Entscheidungen. INE1, Montag M. Thaler, Office TG ZHAW, M. Thaler, K. Rege, G. Burkert

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1 Entscheidungen INE1, Montag M. Thaler, Office TG

2 Um was geht es? Ablaufstrukturen bis jetzt nur Sequenzen von Code neu Auswahl (Programmverzweigung) - Code aufgrund von Entscheidungen ausführen if n y 2

3 ... um was geht es? Entscheidungen oft in Umgangssprache formuliert - müssen in technische Beschreibung umgesetzt werden Beispiel Ein Auto kann gestartet werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind: - die Batteriespannung muss mindestens 12 Volt betragen - der Tank darf nicht leer sein - es muss ausgekuppelt sein 3

4 Lernziele Siekönnen Ablaufstrukturen von Programmen textuell und grapisch (Flussdiagramm, Struktogramm) beschreiben Programmverzweigungen mit Hilfe von if und switch Befehlen implementieren komplexe Bedingungen mit Vergleichsoperatoren und logischen Verknüpfungen formulieren den ternären Operator beschrieben und sinnvoll einsetzen 4

5 Inhalt Ablaufstrukturen Auswahl if... else Logische Ausdrücke Mehrfachauswahl switch... 5

6 Leseempfehlung Kapitel 6.1, Bedingungen Wikibooks, C Programmierung WEB-Page / OLAT oder 6

7 Inhalt Ablaufstrukturen Auswahl if... else Logische Ausdrücke Mehrfachauswahl switch... 7

8 Ablaufstrukturen Programme mit Entscheidungen verschiedene Ausführungsmöglichkeiten Problem Programme komplizierter Konsequenz: beim Programmentwurf nicht gleich Code schreiben Gesucht Beschreibungsmöglichkeit für Programme Anforderungen - einfach, verständlich, mächtig, übersichtlich 3 alternative Darstellungsmöglichkeiten - Pseudocode - Flussdiagramm - Struktogramm 8

9 Pseudocode Pseudocode textbasiert eindeutig, aber einfach zu lesen Gliederung in Unterprogramme möglich fördert strukturiertes Prpogrammieren Beispiel: Euklid, Berechnung ggt Parameter: natürliche Zahlen m,n 1. falls m > n, dann m und n vertauschen 2. jetzt gilt m n 3. solange m > 0 wiederhole: a. setze n = n m b. falls m > n, dann m und n vertauschen c. jetzt gilt m n 4. Ergebnis: n 9

10 Flussdiagramm Flussdiagramm (Programmablaufplan) graphische Darstellung einfach zu lesen wird schnell unübersichtlich verleitet zur unstrukturierten Programmierung (Sprünge) Beispiel: Euklid für ggt 10

11 Struktogramm Struktogramm Nassi-Shneiderman, DIN graphische Darstellung einfach zu lesen für kleinere Programme schnell umfangreich verschiedene Abstraktionsebenen erzwingt strukturiertes Programmieren Beispiel: Euklid für ggt 11

12 Ablaufstrukturen Ablaufstrukturen von Programmen aus Blöcken zusammengesetzt Block Grundbaustein einer Ablaufstruktur enthält beliebig viele (auch keine) Anweisungen - erledigen eine oder mehrere Aufgaben hat einen Eingang und einen Ausgang C-Programmcode - umgeben von geschweiftem Klammern: {... } - wird logisch wie eine einzige Anweisung behandelt - Abschluss mit Klammer: kein Semikolon - lokale Variablen möglich Block 12

13 Grundlegende Ablaufstrukturen Ablaufstrukturen 3 Elemente Sequenz Folge von Anweisungen, bzw. von Blöcken Auswahl Auswahl von Anweisungen, die unter bestimmten Bedingungen ausgeführt werden Schleife bzw. Iteration: Wiederholung von Anweisungen Block A Bedingung else Bedingung false Block B then Block A Block B true Block A Block A then if (Bed.) else while (Bedingung) Block B Block A Block B Block A 13

14 Inhalt Ablaufstrukturen Auswahl if... else Logische Ausdrücke Mehrfachauswahl switch... 14

15 Auswahl: if Zwei Varianten einfache Auswahl: nur then-zweig if (Bedingung) { // Anweisung oder Block A } Auswahl mit Alternative: then- und else-zweig if (Bedingung) { // Anweisung oder Block A } else { // Anweisung oder Block B } Wie wird Bedingung formuliert?... später 15

16 ... Auswahl: if Beispiele einfache Auswahl: nur then-zweig if (zahl < 0) { zahl = -zahl; } Auswahl mit Alternative: then- und else-zweig if (alter >= 18) { printf("erwachsen"); } else { printf("jugendlich"); } 16

17 ... Auswahl: if EBNF und Syntaxdiagramm if-anweisung ::= "if" "(" Ausdruck ")" Anweisung [ "else" Anweisung ] if-anweisung: if ( Ausdruck ) Anweisung else Anweisung 17

18 Programmierstil: Auswahl Auswahl if (alter > 6) if (alter < 18) printf("jugendlich"); else printf("erwachsen"); gehört else zum ersten oderzweitenif? Klammern verwenden if (alter > 6) { if (alter < 18) { printf("jugendlich"); } else { printf("erwachsen"); } } 18

19 Graphische Darstellung Flussdiagramm und Struktogramm alter>6 n y alter<16 n y jugendlich erwachsen yes alter>6 no yes alter<16 no jugendlich erwachsen 19

