Übungen zur Vorlesung EidP (WS 2015/16) Blatt 6
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- Angela Hochberg
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1 Andre Droschinsky Ingo Schulz Dortmund, den 0. Dezember 2015 Übungen zur Vorlesung EidP (WS 2015/16) Blatt 6 Block rot Es können Punkte erreicht werden. Abgabedatum: 10. Dezember :59 Uhr Hinweise 1) Bitte beachten Sie die aktuellen Hinweise unter 2) Am findet von 14:15 bis 15:45 Uhr eine Übungsklausur im HG II, HS (Vorlesungsraum) statt. Weitere Hinweise finden sich auf den Veranstaltungswebseiten. ) Für die Abgabe sind die Dateien Aufgabe 06 0.txt, Aufgabe 06 1a.cpp, Aufgabe 06 1b.cpp und optional Aufgabe 06 1c.cpp zu erstellen. 4) In der optionalen Datei Anmerkungen.txt können Sie allgemeine Anmerkungen bezüglich Ihrer Lösungen notieren. 5) Es ist ratsam, die Programme vor der Abgabe zu kompilieren und auszuführen. 6) Verwenden Sie für die Textaufgaben reine Texteditoren. Das Abgabesystem erkennt keine Word- oder PDF-Dateien!!! 7) Nutzen Sie die UTF-8 Codierung um die ASSESS-Abgabeprobleme zu vermeiden. Solche Textdateien können Sie in Notepad erstellen und speichern. Sie sollten auch in Ihrer Programmierungsumgebung die Codierungseinstellungen dazu anpassen. 1
2 Aufgabe 0: Grundlagen (1 Punkt) Aufgaben Legen Sie für Ihre Antworten eine Text-Datei Aufgabe 06 0.txt an. a) Was ist bei der Definition einer Funktion zu beachten, der ein mehrdimensionales Array übergeben werden soll? Beachten Sie dabei statische und dynamische Arrays (0,4 Punkte). b) Was versteht man unter einer Funktionsschablone? Erläutern Sie die Definition einer Funktionsschablone anhand eines Beispiels (0,2 Punkte). c) Wie entscheidet der Compiler, welche Funktion er auf Basis einer Funktionsschablone erzeugen soll (0,2 Punkte)? d) Welche Eigenschaften haben statische lokale Variablen einer Funktion im Gegensatz zu normalen lokalen Variablen (0,2 Punkte)? Speichern Sie Ihre Ergebnisse in der Ergebnisdatei Aufgabe 06 0.txt. Aufgabe 1: Funktionen ( Punkte + 1 Bonuspunkt) Legen Sie für Ihre Abgabe die Dateien Aufgabe 06 1a.cpp, Aufgabe 06 1b.cpp und optional Aufgabe 06 1c.cpp an. a) Für eine natürliche Zahl n wird n! (Fakultät) definiert durch { n für n 1, n! := 1 für n = 0. Für natürlichen Zahlen n und k mit 0 k n ist der Binomialkoeffizient definiert durch ( ) n n! := k k! (n k)!. Schreiben Sie ein Programm, das zwei natürliche Zahlen n und k von der Tastatur einliest, den Binomialkoeffizeinten berechnet und auf der Konsole ausgibt. Hierbei sollen sowohl Binomialkoeffizient als auch die Fakultät mit Hilfe von Funktionen berechnet werden. Führen Sie ihr Programm für den Wert n = 10 und k = 6 aus und kopieren Sie das Ergebnis als Block-Kommentar an das Ende der Datei Aufgabe 06 1a.cpp. Bei fehlerhaften Eingaben soll das Programm eine Fehlermeldung ausgeben und sich beenden (1 Punkt). b) Schreiben Sie ein C++-Programm, welches eine Funktionsschablone namens ArraySortIndices enthält, die als Parameter ein Array A, in dem keine Zahl doppelt vorkommt, sowie dessen Länge übergeben bekommt. Die Funktion soll ein zweites Array B zurückgeben, das die Indizes von A in der Reihenfolge enthält, die A sortieren würde. In anderen Worten, die Folge (A[B[i]]) i=0,1,... soll streng monoton wachsen. Beispiel: Für das Array A = [0, 2, 4, 10,, 5, 50] soll ArraySortIndices das Array B = [0, 1, 4, 2, 5,, 6] zurückgeben, denn A[ B[ 0 ] ] = 0 < A[ B[ 1 ] ] = 2 < A[ B[ 2 ] ] = <... Implementieren Sie die Funktionsschablone so, dass das Array mit den Indizes in sinnvoller Art und Weise an den Aufrufer der Funktionsschablone zurückgegeben wird. Beachten Sie 2
