C++ - Einführung in die Programmiersprache Arrays

Transkript

1 C++ - Einführung in die Programmiersprache Arrays Array Array a A b B c C a b c Leibniz Universität IT Services Anja Aue

2 Array (Felder, Vektoren) Zusammenfassung von Variablen gleichen Datentyps Gruppierung von Elementen gleichen Datentyps aus einer Kategorie. Speicherung einer festen Anzahl von Werten gleichen Datentyps. C++ - Einführung Seite 2

3 Eindimensionale Arrays Folge von Werten gleichen Datentyps. Sammlung von Werten zu dem gleichen Thema, wie zum Beispiel durchschnittliche Temperaturen pro Monat. Der Monat wird durch die Position im Array symbolisiert. Der Wert an der Position bildet die Temperatur an C++ - Einführung Seite 3

4 deklarieren int main() { const int maxtage = 31; int monat[12]; int inttage[maxtage]; }; return 0; Beispiele/_0911_Array... C++ - Einführung Seite 4

5 Deklaration int monat [ 12 ] ; datentyp name [ anzahl ] ; Der Name eines Arrays ist frei wählbar. Direkt im Anschluss an den Namen folgt, in eckigen Klammern, die Anzahl der Elemente. Die Elemente sind vom Datentyp... C++ - Einführung Seite 5

6 Angabe der Anzahl der Elemente int monat[12]; int inttage[31]; Die Anzahl der Elemente wird durch eine Ganzzahl angegeben. Die Anzahl der Elemente ist konstant und kann nicht verändert werden. C++ - Einführung Seite 6

7 durch eine Konstante const int maxtage = 31; int inttage[maxtage]; Im ersten Schritt wird eine Konstante deklariert und gleichzeitig initialisiert. Im zweiten Schritt wird ein Array deklariert. In den eckigen Klammern wird der Name der deklarierten Konstanten gesetzt. Der Wert der Konstanten legt die Anzahl der Elemente in dem Array fest. Hinweis: Die Nutzung einer Variablen zur Angabe der Anzahl der Elemente ist nicht möglich. C++ - Einführung Seite 7

8 deklarieren und initialisieren int main() { double dblmesswerte[12] = {0}; char chroperator[] = {'+', '-', '*', '/'}; }; return 0; Beispiele/_0911_Array... C++ - Einführung Seite 8

9 Initialisierung von Arrays bei der Deklaration char operator [ ] = { '+', '-' } datentyp name [ ] = { wert,... } Mit Hilfe des Gleichheitszeichens wird dem Array eine Liste von Werten zu gewiesen. Die sogenannte Initialisierungsliste beginnt und endet mit den geschweiften Klammern. Die eckigen Klammern zur Angabe der Anzahl der Elemente ist leer. Die Anzahl wird automatisiert durch die Anzahl der Elemente in der Intialisierungsliste festgelegt. C++ - Einführung Seite 9

10 Initialisierungsliste char chroperator [ ] = { '+', '-' } datentyp name [ ] = { wert,... } Die Initialisierungsliste beginnt und endet mit den geschweiften Klammern. Die einzelnen Werte werden in der Liste durch Kommata getrennt. C++ - Einführung Seite 10

11 Werte in der Initialisierungsliste char chroperator [ ] = { '+', '-' } datentyp name [ ] = { wert,... } Die Werte entsprechend dem Datentyp des Arrays. Für jeden Wert wird entsprechend des angegebenen Datentyps automatisiert Speicher bereitgestellt. Die Werte werden wie Perlen auf der Schnur im Speicher abgelegt. Die Anzahl der Werte in der Initialisierungsliste legt die Anzahl der Elemente des Arrays fest. C++ - Einführung Seite 11

12 Initialisierung von Ganz- oder Gleitkommazahlen int monat [ 12 ] = { 0 } datentyp name [ anzahl ] = { 0 } Voraussetzung: Das Array speichert Elemente vom Datentyp Ganzzahlen (zum Beispiel int) oder Gleitkommazahlen (zum Beispiel double). Die Anzahl der Elemente des Arrays wird in den eckigen Klammern angegeben. Die Initialisierungsliste enthält nur den Wert 0. Alle Elemente des Arrays werden mit diesen Wert initialisiert. C++ - Einführung Seite 12

13 C++11: Initialisierung const int maxtage = 31; int monat[12]; int inttage[maxtage]; double dblmesswerte[12] = {0}; char chroperator[] = {'+', '-', '*', '/'}; double dbltemperatur[12]{}; char word[6]{'h', 'e', 'l', 108, 'o', '\0'}; Beispiele/_0911_Array... C++ - Einführung Seite 13

14 Initialisierung int monat [ 12 ] { } datentyp name [ anzahl ] { } C++11 benötigt zwischen der Deklaration und der Initialisierungsliste kein Gleichheitszeichen. Die Initialisierungsliste beginnt und endet mit den geschweiften Klammern. In der Liste werden die Werte für die verschiedenen Elemente durch ein Kommata getrennt. Die leere Liste initialisiert jedes Array-Element mit 0. C++ - Einführung Seite 14

