Übungspaket 9 Logische Ausdrücke

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1 Übungspaket 9 Logische Ausdrücke Übungsziele: Skript: 1. Umgang mit logischen Vergleichs- und Verknüpfungsoperatoren 2. Bilden einfacher und komplexer logischer Ausdrücke Kapitel: 22 Semester: Wintersemester 2017/18 Betreuer: Kevin, Theo, Thomas und Ralf Synopsis: Logische Ausdrücke bestehen aus Vergleichsoperatoren wie größer oder kleiner sowie aus logischen Verknüpfungen wie und, oder bzw. nicht. Logische Ausdrücke benötigen wir vor allem bei Fallunterscheidungen sowie Schleifen und üben sie deshalb hier gesondert ein.

2 Teil I: Stoffwiederholung Aufgabe 1: Wahr und Falsch Wie werden in der Programmiersprache C die beiden logischen Werte wahr und falsch ausgedrückt? wahr : Alle Werte ungleich Null falsch: Ein Wert, der Null ist Aufgabe 2: Präzedenzregeln Erkläre kurz mit eigenen Worten, was man beim Programmieren als Präzedenzregeln bezeichnet. Was hat dies mit der Regel Punktrechnung geht vor Strichrechnung zu tun, die wir aus dem Mathematikunterricht kennen? Präzedenzregeln (auch Vorrangregeln genannt) geben an, welche Operationen in welcher Reihenfolge ausgeführt werden. In der Mathematik ist es ähnlich. Hier gibt es beispielsweise die Regel Punkrechnung geht vor Strichrechnung. Diese Regeln stellen sicher, dass derartige Ausdrücke von allen in gleicherweise ausgerechnet werden. Aufgabe 3: Klammersetzung Welche Klammern sind für das Einklammern von arithmetischen und logischen Ausdrücken in der Programmiersprache C erlaubt? (): ja []: nein {}: nein Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2017/18 9-1

3 Teil II: Quiz Aufgabe 1: Klammersetzung Bei gemischten Ausdrücken ist immer die Frage, ob man Klammern setzen muss und wenn ja, wo? Hier hilft die Präzedenztabelle (siehe Anhang im Skript oder den gesammelten Übungspaketen) weiter, nach der der Compiler die Ausdrücke auswertet. Wo sind in den folgenden Ausdrücken die Klammern, wie sie sich der Compiler denkt. In den Ausdrücken sind i und j immer Variablen vom Typ int. Ohne Klammern mit gedachten Klammern i > 1 && j > 2 (i > 1) && (j > 2) i < j j == 1 (i < j) (j == 1) i < j j == 1 && j!= 4 (i < j) ((j == 1) && (j!= 4)) i + 1 < j j + 2 < i ((i + 1) < j) ((j + 2) < i) Aufgabe 2: Vereinfachung logischer Ausdrücke Manchmal kann man logische Ausdrücke vereinfachen. Im Folgenden steht a immer für einen (logischen) Ausdruck, der die Werte wahr und falsch annehmen kann. Überlege, wie sich die folgenden Ausdrücke vereinfachen lassen: Ausdruck a und wahr a oder wahr a und falsch a oder falsch Vereinfachung a wahr falsch a 9-2 Wintersemester 2017/18, Einführung in die Praktische Informatik

