FH Ravensburg-Weingarten Schriftlich Prüfung Programmieren

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1 FH Ravensburg-Weingarten Schriftlich Prüfung Programmieren Prof. Dr. H. Voos, Prof. Dr. M. Zeller Datum, Zeit Aufgabenblätter zugelassene Hilfsmittel, 08:00 10:00 Uhr (120 min) 15 Seiten (einschl. Deckblatt) A (s. Prüfungsplan) Studiengang Prf. Nr. Raum AI 1804 MENS IK 2138 C004 WI 4004 C004 Matrikelnummer: Hinweise: Schreiben Sie bitte Name und Matrikelnummer auf jedes Aufgabenblatt. Schreiben Sie Ihre Lösung zu den Aufgaben auf den freien Platz, direkt anschließend an die Fragestellungen. Wenn Sie zusätzliche Blätter verwenden, so schreiben Sie bitte Name und Matrikelnummer auf jedes Blatt. Schreiben Sie lesbar! Falls Sie es wünschen, dass Ihr Prüfungsergebnis auf einer Liste mit Matrikelnummern und Zensuren ausgehängt bzw. per Internet veröffentlicht wird, unterschreiben Sie bitte folgende Erklärung. Ich bin damit einverstanden, dass mein Klausurergebnis auf diese Weise veröffentlicht wird. Unterschrift: Bitte haben Sie dafür Verständnis, dass aus Gründen das Datenschutzes keine telefonischen Auskünfte gegeben werden können. Vom Prüfer auszufüllen: Aufgabe Summe Max. Punkte Punkte

2 Seite 2 (15) Vorbemerkung 1. Die Klausur ist ziemlich umfangreich. Lassen Sie sich nicht verunsichern, Sie benötigen nicht alle Punkte für die Note 1.0; Sie benötigen weniger als die Hälfte der Punkte für die Note 4,0. 2. Nur AI-Studenten: Bitte nehmen Sie sich in den nächsten Tagen ein paar Minuten Zeit und bewerten Sie die Vorlesung und das Praktikum Programmieren. Links zu den Fragebögen: Aufgabe (3 Punkte) Gegeben ist der Prototyp einer Funktion: void teststringfix (char line []) Die Funktion soll feststellen, ob in dem Array line bestimmte Buchstaben enthalten sind. Jeder Buchstabe, der in line und in der Menge {a, e, i enthalten ist, soll auf dem Bildschirm ausgegeben werden. Ist einer der Buchstaben {a, e, i mehrfach in line enthalten, so soll er auch mehrfach ausgegeben werden. Beispiel Aufruf der Funktion: teststringfix ("Weingarten"); Ausgabe: e, i, a, e, void teststringfix (char line []){ return ;

3 Seite 3 (15) 1.2 (3 Punkte) Gegeben ist der Prototyp einer zweiten Funktion: teststringflex (char line1 [], char line2 []) Die Funktion soll feststellen, welche Buchstaben in jedem der beiden Arrays enthalten sind. Jeder Buchstabe, der sowohl in line1 als auch in line2 enthalten ist, soll auf dem Bildschirm ausgegeben werden. Beispiel Aufruf der Funktion: teststringfix("weingarten", "Ravensburg"); Ausgabe: e, n, g, a, r, e, n, void teststringflex (char line1 [], char line2 []){ return ;

4 Seite 4 (15) 1.3 (3 Punkte) Schreiben Sie folgende For-Schleife in eine äquivalente While-Schleife um. For-Schleife: i n t n = 4 ; i n t bound ; double value ; bound = 7 ; for ( n = 1 ; n <= bound ; n = n + 1 ) { value = ( double ) ( n + 1) / n ; p r i n t f ( "\n dummy = %6.4 f ", value ) ; While-Schleife: while ( ) {

5 Seite 5 (15) Aufgabe 2 Eine Funktion soll den Durchschnitt und das Maximum einer Reihe von positiven ganzen Zahlen berechnen, die in dem Array numbers[] gespeichert sind. Die Zahlenreihe soll höchstens 10 positive ganze Zahlen enthalten, sie kann aber auch weniger enthalten. Nach der letzten Zahl der Zahlenreihe ist zur Kennzeichnung des Endes die Zahl -1 im Array angefügt. Das entsprechende Array zu einer Zahlenreihe mit 4 positiven Zahlen würde also beispielsweise {2, 3, 1, 5, -1 lauten. Die Endekennzeichnung soll bei der Berechnung von Durchschnitt und Maximum nicht berücksichtigt werden. Neben Durchschnitt und Maximum soll die Funktion die Zahlenreihe in umgekehrter Reihenfolge zurückliefern. Auch an diese umsortierte Zahlenreihe soll wieder die Endekennzeichnung -1 angefügt werden. Die obige Zahlenreihe würde nach der Umsortierung also {5, 1, 3, 2, -1 lauten. Die ursprüngliche Zahlenreihe soll nach dem Aufruf der Funktion im aufrufenden Programmteil in unveränderter Reihenfolge weiterhin zur Verfügung stehen. (Hinweis: Bedenken Sie, dass die ursprüngliche Zahlenreihe maximal 10 Zahlen umfasst.) Punkte Definieren Sie einen geeigneten strukturierten Datentyp (struct) für den Rückgabewert der Funktion. struct testvalues{ ;

