C allgemein. C wurde unter und für Unix entwickelt. Vorläufer sind BCPL und B.

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1 C-Crash-Kurs Eine kurze, keinesfalls erschöpfende Einführung in die Sprache C für Studierende, die eine strukturierte imperative Programmiersprache beherrschen. Die Vorstellung erfolgt am Beispiel von Modula 2. Inhalt: Geschichte und Philosophie von C Datentypen Programmaufbau Kontrollstrukturen Pointer Speicherverwaltung Ein- und Ausgabe (printf, scanf) C-"Specials" Für eine intensive Beschäftigung mit C empfehlen wir unbedingt die Verwendung weiterer Literatur (z.b. Kernighan/Ritchie: "Programmieren in C" und Kannemann: "C unter Unix")

2 C allgemein C wurde unter und für Unix entwickelt. Vorläufer sind BCPL und B. C ist sehr maschinennah, dadurch sind die Kompilate relativ schnell. C hat kein strenges Typkonzept. C ist sehr gut durch Funktionsbibliotheken erweiterbar. Nachfolger von C sind C++ und Objektive C. Achtung: Da C fast alles übersetzt, was man ihm anbietet, trägt die ProgrammiererIn eine große Verantwortung. Alternativ: gcc -Wall -ansi -pedantic progname.c

3 Datentypen Modula 2 VAR i: INTEGER; ui: CARDINAL; r: REAL; c: CHAR; b: BOOLEAN; C wird in C durch die Position impliziert int i; unsigned int ui; float r; double r; char c; so nicht vorhanden vektor:array[0..99] OF CHAR; char vektor[100]; verbund=record OF member:integer; c:char; END; struct verbund { int member; char c; ;

4 Typdefinitionen Modula 2 TYPE person=record OF name: ARRAY[0..79] OF CHAR; age: INTEGER; END; C struct person { char name[80]; int age; ; VAR p:person struct person p; Eine Struktur darf sich in C nicht selbst enthalten. Allerdings darf für rekursive Strukturen (z.b. verkettete Listen) ein Zeiger auf eine solche Struktur (gekennzeichnet durch einen Stern *; wird später noch erläutert!) in der Struktur benutzt werden. typedef struct node { int member; struct node *nextnode; NODE; NODE node; Obwohl in C auch die Deklarationen von Strukturen "on the fly" möglich ist, sollte man doch Typen vor der Verwendung definieren.

5 Zugriff auf Verbunde und Arrays Der Zugriff auf Verbunde und Arrays kann von Modula auf C eindeutig übertragen werden. Der Zugriff auf die einzelnen Elemente eines Verbundes erfolgt sowohl in Modula als auch in C über den ".", und der Zugriff auf Arrays erfolgt über die Ansprache des einzelnen Feldelements. TYPE Person=RECORD OF name: ARRAY[1..80] OF CHAR age: INTEGER; END; VAR person:person;... person.age:=42; person.name[1]:="a"; person.name[2]:="r"; person.name[3]:="t"; person.name[4]:="h"; person.name[5]:="u"; person.name[6]:="r"; typedef struct Person { char name[80]; int age; ; Person person;... person.age=42; person.name[0]='a'; person.name[1]='r'; person.name[2]='t'; person.name[3]='h'; person.name[4]='u'; person.name[5]='r'; Achtung! In C hat ein Feld der Größe n die Elemente 0 bis n-1. Eine Vereinfachung in C ist die Initialisierung einer Zeichenkette. Zeichenketten sind Felder von Buchstaben. Folgende Deklaration ist in C gültig: char name[80]="arthur";

6 Programmaufbau Der Programmaufbau unter C ist nicht so stark festgelegt wie der unter Modula. Es ist jedoch möglich, den Aufbau eines Modula-Programms abzubilden. MODULE test; FROM... IMPORT...; TYPE... (* Typdefinitionen *) VAR... (* globale Variablen *) (* Prozeduren und Funktionen *) BEGIN (* Hauptprogramm *) END. /* Programmname wird nicht angegeben */ #include <...> typedef... /* Typdefinitionen */ int... /* globale Variablen */ /* Funktionen */ void main(void) { /* "Hauptfunktion" */

7 Beispiel: Ein Programm Das folgende Programm demonstriert die Verwendung einer Funktion, den allgemeinen Aufbau eines C-Programms und die Verwendung von printf und scanf. #include <stdio.h> double CtoK(double celsius) { return(celsius ); int main(int argc, char **argv) { double eingabe; printf("celsius: "); scanf("%f", &eingabe); printf("\n %f Grad Celsius sind %f Grad Kelvin\n",eingabe, CtoK(eingabe)); return 0;