15 Informationen zu einem eindimensionalen Array int main() { int monat[12]; }; cout << "Speichergröße eines Elements: " << sizeof(int) << '\n'; cout << "Speichergröße des Arrays: " << sizeof(monat) << '\n'; cout << "Anzahl: " << (sizeof(monat) / sizeof(int)) << '\n'; Beispiele/_0911_Array... C++ - Einführung Seite 15

16 Speicherbedarf Das Schlüsselwort sizeof() gibt den Speicherbedarf eines Elementes in Bytes zurück. Die Angabe sizeof(datentyp) gibt den Speicherbedarf des angegebenen Datentyps zurück. Das Element eines Arrays hat einen Speicherbedarf in Abhängigkeit des Datentyps. Die Angabe sizeof(arrayname) gibt den Speicherbedarf aller Elemente eines Arrays zurück. C++ - Einführung Seite 16

17 Anzahl der Elemente in einem Array In der Programmiersprache C++ kann die Anzahl der Elemente berechnet werden. Eine Funktion zur automatischen Berechnung ist nicht vorhanden. Mit Hilfe von sizeof(arrayname) / sizeof(datentyp) kann die Anzahl der Elemente ermittelt werden. C++ - Einführung Seite 17

18 Grafische Darstellung + - Aufeinandergestapelte Container. Jeder Container hat die gleiche Größe in Abhängigkeit des Datentyp. Aber der Inhalt des Containers ist unterschiedlich. C++ - Einführung Seite 18

19 und im Speicher + chroperator[0] - chroperator[1] Die Elemente des Arrays werden wie Perlen auf der Schnur im Speicher abgelegt. Der Name des Arrays symbolisiert den Anfang des Speicherbereichs und den Beginn ersten Elemente eines Arrays. C++ - Einführung Seite 19

20 Elemente des Arrays nutzen int main() { const int anzahlmonat = 12; int monat[anzahlmonat]; int index = 0; }; Beispiele/_0912_Array... monat[index] = index + 1; cout << *monat << '\n'; cout << monat[index] << '\n'; monat[anzahlmonat - 1] = anzahlmonat; cout << monat[anzahlmonat - 1] << '\n'; C++ - Einführung Seite 20

21 Index eines Elements monat [ 0 ] = 1 arrayname [ index ] = wert ; ; Der Index symbolisiert die Position eines Wertes in einem Array. Der Index identifiziert exakt ein Element in einem Array. Das erste Element hat den Index 0. Das letzte Element hat den Index (Anzahl 1). C++ - Einführung Seite 21

22 Angabe eines Index monat [ 0 ] = 1 arrayname [ index ] = wert ; ; Der Index wird in in eckigen Klammern, direkt im Anschluss an den Array-Namen angegeben. Der Index ist immer vom Datentyp Ganzzahl. C++ - Einführung Seite 22

23 Nutzung des Array-Namens const int anzahlmonat = 12; int monat[anzahlmonat]; cout << *monat << '\n' Mit Hilfe von *arrayname wird der Wert des ersten Elements ausgegeben. Der Array-Name symbolisiert einen Zeiger auf das erste Element im Array. Der Array-Name hat als Wert den Beginn des Arrays im Speicher. C++ - Einführung Seite 23

24 Hinweise Die Nutzung einer negativen Ganzzahl verweist auf einen beliebigen Speicherbereich. Die unterste Grenze des Index wird überschritten. Die Nutzung einer Ganzzahl größer als die maximale Anzahl der Elemente verweist auf einen beliebigen Speicherbereich. Die oberste Grenze des Index wird überschritten. Ein Fehler wird beim Unterschreiten oder Überschreiten der Grenzen nicht gemeldet. C++ - Einführung Seite 24

25 Arbeiten mit dem Array-Element monat [ 0 ] = 1 arrayname [ index ] = wert ; ; Das Element eines Arrays ist vom Datentyp des Arrays. Mit Hilfe des Gleichheitszeichen kann dem Element ein Array zugewiesen werden. Entsprechend des Datentyps kann ein Element wie eine Variable in einem Ausdruck genutzt werden C++ - Einführung Seite 25

26 Durchlauf vom ersten bis zum letzten Element int main() { const int anzahlmonat = 12; int monat[anzahlmonat]; int index = 0; }; for(index = 0; index < anzahlmonat; index++) { monat[index] = index + 1; } Beispiele/_0912_Array... C++ - Einführung Seite 26

27 Durchlauf vom letzten bis zum ersten Element int main() { const int anzahlmonat = 12; int monat[anzahlmonat]; int index = 0; }; for(index = (anzahlmonat - 1); index >= 0; index--) { cout << index << ": " << monat[index] << '\n'; } Beispiele/_0912_Array... C++ - Einführung Seite 27

28 Kopieren von Elementen Beispiele/_0913_Array... const int maxmonat= 12; double temperatur01[maxmonat]; double temperatur02[maxmonat]; temperatur01[0] = -1.3; temperatur01[1] = -1.4; temperatur01[0] = 1.1; for(int index = 0; index < maxmonat; index++) { temperatur02[0] = temperatur01[index]; } C++ - Einführung Seite 28