6 Seite 6 (15) Punkte Schreiben Sie die gewünschte Funktion, indem Sie die folgende Funktionsdefinition vervollständigen. Hinweis: Schreiben Sie zunächst den Teil der Funktion, der den Durchschnitt und das Maximum berechnet auch dieser Teil gibt Punkte. Anschließend können Sie sich Gedanken machen, wie der erste Teil des Arrays in umgekehrter Reihenfolge kopiert werden kann average_and_sort(int numbers[]){ return ;

7 Seite 7 (15) Punkte Gegeben sei folgendes Programm, bestehend aus den Funktionen evaluate() und main(): #include<stdio.h> float evaluate(float *input){ float result; result = (*input) * (*(input + 2)); return result; int main(void){ float numbers[4] = {1,2,3,4; float result; float *fpointer; fpointer = &numbers[0]; result = evaluate(fpointer); printf("ergebnis ist: \%f", result); return 0; Wie lautet die Ausgabe des Programms? Begründen Sie Ihre Antwort! Hinweis für Hörer von Prof. Zeller: Sie finden eine Erklärung zur Pointer- Arithmetik in meinem Folien-Satz (Folie 83 87). Ergebnis ist: Punkte Schreiben Sie die Funktion evaluate so um, dass sie den Durchschnitt der im Array numbers enthaltenen 4 Zahlen zurückliefert. Gehen Sie dabei in der Funktion davon aus, dass numbers immer genau vier Zahlen enthält.

8 Seite 8 (15) float evaluate(float *input){

9 Seite 9 (15) Aufgabe Strukturen 3 Ein Programm zur Verwaltung von Fahrzeugen enthält folgende Datenstruktur: s t r u c t person { / B e s i t z e r e i n e s Autos / char firstname [ 3 0 ] ; char lastname [ 3 0 ] ; f l o a t s i z e ; / G r o e s s e d e s B e s i t z e r s / ; typedef s t r u c t person PERSON; s t r u c t car { char cartype [ 3 0 ] ; i n t year ; / Baujahr d e s Fahrzeugs / PERSON owner ; ; typedef s t r u c t car CAR; 3.1 (3 Punkte) Gegeben ist der Prototyp einer Funktion. float averagesize(car allcars[], int carcount, int maxyear); Das Array allcars enthält alle Fahrzeuge, die Zahl carcount enthält die Anzahl der Fahrzeuge, die in allcars gespeichert sind. Die Funktion soll die Durchschnittsgröße alle Fahrzeugbesitzer ermitteln, deren Fahrzeug im oder vor dem Jahr maxyear gebaut wurde. Vervollständigen Sie die Fuunktion. f l o a t averagesize (CAR a l l C a r s [ ], i n t carcount, i n t maxyear ) {

10 Seite 10 (15) 3.2 (4 Punkte) Die Datei cars.dat wurde mit folgenden Funktionsaufrufen beschrieben: savedcars = fwrite(allcars, sizeof(car), carcount, outfile); Schreiben Sie eine Funktion, die Daten aus dieser Datei liest. Der Prototyp der Funktion lautet: void readcars(car allcars[], int carcount, char infilename[]); Die Datensätze der Datei sollen in das Array allcars geschrieben werden. Der Parameter carcount gibt an, wieviele Datensätze gelesen werden sollen. i n t readcars (CAR a l l C a r s [ ], i n t carcount, char infilename [ ] ) { i n t readcars = 1 ; i n t i = 0 ; FILE i n F i l e ; i n F i l e = fopen (......,... ) ; readcars = fread (.....,.....,...,..... ) ; f c l o s e (..... ) ; i f ( readcars!=..... ) { p r i n t f ( "\n could not read ( a l l ) c a r s " ) ; return carcount ; 3.3 (2 Punkte) Die Funktion soll so geändert werden, dass sie die letzten drei Datensätze der Datei liest und in den ersten drei Feldern des Arrays allcars ablegt. Die Datei enthält immer mindestens drei Datensätze. Wie muss die Funktion readcars geändert werden. Hinweis: Es genügt, wenn Sie die notwendigen Änderungen beschreiben, z. B. : Vor Zeile X einfügen:..., Zeile Y ersetzen durch:.... Sie können die Funktion aber auch völlig neu schreiben.

