Hochschule Ravensburg-Weingarten Schriftliche Prüfung Programmieren Prof. Dr. M. Zeller

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1 Hochschule Ravensburg-Weingarten Schriftliche Prüfung Programmieren Prof. Dr. M. Zeller Datum, Zeit, 08:00 09:30 Uhr (90 min) Aufgabenblätter 14 Seiten (einschl. Deckblatt) erreichbare Punktzahl 55 zugelassene Hilfsmittel A (s. Prüfungsplan) Studiengang Prf. Nr. Raum AI 3600 C109 EI 2210 C004 WI 4104 C004 Name, Vorname: 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 (14) Vorbemerkung Bei den Lösungen stehen teilweise zwei Backslashes und ein Zahl am Einde einer Zeile (z. B....\\ 0.5 ). Dies ist nicht Teil der Lösung, sondern eine Angabe zur Anzahl der Punkte, die für diese Zeile vergeben wurde. 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. Bei den gezeigten Programmen ist/sind die Zeile(n) #include... nicht abgedruckt. Dies dient nur dazu, Platz zu sparen. Gehen Sie davon aus, dass die Programme alle notwendigen Bibliotheken einbinden. Aufgabe 1 Gegeben ist folgendes Programm: int siftnegative ( float values [ ], float negvalues [ ], int len ) ; void printfloats ( float values [ ], int len ) ; int main (void){ float nums [ ] = { 2.4, 3.7, 4.1, 8.1, 0.8, 9.2, 4.9, 6.3; float negnums [ 8 ] ; int siftcount ; siftcount = siftnegative (nums, negnums, 7); p r intf ( siftcount : %d, siftcount ) ; printfloats (nums, 8); printfloats (negnums,..... ) ; return 0; Die Ausgabe lautet: siftcount: (3 Punkte) Die Funktion int siftnegative (float values [], float negvalues[], int len); verwendet drei Parameter; values: ein Array vom Basisdatentyp float negvalues: ein Array vom Basisdatentyp float

3 Seite 3 (14) len: Die Anzahl der Elemente des Arrays values, die von der Funktion verwendet werden sollen Die Funktion kopiert die negativen Zahlen, die im Array values vorkommen, in das Array negvalues. Die Funktion betrachtet nur die ersten len Werte des Arrays values. Die negativen Werte stehen im Array negvalues dicht; d.h. wenn die Funktion n Werte kopiert, stehen diese in den ersten n Feldern des Arrays negvalues. Die Funktion gibt die Anzahl der kopierten Zahlen als Rückgabewert zurück. Sie dürfen annehmen, dass das Array negvalues stets groß genug ist, um alle kopierten Werte aufzunehmen. Ergänzen Sie die Funktion siftnegative (), definieren Sie hierbei keine weiteren Variablen. int siftnegative ( float values [ ], float negvalues [ ], int len ){ int i ; int negcnt ; negcnt = 0; for ( i = 0; i < len ; i++){ if ( values [ i ] < 0){ negvalues [ negcnt ] = values [ i ] ; negcnt++; return negcnt ; 1.2 (2 Punkte) Die Funktion void printfloats(float values [], int len) gibt die ersten len Elemente des Arrays values auf dem Bildschirm aus (s. o.). Die Ausgabe beginnt dabei in einer neuen Zeile und endet mit dem Übergang in eine neue Zeile. Ergänzen Sie die Funktion printfloats(), definieren Sie hierbei keine weiteren Variablen. void printfloats ( float values [ ], int len ){ int i ; p r intf ( \n ) ; for ( i = 0; i < len ; i++){ p r intf ( %5.2 f, values [ i ] ) ; p r intf ( \n ) ; return ;

4 Seite 4 (14) 1.3 (2 Punkte) Ergänzen Sie die beiden duch... gekennzeichneten Stellen im Hauptprogramm bzw. in der Ausgaben (s. S. 2). printfloats (nums, 8); printfloats (negnums, siftcount ) ; Die Ausgabe lautet: siftcount: (2 Punkte) Ersetzen Sie die gegeben while-schleife durch eine gleichwertige for-schleife. for (k = 1; k > 10; k = k 1){ i = k i + 1;