29 Erläuterung Die Anweisung temperatur02 = temperatur01 erzeugt einen Fehler. Die Elemente eines Arrays müssen in ein anderes Array kopiert werden. Die Quelle und das Ziel sollten vom gleichen Datentyp sein. C++ - Einführung Seite 29

30 Vergleich von Arrays int main() { const int anzahlzeichen = 4; char buchstabengross[anzahlzeichen] = {'A', 'B', 'C', 'D'}; char buchstabenklein[anzahlzeichen] = {'a', 'b', 'c', 'd'}; int index = 0; bool gleich = false; }; gleich = (buchstabengross == buchstabenklein); cout << "Speicheradresse gleich: " << gleich; Beispiele/_0914_Array... C++ - Einführung Seite 30

31 Hinweise Mit Hilfe der Namen von Arrays werden die Speicheradressen des jeweiligen ersten Elements verglichen. Speicheradressen von zwei Arrays sind niemals gleich. Eine automatischer Vergleich aller Elemente in einem Array mit einem anderen ist nicht möglich. C++ - Einführung Seite 31

32 Vergleich von Elementen im Array int main() { const int anzahlzeichen = 4; char buchstabengross[anzahlzeichen] = {'A', 'B', 'C', 'D'}; char buchstabenklein[anzahlzeichen] = {'a', 'b', 'c', 'd'}; int index = 0; bool gleich = false; }; for(index = 0; index < anzahlzeichen; index++) { gleich = (buchstabengross[index] == buchstabenklein[index] ); gleich = (buchstabengross[index] == (buchstabenklein[index] - 32)); } Beispiele/_0914_Array... C++ - Einführung Seite 32

33 C++11: for each Beispiele/_0915_Array... const int anzahlzeichen = 4; char suchenach[anzahlzeichen] = {'a', 'b', 'c', 'd'}; int vorkommen[anzahlzeichen] = {0}; char suchein[7] = {'a', 'b', 'a', 'e', 'e', 'g', 'c'}; int index = -1; for(char buchstabe : suchenach){ index++; for(char quelle : suchein) { if (buchstabe == quelle){ vorkommen[index] = vorkommen[index] + 1; } } } C++ - Einführung Seite 33

34 Aufbau der for each -Schleife for(char buchstabe : suchenach) Schleifenkopf { } index++; Schleifenrumpf C++ - Einführung Seite 34

35 Schleifenkopf for ( char buchstabe : suchenach ) for ( datentyp element : arrayname ) Der Schleifenkopf beginnt mit dem Schlüsselwort for. Dem Schlüsselwort folgt die Anweisung Für jedes Element in dem Array in runden Klammern. Das Element links bezieht sich auf das Array rechts vom Doppelpunkt. Das Element und das Array sollten den gleichen Datentyp besitzen. C++ - Einführung Seite 35

36 Hinweise Das Array wird vollständig vom ersten bis zum letzten Element durchlaufen. Die Array-Elemente können nicht verändert werden. Die Werte des Array-Elements werden an die Variable call by value automatisiert übergeben. C++ - Einführung Seite 36

37 Mehrdimensionale Arrays Darstellung von mehreren Dimensionen. Zwei Dimensionen: x-, y-koordinatensystem; Schachbrett; Matrizen. Drei Dimensionen: x-, y-, z-koordinatensystem C++ - Einführung Seite 37

38 Hinweise Die maximal mögliche Dimension ist abhängig vom verwendeten Compiler. Der benötigte Speicherplatz steigt exponentiell mit der Anzahl der Dimensionen. C++ - Einführung Seite 38

39 deklarieren int main() { const int anzahlmonat = 12; const int anzahltage = 31; int tagimmonat[anzahlmonat][anzahltage]; int Koordinaten[10][10][10]; }; return 0; Beispiele/_0921_Array... C++ - Einführung Seite 39

40 Deklaration int tagimmonat [12] [12] ; datentyp name dimension dimension ; Für jede Dimension wird die Anzahl der Elemente in eckigen Klammern angegeben. In diesem Beispiel wird ein zweidimensionales Array genutzt. C++ - Einführung Seite 40

41 initialisieren int main() { int spielplan[][10] = { {0,1,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,1,0,0,0,0,0,1,1,1}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,0,0,0,1,1,1,1}, }; }; return 0; Beispiele/_0921_Array... C++ - Einführung Seite 41

42 Aufbau Deklaration int spielplan[][10] = { 1. Dimension {0,1,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,1,0,0,0,0,0,1,1,1}, Dimension } C++ - Einführung Seite 42

43 Erläuterung Bei einer gleichzeitigen Deklaration und Initialisierung muss die Anzahl der Elemente für die erste Dimension nicht angegeben werden. Die Anzahl der Elemente wird mit Hilfe der angegebenen Initialisierungslisten für die erste Dimension ermittelt. Die Initialisierungslisten für die verschiedenen Dimensionen werden durch die geschweiften Klammern begrenzt. Die Elemente in der Initialisierungsliste werden durch Kommata getrennt. Die Elemente der ersten bis zur (n 1)-Dimension bestehen jeweils aus einer Initialisierungsliste. C++ - Einführung Seite 43

