Einführung in die C++ Programmierung für Ingenieure

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1 Einführung in die C++ Programmierung für Ingenieure MATTHIAS WALTER / JENS KLUNKER Universität Rostock, Lehrstuhl für Modellierung und Simulation 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 1 / 12

2 Inhaltsverzeichnis Allgemein For-Schleife While-Do-Schleife Do-While-Schleife 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 2 / 12

3 Allgemein Bedeutung: - Wiederholung von Anweisungen - Abhängig vom Wahrheitsgehalt eines logischen Ausdrucks (Bedingung) - Solange Bedingung erfüllt ist werden die Anweisungen innerhalb der Schleife ausgeführt 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 3 / 12

4 For-Schleife: Eigenschaften und Aufbau Festgelegte Anzahl von Wiederholungen Aufbau: Startwert, Abbruchbedingung, Schrittweite (Ausführung des Anweisungsblocks bis Bedingung erfüllt) Definition der Laufvariable (im Bezug der Schleife): - innerhalb: Laufvariable nur verwendbar innerhalb der Schleife - außerhalb: Verwendung innerhalb und außerhalb der Schleife for (Laufvariable=Startwert; Bedingung; Schrittweite) Anweisungsblock 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 4 / 12

5 For-Schleife: Anwendung Definition von i innerhalb des kopfes for (int i = 0; i<100; i++) {... } Definition von i außerhalb des kopfes int i; for (i = 0; i<=100; i++) {... } Verschachtelung von Zählschleifen for (int i = 0; i<100; i++) { for (int j = 0; j<=i; j++) {... } } 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 5 / 12

6 While-Do-Schleife: Eigenschaften und Aufbau wiederholt Anweisungen, solange eine festgelegte Bedingung erfüllt ist. while (Bedingung) Anweisungsblock 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 6 / 12

7 While-Do-Schleife: Anwendung While-Schleife mit logischem Ausdruck while(i<100) {... ; i++; } While-Schleife mit kombiniertem logischem Ausdruck while((i<100)&&(j<100)) {... ; i++; j++; } Verschachtelte While-Schleife while(i<100) { while(j<100) {... ; j++; } i++; } 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 7 / 12

8 Do-While-Schleife: Eigenschaften und Aufbau Programmablauf: Anweisung Überprüfung der Bedingung do while (Bedingung) Anweisungsblock 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 8 / 12

9 Do-While-Schleife: Anwendung Do-While-Schleife mit logischem Ausdruck do {... ; i++; } while(i<100) Do-While-Schleife mit kombiniertem logischem Ausdruck do {... ; i++; j++; } while((i<100)&&(j<100)) Verschachtelte Do-While-Schleife do { do {... ; j++; } while(j<100) i++; } while(i<100) 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 9 / 12

10 Übungen 1. Newton Verfahren Schreibe ein Programm, welches mit Hilfe des Newton-Verfahrens die Nullstellen der Funktion f (x) = 0.5 (x + 1) 3 + x 2 + x + 2 bestimmt. Erstelle hierfür 3 Versionen des Programms. Jede Version soll eine anderen aufbau besitzen (for,while,do-while). Der Startwert x 0 sowie ein Abbruchkriterium ɛ sollen vom Benutzer eingegeben werden. Hinweis: Nullstellenberechnung nach dem Newton-Verfahren x n+1 = x n f (x n ) f mit (x n ) x n+1 x n < ɛ 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 10 / 12

11 Übungen 2. Numerische Integration Schreibe ein Programm, dass numerisch den Flächeninhalt der Parabel f (x) = x 2 im Intervall 1 x 2 mittels Ober- und Untersumme (Rechteckregel) Trapezregel: Q(f ) = (b a)/2 (f (a) + f (b)) bestimmt. Die Anzahl an Iterationen soll frei wählbar sein. Verwende zuerst die for-schleife und danach die while-do Schleife. 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 11 / 12

12 Übungen 3. Primzahlen Schreibe ein Programm, dass alle Primzahlen zwischen 2 und einer vom Benutzer eingegebenen Obergrenze berechnet und ausgibt. Benutze für den Algorithmus die Modulo-Division. Hinweis: Eine Primzahl ist nur durch 1 oder sich selbst teilbar. 16. November 2012 c 2012 UNIVERSITÄT ROSTOCK FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND MARINE TECHNOLOGY 12 / 12