20 Ternärer (bedingter) Operator Ternärer bzw. bedingter Operator Teil eine Ausdrucks liefert Wert Bedingung? Wert-wenn-true : Wert-wenn-false; in gewissen Fällen Alternative zu if... else... Beispiel: Minimum zweier Zahlen if (a < b) { min = a; } else min = b; } min = (a < b)? a : b; Verwendung in Ausdruck (geht nicht mit if) printf("%s", (ergebnis > 100)? "gross" : "klein"); 20

21 Inhalt Ablaufstrukturen Auswahl if... else Logische Ausdrücke Mehrfachauswahl switch... 21

22 Logische Ausdrücke Sie erinnern sich Auto kann gestartet werden, wenn die Batteriespannung mindestens 12 Volt beträgt und der Tank nicht leer ist und ausgekuppelt ist Obiger Text logischer Ausdruck 3 Elemente, alle müssen zutreffen technische Schreibweise (C-Syntax) ( batteriespannung>= 12 && tank!= 0 && ausgekuppelt ) Vergleichsoperator Logischer Operator 22

23 ... Logische Ausdrücke Kein spezieller logischer Datentyp in C logischer Datentyp mit ganzer Zahl dargestellt - false 0 - true Zahlen ungleich 0 int zahl; scanf("%d", &zahl); if (zahl) { printf("true\n"); } else { printf("false\n") } 23

24 Vergleichsoperatoren Operatoren Vergleich gleich ungleich grösser grösser gleich kleiner kleiner gleich Beispiel Operator ==!= > >= < <= Achtung nicht = nicht <> int zahl1 = 3, zahl2 = 3; if (zahl1 == zahl2) { printf("gleich\n"); } Vergleich ergibt: 1 wenn zutrifft 0 sonst 24

25 ... Vergleichsoperatoren Verwechselnvon ==und = oft Probleme Zuweisung statt Vergleich Variable wird verändert wie als true bzw. false interpretiert int anzahl = 0; if (anzahl = 3) { // Achtung Zuweisung, kein Vergleich printf("drei\n"); } 25

26 ... Vergleichsoperatoren Beispiele (25 < 12) -> 0 (25 > 12) -> 1 (25 > 12 4 == 2) -> 1 (25 > 12 && 4 == 2) -> 0!12 -> 0!0 -> 1!!12 -> 1 (3 < 4 < 2) -> 1 (Warum?) 26

27 Logische Operatoren Logische Operatoren in C logisches nicht! logisches und && logisches oder a f t!a t f a f f t b f t f a && b f f f a f f t b f t f a b f f f C-Operatoren t t t t t verknüpfen Bedingungen Vergleichsoperatoren binden stärker als logische Operatoren innere Klammern können weggelassen werden t if (batteriespannung >= 12 && tank!= 0 && ausgekuppelt) { } printf("auto startet\n"); 27

28 ... logische Operatoren Logische Ausdrücke werden von links nach rechts ausgewertet (batteriespannung >= 12 && tank!= 0 && ausgekuppelt) 1 2 Abbruch der Auswertung, sobald ein logischer Term nicht zutrifft wichtig, wenn Laufzeitfehler enstehen könnten (1/a > 10 && a!= 0) (a!= 0 && 1/a > 10) 28

29 Aufgabe Gegeben if (alter > 6) { if (alter < 16) { printf("jugendlich"); } else { printf("erwachsen"); } } Gesucht Code ohne verschachteltes if Hinweis: verwenden Sie logische Operatoren 29

30 Programmierstil Was bedeutetdas? a = 5 +!!b * 7; Code soll verständlich und lesbar sein! if (b == 0) { a = 5; } else { a = 12; } - einrücken - Klammern verwenden (auch wenn sie weggelassen werden könnten) weniger Fehler bei Erweiterungen 30

31 Inhalt Ablaufstrukturen Auswahl if... else Logische Ausdrücke Mehrfachauswahl switch... 31

32 Mehrfachauswahl Mehrfachauswahl ein Ausdruck bzw. eine Variable je nach Wert verschiedene Anweisungen Ausdruck w w == a n w == b n w == c n Block 4 y y y Block 1 Block 2 Block 3 32

33 ... Mehrfachauswahl In C switch-anweisung int day; scandf("%d", &day); switch (day) { case 1: printf("mo"); break; case 2: printf("di"); } break; case 3: case 4: printf("mi oder Do"); break;... default: printf("kein Tag"); Wert von day wählt case Zweig break springt zum Ende wenn kein case Zweig passt 33

34 ... Mehrfachauswahl Problem mit Switch wenn break vergessen Beispiel: schreibtmo und Di case 1: printf("mo"); case 2: printf("di"); Sinnvolle Anwendung switch (day) { case 1: case 2: case 3: case 4: case 5: printf("arbeitstag"); break; case 6: case 7: printf("wochenende"); break; default: printf("kein Tag"); } 34

35 Programmierstil Switch-Anweisung a case section should always end with a break statement or otherwise with the comment "fall through"... just to be clear the last case in a switch should always have a break statement although a default is not required, it should be put in every switch, often it will contain only an error message 35

36 Graphische Darstellung Flussdiagramm und Struktogramm wahl =? a b n default.. Block 1 Block 2 Block N Block D wahl=? a b.. n def Block 1 Block 2.. Block N Block D 36

37 Zusammenfassung Programmverzweigungen mit if... else... in wenigen Fällen ternärer Operator (...)?... :... Mehrfachverzeigungen bei ganzzahligen Werten mit switch 37