry int rry[5]; rry int * = rry; int * = rry; int *ep; ep Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-74 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-76

14 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: es gilt: int rry[5]; rry int rry[5]; rry int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ➋ ➋ int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ep = &rry[2]; ➌ ep ep ➌ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-77 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: es gilt: int rry[5]; rry int rry[5]; rry int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ➋ int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ep = &rry[2]; ➌ ep ep ➌ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-78 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-80

15 13Zeiger 2. und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: int rry[5]; rry 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder 1 Arithmetik mit Adressen ++ -Opertor: Inkrement = nächstes Objekt int rry[3]; int * = rry; ++; ➋ ++; ➌ rry ➋ ➌ int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ep = &rry[2]; *ep = 1; ➍ *ep ep 1 ➍ -- -Opertor: Dekrement = vorheriges Objekt +, Addition und Subtrktion von Zeigern und gnzzhligen Werten. Dbei wird immer die Größe des Objekttyps berücksichtigt! int rry[5]; = rry; = +3; ➋ ➋!!! Achtung: Assozitivität der Opertoren bechten!! Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-81 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder 13Zeiger 2. und Felder ' 2 Zeigerrithmetik und Felder ' ein Feldnme ist ein konstnter Zeiger uf ds erste Element des Feldes im Gegenstz zu einer Zeigervriblen knn sein Wert nicht verändert es gilt: int rry[5]; int * = rry; int *ep; ep = &rry[0]; ➋ ep = &rry[2]; ➌ *ep = 1; ➍ rry ep ➋ ➋ ➌ 1 ➍ ➌ Ein Feldnme ist eine Konstnte, für die Adresse des Feldnfngs Feldnme ist ein gnz normler Zeiger Opertoren für Zeiger nwendbr ( *, [] ) ber keine Vrible keine Modifiktionen erlubt es gilt: keine Zuweisung, kein ++, --, +=, int rry[5]; /* rry ist Konstnte für den Wert &rry[0] */ int * = rry;/* int * = &rry[0] */ int *ep; /* Folgende Zuweisungen sind äquivlent */ rry[i] = 1; [i] = 1; *(+i) = 1; /* Vorrng! */ *(rry+i) = 1; ep = &rry[i]; *ep = 1; ep = rry+i; *ep = 1; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-82 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-84

16 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder 2 Zeigerrithmetik und Felder int rry[5]; int *pointer; chr buffer[6]; chr *bptr; rry[0] = 10; ➋ rry[1] = 920; ➌ strcpy(buffer,"hllo"); ➍ pointer = rry; ➎ bptr = buffer; Fomle Prmeter der Funktion strcpy ziel quelle Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-85 ➌ ➌ rry pointer buffer ➍ ➎ bptr ➎ "hllo" h l l o \0 ➍ 10 ➋920 h l l o \0 ➌ 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.14 Eindimensionle Felder ls Funktionsprmeter 14Eindimensionle 2. Felder ls Funktionsprmeter gnze Felder können in C nicht by-vlue übergeben wird einer Funktion ein Feldnme ls Prmeter übergeben, wird dmit der Zeiger uf ds erste Element "by vlue" übergeben die Funktion knn über den formlen Prmeter (=Kopie des Zeigers) in gleicher Weise wie der Aufrufer uf die Feldelemente zugreifen (und diese verändern!) bei der Deklrtion des formlen Prmeters wird die Feldgröße weggelssen die Feldgröße ist utomtisch durch den ktuellen Prmeter gegeben die Funktion kennt die Feldgröße dmit nicht ggf. ist die Feldgröße über einen weiteren int-prmeter der Funktion explizit mitzuteilen die Länge von Zeichenketten in chr-feldern knn normlerweise durch Suche nch dem \0-Zeichen bestimmt Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.13 Zeiger und Felder 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.14 Eindimensionle Felder ls Funktionsprmeter 2 Zeigerrithmetik und Felder 14Eindimensionle 2. Felder ls Funktionsprmeter (2) int rry[5]; int *pointer; chr buffer[6]; chr *bptr; rry[0] = 10; ➋ rry[1] = 920; ➌ strcpy(buffer,"hllo"); ➍ pointer = rry; ➎ bptr = buffer; ➏ pointer++; ➐ bptr++; ➑ *pointer = 700; ➒ rry++; rry ➒ pointer buffer ➏ ➏ ➐ ➑ 700 h l l o \0 wird ein Feldprmeter ls const deklriert, können die Feldelemente innerhlb der Funktion nicht verändert Funktionsufruf und Deklrtion der formlen Prmeter m Beispiel eines int-feldes: int, b; int feld[20]; func(, feld, b); int func(int p1, int p2[], int p3); oder: int func(int p1, int *p2, int p3); die Prmeter-Deklrtionen int p2[] und int *p2 sind vollkommen äquivlent! bptr ➐ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-86 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-88