44 Ermittlung der Speichergröße int achsenpunkte[][3][5] = { {{11,12,13}, {14, 15}}, {{21,22,23}, {24, 25, 26}, {27}} }; Beispiele/_0921_Array... cout << "Speichergröße eines Elements: " << sizeof(int) << '\n'; cout << "Speichergröße des Arrays (2 * 3 * 5 * int): " << sizeof(achsenpunkte) << '\n'; cout << "Speichergröße der 2. Dimension (1 * 3 * 5 int): " << sizeof(achsenpunkte[0]) << '\n'; cout << "Speichergröße der 3. Dimension (5 * int): " << sizeof(achsenpunkte[0][0]) << '\n'; cout << "Speichergröße eines Elements (1 * int): " << sizeof(achsenpunkte[0][0][0]) << '\n'; C++ - Einführung Seite 44

45 Speicherbedarf Das Schlüsselwort sizeof() gibt den Speicherbedarf eines Elements in Bytes zurück. Die Angabe sizeof(datentyp) gibt den Speicherbedarf des angegebenen Datentyps zurück. Das Element eines Arrays hat einen Speicherbedarf in Abhängigkeit des Datentyps. Die Angabe sizeof(arrayname) gibt den Speicherbedarf aller Elemente eines Arrays zurück. Die Angabe sizeof(arrayname[x][x]...) gibt den Speicherbedarf entsprechend der Angaben der Dimensionen für ein mehrdimensionales Array an. Der Speicherbedarf ist abhängig von den angegebenen Dimensionen und den darin enthaltenen Elementen. C++ - Einführung Seite 45

46 Grafische Darstellung C++ - Einführung Seite 46

47 und im Speicher spielplan[0][1] spielplan[0][2] C++ - Einführung Seite 47

48 Anzahl der Elemente int achsenpunkte[][3][5] = { {{11,12,13}, {14, 15}}, {{21,22,23}, {24, 25, 26}, {27}} }; Beispiele/_0921_Array... cout << "Anzahl der Elemente (gesamt): " << (sizeof(achsenpunkte) / sizeof(int)) << '\n'; cout << "Anzahl der Elemente in der 1. Dimension: " << (sizeof(achsenpunkte) / sizeof(achsenpunkte[0])) << '\n'; cout << "Anzahl der Elemente in der 2. Dimension: " << (sizeof(achsenpunkte[0]) / sizeof(achsenpunkte[0][0])) << '\n'; cout << "Anzahl der Elemente in der 3. Dimension: " << (sizeof(achsenpunkte[0][0]) / sizeof(achsenpunkte[0][0][0])) << '\n'; C++ - Einführung Seite 48

49 Anzahl der Elemente (sizeof(arrayname) / sizeof(int)) berechnet die Anzahl der Elemente in dem gesamten Array. (sizeof(arrayname) / sizeof(int)) berechnet die Anzahl der Elemente in dem gesamten Array. (sizeof(arrayname[x]...) / sizeof(arrayname[x][x]...)) berechnet die Anzahl der Elemente in Abhängigkeit der angegebenen Dimension. C++ - Einführung Seite 49

50 Elemente des Arrays nutzen int main() { int spielplan[][10] = { {0,1,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,1,0,0,0,0,0,1,1,1}, {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,0,0,0,0,0,1,1,1,1}, }; }; cout << "1,2: " << spielplan[0][1] << '\n'; spielplan[1][1] = 1; Beispiele/_0922_Array... C++ - Einführung Seite 50

51 Angabe des Index int spielplan[][10]; cout << "1,2: " << spielplan[0][1] << '\n'; spielplan[1][1] = 1; Im Anschluss an den Namen des Arrays wird der Index für jede Dimension angegeben. Der Index wird wie bei eindimensionalen Arrays in eckigen Klammern angegeben. Das erste Element einer Dimension hat den Index 0. Das letzte Element einer Dimension hat den Index (Anzahl 1). C++ - Einführung Seite 51

52 Array-Namen als Index nutzen Mit Hilfe von *array[0] wird in einem zweidimensionalen Array das Element mit dem Index [0][0] zurückgegeben. Bei einem dreidimensionalen Array würde die Adresse des ersten Elements mit dem Index [0][0] zurückgegeben. Mit Hilfe von *array wird in einem mehrdimensionalen Array die Adresse des Elements mit dem Index [0] zurückgegeben. C++ - Einführung Seite 52

53 Aufbau int spielplan[][10] = *spielplan Adresse des Elements { {0,1,0,0,0,0,0,0,0,0}, {0,1,0,0,0,0,0,1,1,1}, *spielplan[0] Wert des erstenelements... } C++ - Einführung Seite 53

54 Durchlauf vom ersten zum letzten Element int tagimmonat[anzahlmonat][anzahltage]; int indexdim01 = 0; int indexdim02 = 0; for(indexdim01 = 0; indexdim01 < anzahlmonat; indexdim01++) { for(indexdim02 = 0; indexdim02 < anzahltage; indexdim02++) { tagimmonat[indexdim01][indexdim02] = 0; } } Beispiele/_0923_Array... C++ - Einführung Seite 54

