C- Kurs 04 Anweisungen

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1 C- Kurs 04 Anweisungen Dipl.- Inf. Jörn Hoffmann leipzig.de Universität Leipzig für Technische

2 Ausdrücke Institut für Informatik Anweisungen C-Programm besteht aus Folge von Funktionen Funktion besteht aus Deklarationen Anweisungen Arten 1. Ausdrucksanweisungen a = b * c; 2. Zusammengesetzte Anweisungen {int a = 2; a*= b;...} 3. Schleifenanweisungen do..while(), while(), for() 4. Sprunganweisungen break, continue, return, goto 5. Auswahlanweisungen if(), case() Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 2

3 1. Ausdrucksanweisungen Institut für Informatik Syntax [ Ausdruck ]; Leeranweisung: ; Semantik ; Abschlussymbol, kein Trennzeichen Berechnung des Ausdrucks keine Wirkung, z.b. i + 1; Operation, z.b. i++; Beispiele double r=2, PI=3.1415, umfang, flaeche; umfang = 2 * PI * r; flaeche= PI * r * r; ; Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 3

4 2. Zusammengesetzte Anweisungen (Blöcke) Syntax { [lokale Deklarationen] [Anweisungen] } (sog. Blöcke) Leeranweisung : {} Semantik Blöcke {} Können verschachtelt werden Enthaltene Anweisungen werden hintereinander ausgeführt Verfügbarkeitsbereich lokaler Deklarationen Gültigkeit : Sichtbarkeit einer Variablen (Zugriff) Verfügbarkeit : Lebensdauer einer Variablen (Speicher) Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 4

5 2. Zusammengesetzte Anweisungen (Blöcke) // bloecke.c: geschachtelte Bloecke # include <stdio.h> int main() { int x = 0; printf("%d\n", x); // 0 { int x = 1; printf("%d\n", x); // 1 { int x = 2; printf("%d\n", x); // 2 */ } printf("%d\n", x); /* 1 */ } printf("%d\n", x); /* 0 */ return 0; } Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 5

6 3. Schleifenanweisungen do... while() Syntax do Anweisung while ( Bedingung ); Semantik nachgeprüft (post-checked), nicht abweisend Anweisung wird mindestens einmal durchlaufen 1. Anweisung wird ausgeführt 2. Ist Bedingung wird, weiter mit 1.) do..while Anweisung W F Bedingung; Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 6

7 3. Schleifenanweisungen do... while() Beispiel // summe.c Aufsummieren von Zahlen #include <stdio.h> int main() { int x = 0, y = 0; do { x += y; printf ("%d %d\n", x, y); } while(y++ < 5); return 0; } Durchlauf x y Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 7

8 3. Schleifenanweisungen while() Syntax while ( Bedingung ) Anweisung; Semantik vorgeprüft (pre-checked), abweisend Anweisung wird nicht unbedingt ausgeführt 1. Bedingung wird ausgewertet 2. Ist Bedingung wahr, wird Anweisung ausgeführt, weiter mit 1.) while W F Bedingung; Anweisung Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 8

9 3. Schleifenanweisungen while() Beispiel // while.c #include <stdio.h> int main() { int x = 5; while (x-- > 0) { }; printf("%d \n", x); return 0; } Durchlauf x Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 9

10 3. Schleifenanweisungen for() Syntax for ( [ Ausdruck1 ] ; [ Bedingung ] ; [ Ausdruck2 ]) Anweisung; Semantik vorgeprüft (pre-checked), abweisend 1. Ausdruck1 wird ausgeführt 2. Ist Bedingung falsch, Abbruch der Schleife 3. Anweisung wird ausgeführt 4. Ausdruck2 wird ausgeführt, weiter bei 2. for Ausdruck1; W F Bedingung; Anweisung Ausdruck2; Jörn Hoffmann Folie 10

11 3. Schleifenanweisungen for() Aquivalenz Umformung in andere Konstrukte möglich z.b. äquivalent zu folgender while() Schleife Ausdruck1; while ( Bedingung ) { Anweisung; Ausdruck2; }; // Schleifenvorbedingung (Initialisierung) // Test // Schleifennachbedingung Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 11

12 3. Schleifenanweisungen for() // itfak.c - Iterative Fakultaetsberechnung #include <stdio.h> int main() { int i, n = 12; // 13 = 6'227'020'800 > ULONG_MAX unsigned long fak = 1; for( i = 2; i <= n; i++) fak *= i; // for( i = 2; i <= n; fak *= i++) // ; // for( ; n > 1; fak *= n--) // ; printf("%lu\n", fak); // 479'001'600 return 0; } Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 12