17 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.14 Eindimensionle Felder ls Funktionsprmeter 14Eindimensionle 2. Felder ls Funktionsprmeter (3) Beispiel 1: Bestimmung der Länge einer Zeichenkette (String) int strlen(const chr string[]) int i=0; while (string[i]!= \0 ) ++i; return(i); 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten Zeichenketten sind Felder von Einzelzeichen (chr), die in der internen Drstellung durch ein \0 Zeichen bgeschlossen sind Länge eines Strings ermitteln Aufruf strlen(x); /* 1. Version */ int strlen(const chr *s) int n; for (n=0; *s!= \0 ; s++) n++; return(n); x s n=0 h l s++ l o \0 n=4 n=5 /* 2. Version */ int strlen(const chr *s) chr *p = s; while (*p!= \0 ) p++; return(p-s); x s h l p l o \0 p++ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-89 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.14 Eindimensionle Felder ls Funktionsprmeter 14Eindimensionle 2. Felder ls Funktionsprmeter (4) Beispiel 2: Konkteniere Strings void strct(chr to[], const chr from[]) int i=0, j=0; while (to[i]!= \0 ) i++; while ( (to[i++] = from[j++])!= \0 ) ; ' 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten (2) wird eine Zeichenkette zur Initilisierung eines chr Feldes verwendet, ist der Feldnme ein konstnter Zeiger uf den Anfng der Zeichenkette chr messge[] = "now is the time"; n o w _ i s _ t h e _ t i m e \0 messge Funktionsufruf mit Feld-Prmetern ls ktueller Prmeter beim Funktionsufruf wird einfch der Feldnme ngegeben chr s1[50] = "text1"; chr s2[] = "text2"; strct(s1, s2);/* s1= "text1text2" */ strct(s1, "text3");/* s1= "text1text2text3" */ Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-90 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-92

18 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten (3) wird eine Zeichenkette zur Initilisierung eines chr Zeigers verwendet, ist der Zeiger eine Vrible, die mit der Anfngsdresse der Zeichenkette initilisiert wird chr *pmessge = "hello world"; h e l l o _ w o r l d \0 ➋ pmessge pmessge++; ➋ printf("%s", pmessge); pmessge /*gibt "ello world" us*/ wird dieser Zeiger überschrieben, ist die Zeichenkette nicht mehr dressierbr! h e l l o _ w o r l d \0 h l l o \0 ➌ pmessge = "hllo"; 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten (5) Zeichenketten kopieren /* 1. Version */ void strcpy(chr to[], const chr from[]) int i=0; while ( (to[i] = from[i])!= \0 ) i++; /* 2. Version */ void strcpy(chr *to, const chr *from) while ( (*to = *from)!= \0 ) to++, from++; /* 3. Version */ void strcpy(chr *to, const chr *from) while ( *to++ = *from++ ) ; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-93 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten (4) die Zuweisung eines chr Zeigers oder einer Zeichenkette n einen chr Zeiger bewirkt kein Kopieren von Zeichenketten! pmessge = messge; weist dem Zeiger pmessge lediglich die Adresse der Zeichenkette "now is the time" zu n o w _ i s _ t h e _ t i m e \0 messge pmessge wird eine Zeichenkette ls ktueller Prmeter n eine Funktion übergeben, erhält diese eine Kopie des Zeigers 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.15 Zeiger, Felder und Zeichenketten 15Zeiger, 2. Felder und Zeichenketten (6) in ANSI-C können Zeichenketten in nicht-modifizierbren Speicherbereichen ngelegt (je nch Compiler) Schreiben in Zeichenketten (Zuweisungen über dereferenzierte Zeiger) knn zu Progrmmbstürzen führen! Beispiel: pmessge ber! strcpy("zu ueberschreiben", "reinschreiben"); chr *pmessge = "hello world"; h e l l o _ w x o r l d \0 pmessge[6] = x ; chr messge[] = "hello world"; messge[6] = x ; ok! ' Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-94 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-96