5 Seite 5 (14) Aufgabe 2 Gegeben ist die Definition einer Funktion in drei Abschnitten: foo(x) = x 2, x für 0 x 1 Fall (1) x + 2 für x < 0 Fall (2) 0 für x > 1 Fall (3) Die Funktion liefert also zwei Werte für den Fall 0 x 1 und ansonsten einen Wert. Im Folgenden sollen Sie die Funktion auf zwei verschiedene Arten implementieren. Beide Teilaufgaben können unabhängig voneinander bearbeitet werden. 2.1 (5 Punkte) Schreiben Sie eine C-Funktion, die die Funktion f oo(x) implementiert. Die C- Funktion soll drei Parameter erhalten, der erste ist der Aufrufparameter x, die beiden anderen dienen dazu, das bzw. die Ergebniss(e) in die aufrufende Funktion zu übertragen (call-by-reference). Der Rückgabewert vom Typ int gibt an, welcher der drei oben definierten Fälle vorliegt: 1 für Fall (1), 0 für Fall (2) und -1 für Fall (3). Beispiel für einen Programmlauf: Eingabe x: 0.83 Fall 1, v1: 0.69 v2: Ergänzen Sie die Funktion foo(x) und das gegebene Hauptprogramm. int foo ( float x, float result1, float result2 ){ if ((0 <= x) && (x <= 1)){ result1 = x x ; result2 = x ; return 1; if (x < 0){ result1 = x + 2; return 0; result1 = 0; return 1; int main (void){ float value1 ; float value2 ; int range ; float x ;

6 Seite 6 (14) p r intf ( \n Eingabe x : ) ; scanf ( %f, &x ) ; range = foo (x, &value1, &value2 ) ; switch ( range ){ case 1: p r intf ( Fall 1, v1 : %5.2 f v2 : %5.2 f, value1, value2 ) ; case 0: p r intf ( Fall 2, v1 : %5.2 f, value1 ) ; case 1: p r intf ( Fall 3, v1 : %5.2 f, value1 ) ; default : p r intf ( Fehler ) ; p r intf ( \n ) ; return 0; 2.2 (5 Punkte) Schreiben Sie eine C-Funktion, die die Funktion f oo(x) implementiert. Die C- Funktion soll einen Parameter erhalten, den Aufrufparameter x. Der Rückgabewert vom Typ FOO_RESULT enhält drei Komponenten: Zwei Gleitkommanzahlen, um die Ergebniswerte aufzunehmen und eine ganze Zahl um anzuzeigen, welcher der drei oben definierten Fälle vorliegt: 1 für Fall (1), 0 für Fall (2) und -1 für Fall (3). Beispiel für einen Programmlauf: Eingabe x: 0.83 Fall 1, v1: 0.69 v2: Definieren Sie eine geeignete Datenstruktur struct foo_result und ergänzen Sie die Funktion foo(x) und das gegebene Hauptprogramm. struct f o o r e s ult { float value1 ; float value2 ; int range ; ; typedef struct f o o r e s u lt FOO RESULT; FOO RESULT foo ( float x){ FOO RESULT r esult ; if ((0 <= x) && (x <= 1)){ r esult. value1 = x x ; r esult. value2 = x ; r esult. range = 1;

7 Seite 7 (14) return r esult ; if (x < 0){ r esult. value1 = x + 2; r esult. range = 0; return r esult ; r esult. value1 = 0; r esult. range = 1; return r esult ; int main (void){ FOO RESULT r esult ; float x ; p r intf ( \n Eingabe x : ) ; scanf ( %f, &x ) ; r esult = foo (x ) ; switch ( r esult. range ){ case 1: p r intf ( Fall 1, v1 : %5.2 f v2 : %5.2 f, r esult. value1, r esult. value2 ) ; case 0: p r intf ( Fall 2, v1 : %5.2 f, r esult. value1 ) ; case 1: p r intf ( Fall 3, v1 : %5.2 f, r esult. value1 ) ; default : p r intf ( Fehler ) ; p r intf ( \n ) ; return 0;

