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1 Funktionen Häufig müssen bestimmte Operationen in einem Programm mehrmals ausgeführt werden. Schlechte Lösung: Der Sourcecode wird an den entsprechenden Stellen im Programm wiederholt Programm wird lang und unübersichtlich Gute Lösung: Verwendung von Funktionen Operationen werden in einer Funktion definiert, die an verschiedenen Stellen im Programm aufgerufen werden kann

2 Beispiel: Berechnung der Fakultät int k = 10; int Fakultaet = 1; // Iterative Berechnung des Wertes der Fakultaet if (k > 0) int count; for (count = 1; count <= k; count ++) Fakultaet = Fakultaet * count; cout << "Fakultaet von " << k << " = " << Fakultaet;

3 Funktionen Beispiel: Funktion zur Berechnung der Fakultät // Definition der Funktion Fakultaet, die einen Integer-Wert // zurückliefert und einen Integerwert als Argument benötigt int Fakultaet (int n) if (n == 0) return 1; else int i = 1; int count; for (count = 1; count <= n; count ++) i = i * count; return i; int k = 10; int j = 5; cout << Fakultaet (k) << endl; cout << Fakultaet (j) << endl; Fakultaet

4 Funktionen mit mehreren Argumenten // Definition der Funktion Summe, die einen Wert vom Typ double zurückgibt // und zwei Argumente vom Typ double benötigt double Summe (double a, double b) double c; c = a + b; return c; // Rückgabewert // Hauptprogramm double w,x,y,z; x = 2.1; y = 3.4; z = Summe (x,y); // Aufruf der Funktion Summe mit den Argumenten x,y w = Summe (z,7.2); // Aufruf der Funktion Summe mit den Argumenten z,7.2 Summe

5 Gültigkeitsbereich von Variablen Variablen sind nur innerhalb des Blockes, in dem sie deklariert wurden, und in untergeordneten Blöcken gültig int i = 1; cout << i; cout << i; // Geht nicht i ist hier nicht definiert int i; cout << j; cout << i; int j = 0; // Ok, i ist im übergeordneten Block definiert // Geht nicht j ist hier nicht definiert Gueltigkeit1

6 Gültigkeitsbereich von Variablen Gleichnamige Variablen können in untergeordneten Blöcken redefiniert werden. Die Variablen im übergeordneten Block ändern dadurch ihren Wert nicht. int i = 0; int i; i = 1; cout << i; // 1 cout << i; // 0 Gueltigkeit2

7 Gültigkeitsbereich von Variablen Globale Variablen sind Variablen, die außerhalb einer Funktion, einer Klasse und eines Namensbereiches deklariert werden. Globale Variablen sind von ihrer Definition an jeder Stelle des Sourcecodes gültig. int i; // i wird als globale Variable definiert i = 0; cout << i // 0 i = 1; cout << i; // 1 cout << i; // 1 Gueltigkeit3

8 Gültigkeitsbereich von Variablen Globale Variablen können in einem untergeordneten Block redefiniert werden. int i; // i wird als globale Variable definiert i = 0; cout << i // 0 int i; // Redefinition von i i = 1; cout << i; // 1 cout << i; // 0 Gueltigkeit4

9 Gültigkeitsbereich von Variablen Alle Variablen, die in einer Funktion verwendet werden, müssen in der Funktion deklariert oder an die Funktion übergeben werden. Ausnahme: Globale Variablen können in einer Funktion verwendet werden oder aber redefiniert werden. double offset; // Definition der globalen Variablen offset double Summe (double a, double b) double c; c = a + b + offset; return c; // Hauptprogramm double x,y; x = 2.1; y = 3.4; offset = 5.2; cout << Summe (x,y); Gueltigkeit5

10 Übergabe von Argumenten: Call by Value Bei Aufruf der Funktion CbV wird eine neue Variable (double x) erzeugt. Der Wert des Argumentes (im Beispiel a) wird nach x kopiert. Der Wert von a kann durch die Funktion nicht verändert werden. Beispiel: int CbV (double x) // Übergabe des Wertes des Argumentes an x: // Innerhalb der Funktion und im Hauptprogramm // steht x für zwei verschiedene Variablen x = 0.0; cout << x; // 0.0 return 0; double a = 1.0; CbV (a); cout << a; // 1.0 CallByValue