19 16Felder 2. von Zeigern 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.16 Felder von Zeigern Auch von Zeigern können Felder gebildet Deklrtion int *pfeld[5]; int i = 1 int j; Zugriffe uf einen Zeiger des Feldes pfeld[3] = &i; ➋ Zugriffe uf ds Objekt, uf ds ein Zeiger des Feldes verweist j = *pfeld[3]; ➍ ➍ ➌ pfeld pfeld[3] ➌ * pfeld[3] ➋ ➋ i 1 ➍ j 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.17 Argumente us der Kommndozeile 17Argumente 2. us der Kommndozeile beim Aufruf eines Kommndos können normlerweise Argumente übergeben der Zugriff uf diese Argumente wird der Funktion min( ) durch zwei Aufrufprmeter ermöglicht: int min (int rgc, chr *rgv[]) oder int min (int rgc, chr **rgv) der Prmeter rgc enthält die Anzhl der Argumente, mit denen ds Progrmm ufgerufen wurde der Prmeter rgv ist ein Feld von Zeiger uf die einzelnen Argumente (Zeichenketten) der Kommndonme wird ls erstes Argument übergeben (rgv[0]) Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-97 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.16 Felder von Zeigern 16Felder 2. von Zeigern (2) Definition und Initilisierung eines Zeigerfeldes: chr *month_nme(int n) sttic chr *Montsnmen[] = "Unzulessiger Mont", "Jnur", "Dezember" ; Montsnmen return ( (n<0 n>12)? Montsnmen[0] : Montsnmen[n] ); U n z u l M o n t \0 J n u r \0 F e b r u r \0 M e r z \0 1 Dtenufbu Kommndo: 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.17 Argumente us der Kommndozeile rgc 5 rgv cc -A -o uf9 uf9.c Dtei cc.c: min(int rgc, chr *rgv[]) rgv[1] NULL 0 c c \0 - A \0 - o \0 u f 9 * rgv[1] oder rgv[1][0] \0 u f 9. c \0 rgv[3][1] D e z e m b e r \0 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-98 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-100

20 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.17 Argumente us der Kommndozeile 2 Zugriff Beispiel: Ausgeben ller Argumente (1) ds folgende Progrmmstück gibt lle Argumente der Kommndozeile us (ußer dem Kommndonmen) int min (int rgc, chr *rgv[]) int i; for ( i=1; i<rgc; i++) printf("%s%c", rgv[i], (i < rgc-1)? : \n ); rgc 5 rgv rgv[1] rgv[2] rgv[3] rgv[4] rgv[5] NULL 0 c c \0 - A \0 - o \0 u f 9 1. Version \0 u f 9. c \0 ' 18Zeiger 2. uf Zeiger 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.18 Zeiger uf Zeiger ein Zeiger knn uf eine Vrible verweisen, die ihrerseits ein Zeiger ist int x = 5; int * = &x; int **p = &; /* ** p = 5 */ x 5 p wird vor llem bei der Prmeterübergbe n Funktionen benötigt, wenn ein Zeiger "cll bei reference" übergeben muss (z. B. swp-funktion für Zeiger) Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.17 Argumente us der Kommndozeile 2 Zugriff Beispiel: Ausgeben ller Argumente (2) ds folgende Progrmmstück gibt lle Argumente der Kommndozeile us (ußer dem Kommndonmen) int min (int rgc, chr **rgv) while (--rgc > 0) rgv++; linksseitiger Opertor: erst dekrementieren, 2. Version dnn while-bedingung prüfen Schleife läuft für rgc=4,3,2,1 printf("%s%c", *rgv, (rgc>1)? : \n ); 19Strukturen 2. Initilisierung 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen Strukturen ls Funktionsprmeter Felder von Strukturen Zeiger uf Strukturen rgc rgv *rgv nch 1x rgv++ *rgv nch 4x rgv++ NULL 0 c c \0 - A \0 - o \0 u f 9 \0 u f 9. c \0 Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-104

