Viel Erfolg bei der Bearbeitung der Aufgaben!

Transkript

1 Musterlösung Name: Gesamt Note Bitte tragen Sie auf dem Deckblatt Ihr Namen und Ihre Matrikelnummer ein und auf allen weiteren Seiten nur noch Ihre Matrikelnummer. Lösungen bitte auf das Aufgabenblatt oder auf Zusatzblätter schreiben! Bearbeitungszeit: 90 Minuten Hinweis zu den Programmieraufgaben: a) Bitte achten Sie auf die Einrückungen, schlechter Programmierst il führt zu Punktabzug. b) Es dürfen KEINE globalen Variablen verwendet werden. Erlaubte Hilfsmittel: Ausschließlich die beiden verteilten eferenzblätter. Viel Erfolg bei der Bearbeitung der Aufgaben! Seite 1 von 10

2 Aufgabe 1 (12 Punkte) a) Es gibt in C den so genannten Präcompiler (auch Präprozessor genannt). Machen Sie ein Beispiel für eine Präcompiler-Anweisung und erklären Sie ihre Wirkung: (2 P.)... Beispiel: #define MAX 10 Der... Präprozessor ersetzt im folgenden Quelltext alle Vorkommen von 'MAX'... durch '10', jedoch nicht innerhalb einer Zeichenkette oder dann, wenn... MAX kein Wortbestandteil ist, z.b. wird 'MAXIMUM' nicht zu '10IUM'. b) Stellen Sie die folgenden Zahlen in den jeweiligen Zahlensystemen dar: (4 P.) (binär) hex:... D5 dezimal: (dezimal) hex:... A1 A3 (hex) binär: Seite 2 von 10

3 c) Untersuchen Sie die folgenden C-Ausdrücke und geben Sie jeweils an, welcher Zahlenwert der Ergebnisvariablen zugewiesen wird. Berücksichtigen Sie dabei die Datentypen und Wertebereiche der benutzten Variablen! (6 P.) unsigned char u; char b, c=9, d=6; int f=249, g=122; double x; Operation Ergebnis u = c / d; b = c & d; b = c && d; b = c >> 1; x = c / d; x = 1.0 * c / d; x = (1.0 * c) / d; x = c / d * 1.0; x = c / (d * 1.0); u = f + d; b = f + d; b = g + d; Seite 3 von 10

4 Aufgabe 2 (8 Punkte) Betrachten Sie die Variablendefinitonen in der folgenden Tabelle (1. Spalte). Kennzeichnen Sie in der 2. Spalte, ob der jeweilige Ausdruck sowohl syntaktisch als auch inhaltlich richtig ist (= ) oder ob der fehlerhaft (= F) ist. Bitte geben Sie in der 3. Spalte die Größe des Speicherbedarf in Byte an (falls richtig) bzw. eine stichwortartige Begründung (falls falsch). (8 P.) Definition F Speicherbedarf in Byte (bei ) Begründung (bei F) int breakpoint = 1; 4 Byte char marker = '3'; float 5f_t = -5.0; float *f = 3.14; F F 1 Byte Ein Variablenname darf nicht mit einer Ziffer beginnen. Einer Pointervariablen kann keine Gleitkommazahl zugewiesen werden. char *p[] = "Otto"; 9 Byte char *p = "Otto"; 9 Byte const int I = 33; 4 Byte double *d[10]; 40 Byte Seite 4 von 10

5 Aufgabe 3 (10 Punkte) Gegeben sei folgende Funktion: int unbekannt(int n) int i, ergebnis=0; A B C for (i=1; i<=n; i++) ergebnis += i; return ergebnis; a) Was wird durch die Funktion unbekannt( ) für positive Eingabewerte (n>0) berechnet? (2. P.) Die... Summe der natürlichen Zahlen... von 0 bis n. b) Welches Ergebnis liefert die Funktion unbekannt( ) für den Eingabewert n=0? (1 P.) Seite 5 von 10

6 c) Welches Ergebnis liefert die Funktion unbekannt( ) für negative Eingabewerte (n<0)? (1 P.) d) Markieren Sie in der for-schleife der Funktion unbekannt( ) die Initialisierung (A), die Laufbedingung (B) und das Inkrement (C). (2 P.) Siehe Seite 5 oben. e) Implementieren Sie die for-schleife der Funktion unbekannt( ) als while-schleife mit gleicher Funktionalität. (4 P.)... i = 1; while (i <= n) ergebnis += i; i++;... Seite 6 von 10

7 Aufgabe 4 (15 Punkte) Das Array zahlen enthält 10 verschiedene positive ganze Zahlen: zahlen: a) Schreiben Sie ein komplettes C-Programm, das das Array mit dem Namen zahlen als Array definiert, die einzelnen Felder direkt initialisiert und anschließend zeilenweise die Elemente des Arrays ausgibt: Element 1: Wert = 17 Element 2: Wert = Element 10: Wert = 14 Bitte achten Sie auf ein syntaxfehlerfreies Programm. (4 P.) à Zusatzblatt verwenden b) Schreiben Sie ein Unterprogramm get_min( ), das den kleinsten Wert im Array zahlen bestimmt und an das aufrufende Programm zurückgibt. Das Unterprogramm get_min( ) soll nicht nur Zahlenarrays mit genau 10 Elementen verarbeiten können, sondern alle Zahlenarrays, die mindestens 1 Element enthalten. (4 P.) àzusatzblatt verwenden Seite 7 von 10