8 Seite 8 (14) Aufgabe 3 Gegeben ist folgendes Programm und ein Ausschnitt aus der ASCII-Code- Tabelle: A:65, B:66, C:67 struct paper { char author [ 3 0 ] ; int pages ; ; typedef struct paper PAPER; void bar (PAPER test ){ p r intf ( \n author : %s, test >author ) ; test >author [ 0 ] = A ; return ; char foo (char test, PAPER apaper ){ apaper. author [ 0 ] = test ; bar(&apaper ) ; p r intf ( \n author : %s, apaper. author ) ; test = 66; return test ; int main (void){ char test = X ; PAPER testpaper = { Maier, 5 ; char sign = foo ( test, testpaper ) ; p r intf ( \n author : %s, testpaper. author ) ; p r intf ( \n sign : %c, %d, sign, sign ) ; p r intf ( \n sign : %c, test ) ; return 0; 3.1 (5 Punkte) Welche Ausgabe erzeugt das Programm? author: Xaier author: Aaier author: Maier sign: B, 66 sign: X

9 Seite 9 (14) Aufgabe 4 Gegeben ist folgendes Programm: #define STR SIZE 30 struct student { int mnum; char name [ STR SIZE ] ; struct student followup ; ; typedef struct student STUDENT; struct course { char name [ STR SIZE ] ; int capacity ; STUDENT participants ; ; typedef struct course COURSE; STUDENT createstudent ( int matnum, char name [ ] ) ; void printcourse (COURSE course ) ; void printstudent (STUDENT stud, int num) ; FILE openstudfile (char name [ ] ) ; int savestud (STUDENT stud, FILE stream ) ; STUDENT readstud (FILE stream ) ; int main(void){ FILE studfile ; STUDENT tmpstud ; STUDENT stud1 = createstudent (1001, Paul ); STUDENT stud2 = createstudent (2002, Beate ); STUDENT stud3 = createstudent (3003, Linda ); STUDENT stud4 = createstudent (4004, Heinz ); COURSE courseginf = { GINF, 15, stud3 ; stud1 >followup = stud4 ; stud2 >followup = NULL; stud3 >followup = stud1 ; stud4 >followup = stud2 ; printcourse ( courseginf ) ; studfile = openstudfile ( ginfstud. dat ); savestud ( stud1, studfile ) ; savestud ( stud2, studfile ) ; savestud ( stud3, studfile ) ; savestud ( stud4, studfile ) ; fseek ( studfile, sizeof (STUDENT) 4, SEEK END) ; tmpstud = readstud ( studfile ) ; printstudent (tmpstud, 0); f c l o s e ( studfile ) ; return 0;

10 Seite 10 (14) 4.1 (2 Punkte) Die Funktion createstudent() legt eine neue dynamische Variable vom Typ STUDENT an. Anschließend belegt Sie die Komponenten der Variable mit den Werten, die sie als Parameter erhalten hat. Ergänzen Sie die Funktion an den mit... markierten Stellen: STUDENT createstudent ( int matnum, char name [ ] ) { STUDENT astudent = (STUDENT ) malloc ( sizeof (STUDENT));\\ 0.5 if ( astudent == NULL){ \\ 0.5 return NULL; astudent >mnum = matnum; \\ 0.5 strncpy ( astudent >name, name, STR SIZE); \\ 0.5 return astudent ; 4.2 (5 Punkte) Die nebenstehende Abbildung veranschaulicht die Ausgabe der Funktion printcourse(). Ergänzen Sie die Funktionen printcourse() und printstudent(), so dass die Daten im vorgegebenen Format angezeigt werden. Die Datenstruktur darf dabei nicht verändert werden. Definieren Sie keinen zusätzlichen Variable. Course:..., Capacity Stud: XXX, YYY 2. Stud: Laufende Nummer void printstudent (STUDENT stud, int num){ printf ( \n %d., num) ; \\ 0.5 printf ( Stud : %5d,, stud >mnum);\\ 0.5 printf ( %s, stud >name ) ; \\ 0.5 return ; Matrikelnummer (mnum) void printcourse (COURSE course ){ i nt studcount ; STUDENT currstud = course. participants ; \ \ 0.5 studcount = 1; \\ 0.5 printf ( \n Course : %s, Capacity : %3d, course. name, course. capacity );\\0.5 while( currstud!= NULL){ \\ 0.5 printstudent ( currstud, studcount ) ; \\ 0.5 studcount++; \\ 0,5 currstud = currstud >followup ; \\ 0.5 return ; Name 4.3 (4 Punkte) Welche Ausgabe erzeugt das Programm?