21 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen 1 Initilisieren von Strukturen Srukturen können wie Vriblen und Felder bei der Definition initilisiert Beispiele struct student stud1 = "Meier", "Hns", " ", , 5, n ; struct komplex c1 = 1.2, 0.8, c2 = 0.5, 0.33;!!! Vorsicht bei Zugriffen uf eine Struktur die Komponenten durch die Komponentennmen identifiziert, bei der Initilisierung jedoch nur durch die Postion potentielle Fehlerquelle bei Änderungen der Strukturtyp-Deklrtion 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen 3 Felder von Strukturen Von Strukturen können wie von normle Dtentypen Felder gebildet Beispiel struct student gruppe8[35]; int i; for (i=0; i<35; i++) printf("nchnme %d. Stud.: ", i); scnf("%s", gruppe8[i].nchnme); gruppe8[i].gruppe = 8; if (gruppe8[i].mtrnr < ) gruppe8[i].best = y ; else gruppe8[i].best = n ; Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen 2 Strukturen ls Funktionsprmeter Strukturen können wie normle Vriblen n Funktionen übergeben Übergbesemntik: cll by vlue Funktion erhält eine Kopie der Struktur uch wenn die Struktur ein Feld enthält, wird dieses komplett kopiert!!!! Unterschied zur direkten Übergbe eines Feldes Strukturen können uch Ergebnis einer Funktion sein Möglichkeit mehrere Werte im Rückgbeprmeter zu trnsportieren Beispiel struct komplex komp_dd(struct komplex x, struct komplex y) struct komplex ergebnis; ergebnis.re = x.re + y.re; ergebnis.im = x.im + y.im; return(ergebnis); 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen 4 Zeiger uf Felder von Strukturen Ergebnis der Addition/Subtrktion bhängig von Zeigertyp! Beispiel struct student gruppe8[35]; struct student *gp1, *gp2; gp1 = gruppe8; /* gp1 zeigt uf erstes Element des Arrys */ printf("nchnme des ersten Studenten: %s", gp1->nchnme); gp2 = gp1 + 1; /* gp2 zeigt uf zweite Element des Arrys */ printf("nchnme des zweiten Studenten: %s", gp2->nchnme); printf("byte-differenz: %d", (chr*)gp2 - (chr*)gp1); Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-108

22 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.19 Strukturen 5 Zusmmenfssung Vrible int ; 5 Zeiger int ; *p = &; 5 p Feld int ; [3]; Feld von Zeigern int ; *p[3]; p Struktur struct int ; sint ; chr c;; struct s s1 = 2, ; s1 2 Zeiger uf Struktur int struct ; s *sp = &s1; s1 2 sp Feld von Strukturen s struct s s[3]; 21Ein-/Ausgbe 2. 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe E-/A-Funktionlität nicht Teil der Progrmmiersprche Relisisierung durch "normle" Funktionen Bestndteil der Stndrd-Funktionsbibliothek einfche Progrmmierschnittstelle effizient portbel betriebssystemnh Funktionsumfng Öffnen/Schließen von Dteien Lesen/Schreiben von Zeichen, Zeilen oder beliebigen Dtenblöcken Formtierte Ein-/Ausgbe Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.20 Zeiger uf Funktionen 20Zeiger 2. uf Funktionen Dtentyp: Zeiger uf Funktion Vriblendef.: <Rückgbetyp> (*<Vriblennme>)(<Prmeter>); int (*fptr)(int, chr*); int test1(int, chr *s) printf("1: %d %s\n",, s); int test2(int, chr *s) printf("2: %d %s\n",, s); fptr = test1; fptr(42,"hllo"); fptr = test2; fptr(42,"hllo"); 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 1 Stndrd Ein-/Ausgbe Jedes C-Progrmm erhält beim Strt utomtisch 3 E-/A-Knäle: stdin Stndrdeingbe normlerweise mit der Tsttur verbunden Dteiende (EOF) wird durch Eingbe von CTRL-D m Zeilennfng signlisiert bei Progrmmufruf in der Shell uf Dtei umlenkbr prog <eingbedtei ( bei Erreichen des Dteiendes wird EOF signlisiert ) stdout Stndrdusgbe normlerweise mit dem Bildschirm (bzw. dem Fenster, in dem ds Progrmm gestrtet wurde) verbunden bei Progrmmufruf in der Shell uf Dtei umlenkbr prog >usgbedtei stderr Ausgbeknl für Fehlermeldungen normlerweise ebenflls mit Bildschirm verbunden Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-112

