Propädeutikum. Dipl.-Inf. Frank Güttler

Transkript

1 Propädeutikum 2015

2 Vorbereitungskurs Informatikstudium Erfolgreich Studieren Programmieren (C-Kurs) Universität Leipzig Institut für Informatik Technische Informatik 2

3 Überblick Kapitel 13 Präprozessor Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen 3

4 Kapitel 13 Präprozessor 4

5 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor Wird aufgerufen bevor Compiler Programm kompiliert Wird durch Direktiven gesteuert Einleitung mit # Fortführung über mehrere Zeilen mit \ Beispiel #include <stdio.h> Aufgaben 1. Einfügen weiterer Deklarationen und Quellen 2. Makrodefinition und Makroersetzung 3. Bedingte Kompilierung 4. Setzen von Compileroptionen 5

6 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Einfügen Syntax #include <Dateiname> #include Dateiname Semantik <> fügt Dateien aus dem Systempfad ein fügt Dateien unterhalb des aktuellen oder manuell angegeben Suchpfades ein Beispiel #include <stdio.h> #include libs/libbool.h 6

7 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Einfügen Beispiel // main.c #include kreis.h... // kreis.h float umfang(float radius); float flaeche(float radius); float umfang(float radius); float flaeche(float radius);... 7

8 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Makros Syntax 1. #define Makroname Ersatztext 2. #define Makroname(a1,...,an) Ersatztext 3. #undef Makroname Semantik 1. Bei jedem auftreten von Makroname im Quelltext wird der Ersatztext eingesetzt 2. Parametrisierung möglich 3. Löschen des Makros Zweck Abkürzung häufig benutzter Zeichenfolgen Benennung von symbolischen Konstanten 8

9 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Makros Beispiel // main.c #define PI float pi = PI; float pi = ; 9

10 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Makros Beispiel // main.c #define SQUARE(a) (a * a) int quadrat = SQUARE(2); int quadrat = (2 * 2); quadrat == 4 10

11 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Makros Beispiel Achtung! // main.c #define SQUARE(a) (a * a) int quadrat = SQUARE(2-1); int quadrat = (2-1 * 2-1); quadrat == 1 quadrat == -1 11

12 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor - Makros Beispiel Besser // main.c #define SQUARE(a) ((a) * (a)) int quadrat = SQUARE(2-1); int quadrat = ((2-1) * (2-1)); quadrat == 1 12

13 Präprozessor Bedingte Kompilierung Kapitel 13 - Präprozessor Syntax #if Bedingung_1 Programmstück_1 #elif Bedingung_2 Programmstück_2... #else Programmstück_n #endif #if defined(makroname) #if!defined(makroname) #ifdef Makroname #ifndef(makroname) Semantik Bestimmung ob Teile des Programms übersetzt werden elif-zweig darf mehrmals vorkommen else-zweig darf höchstens einmal vorkommen endif muss angegeben werden 13

14 Präprozessor Bedingte Kompilierung Kapitel 13 - Präprozessor Beispiel // main.c #if defined(windows) dowindowsspecificstuff(); #elif defined(unix) dounixspecificstuff(); #else donothing(); #endif int main(void) donothing(); 14

15 Präprozessor Bedingte Kompilierung Kapitel 13 - Präprozessor Beispiel // main.c #define WINDOWS #if defined(windows) dowindowsspecificstuff(); #elif defined(unix) dounixspecificstuff(); #else donothing(); #endif int main(void) dowindowsspecificstuff(); 15

16 Präprozessor Bedingte Kompilierung Kapitel 13 - Präprozessor Beispiel // main.c #define WINDOWS #undef WINDOWS #if defined(windows) dowindowsspecificstuff(); #elif defined(unix) dounixspecificstuff(); #else donothing(); #endif int main(void) donothing(); 16