55 Durchlauf vom letzten zum ersten Element int tagimmonat[anzahlmonat][anzahltage]; int indexdim01 = 0; int indexdim02 = 0; for(indexdim01 = 0; indexdim01 < anzahlmonat; indexdim01++) { } for(indexdim02 = 0; indexdim02 < anzahltage; indexdim02++) { tagimmonat[indexdim01][indexdim02] = indexdim02 + 1; } Beispiele/_0923_Array... C++ - Einführung Seite 55

56 Schleife vorzeitig abbrechen for(indexdim01 = 0; indexdim01 < anzahlmonat; indexdim01++){ for(indexdim02 = 0; indexdim02 < anzahltage; indexdim02++) { if (((indexdim01 + 1) == 2) && ((indexdim02 + 1) > 29)){ break; } else if ((((indexdim01 + 1) == 4) ((indexdim01 + 1) == 6) ((indexdim01 +1) == 9) ((indexdim01 + 1) == 11) ) && ((indexdim02 + 1) > 30)){ break; } } } tagimmonat[indexdim01][indexdim02] = indexdim02 + 1; Beispiele/_0923_Array... C++ - Einführung Seite 56

57 Hinweise Es wird nur die Schleife vorzeitig abgebrochen, in der das Schlüsselwort break positioniert ist. In diesem Beispiel wird die innere Schleife abgebrochen, aber nicht die äußere Schleife. C++ - Einführung Seite 57

58 Array vom Typ char char buchstaben[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; cout << "Ausgabe des Strings: " << buchstaben << '\n'; Beispiele/_1010_String_... for(int index = 0; index < (sizeof(buchstaben) / sizeof(char)); index++) { cout << "Element " << index << ": " << buchstaben[index] << '\t'; } C++ - Einführung Seite 58

59 Erläuterung h e l l o Die Elemente des Arrays speichern einen beliebigen Wert vom Datentyp char. Jedes Element hat die Größe, die zum Speichern eines Datentyps char benötigt wird. Werte vom Datentyp char werden durch Apostrophs begrenzt. C++ - Einführung Seite 59

60 C-Style - Strings char zeichenkette[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; char zeichen[] = "hello"; cout << '\n' << "Ausgabe des Strings zeichenkette: " << zeichenkette << '\n'; Beispiele/_1010_String_.. cout << '\n' << "Ausgabe des Strings zeichen: " << zeichen << '\n'; C++ - Einführung Seite 60

61 Erläuterung h e l l o \0 Strings bestehen aus beliebigen Werten vom Datentyp char. Strings enden immer mit dem Null-Character \0, egal an welcher Position das Zeichen im Array steht. Durch die Kurzschreibweise "string" wird ein Array vom Datentyp char erzeugt. Das letzte Element in dem Array hat den Wert \0. String als Literale werden immer durch die Anführungszeichen begrenzt. C++ - Einführung Seite 61

62 Länge eines Strings #include <iostream> #include <cstring> using std::cout; int main() { char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; } cout << "Länge des Strings: " << strlen(zitat); return 0; Beispiele/_1011_String_.. C++ - Einführung Seite 62

63 Erläuterung Die C-Standardbibliothek <cstring> definiert verschiedene Methoden für die Bearbeitung von Strings. Die Methode strlen(array) gibt die Anzahl der sichtbaren Zeichen eines Strings zurück. Der Null-Character wird nicht als sichtbares Zeichen gezählt. Die Anzahl der Elemente in dem Array kann mit Hilfe der Formel Anzahl (strlen(array) + 1) berechnet werden. C++ - Einführung Seite 63

64 String-Literale im Code cout << " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << " To be, or not to be--that is the question:" " Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << " To be, or not to be--that is the question:" " Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Beispiele/_1011_String_.. Die Strings werden miteinander verbunden. Ein Leerzeichen zwischen den beiden Strings wird nicht automatisch eingefügt, sondern muss im String als Zeichen gesetzt werden. C++ - Einführung Seite 64

65 Aus- und Eingabestream char antwort[200]; char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin >> antwort; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben: " << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_.. To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer. Aus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor? Hamlet Skapesheare Folgende Antwort wurde gegeben: Hamlet C++ - Einführung Seite 65

66 Ausgabestream cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout ist in der Bibliothek <iostream> definiert. Mit Hilfe Hilfe der using-anweisung std::cout wird der Ausgabestream für die Nutzung freigegeben. Als Standardausgabe wird der Bildschirm genutzt. Die Spitze des Kleiner-Zeichens zeigt die Richtung an, in die der Stream umgeleitet wird. In diesem Beispiel wird der Stream von Bytes auf die Standardausgabe umgeleitet. C++ - Einführung Seite 66