4 Teil III: Fehlersuche Aufgabe 1: Fehler in logischen Ausdrücken Im folgenden Programm haben sich in den logischen Ausdrücken wieder ein paar kleine Fehler eingeschlichen. Die nachfolgende Ausgabeanweisung (printf()) gibt immer an, für welche Fälle der Ausdruck ein logisches wahr liefern soll. Finde und korrigiere die Fehler. 1 # include <stdio.h> 2 3 int main ( int argc, char ** argv ) 4 { 5 int i, j, k; 6 /* einlesen von Werten fuer i, j und k */ 7 if i == 1 && j == 1 ) 8 printf ( " i und j haben beide den wert 1\ n" ); 9 if ( i == 1 && j == 1 k > 0 ) 10 printf ( " i ist 1 und gleichzeitig j gleich 1 oder k positiv \n" ); 11 if ( i => 1 ) 12 printf ( " i ist groesser oder gleich 1\ n" ); 13 if ( i = 1 ) 14 printf ( "i hat den wert 1\n" ); 15 if ( i == 1 &&& j == 1 ) 16 printf ( " i und j haben beide den wert 1\ n" ); 17 if (! (i < 1) && j > -1 ) 18 printf ( " i und j sind beide groesser als 0\ n" ); 19 } Zeile Fehler Erläuterung Korrektur 7 fehlende ( Die if-anweisung benötigt ein Paar ()-Klammern. if (... ) 9 fehlende () Der und-operator && bindet stärker als der oder- Operator. Gemäß Ausgabettext sollte gegenteilig ausgewertet werden. & ( ) 11 Schreibweise => Die Zeichen sind vertauscht >= 13 = statt == Im Programm steht der Zuweisungsoperator = == anstelle des Vergleichsoperators == 15 &&& Falsche Schreibweise des und-operators && j > 0 17 j > -1 Auch der Fall j == 0 ergibt fälschlicherweise wahr. Hinweis: der erste Ausdruck ist korrekt. Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2017/18 9-3

5 Programm mit Korrekturen: 1 # include <stdio.h> 2 3 int main ( int argc, char ** argv ) 4 { 5 int i, j, k; 6 /* einlesen von Werten fuer i, j und k */ 7 if (i == 1 && j == 1 ) 8 printf ( " i und j haben beide den wert 1\ n" ); 9 if ( i == 1 && (j == 1 k > 0) ) 10 printf ( " i ist 1 und gleichzeitig j gleich 1 oder k positiv \n" ); 11 if ( i >= 1 ) 12 printf ( " i ist groesser oder gleich 1\ n" ); 13 if ( i == 1 ) 14 printf ( "i hat den wert 1\n" ); 15 if ( i == 1 && j == 1 ) 16 printf ( " i und j haben beide den wert 1\ n" ); 17 if (! (i < 1) && j > 0 ) 18 printf ( " i und j sind beide groesser als 0\ n" ); 19 } 9-4 Wintersemester 2017/18, Einführung in die Praktische Informatik

6 Teil IV: Anwendungen Aufgabe 1: Werte logischer Ausdrücke Welche Bedeutung und Werte haben bzw. liefern die folgenden logischen Ausdrücke? In allen Fällen sind i = 1, j = 2 und n = 0 Variablen vom Typ int und haben in allen Fällen die angegebenen drei Werte. Überlege dir erst das Ergebnis und überprüfe es erst anschließend anhand eines kleinen eigenen Programms. Beispiel für die erste Aufgabe: 1 # include <stdio.h> 2 3 int main ( int argc, char ** argv ) 4 { 5 int i = 1, j = 2, n = 0; 6 printf ( " Ergebnis : %d\n", i > 2 ); 7 } Ausdruck Ergebnis Bedeutung i > / falsch i ist größer als 2 i < / wahr i ist kleiner als 2 i < 2 && n == / wahr i ist kleiner als 2 und n ist null i / wahr i ist ungleich null ( wahr )! i / falsch i hat den Wert null ( falsch )! n / wahr n hat nicht den Wert wahr i == 1 && j / wahr i hat den Wert 1 und j ist wahr i > 2 n == / wahr i ist größer als 2 oder n hat den Wert 0 i > 2 j == / wahr i ist größer als 2 oder j hat den Wert 2 i &&! n / wahr i ist wahr und n ist falsch i == 2 && (j == 1 n == 1) 0/ falsch i hat den Wert 2 und entweder ist j gleich 1 oder n gleich 1 (i == 2 && j == 1) n == 1 0/ falsch i ist gleich 2 und j hat den Wert 1 oder n hat den Wert 1 i && j &&! n / wahr i und j sind wahr und n ist falsch Einführung in die Praktische Informatik, Wintersemester 2017/18 9-5