23 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 1 Stndrd Ein-/Ausgbe (2) Pes die Stndrdusgbe eines Progrmms knn mit der Stndrdeingbe eines nderen Progrmms verbunden Aufruf prog1 prog2! Die Umlenkung von Stndrd-E/A-Knäle ist für die ufgerufenen Progrmme völlig unsichtbr utomtische Pufferung Eingbe von der Tsttur wird normlerweise vom Betriebssystem zeilenweise zwischengespeichert und erst bei einem NEWLINE-Zeichen ( \n ) n ds Progrmm übergeben! 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 2 Öffnen und Schließen von Dteien (2) #include <stdio.h> int min(int rgc, chr *rgv[]) FILE *eingbe; if (rgv[1] == NULL) fprintf(stderr, "keine Eingbedtei ngegeben\n"); exit(1); /* Progrmm bbrechen */ if ((eingbe = fopen(rgv[1], "r")) == NULL) /* eingbe konnte nicht geoeffnet */ perror(rgv[1]); /* Fehlermeldung usgeben */ exit(1); /* Progrmm bbrechen */ /* Progrmm knn jetzt von eingbe lesen */ Schließen eines E/A-Knls int fclose(file *fp) schließt E/A-Knl fp Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 2 Öffnen und Schließen von Dteien Neben den Stndrd-E/A-Knälen knn ein Progrmm selbst weitere E/A-Knäle öffnen Zugriff uf Dteien Öffnen eines E/A-Knls Funktion fopen: #include <stdio.h> FILE *fopen(chr *nme, chr *mode); nme Pfdnme der zu öffnenden Dtei mode Art, wie die Dtei geöffnet soll "r" zum Lesen "w" zum Schreiben "" ppend: Öffnen zum Schreiben m Dteiende "rw" zum Lesen und Schreiben Ergebnis von fopen: Zeiger uf einen Dtentyp FILE, der einen Dteiknl beschreibt im Fehlerfll wird ein NULL-Zeiger geliefert 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 3 Zeichenweise Lesen und Schreiben Lesen eines einzelnen Zeichens von der Stndrdeingbe int getchr( ) lesen ds nächste Zeichen geben ds gelesene Zeichen ls int-wert zurück geben bei Eingbe von CTRL-D bzw. m Ende der Dtei EOF ls Ergebnis zurück Schreiben eines einzelnen Zeichens uf die Stndrdusgbe int putchr(int c) von einem Dteiknl schreiben ds im Prmeter c übergeben Zeichen int getc(file *fp ) uf einen Dteiknl int putc(int c, FILE *fp ) geben gleichzeitig ds geschriebene Zeichen ls Ergebnis zurück Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-116

24 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 3 Zeichenweise Lesen und Schreiben (2) copy-progrmm, Aufruf: copy Quelldtei Zieldtei #include <stdio.h> Teil 1: Aufrufrgumente int min(int rgc, chr *rgv[]) uswerten FILE *quelle, *ziel; int c; /* gerde kopiertes Zeichen */ if (rgc < 3) /* Fehlermeldung, Abbruch */ if ((quelle = fopen(rgv[1], "r")) == NULL) perror(rgv[1]);/* Fehlermeldung usgeben */ exit(exit_failure);/* Progrmm bbrechen */ if ((ziel = fopen(rgv[2], "w")) == NULL) /* Fehlermeldung, Abbruch */ while ( (c = getc(quelle))!= EOF ) putc(c, ziel); fclose(quelle); fclose(ziel); 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 4 Formtierte Ausgbe Bibliotheksfunktionen Prototypen (Schnittstelle) int printf(chr *formt, /* Prmeter */ ); int fprintf(file *fp, chr *formt, /* Prmeter */ ); int sprintf(chr *s, chr *formt, /* Prmeter */ ); int snprintf(chr *s, int n, chr *formt, /* Prmeter */ ); Die sttt ngegebenen Prmeter entsprechend der Angben im formt-string usgegeben bei printf uf der Stndrdusgbe bei fprintf uf dem Dteiknl fp (für fp knn uch stdout oder stderr eingesetzt ) sprintf schreibt die Ausgbe in ds chr-feld s (chtet dbei ber nicht uf ds Feldende -> Pufferüberluf möglich!) snprintf rbeitet nlog, schreibt ber mximl nur n Zeichen (n sollte ntürlich nicht größer ls die Feldgröße sein) Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 3 Zeilenweise Lesen und Schreiben Lesen einer Zeile von der Stndrdeingbe chr *fgets(chr *s, int n, FILE *fp) liest Zeichen von Dteiknl fp in ds Feld s bis entweder n-1 Zeichen gelesen wurden oder \n oder EOF gelesen wurde s wird mit \0 bgeschlossen ( \n wird nicht entfernt) gibt bei EOF oder Fehler NULL zurück, sonst s für fp knn stdin eingesetzt, um von der Stndrdeingbe zu lesen Schreiben einer Zeile int fputs(chr *s, FILE *fp) schreibt die Zeichen im Feld s uf Dteiknl fp für fp knn uch stdout oder stderr eingesetzt ls Ergebnis wird die Anzhl der geschriebenen Zeichen geliefert 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 4 Formtierte Ausgbe (2) Zeichen im formt-string können verschiedene Bedeutung hben normle Zeichen: Escpe-Zeichen: einfch uf die Ausgbe kopiert z. B. \n oder \t, durch die entsprechenden Zeichen (hier Zeilenvorschub bzw. Tbultor) bei der Ausgbe ersetzt Formt-Anweisungen: beginnen mit %-Zeichen und beschreiben, wie der dzugehörige Prmeter in der Liste nch dem formt-string ufbereitet soll Formt-Anweisungen %d, %i int Prmeter ls Dezimlzhl usgeben %f flot Prmeter wird ls Fließkommzhl (z. B ) usgegeben %e flot Prmeter wird ls Fließkommzhl in 10er-Potenz-Schreibweise (z. B e+02) usgegeben %c chr-prmeter wird ls einzelnes Zeichen usgegeben %s chr-feld wird usgegeben, bis \0 erreicht ist Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-120