11 Seite 11 (15) 3.4 Struktur mit Pointer Die Datenstruktur wird erweitert: s t r u c t person { char firstname [ 3 0 ] ; char lastname [ 3 0 ] ; f l o a t s i z e ; s t r u c t person previous ; / neu / ; typedef s t r u c t person PERSON; s t r u c t car { char cartype [ 3 0 ] ; i n t year ; PERSON owner ; / m o d i f i z i e r t / ; typedef s t r u c t car CAR; (5 Punkte) Gesucht ist eine Funktion, die eine Variable vom Typ PERSON an eine Variable vom Typ CAR anhängt. Eine Funktion initperson() erzeugt zunächst eine dynamische Variable vom Typ PERSON und initialisiert diese. Die Funktion void addfirstowner() hängt sie anschließend an die Variable vom Typ CAR. Die Prototypen der Funktionen lauten: PERSON initperson(char fname[], char lname[], float psize); void addfirstowner(car currentcar, char fname[], char lname[], float psize); Wird die Funktion addfirstowner() mehrfach aufgerufen, so baut sie eine Liste von Variablen vom Typ PERSON auf. Wie in Abb. 1 verdeutlicht, soll die neue Variable vom Typ PERSON jeweils unmittelbar an die Variable vom Typ CAR anhängt werden. Beispiel für die Anwendung der Funktion: i n t main ( void ) { CAR mycar = { " Admiral ", 1953, NULL ; addfirstowner (&mycar, " Maria ", "M. ", ) ; addfirstowner (&mycar, " Norbert ", "N. ", ) ; addfirstowner (&mycar, " Otto ", "O. ", ) ; : : Abb. 1 zeigt die dadurch erzeugte Datenstruktur. Ergänzen Sie die Funktionen an den mit... gekennzeichneten Stellen:

12 Seite 12 (15) mycar Admiral Otto Norbert Maria 1953 O N M NULL Abbildung 1: Ergebnis der Funktionsaufrufe von addfirstowner() PERSON i n i t P e r s o n ( char fname [ ], char lname [ ], f l o a t psize ) { PERSON currpers = (PERSON ) malloc ( ) ; i f ( ) { p r i n t f ( "\n out of memory " ) ; e x i t ( 1 ) ; strncpy ( currpers >firstname, fname, 3 0 ) ; strncpy ( currpers >lastname, lname, 3 0 ) ; currpers >s i z e = psize ; currpers >previous = NULL; return currpers ; void addfirstowner (CAR currentcar, char fname [ ], char lname [ ], f l o a t psize ) { PERSON newowner = i n i t P e r s o n ( fname, lname, psize ) ; return ;

13 Seite 13 (15) (4 Punkte) Gegeben ist die Funktion addlastowner() und die Aufrufe dieser Funktion im Hauptprogramm. Die Funktion initperson() arbeitet wie oben beschrieben. void addlastowner(car currentcar, char fname [ ], char lname [ ], f l o a t psize ) { PERSON newowner = i n i t P e r s o n ( fname, lname, psize ) ; PERSON currentowner = currentcar >owner ; i f (newowner == NULL) { p r i n t f ( "\n out of memory " ) ; e x i t ( 1 ) ; i f ( currentcar >owner == NULL) { currentcar >owner = newowner ; p r i n t f ( " W" ) ; return ; while ( currentowner >previous! = NULL) { currentowner = currentowner >previous ; p r i n t f ( " M" ) ; currentowner >previous = newowner ; return ; i n t main ( void ) { CAR mycar = { " Admiral ", 1953, NULL ; addlastowner(&mycar, " Maria ", "M. ", ) ; addlastowner(&mycar, " Norbert ", "N. ", ) ; addlastowner(&mycar, " Otto ", "O. ", ) ; : : mycar Admiral 1953 Abbildung 2: Ergebnis der Funktionsaufrufe von addlastowner() Tragen Sie die fehlenden Werte in Abb. 2 ein. Stellen Sie Pointer als Pfeile dar (wie in Abb. 1). Welche Ausgabe erzeugt das Programm, wenn der der Aufruf von initperson() stets einen Pointer zurückliefert, der nicht den Wert NULL besitzt?

14 Seite 14 (15) Aufgabe 4 Folgendes Programm mit einer rekursiven Funktion ist gegeben: #include <stdio.h> int func(int value, int limit){ if (value <= limit){ return 1; printf("\n value:\%d",value); value = func(value - 1, limit) + value; /* (1) */ printf("\n value:\%d",value); return value; int main(void){ int result; result = func(4,1); printf("\n result: \%d", result); return; 4.1 (4 Punkte) Welche Ausgabe erzeugt das Programm? Ergänzen Sie die folgenden Zeilen und erklären Sie Ihre Antwort, indem Sie den Ablauf der Funktionsaufrufe mit den jeweiligen Funktionsparametern und Rückgabewerten skizzieren. value:... value:... value:... value:... value:... value:... result:...

15 Seite 15 (15) 4.2 (3 Punkte) Nehmen Sie an, die mit (1) markierte Zeile in der obigen Funktion func() würde durch folgende Zeile ersetzt: value = func(value/2, limit) + value; Wie oft wird die Funktion aufgerufen, wenn der erste Funktionsaufruf in main() mit folgenden Werten erfolgt:... result = func(80, 3);... Begründen Sie Ihre Antwort!