17 Kapitel 13 - Präprozessor Präprozessor Weiteres Compileroptionen #pragma Compilerspezifische Optionen #error Fehlerbeschreibung #warning Warnung Teilweise vom Compiler abhängig! 17

18 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen 18

19 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Gültigkeit Gültigkeit Bestimmt Zugreifbarkeit auf ein Objekt Funktionen per se in allen Modulen gültig Variablengültigkeit abhängig von Speicherklasse Modul, Funktionen, Blöcke Änderung durch Schlüsselwörter (Qualifizierer) static, extern 19

20 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Gültigkeit Beispiel int i = 10; // Globale Variable void func(void) // Globale Funktion int i = 5; // Lokale Variable, globale Variable verdeckt int i = 20; // i = 20 i++; // i = 21 i++; // i = 6 // i = 10 20

21 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Gültigkeit Beispiel // quadrat.c float umfang(float hoehe, float breite) return 2*(hoehe+breite); // kreis.c #define PI float umfang(float radius) return 2*radius*PI; -> Funktionen sind modulübergreifend gültig! gcc quadrat.c kreis.c Linker-Fehler error: multiple definition of umfang 21

22 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Gültigkeit Beispiel // quadrat.c static float umfang(float hoehe, float breite) return 2*(hoehe+breite); // kreis.c #define PI static float umfang(float radius) return 2*radius*PI; -> Bei globalen Variablen analog. gcc quadrat.c kreis.c Keine Fehler Funktionen sind jetzt nur im eigenen Modul gültig. 22

23 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Speicherklassen Speicherklasse (bei Variablen) Bestimmt Lebensdauer von Variablen static Hat bei lokalen Variablen spezielle Bedeutung -> Variable behält Gültigkeit auto lokale Variablen implizit auto ( int i; entspricht auto int i; ) Variablen existieren nur in einem Block veraltet, wird nie gebraucht register Compiler soll Variable im Prozessor-Register ablegen Sind implizit automatic veraltet, da Compiler selbst optimieren 23

24 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Speicherklassen Beispiel // main.c void func(void) int i = 0; i++; for (int j=0; j<5; j++) func(); Durchlauf i (am Ende von func)

25 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Speicherklassen Beispiel // main.c void func(void) static int i = 0; i++; for (int j=0; j<5; j++) func(); -> Statische Variablen bleiben über Funktionsaufrufe hinweg erhalten! Durchlauf i (am Ende von func)

26 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Typqualifizierer Typqualifizierer Attribute zur Festlegung der Art des Speicherzugriffs const Für unveränderliche Variablen Muss bei Deklaration belegt werden (initialisiert) Variablen können vom Compiler in gesondertem Speicherbereich abgelegt werden volatile Mitteilung an Compiler: Objekt kann durch externe Einflüsse geändert werden (Multiprozessorsystem) Compiler verwendet keine Optimierungen Compiler greift jedes mal über Speicher darauf zu 26

27 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Typqualifizierer Beispiel int const global = 10; // Globale Variable, konstant i = 5; // Fehler, i ist konstant. int const j; /* Fehler, da konstante Variablen später nicht mehr geändert werden können, müssen sie bei der Deklaration initialisiert werden. */ int const k = 1; // Korrekt const int l = 1; // Auch korrekt, obere Variante aber besser. // Warum? Sehen wir später bei Zeigern. k = 2; // Fehler, k ist constant. char volatile m; // Kann sich außerhalb des Programms ändern. volatile char m; // Auch möglich, siehe oben bei const. char const volatile m; // Kann sich nur außerhalb des Programms ändern. 27

28 Kapitel 14 Gültigkeit und Speicherklassen Für Interessierte Übersicht der Speicherklassen Speicherklasse Gültigkeit Lebensdauer automatische Initialisierung auto Block Block nein register Block Block nein extern Programm Programm ja static (Block) Programm Programm ja static (Extern) Modul Programm ja 28

29 Viel Erfolg! Propädeutikum Bis morgen! 2015