13 4. Sprunganweisungen Institut für Informatik Strukturbezogener Sprung Viele implizite Sprünge beim Programmdurchlauf, z.b. Verlassen einer Schleife durch Auswertung einer Bedingung Auswahlanweisung Explizites Verlassen einer Anweisung möglich Funktionsaufrufe implizit Schleifenanweisung Auswahlanweisung strukturbezogene Sprünge continue; explizit break; return; Jörn Hoffmann Folie 13

14 4. Sprunganweisung break, continue Syntax break; Semantik Generell : Anweisung abbrechen Schleifen: Schleifenablauf abbrechen (beenden) Syntax continue; Semantik 1. Schleifendurchlauf für aktuelle Runde abbrechen 2. Schleifenbedingung prüfen 3. Ggf. mit Schleifenausführung fortfahren Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 14

15 4. Sprunganweisung break, continue // summeeingabe.c Summenbildung durch Eingaben #include <stdio.h> int main() { int zahl, summe = 0, add = 0; do { if(scanf("%d", &zahl) == EOF) break; if(zahl == 0) continue; summe += zahl; ++add; } while(1); // Formale Endlosschleife printf("summe: %d\n", summe); printf("additionen: %d\n", add); return 0; } C-Kurs Folie 15

16 4. Sprunganweisung return Syntax return ausdruck; Semantik 1. Bewertung des Ausdrucks 2. Rückgabe des Werts an aufrufende Stelle Beispiele return; return 0; return a*2; return &c; return func(a,2); Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 16

17 4. Sprunganweisungen goto Syntax goto Sprungmarke; Semantik Unbedingter Sprung zu einer Anweisung Nur in einer Funktion gültig Einsatz Formal niemals notwendig Sinnvoll bei Tief verschachtelten Blöcken / Schleifen Fehlerbehandlung Unübersichtlicher Code bei exzessive Nutzung (Spaghetti-Code) Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 17

18 4. Sprunganweisungen goto Beispiel int func(int a) { int result = 0; char *buffer = malloc(size); if (buffer == NULL) return -ENOMEM; if (condition1) { while (loop1) {... } }... out: result = 1; goto out; free(buffer); return result; } C-Kurs Folie 18

19 5. Auswahlanweisung if() Syntax if ( Bedingung ) Anweisung1 [ else Anweisung2 ]; Semantik 1. Bedingung auswerten 2. Wenn wahr, Anweisung1 ausführen 3. Wenn falsch, Anweisung2 ausführen (wenn vorhanden) if..else W F Bedingung; Anweisung1 Anweisung2 Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 19

20 5. Auswahlanweisung if() Beispiel Lösung von ax + b = 0 Bei geschachteltem if(), wird else das letzte if() zugeordnet if(a == 0) if(b == 0) printf("l = R\n"); else printf("l = {}\n"); else printf("l = { %f}\n", -b/a); Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 20

21 5. Auswahlanweisung if() Äquivalenz if() äquivalent zu bedingter Ausdrucksanweisung?: Beispiel x = Bedingung? Ausdruck1 : Ausdruck2; if( Bedingung ) x = Ausdruck1; else x = Ausdruck2; quadrant = x >= 0? y >= 0? 1 : 4 : y >= 0? 2 : 3; if(x >= 0) if(y >= 0) quadrant = 1; else quadrant = 4; else if(y >= 0) quadrant = 2; else quadrant = 3; Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 21

22 5. Auswahlanweisung case() Syntax switch ( int_ausdruck ) { } case int_konstante1 : Anweisung11; Anweisug11;... case int_konstante2 : Anweisung21; Anweisug21; [ default : d_anweisung1; d_anweisung2;...] Default kann an beliebiger Stelle in Auswahlliste stehen Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 22

23 5. Auswahlanweisung case() Semantik Case-Fälle definieren Sprungziele 1. int_ausdruck berechnen 2. Wert mit int_konstanten vergleichen 3. Wenn gleich, Arbeit dort fortsetzen 4. Wenn keine int_konstanten passend, bei default fortsetzen (falls vorhanden) switch Anw1 Anw2 W W W F F F Ausdruck == Konstante1; Ausdruck == Konstante2; Ausdruck == Konstante3; Jörn Hoffmann Folie 23 d_anw

24 5. Auswahlanweisung case() Semantische Falle switch() ist keine Fallunterscheidung (in C) Sprung zu Anweisung der Konstanten Sukzessive Abarbeitung aller folgenden Anweisungen Expliziter Abbruch mit break Ausnutzung z.b. bei Parsern, Fehlerbehandlung etc. Jörn Hoffmann Folie 24

25 Komplexe Beispiele Institut für Informatik Beispiele zahl.c case-anweisungen Ausgabe des Zahlwortes zu einem Zahlenwert ggtkgv.c do..while() Schleife; Euklidischer Algorithmus zur Bestimmung Größter gemeinsamer Teiler Kleinstes gemeinsames Vielfaches Jörn Hoffmann C-Kurs Folie 25