11 Referenzen Referenzen sind Aliasnamen für eine Variable. Beispiel: double x; double& z = x; // z ist gleichbedeutend mit x x = 10; cout << z; // 10 z = 20; cout << x; // 20 Referenz Referenzen machen das Programm unübersichtlich und sollten möglichst vermieden werden Argumente können als Referenz an eine Funktion übergeben werden (Call by Reference) Bessere Lösung: Zeiger (Tag 5)

12 Übergabe von Argumenten: Call by Reference Beim Aufruf der Funktion wird das Argument nicht kopiert. Die Variable x ist eine Referenz auf a, d.h. x und a sind zwei verschiedene Namen für die gleiche Variable. Beispiel: int CbR (double& x) // Die Variable x in dieser Funktion ist eine Referenz // auf das Argument, mit dem die Funktion // aufgerufen wurde x = 0.0; cout << x; // 0.0 return 0; double a = 1.0; CbR (a); // Achtung: Man sieht dem Funktionsaufruf nicht an // dass die Funktion den Wert von x ändert cout << a; // 0.0 CallByReference

13 Übergabe von Arrays als Funktions- Argumente Beispiel double Summe (double menge[], int Anzahl) // Übergebene Argumente: double-array menge[] und Integer Zahl n double temp = 0; for (int index = 0; index < Anzahl; index ++) temp += menge [index]; return temp; double zahlen[] = 2.5, 7.1, 3.6, 8.9, 0.1, -3.0; const int n = sizeof (zahlen) / sizeof (double); double sum; sum = Summe (zahlen, n); cout << "Summe: " << sum << endl; ArrayArgument

14 Kommandozeilen-Argumente #include <iostream> #include <conio.h> using namespace std; void main(int argc, char* argv[]) cout << "Es wurden " << argc << " Argumente übergeben" << endl; for (int i=0; i<argc; i++) cout << argv[i] << endl; getch(); KommandoZeilenArgumente

15 Exportieren und Importieren von Daten Beispiel: Speichern eines Arrays auf der Festplatte # include <fstream> // Definiert die Ein- und Ausgabestreams für Dateien using namespace std; int a [20] = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19; int i; ofstream Datei; // Deklaration eines Objektes Datei vom Typ ofstream // Öffnen der Datei c:\temp\array.dat zum Schreiben Datei.open ( C:\\temp\\array.dat ); for (i = 0; i < 20; i++) Datei << a[i] << endl; // Schreiben der Elemente des Arrays a in die Datei Datei.close (); // Datei schließen DatenSpeichern

16 Exportieren und Importieren von Daten Beispiel: Einlesen einer Datei von der Festplatte in ein Array #include <fstream> using namespace std; int a [20]; int i; ifstream Datei; // Deklaration eines Objektes Datei vom Typ ifstream // Öffnen der Datei c:\temp\array.dat zum Lesen Datei.open ( C:\\temp\\array.dat ); for (i = 0; i < 20; i++) Datei >> a[i]; // Einlesen von 20 Elementen aus der Datei in das Array Datei.close (); // Datei schließen DatenEinlesen

17 Berechnung einer Sinusfunktion #include <fstream> #include <cmath> using namespace std; ofstream Datei ("C:\\temp\\Sinus.dat"); float i; double x; for (i=0;i<1000;i++) x = i /100.0; Datei << x << '\t' << sin(x) << endl; Datei.close(); Sinus

18 Übung mit Excel / GNU Plot Grafische Darstellung des Programms Sinus.cpp mit Excel Import der Daten nach Excel: Daten Externe Daten Importieren Daten Importieren Wichtige Option beim Importieren: Schritt 3 Datenformat Weitere Punkt als Dezimaltrennzeichen einstellen Diagramm zeichnen mit dem Diagramm-Assitent Einfügen Diagramm Diagrammtyp Punkt Alternative zu Excel: GNU-Plot ftp://ftp.irisa.fr/pub/gnuplot/gp373w32.zip

19 Ausgabeformat von Fießkommazahlen #include <fstream> #include <iomanip> #include <cmath> using namespace std; ofstream Datei ("C:\\temp\\Sinus.dat"); Datei << fixed; Datei << setprecision (14); float i; double x; for (i=0;i<1000;i++) x = i /100.0; Datei << x << '\t' << sin(x) << endl; Datei.close(); Sinus

20

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