67 Eingabestream cin >> antwort; cin ist in der Bibliothek <iostream> definiert. Mit Hilfe Hilfe der using-anweisung std::cin wird der Eingabestream für die Nutzung freigegeben. Die Zeichen werden standardmäßig mit der Tastatur eingegeben. Die Spitze des Größer-Zeichens zeigt die Richtung an, in die der Stream umgeleitet wird. In diesem Beispiel wird der Stream von Bytes in die Variable antwort umgeleitet. C++ - Einführung Seite 67

68 Speicherung in einem Array von char cin >> antwort; Es werden alle Zeichen bis zum ersten Leerzeichen, Tabulator oder der Eingabetaste eingelesen. Alle nach einem Leerzeichen, Tabulator oder der Eingabetaste folgenden Zeichen verbleiben im Stream. Die Obergrenze des Arrays kann beim Lesen von Zeichen überschritten werden, ohne das ein Fehler ausgegeben wird. C++ - Einführung Seite 68

69 Zeilenweise einlesen: getline() char antwort[200]; char antwort[200]; char zitat[] To be, or not to be--that is the question: char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin.getline(antwort, 200); cin >> antwort; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben " << antwort << '\n'; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_.. To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer. Aus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor? Hamlet Skapesheare Folgende Antwort wurde gegeben: Hamlet Skapesheare C++ - Einführung Seite 69

70 Arbeitsweise Es werden maximal x Zeichen (zweiter Parameter) zeilenweise in eine Variable gelesen. Falls weniger Zeichen als die maximale Anzahl von Zeichen eingegeben wurden, liest die Methode alle Zeichen bis zum Drücken der Eingabetaste (Return-Taste) ein. Die Eingabetaste wird als newline interpretiert. Das Zeichen wird aus den Buffer gelesen und durch den Null-Character '\0' in der Variablen ersetzt. C++ - Einführung Seite 70

71 Parameter Als erster Parameter wird der Methode der Name des Zielspeicherortes übergeben. In welcher Variablen wird die eingelesene Zeile gespeichert? Als zweiter Parameter wird die maximale Anzahl von Zeichen, die eingelesen werden sollen, übergeben. In diesem Beispiel ist das Limit auf 200 Zeichen festgesetzt. Es werden 199 Zeichen eingelesen. Das letzte Zeichen ist für den Null-Character reserviert. C++ - Einführung Seite 71

72 Zeilenweise einlesen: get() char antwort[200]; char antwort[200]; char zitat[] To be, or not to be--that is the question: char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin.get(antwort, maxzeichen); cin >> antwort; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben " << antwort << '\n'; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_... To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer. Aus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor? Hamlet Skapesheare Folgende Antwort wurde gegeben: Hamlet Skapesheare C++ - Einführung Seite 72

73 Arbeitsweise Mit Hilfe der Methode cin.get() werden maximal x Zeichen zeichenweise in eine Variable gelesen. Falls weniger Zeichen als die maximale Anzahl von Zeichen eingegeben wurden, liest die Methode alle Zeichen bis zum Drücken der Eingabetaste (Return-Taste) ein. Die Eingabetaste wird standardmäßig als newline interpretiert. Jedes andere Trennzeichen ist aber auch möglich. Das Zeichen verbleibt im Buffer. Die Methode gibt es in verschiedenen Varianten. Die Methode ist überladen. C++ - Einführung Seite 73

74 Parameter Als erster Parameter wird der Methode der Name des Zielspeicherortes übergeben. In welcher Variablen wird die eingelesene Zeile gespeichert? Als zweiter Parameter wird die maximale Anzahl von Zeichen, die eingelesen werden sollen, übergeben. Diese Variante entspricht der Methode.getline(). C++ - Einführung Seite 74

75 Zeilenweise einlesen: get() char antwort[200]; char antwort[200]; char zitat[] To be, or not to be--that is the question: char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin.get(antwort, maxzeichen, ' '); cin >> antwort; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben " << antwort << '\n'; cout << "Folgende Antwort wurde gegeben << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_... To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer. Aus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor? Hamlet Skapesheare Folgende Antwort wurde gegeben: Hamlet C++ - Einführung Seite 75

76 Parameter Als erster Parameter wird der Methode der Name des Zielspeicherortes übergeben. In welcher Variablen wird die eingelesene Zeile gespeichert? Als zweiter Parameter wird die maximale Anzahl von Zeichen, die eingelesen werden sollen, übergeben. Als dritter Parameter kann der Methode ein Trennzeichen für die Zeilen übergeben werden. Standardmäßig wird '\n' genutzt. In diesem Beispiel wird eine wortweise Trennung mit Hilfe des Leerzeichens genutzt. C++ - Einführung Seite 76

77 Lesen des nächsten Zeichens cin.get(); Beispiele/_1011_String_... Diese Variante liest das nächste Zeichen aus dem Buffer. Wenn das Ende der Datei (EOF) erreicht ist, liefert die Methode die symbolische Konstante EOF. Die Konstante ist in der Bibliothek <iostream> definiert. C++ - Einführung Seite 77

78 Löschen des failbits char antwort[200]; char antwort[200]; char zitat[] To be, or not to be--that is the question: char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin >> antwort; cin.clear(); cout << "Folgende Antwort wurde gegeben " << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_.. C++ - Einführung Seite 78

