Programmieren in C. Eine Einführung in die Programmiersprache C. Prof. Dr. Nikolaus Wulff

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1 Programmieren in C Eine Einführung in die Programmiersprache C Prof. Dr. Nikolaus Wulff

2 Agenda Elementare Einführung C Programm Syntax Datentypen, Variablen und Konstanten Operatoren und Ausdrücke Kontrollstrukturen Funktionen und Programmstruktur Zeiger und Felder Strukturen Ein- / Ausgabe Bibliotheksfunktionen Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 2

3 Der Anfänger sollte nicht entmutigt sein, wenn er nicht die Voraussetzungen besitzt, um die Voraussetzungen zu verstehen... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 3

4 Kurze Historie von C C wurde Anfang der siebziger Jahre von Kernighan und Ritchie für das UNIX Betriebssystem entwickelt. C ist eine sehr systemnahe Sprache, die es ermöglicht (fast) ohne Assembler auszukommen. ANSI C wurde 1988 standardisiert und existiert für nahezu alle Betriebssysteme wurde die objektorientierte Erweiterung C++ von Bjarne Stroustrup in den Bell Laboratorien entwickelt. Viele Sprachen wie z.b. Java, C#, Perl, PHP, etc. besitzen eine C ähnliche Syntax und sind bis auf die objektorientierten Konzepte mit C Kenntnissen leicht zu erlernen. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 4

5 Programmiersprachen 1950 Assembler 1960 Cobol Fortran OO-Sprachen PL/1 Algol Lisp BCPL Simula Pascal Smalltalk-72 CLU C Smalltalk-76 beta Ada Modula2 C++ Smalltalk Eiffel Turbo-Pascal Oberon Lisp Flavors Lisp CLOS 2000 Java Modula3 C# Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 5

6 Literatur B.W. Kernighan und D.M. Ritchie, Programmieren in C, 2.te Auflage ANSI C, 1978 &1988, ISBN C.L. Tondo und S. E. Gimpel, Das C-Lösungsbuch zu K&R 1989, ISBN C. Schirmer, (veraltet) Die Programmiersprache C, 1984, ISBN Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 6

7 C in der Nussschale Ein Programm besteht aus einer Menge von Anweisungen für den Computer. In den höheren Programmiersprachen sind diese Anweisungen in einer dem Menschen verständlichen, lesbaren Form notiert, dem sogenannten Quelltext ( Sourcecode). Dieser besteht aus einer Folge von Zeichen: Den Buchstaben a-z, A-Z sowie dem Unterstrich _ Den Ziffern 0-9 Sonderzeichen und dem Leerzeichen Die Syntax der Sprache bestimmt die erlaubten Ausdrücke, die verwendet werden dürfen. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 7

8 C in der Nussschale cont. C kennt verschiedene Datentypen, wie z. B. Ganzzahlen und die reellen Zahlen oder auch einzelne Zeichen und Zeichenketten. Bevor eine Variable verwendet werden kann, muss diese entsprechend definiert werden. int i; float f; char c; Drei Variablen vom Typ Integer, Gleitkommazahl und Zeichen werden definiert. Die Namen i, f und c sind willkürlich gewählt. Einer definierten Variable wird zur Laufzeit ein entsprechender Speicherplatz zugewiesen. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 8

9 C in der Nussschale cont. C Quelltexte bestehen aus Anweisungen, die durch ein Semikolon abgeschlossen werden. int i; i = 2+3; Eine Integer Variable wird definiert und mit dem Wert 2+3=5 belegt. Anweisungen können zu Blöcken zusammengefasst werden, die durch geschweifte Klammern {} eingeleitet und beendet werden. if(i>4) { i = 2; } Nur wenn die Variable i einen Wert größer als 4 hat wird der Block ausgeführt... Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 9

10 Hello World in C /** * Der C Klassiker */ #include <stdio.h> /* Standard I/O Bibliothek einbinden */ /* main-funktion ist der C Einstiegspunkt */ int main() { /* Hello World per Funktion printf ausgeben */ printf("hello, World"); /* Das Programm mit return Wert 1 beenden */ return 1; } Die main-funktion gibt die Zeichenkette Hello, World mit der Bibliotheksfunktion printf aus. Die Funktion printf wird in der Datei stdio.h deklariert und per include Anweisung bekannt gemacht. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 10

11 Vom Quelltext zum Programm Die Hello World Anweisungen werden in einer Textdatei Hello.c abgespeichert. Damit daraus ein ablauffähiges Programm wird muss der Quelltext in Maschinencode übersetzt werden. Je nach Betriebssystem und verwendeten Compiler geschieht dies in mehreren Schritten: Der Compiler erzeugt eine Objekt Datei Der Linker bindet diese mit Betriebssystemroutinen zum ausführbaren Programm Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 11

12 Compile & Link Schritte Hello.c Compiler Hello.obj stdio.h Erstellen des Quelltext. Übersetzen Binden/Linken mit den Bibliotheksfunktionen des Betriebsystems. Test und Ausführung der Anwendung. Linker Hello.exe Bibliotheksfunktionen Die einzelnen Schritte können manuell per Hand als auch automatisiert durchgeführt werden. Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 12

13 Der Entwicklungszyklus Editieren Testen (Debugging) Compilieren Programmierung ist ein zyklischer Prozess: Quellcode erstellen Quellcode übersetzen Programm testen Durch Testen kann man die Anwesenheit von Fehlern zeigen, niemals aber deren Abwesenheit! Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 13

14 Hello World in Aktion Übersetzen und Ausführen des Programms: Aufruf des Compilers: cl HelloWorld.c Aufruf des Programms: HelloWorld Compile Link Execute Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 14

15 MS Visual C++ als IDE Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 15

16 Eclipse als Entwicklungsumgebung Prof. Dr. Nikolaus Wulff Programmieren in C 16