Übungspaket 13 Der Datentyp double

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1 Übungspaket 13 Der Datentyp double Übungsziele: Skript: 1. Umgang mit dem Datentyp double, 2. Deklarationen von double-variablen, 3. double-konstanten 4. und double-rechenoperationen. Kapitel: 32 Semester: Wintersemester 2016/17 Betreuer: Kevin, Matthias, Thomas und Ralf Synopsis: In diesem Übungspaket gibt es einiges zum Thema Fest- bzw. Fließkommazahlen. Die Struktur der Aufgaben ähnelt sehr den vorherigen. Neben der eigentlichen Verarbeitung von Fließkommazahlen ist die Umwandlung von Werten des Datentyps int in den Datentyp double und umgekehrt Gegenstand der Aufgaben.

2 Teil I: Stoffwiederholung Aufgabe 1: Konstanten In Skript und Vorlesung haben wir zwei Möglichkeiten (Festkomma- und Exponentialform) kennen gelernt, mittels derer man Gleitkommazahlen notieren kann. Aus welchen vier Komponenten kann eine Gleitkommazahl bestehen? Durch die Möglichkeit, einzelne Teile quasi weg zu lassen bzw. stark zu verkürzen gibt es reichlich Kombinationsmöglichkeiten, die teilweise fast schon abstrus aussehen. Bilde mindestens zehn Zahlen, anfangs einfache, am Ende möglichst merkwürdig aussehende. Im Zweifelsfalle immer mal das Syntaxdiagramm aus Kapitel 32 konsultieren. C-Syntax Wert C-Syntax Wert C-Syntax Wert Aufgabe 2: Ein- und Ausgabe In Skript und Vorlesung haben wir kurz erwähnt, dass double-werte mittels %lf und %e ein- und ausgegeben werden können. Die Möglichkeiten sind vielfältig, wie man beispielsweise auf der Manual Page (man 3 printf) sehen kann. Ziel dieser Aufgabe ist es, diese Möglichkeiten ein wenig auszuloten. Schreibe dazu ein kleines Testprogramm, das mindestens zehn unterschiedliche Ausgabeformatierungen mit jeweils einem aktuellen Wert ausgibt. Notiere die verwendeten Formatierungen und Ausgaben in folgender Tabelle. Format Wert Ausgabe Format Wert Ausgabe Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

3 Teil II: Quiz Aufgabe 1: Ausdrücke: double versus int Selbst bei fortgeschrittenen Programmierern gibt es immer wieder Fragezeichen im Gesicht, wenn in Ausdrücken double und int-werte bzw. Variablen gemischt auftauchen. Die beiden Grundregeln lauten: 1. Vor Ausführung einer arithmetischen Operation werden beide Operanden in den selben (größeren) Datentyp gewandelt. 2. Beim Zuweisen eines Gleitkommawertes an eine int-variable werden die Nachkommastellen immer abgeschnitten. Für das folgende Quiz gilt: int i1 = 2, i2 = 3 und double d1 = 2.0, d2 = 5.0. Ausdruck Typ Wert *(3 + 4) i1 + i d d1 - d2 - i Ausdruck Typ Wert 16 / / / i2 / (i1 + i2) / i1/(i2 - i1-1) d1/(i2 - i1-1) Aufgabe 2: Ausgaben Wie sehen die resultierenden Ausgaben aus? Anweisung Ausgabe Anweisung Ausgabe printf("%f", ) printf("%e",12.34) printf("%6.2f",123.4) printf("%9.4f",123.4) printf("%6.2f",-1.2) printf("%6.2f",-.1234) printf("%6.2f",-1234.) printf("%9.3e",12.34) printf("%9.1e",-12.34) printf("%9.1e",12.34) Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik

4 Teil III: Fehlersuche Aufgabe 1: Verarbeitung von Fließkommazahlen Das folgende Programm soll alle Zahlen von 1.0, 1.1, 1.2,..., 1.8 aufsummiert und das Ergebnis in Form von xxx.xx ausgeben. Leider sind wieder ein paar Fehler versteckt, die ihr finden sollt. 1 # include <stdio h> 2 3 int main ( int argc ; char ** argv ) 4 { 5 double x. deltax, sum ; 6 sum = 0; deltax = 0,1; 7 for ( x = 1. 0; x < 1.75, x = x deltax ) 8 sum = sum * x; 9 printf ( " summe = %6.2 e\n", summe ); 10 } Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

5 Teil IV: Anwendungen Aufgabe 1: Umwandlung von double nach int 1. Aufgabenstellung Jedem sollte klar sein, dass der Datentyp int nur eine Untermenge des Datentyps double ist. Entsprechend muss man sich bei der Konvertierung von double nach int Gedanken darüber machen, ob man rundet oder abschneidet. Wie im Skript erläutert, wird in der Programmiersprache C generell abgeschnitten. Daher sollt Ihr in dieser Übungsaufgabe ein Stück Programm entwickeln, das bei der Konvertierung rundet. Dabei ist darauf zu achten, dass auch negative Zahlen richtig gerundet werden. 2. Pflichtenheft: Aufgabe, Eingabe, Ausgabe, Sonderfälle 3. Testdaten Eingabe: Ausgabe: Implementierung 13-4 Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik

6 5. Kodierung Aufgabe 2: Drucken einer tabellierten Sinus-Funktion 1. Aufgabenstellung In der Schule konnten wir die Sinus-Werte für gegebene Winkelargumente in verschiedenen Tafeln nachschlagen. Heutzutage sind diese Tafeln nicht mehr so verbreitet wie früher. Daher entwickeln wir in dieser Übungsaufgabe ein kleines Programm, das uns die Sinus-Werte in einem gegebenen Bereich tabellarisch ausgibt. Entwickle ein Programm, das n Wertepaare, bestehend aus dem Argument und dem korrespondierendem Funktionswert, im Intervall [x min..x max ] in Tabellenform ausgibt. Für x min = 0, x max = 90 und n = 10 könnte die Ausgabe wie folgt aussehen: x sin (x) Bei Interesse kann das Programm auch dahingehend erweitert werden, dass es die Parameter x min, x max und n interaktiv einliest. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

7 2. Pflichtenheft: Aufgabe, Eingabe, Ausgabe, Sonderfälle 3. Testdaten x min x max n Implementierung 13-6 Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik

8 5. Kodierung Hinweise: 1. Die sin()-funktion und die Konstante M PI (für π) sind in math.h definiert. 2. Beim Binden müsst Ihr die Option -lm angeben, damit die sin()-funktion auch dazu gebunden wird. Beispiel: gcc supi-ich.c -o supi-ich -lm 3. Schaut euch in der Dokumentation an, was für Argumente die sin()-funktion erwartet. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

9 Aufgabe 3: Euro-Dollar Konvertierung 1. Aufgabenstellung Manchmal fliegt man in die USA um Urlaub zu machen oder um zu arbeiten. Entsprechend muss man auch Geld wechseln ;-) Entwickle ein Programm, das zuerst den Wechselkurs einliest, und anschließend nacheinander Dollar-Beträge einliest, in Euro-Beträge wandelt und diese ausgibt. 2. Pflichtenheft: Aufgabe, Eingabe, Ausgabe, Sonderfälle, Abbruchbedingung Da mehrere Euro-Beträge verarbeitet werden sollen, ist die Schleifenbedingung eine wesentliche Frage des Pflichtenheftes. 3. Testdaten Wechselkurs Euro-Betrag Dollar-Betrag Implementierung 13-8 Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik

10 5. Kodierung Aufgabe 4: Reihenschaltung von Widerständen 1. Aufgabenstellung Die Aneinanderreihung von n Widerständen R 1,..., R n führt zu einem Reihenwiderstand R = R R n = n i=i R i. Entwickle ein Programm, dass der Reihe nach verschiedene Widerstandswerte einliest, den Gesamtwiderstand ausrechnet und diesen am Ende ausgibt. Bei dieser Aufgabe steht die Zahl der einzulesenden Werte nicht fest, sondern soll durch die Eingabe eines geeigneten Wertes erkannt werden. Hinweis: Die Wahl der Schleifenbedingung und der verwendeten Datentypen sollte pragmatisch und nicht esotherisch erfolgen ;-) Das betrifft auch die Zahl der Nachkommastellen. 2. Pflichtenheft: Aufgabe, Eingabe, Ausgabe, Sonderfälle, Abbruchbedingung Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

11 3. Testdaten Widerstandswerte Resultat Implementierung 5. Kodierung Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik

12 Aufgabe 5: Parallelschaltung von Widerständen 1. Aufgabenstellung Die Parallelschaltung von n Widerständen R 1,..., R n führt zu einem Gesamtwiderstand R = 1/(1/R /R n ) = 1/( n i=i 1/R i ). In der Elektrotechnik ist auch folgende Schreibweise üblich: 1/R = (1/R /R n ) = n i=i 1/R i. Diese Aufgabe ist naturgemäß deutlich schwieriger als die vorherige. Da sie aber zu den Standardaufgaben eines Elektrotechnikers gehört, sollten wir sie unbedingt bearbeiten. Entwickle ein Programm, das der Reihe nach verschiedene Widerstandswerte einliest, den Gesamtwiderstand der Parallelschaltung dieser Widerstände ausrechnet und diesen am Ende ausgibt. Bei dieser Aufgabe steht die Zahl der einzulesenden Werte nicht fest, sondern soll durch die Eingabe eines geeigneten Wertes erkannt werden. Hinweis: Die Wahl der Schleifenbedingung und der verwendenden Datentypen sollte pragmatisch und nicht esotherisch erfolgen ;-) 2. Pflichtenheft: Aufgabe, Eingabe, Ausgabe, Sonderfälle, Abbruchbedingung 3. Testdaten Widerstandswerte Resultat Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2016/

13 4. Implementierung 5. Kodierung Wintersemester 2016/17, Einführung in die Praktische Informatik