8 Kontrollstrukturen (1) Auch hier stellt man wieder fest, daß man die Kontrollstrukturen aus Modula vollständig nach C übertragen kann: IF Bedingung THEN ELSE END; if(bedingung) { else { CASE Variable OF Ausdruck :... Ausdruck : ELSE END; switch (Variable) { case Ausdruck: break;... default:

9 Kontrollstrukturen (2) FOR i:=1 TO N DO END WHILE Bedingung END; REPEAT UNTIL Bedingung; LOOP IF Bedingung THEN EXIT END; END; for (i=1;i<=n;i=i+1) { while (Bedingung) { do { while (Bedingung) while (1) { if (Bedingung) break;

10 Bedingungen Die Bedingungen haben in der Programmiersprache C eine etwas andere Syntax, da die Zuweisung in Modula mit ":=" und in C mit "=" realisiert ist. Modula AND C && OR = <> bzw. # < <= > >= == (Achtung! beliebter Fehler)!= (Achtung!) < <= > >=

11 Pointer int gehalt; struct Person { int bike; marko, peter; int *int_ptr; struct Person *speaker; //Deklaration main() { int_ptr = &gehalt; speaker = &peter; speaker = &marko; //Zuweisung (Adress-Of-Operator) *int_ptr = 80000; speaker -> bike = 0; //Dereferenzierung

12 Call by value & Call by reference Call by value PROCEDURE t(i: INTEGER) BEGIN i := 42; END t(my_age); void t(int i) { i = 42; t(my_age); Durch den Aufruf wird der Wert der Variable my_age nicht geändert! Call by reference PROCEDURE t(var i: INTEGER) BEGIN i := 42; END; t(my_age); void t(int *i) { *i = 42; t(&my_age); Durch den Aufruf wird der Wert der Variable my_age geändert (jetzt = 42)!

13 Speicherverwaltung für dynamische Datenstrukturen struct Person { struct Person *next; int age; ; insert(struct Person *old_person) { struct Person *new_person; new_person = malloc(sizeof(struct Person)); // Speicher anfordern new_person -> next = old_person;... free(new_person); // Speicher freigeben

14 Zeiger und Arrays Array-Variablen sind Zeiger auf das erste Element int numbers[100]; int loop, *ptr; ptr = &numbers[0]; ptr = numbers; // ODER for (loop=0; loop<100; loop=loop+1) { numbers[loop] = 0; // ODER *ptr = 0; ptr = ptr + 1;

15 Zeichenketten (Strings) char string[100]; durch Null-Zeichen terminiert ('\0') es gibt viele Bibliotheksfunktionen (strcpy(), strcmp()) Achtung: ' ' für ein Zeichen, "" für Zeichenkette Achtung: ein "String" ist Zeiger! char name1[] = "Marko"; char name2[] = "Peter"; name2 = name1; name2[4] = 't'; // ergibt "Markt"

16 printf Die printf-funktion ist eine sehr flexible Ausgabefunktion. Der Aufruf hat folgende Form: printf(controlstring, arg1, arg2,...); Funktion wertet den Kontrollstring aus und formatiert die Argumente entsprechend. Ausgabe erfolgt auf die Standard-Ausgabe (normalerweise die aufrufende Shell). %d dezimal %x hexadezimal %u dezimal ohne Vorzeichen %c Argument ist ein einzelnes Zeichen %s Argument ist ein String %f Argument ist float oder double Vor dem Umwandlungszeichen kann ein "l" für long angegeben werden. Zwischen "%" und Zeichen kann noch eine Feldbreite und, mit Punkt abgetrennt, eine maximale Ausgabebreite des Arguments angegeben werden. Ein "-" bewirkt linksbündige Ausgabe, sonst wird rechtsbündig ausgegeben. Beispiele: printf("hallo"); -> Hallo printf("wert1: %d entspricht %c", 65, 65); -> Wert1: 65 entspricht A printf(":%20s:", "hello, world:"); -> : hello, world: printf(":%-20.10s:","hello, world:"); -> :hello,wor :

17 C-Specials Operatoren ++ und -- a++ Postinkrement Bsp: a=10; b=a++; // a=11 b=10 --a Predekrement Bsp: a=10; b=--a; // a=9 b=9 Pointer Arithmetik char *ptr; ptr=ptr+1; // ptr wird auf das naechste Byte gesetzt Casting float f=2.0; int i=(int)(f); // i=2 Bsp: strcpy void strcpy(char *dest, char *src) { while( *dest++ = *src++);

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