3 hierbei, dass die Funktionsschablone beliebige Typen von Zahlen verarbeiten können soll. Das als Parameter übergebenen Array muss somit nicht bei jedem Funktionsaufruf den gleichen Datentyp haben. Rufen Sie ArraySortIndices mit den beiden unten angegebenen Arrays auf und geben Sie die zurückgegebenen Arrays aus. Kompilieren Sie das Programm und führen Sie es anschließend aus. Kopieren Sie die Ergebnisse als Block-Kommentar an das Ende der Datei Aufgabe 06 1b.cpp. Beachten Sie, dass Ihr Programm auch bei beliebiger Veränderung der Arraywerte und -längen korrekte Ergebnisse berechnen muss (2 Punkte). Hinweis: Über den Befehl numeric limits<t>::max() erhalten Sie den größtmöglichen Wert des Datentyps T, also über numeric limits<double>::max() den größtmöglichen double Wert. Falls Sie numeric limits<t>::max() verwenden möchten, müssen Sie die Bibliothek limits einbinden. 1 # include < iostream > 2 using namespace std ; 4 // ***************************************** 5 // Hier bitte die Funktionsschablone 6 // ArraySortIndices () ergaenzen 7 // ***************************************** 8 9 int main () { 10 int const laenge = 15; int eingabeint [ laenge ] = 1 {0, 15, 5, 7, 4, 90, 7, 11, 1, 19, 101,, 459, 2, 87}; double eingabedouble [ laenge ] = 16 {0., 10.5, 5.1, 7.78, 1.4, 16.0, 90.2, 7., 11.8, 1.5, , 99.5,.2, 48.0, 2.64}; // ***************************************************** 21 // Hier bitte ArraySortIndices mit den ersten beiden 22 // Arrays nacheinander aufrufen und die Ergebnisse 2 // ausgeben. 24 // **************************************************** return 0; 27 } c) Modifizieren Sie das Programm aus Teil b) so, dass zum einen die Funktionsschablone neben Zahlen auch Variablen vom Typ char akzeptiert und zum anderen auch bei mehrfach gleichen Werten korrekt sortiert wird. In diesem Fall sollen die Indizes von vorn nach hinten vergeben werden. Beispielsweise soll für A = [ s, o, n, n, e ] das Array B = [4, 2,, 1, 0] zurückgegeben werden. Fügen Sie dazu die folgenden Zeilen in das Programm aus Teil b) ein und rufen Sie ArraySortIndices mit dem Array eingabechar auf. Geben Sie das zurückgegebenen Array anschließend aus. Kompilieren Sie das Programm und führen Sie es anschließend
4 aus. Kopieren Sie die Ergebnisse als Block-Kommentar an das Ende der Datei Aufgabe 06 1c.cpp. Beachten Sie, dass Ihr Programm auch bei beliebiger Veränderung der Arraywerte und -längen korrekte Ergebnisse berechnen muss (1 Bonuspunkt). 1 int const laengechars = 12; 2 char eingabechar [ laengechars ] = { E, v, o, l, i,, A, q, u, a, n, a }; (Präsenz-)Aufgabe 2: Gültigkeitsbereich (0 Punkte) Im unten angegebenen Programm-Code wird die Variable var a an mehreren Stellen deklariert. Schreiben Sie in jeder Zeile, in der var a vorkommt, einen Kommentar an das Ende der Zeile, wo diese Variable deklariert wurde. In Zeile 44 geben Sie bitte an, wo die Variable, auf die der Zeiger zeigt, deklariert wurde. Ein Beispiel finden Sie in Zeile 4 und 41. Achten Sie herbei auf die Sichtbarkeitsbereiche der jeweiligen Variablen. 1 # include < iostream > 2 using namespace std ; 4 int var_a = 2; // Zeile void funktion1 () { 7 cout << " Funktion 1" << endl ; 8 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 9 int var_a = 99; 10 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 11 } 12 1 void funktion2 ( int var_a ) { 14 cout << " Funktion 2" << endl ; 15 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 16 var_a = var_a + 2; 17 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 18 } int funktion () { 21 cout << " Funktion " << endl ; 22 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 2 var_a ++; 24 if ( var_a > 12) { 25 int var_a = 19; 26 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 27 } 28 else if ( var_a > 5) { 29 int var_a = 0; 0 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 1 } 2 else { int var_a = 1; 4 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 4
5 5 } 6 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 7 return var_a ; 8 } 9 40 int main () { 41 cout << " var_a = " << var_a << endl ; // Zeile 4 42 funktion1 (); 4 int * pvar_a = & var_a ; 44 funktion2 (* pvar_a ); 45 int var_a = 1.5 * funktion (); 46 cout << " Main - Funktion " << endl ; 47 cout << " var_a = " << var_a << endl ; 48 return 0; 49 } 5
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