79 Leeren des Buffers char antwort[200]; char antwort[200]; char zitat[] To be, or not to be--that is the question: char zitat[] = " To be, or not to be--that is the question: Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; Whether 'tis nobler in the mind to suffer.\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cout << "\naus welchen Stück stammt das Zitat? Wer ist der Autor?\n"; cin >> antwort; cin.ignore(10000,'\n'); cout << "Folgende Antwort wurde gegeben " << antwort << '\n'; Beispiele/_1011_String_.. Im Buffer vorhandene Zeichen werden entfernt. Es werden x Zeichen (erster Parameter) bis zum angegebenen Zeichen (zweiter Parameter) entfernt. C++ - Einführung Seite 79

80 Array und Strukturen struct umfrage { char geschlecht; int alter; double gewicht; double groesse; }; umfrage probanden[12]; probanden[0].geschlecht = 'm'; probanden[0].alter = 50; probanden[0].groesse = 1.90; probanden[0].gewicht = 90; Beispiele/_0931_Array... C++ - Einführung Seite 80

81 Deklaration umfrage probanden [ 12 ] ; structname arryname [ anzahl ] ; Der Name eines Arrays ist frei wählbar. Direkt im Anschluss an den Namen folgt die Anzahl der Elemente, in eckigen Klammern. Die Elemente sind vom Datentyp der Struktur. Die Struktur muss vor der Nutzung deklariert sein. C++ - Einführung Seite 81

82 Elemente des Arrays arrayname [ index ]... structelement structelement structelement Dem Namen des Arrays folgt, in eckigen Klammern, der Index des Elements. Das Array-Element wird mit Hilfe des Punktoperators mit dem Strukturelement verbunden. Das Strukturelement ist in dem Datentyp Struktur des Arrays definiert. C++ - Einführung Seite 82

83 Initialisierung umfrage stichprobe[12] = { {'m', 18, 2.03, 98}, {'w', 0, 1.65, 56} }; In der Initialisierungsliste wird für jedes Array-Element eine Liste für die Initialisierung der Strukturelemente angelegt. Die einzelnen Listen werden durch Kommata getrennt. C++ - Einführung Seite 83

84 Initialisierungsliste für die Strukturelement Die Initialisierungsliste beginnt und endet mit den geschweiften Klammern. Die Werte der einzelnen Strukturelemente werden durch Kommata getrennt. Die Auflistung der Werte in der Initialisierungselemente entspricht der Reihenfolge der Strukturelemente in der Deklaration der Struktur. C++ - Einführung Seite 84

85 Arbeiten mit Zeigern const int anzahlzeichen = 4; char buchstaben[anzahlzeichen] = {'A', 'B', 'C', 'D'}; char *ptrarray; int index = 0; ptrarray = buchstaben; *ptrarray = 'a'; ptrarray++; *ptrarray = 'b'; ptrarray = buchstaben; ptrarray = (ptrarray + (anzahlzeichen - 1)); Beispiele/_0941_Array... C++ - Einführung Seite 85

86 Name des Arrays const int anzahlzeichen = 4; char buchstaben[anzahlzeichen] = {'A', 'B', 'C', 'D'}; char *ptrarray; ptrarray = buchstaben; Der Name des Arrays ist ein Synonym für die Speicheradresse des ersten Elements in einem ein- oder mehrdimensionalen Array. Der Name des Arrays ist ein Platzhalter für den Beginn des Arrays im Speicher. C++ - Einführung Seite 86

87 Zeiger auf das erste Element const int anzahlzeichen = 4; char buchstaben[anzahlzeichen]; char *ptrarray; ptrarray = buchstaben; const int anzahlzeichen = 4; char buchstaben[anzahlzeichen]; char *ptrarray; ptrarray = &buchstaben[0]; Die, im Namens des Arrays gespeicherte, Adresse wird mit Hilfe des Gleichheitszeichens dem Zeiger zugewiesen. Der Zeiger auf die Elemente des Arrays und das dazugehörige Array haben den gleichen Datentyp. Der Adressoperator wird bei der Nutzung des Array-Namens nicht benötigt. C++ - Einführung Seite 87

88 Nutzung des Dekrement- und Inkrement-Operator ptrarray++; ptrarray--; Der Inkrement-Operator verschiebt den Zeiger auf das nächste Element. Der Dekrement-Operator verschiebt den Zeiger auf das vorherige Element. Der Zeiger wird um sizeof(datentyp) verschoben. C++ - Einführung Seite 88

89 Berechnung des nächsten Elements ptrarray = (ptrarray + (anzahlzeichen - 1)); Der Zeiger wird um (x * sizeof(datentyp)) verschoben. Die neue Adresse wird mit Hilfe der Speichergröße des angegebenen Datentyps berechnet. C++ - Einführung Seite 89

90 Wert des nächsten Elements cout << *(ptrarray - index) << '\n'; Der Zeiger wird um (x * sizeof(datentyp)) verschoben. Die Verschiebung muss geklammert werden. Mit Hilfe des Dereferenzierungsoperators * wird der Wert an der angegeben Position im Speicher ausgegeben. C++ - Einführung Seite 90