8 c) Wie lautet der Prototyp des Unterprogramms get_min( )? (2 P.) int get_min (int werte[], int anz); auch richtig, wenn auch nicht "schön": int get_min (int *werte, int anz); d) Kennzeichnen Sie in Ihrem Unterprogramm get_min( ) alle lokalen Variablen und geben deren Größe in Byte an. (2 P.) Siehe Lösung von Teilaufgabe 4b). e) Mit welcher Anweisung kann die unter b) definierte Funktion get_min( )im Hauptprogramm aufgerufen werden? (1 P.)... int minimum;... minimum = get_min(zahlen, 10);... f) Angenommen, das Unterprogramm Funktion get_min( )soll nicht nur die kleinste Zahl des Arrays an das aufrufende Programm übergeben, sondern zusätzlich noch die größte Zahl im Array. Welche Möglichkeiten gibt es, diese beiden Werte (ohne Verwendung globaler Variablen) an das aufrufende Programm zurückzugeben? (2 P.) a) Struktur als ückgabewert, wobei das Minimum und das Maximum Komponenten der Struktur sind. b) Übergabe von Minimum und Maximum per eferenz. Seite 8 von 10

9 Aufgabe 5 (11 Punkte) Gegeben ist der folgende Ausschnitt aus einem Programm: #define Z 5 #define S 10 double matrix[z][s]; double *pm0, *pm; pm0 = &matrix[0][0]; a) Wieviele Bytes werden zur Speicherung des Arrays matrix benötigt, und wieviele Bytes für die Variable pm0? (2 P.) Speicherbedarf von matrix[z][s]: Speicherbedarf von pm0:... 4 b) Das Element matrix[0][0] ist im Speicher an der Adresse 0x0100 abgelegt. An welcher Adresse befindet sich das Element matrix[0][5]? (1 P.) Adresse von matrix[0][5]: 0x *8 = 0x128 (oder *8 = ) c) Ergänzen Sie den folgenden C Ausdruck so, dass pm auf das Element matrix[i][j] zeigt. Formulieren Sie den Ausdruck unter Verwendung von Zeigerarithmetik. (2 P.) i * S + j pm = pm ; Seite 9 von 10

10 d) Geben Sie den zulässigen Wertebereich für i und j beim Zugriff auf das Matrixelement matrix[i][j] an. (2 P.) Wertebereich für i... 0 <= i < 5 Wertebereich für j... 0 <= j <10 e) Welche Auswirkung hat die Zuweisung matrix[3][10] = 3.10; (2 P.)... Dieselbe Auswirkung wie matrix[4][0] = 3.10;... f) Kann man als Adresse des Elements matrix[0][0] auch die Adresse 0x102 annehmen (anstatt 0x100 wie in Teilaufgabe 5b)? Bitte begründen Sie Ihre Antwort. (2 P.) Nein. Die Matrix enthält Elemente vom Typ double. Die Adresse einer Variablen muss immer ein Vielfaches ihrer Länge sein, bei double-variablen also ein Vielfaches von 8. 0x102 = ist kein Vielfaches von 8 und geht daher nicht. Seite 10 von 10

11 Lösung zu Aufgabe 4 der Klausur vom WS2017/18 #include <stdio.h> Teilaufgabe 4c) int get_min(int werte[], int anz); Teilaufgabe 4a) int main(void) int zahlen[10] = 17, 10, 33, 28, 4, 19, 12, 51, 42, 14; int i; int minimum; Für Teilaufgabe 4e) for (i = 0; i < 10; i++) printf("element %d: Wert = %d\n", i + 1, zahlen[i]); Teilaufgabe 4e) minimum = get_min(zahlen, 10); Nicht mehr Bestandteil der Aufgabenstellung, nur zur Kontrolle: printf("\ngefundenes Minimum: %d\n\n", minimum); return 0;

12 Teilaufgabe 4b) int get_min(int werte[], int anz) int ergebnis; int i; ergebnis = werte[0]; for (i = 1; i < anz; i++) if (werte[i] < ergebnis) ergebnis = werte[i]; return ergebnis; Teilaufgabe 4d) int get_min(int werte[], int anz) werte: 4 Byte (Pointer), anz: 4 Byte (int) int ergebnis; 4 Byte (int) int i; 4 Byte (int) Wichtiger Hinweis: Es ist natürlich auch möglich, im Hauptprogramm das array zahlen als unsigned int zahlen[10] = zu definieren und Teilaufgabe 4c): unsigned int get_min(unsigned int werte[], int anz);