11 Seite 11 (14) Course: GINF, Capacity: 15 \\ Stud: 3003, Linda \\ : 2. Stud: 1001, Paul \\ : 3. Stud: 4004, Heinz \\ Stud: 2002, Beate \\ : 0. Stud: 1001, Paul \\ (3 Punkte) Die folgenden Ausdrücke bezeichnen entweder einen Datentyp oder eine Variable. Kreuzen Sie jeweils an, ob es sich bei dem Ausdruck um einen Typ oder um eine Variable handelt. Wenn es sich um eine Variable handelt, so geben Sie auch den Typ der Variablen an. Ausdruck Typ Variable wenn Variable, welcher Typ? struct course X course.participants X STUDENT * stud1->followup X STUDENT * STUDENT * X 4.5 (2 Punkte) Die Funktion openstudfile() soll eine Datei öffnen. Dabei soll der Inhalt der Datei erhalten bleiben; es soll nur an das Ende der Datei geschrieben werden können. Wenn die Datei nicht geöffnet werden kann, soll sich das Programm beenden. Ergänzen Sie die Funktion an den mit... markierten Stellen: FILE openstudfile (char filename [ ] ) { FILE studfile = fopen ( filename, a+b ) ; \\ 0.5, 1 if ( studfile == NULL){ \\ 0.5 exit ( 1); return studfile ;

12 Seite 12 (14) 4.6 (2 Punkte) Die Funktion savestud() soll die Werte einer Varaiblen vom Typ STUDENT in eine Datei schreiben. Ergänzen Sie die Funktion an den mit... markierten Stellen: int savestud (STUDENT student, FILE studfile ){ int res = fwrite ( student, sizeof (STUDENT), 1, studfile ) ; \\ 2 return res ; 4.7 (3 Punkte) Die Funktion readstud() soll die Werte einer Varaiblen vom Typ STUDENT aus einer Datei lesen. Mit diesen Werten soll eine neue dynamische Variable vom Typ STUDENT angelegt werden. Die Funktion gibt im Erfolgsfall einen Pointer auf die neue dynamische Variable zurück. Im Fehlerfall gibt sie NULL zurück. Ergänzen Sie die Funktion an den mit... markierten Stellen: STUDENT readstud(file studfile ){ STUDENT tmpstud ; STUDENT resstud ; int res = fread(&tmpstud, sizeof (STUDENT), 1, studfile ) ; \\ 0.5, 1 if ( res!= 1){ \\ 0.5 return NULL; resstud = createstudent (tmpstud.mnum, tmpstud. name ) ; \\ 0.5, 0.5 return resstud ;

13 Seite 13 (14) Aufgabe 5 Gegeben ist folgendes Programm: void foo ( int number){ int test = number % 3; if (number <= 1){ return ; p r intf ( \n number : %3d, number ) ; switch ( test ){ case 0: foo (number 1); case 1: foo (( number + 2) / 3); case 2: foo (number 1); default : return ; return ; int main (void){ foo (16); return 0; 5.1 (5 Punkte) Welche Ausgabe erzeugt das Programm? Ergänzen Sie die folgenden Zeilen an den mit... gekennzeichneten Stellen. number: 16 number: 6 number: 5 number: 4 number: 2

14 Seite 14 (14) 5.2 (5 Punkte) Gegeben ist die Definition einer rekursiven Funktion foobar(p,k) mit p,k R: k für p <= 2 foobar(p,k) = p für k <= 2 p > 2 foobar(p/2,k) + foobar(p,k/2) für k > 2 p > 2 Schreiben Sie eine rekursiven Funktion in C, die die Funktion f oobar() realisiert. float foobar ( float p, float k){ float foobar ( float p, float k){ float r esult ; if (p <= 2){ return k ; if (k <= 2){ return p ; r esult = foobar (p/2, k) + foobar (p, k /2); return r esult ;