25 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 5 Formtierte Eingbe 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 5 Formtierte Eingbe (3) Bibliotheksfunktionen Prototypen (Schnittstelle) int scnf(chr *formt, /* Prmeter */ ); int fscnf(file *fp, chr *formt, /* Prmeter */ ); int sscnf(chr *s, const chr *formt, /* Prmeter */ ); Die Funktionen lesen Zeichen von stdin (scnf), fp (fscnf) bzw. us dem chr-feld s. formt gibt n, welche Dten hiervon extrhiert und in welchen Dtentyp konvertiert sollen Die folgenden Prmeter sind Zeiger uf Vriblen der pssenden Dtentypen (bzw. chr-felder bei Formt %s), in die die Resultte eingetrgen reltiv komplexe Funktionlität, hier nur Kurzüberblick für Detils siehe Mnul-Seiten %d int %hd %ld %lld short long int %f flot %lf %Lf long long int double long double nlog uch %e oder %g %c chr %s String, wird utomtisch mit \0 bgeschl. nch % knn eine Zhl folgen, die die mximle Feldbreite ngibt %3d = 3 Ziffern lesen %5c = 5 chr lesen (Prmeter muss dnn Zeiger uf chr-feld sein) %5c überträgt exkt 5 chr (hängt ber kein \0 n!) %5s liest mx. 5 chr (bis white spce) und hängt \0 n Beispiele: int, b, c, d, n; chr s1[20]="xxxxxx", s2[20]; n = scnf("%d %2d %3d %5c %s %d", &, &b, &c, s1, s2, &d); Eingbe: sows hmm Ergebnis: n=5, =12, b=12, c=345 s1="67 sox", s2="ws" Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 5 Formtierte Eingbe (2) White spce (Spce, Tbultor oder Newline \n) bildet jeweils die Grenze zwischen Dten, die interpretiert white spce wird in beliebiger Menge einfch überlesen Ausnhme: bei Formt-Anweisung %c wird uch white spce eingelesen Alle nderen Dten in der Eingbe müssen zum formt-string pssen oder die Interprettion der Eingbe wird bgebrochen wenn im formt-string normle Zeichen ngegeben sind, müssen diese exkt so in der Eingbe uftuchen wenn im Formt-String eine Formt-Anweisung (%) ngegeben ist, muss in der Eingbe etws hieruf pssendes uftuchen diese Dten dnn in den entsprechenden Typ konvertiert und über den zugehörigen Zeiger-Prmeter der Vriblen zugewiesen 2 Kurzeinführung in die Progrmmiersprche C 2.21 Ein-/Ausgbe 6 Fehlerbehndlung Fst jeder Systemcll/Bibliotheksufruf knn fehlschlgen Fehlerbehndlung unumgänglich! Vorgehensweise: Rückgbewerte von Systemclls/Bibliotheksufrufen bfrgen Im Fehlerfll (meist durch Rückgbewert -1 ngezeigt): Fehlercode steht in der globlen Vrible errno Fehlermeldung knn mit der Funktion perror uf die Fehlerusgbe usgegeben : #include <errno.h> void perror(const chr *s); Die scnf-funktionen liefern ls Ergebnis die Zhl der erfolgreich n die Prmeter zugewiesenen Werte Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A Jürgen Kleinöder Universität Erlngen-Nürnberg Informtik 4, 2006 SS 2006 SOS 1 (02-Einf.fm ) A 2-124