91 Anforderung von Speicher const int maxanzahl = 10; int index; double *ptrstart; double *tmpdouble; ptrstart = new double[maxanzahl]; tmpdouble = ptrstart; delete [] ptrstart; ptrstart = 0; Beispiele/_0942_Array... C++ - Einführung Seite 91

92 Anforderung des Speichers const int maxanzahl = 10; double *ptrstart; ptrstart = new double[maxanzahl]; Mit Hilfe des Schlüsselwortes new wird Speicher angefordert. Der Speicher wird im Heap des Rechners bereitgestellt. Dem Schlüsselwort folgt die benötigte Größe des Speicherbereichs. In diesem Beispiel wird Speicher für Elemente vom Typ double angefordert. In eckigen Klammern folgt dem Datentyp die Anzahl der Elemente. In diesem Beispiel wird ein Array von 10 Elementen vom Datentyp double erzeugt. C++ - Einführung Seite 92

93 Temporäre Speicherung der Anfangsadresse const int maxanzahl = 10; double *ptrstart; double *tmpdouble; ptrstart = new double[maxanzahl]; tmpdouble = ptrstart; Die Anfangsadresse des angeforderten Speicherbereichs wird in einem Zeiger gespeichert. Der Wert dieses Zeigers sollte nicht verändert werden. Andernfalls kann der Speicherbereich nicht mehr freigegeben werden. C++ - Einführung Seite 93

94 Temporäre Speicherung der Anfangsadresse const int maxanzahl = 10; double *ptrstart; double *tmpdouble; ptrstart = new double[maxanzahl]; tmpdouble = ptrstart; Die Anfangsadresse des angeforderten Speicherbereichs wird in einem Zeiger gespeichert. Der Wert dieses Zeigers sollte nicht verändert werden. Andernfalls kann der Speicherbereich nicht mehr freigegeben werden. C++ - Einführung Seite 94

95 Arbeiten mit Array-Elementen double *tmpdouble; ptrstart = new double[maxanzahl]; tmpdouble = ptrstart; for (index = 0; index < maxanzahl; index++){ tmpdouble[index] = index; } Im Anschluss des Namens des Zeigers wird in eckigen Klammern der Index angegeben. Der Dereferenzierungsoperator wird bei dieser Schreibweise nicht benötigt. C++ - Einführung Seite 95

96 Andere Möglichkeit double *tmpdouble; ptrstart = new double[maxanzahl]; tmpdouble = ptrstart; for (index = 0; index < maxanzahl; index++){ cout << *(tmpdouble + index) << '\n'; } Im Zeiger ist die Speicheradresse gespeichert. Diese Adresse wird um (x * Speichergröße des Datentyps) verschoben. Der Wert an der neuen Adresse wird mit Hilfe des Dereferenzierungsoperator angesprochen. C++ - Einführung Seite 96

97 Freigabe des Speichers delete [] ptrstart; ptrstart = 0; Mit Hilfe des Schlüsselwortes delete wird der angeforderte Speicher freigegeben. Zwischen dem Schlüsselwort delete und dem Namen des Zeigers stehen die eckigen Klammern. Mit Hilfe der eckigen Klammern wird dem Programm mitgeteilt, dass der Speicher für das gesamte Array freigegeben werden soll und nicht nur für das Element auf welches, aktuell verwiesen wird. C++ - Einführung Seite 97

98 Hinweise new datentyp [] wird mit der Anweisung delete [] freigegeben. new datentyp wird mit der Anweisung delete freigegeben. Wenn der Speicher nicht mit new angefordert wurde, wird der Speicher auch nicht mit delete frei gegeben. C++ - Einführung Seite 98

99 Zeiger auf Null setzen delete [] ptrstart; ptrstart = 0; Sobald der Speicher freigegeben ist, sollte der Zeiger auf Null gesetzt werden. Der Zeiger zeigt auf einen undefinierten Speicherbereich. C++ - Einführung Seite 99

100 Array und Funktionen void initialarray(int array[], int anzahlelement){ int maxanzahl = anzahlelement; } for(int index = 0; index < maxanzahl; index++) { array[index] = (index + 1) * (index + 1); } int main() { const int maxanzahl = 10; int wert[maxanzahl]; initialarray(wert, maxanzahl); Beispiele/_0951_Array... C++ - Einführung Seite 100

101 Parameter Array im Funktionskopf void initialarray(int array[], int anzahlelement) void initialarray(int *array, int anzahlelement) Der Datentyp des Arrays wird angegeben. Von welchen Typ sind die Array-Elemente? array[] übergibt die Anfangsadresse des Arrays im Speicher. Ein Zeiger, der auf ein bestimmtes Array verweist, wird übergeben. Der Funktion muss mitgeteilt werden, wie viele Elemente das Array hat. C++ - Einführung Seite 101

102 Schreibschutz void showarray(const int array[], int anzahlelement) void showarray(const int *array, int anzahlelement) Es wird ein Zeiger auf konstante Werte als Parameter definiert. C++ - Einführung Seite 102