Programmieren in C / C++ Grundlagen C 2

Transkript

1 Programmieren in C / C++ Grundlagen C 2 Hochschule Fulda FB AI Wintersemester 2016/17 Peter Klingebiel, HS Fulda, FB AI

2 Anweisung / Ausdruck 1 Programm setzt sich aus vielen Anweisungen (Zuweisungen, Vergleichen, Operationen, Funktionsaufrufen, usw.) zusammen Anweisung (statement) im strengen Sinn in C unbekannt Anweisung hat kein verwertbares Ergebnis Beispiel: Zuweisung in Pascal, Ada, integer i; i := 123; Variable i hat nach Zuweisung den Wert 123, die Zuweisung selbst ist allerdings nicht weiter auswertbar! Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 2

3 Anweisung / Ausdruck 2 C kennt keine Anweisungen (statements), sondern nur Ausdrücke (expressions) Ausdruck hat einen Wert (wie in Assembler!) Beispiel: Zuweisung in C int i; i = 4711; Zuweisung kann auch ausgewertet werden: int a, b, c, i, j; a = b = c = 3; if(i = 4711)... while(j = 1)... Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 3

4 Anweisung / Ausdruck 3 Ausdruck Gültige Kombination von Konstanten, Variablen, Operatoren Operatoren, Funktionsaufrufen Reihenfolge der Auswertung Vorrangregeln der Operatoren legen Reihenfolge der Auswertung implizit fest Klammern ( ) legen Vorrangregeln explizit fest Sind Vorrangregeln nicht eindeutig Reihenfolge der Auswertung nicht definiert Compiler kann Ausdrücke / Teilausdrücke effizient auswerten / optimieren Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 4

5 Datentyp short, int, long 1 Ganze Zahlen, Integerzahlen Typen short, int, long, long long Speicherbedarf maschinenabhängig short <= int <= long <= long long Heute z.b: short 16 Bit, int 32 Bit, long 64 Bit Vorzeichen signed mit Vorzeichen unsigned vorzeichenlos Konstanten, Beispiele: int a = 4711, b = -18; dezimal short x = 0x20 sedezimal (Basis 16) int y = 020; oktal (Basis 8) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 5

6 Datentyp short, int, long 2 Syntaxdiagramm Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 6

7 Datentyp short, int, long 3 Dezimal-, Sedezimal-, Binärdarstellung Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 7

8 Datentyp short, int, long 4 Operatoren / Operationen: Zuweisung = Beispiel: int i; i = 4711; Vorzeichen + - Beispiel: int j = -4711; Arithm. Op. + - * / % Beispiel: k = i + j * 3 % 8; Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 8

9 Datentyp short, int, long 5 Vergleichsoperatoren ==!= < > <= >= expr1 op expr2 int a = 3, b = 8, c = 5; a < 3 a >= b b!= 5 a == 3 a!= b b <= a + c Ergebnis: wahr 1, falsch 0 Ergebnistyp int Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 9

10 Datentyp short, int, long 6 Logische Operatoren! && Ergebnis: wahr 1, falsch 0 (Typ int) expr1 op expr2 int a = 3, b = 8, c = 5; (a < b) && (c < b) (a == b) (c >= a) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 10

11 Datentyp short, int, long 7 Bitoperatoren ~ & ^ expr1 op expr2 bzw. ~expr Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 11

12 Datentyp short, int, long 8 Bitshiftoperatoren << >> expr1 op expr2 Bits in expr1 um expr2 Bits verschoben Bsp. 1 << 2 1 um 2 Bits nach links Bsp: n >> 5 n um 5 Bits nach rechts Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 12

13 Datentyp short, int, long 9 Inkrement- / Dekrementoperatoren Linkseitiger Operator ++n --n Wert von n wird inkrementiert / dekrementiert das Resultat wird als Ergebnis geliefert Rechtsseitiger Operator n++ n-- Wert von n wird als Ergebnis geliefert Danach wird n inkrementiert / dekrementiert int a = 8, b, c, d; b = ++a; c = a--; d = --a; Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 13

14 Datentyp char 1 Einzelzeichen oder Integer 8 Bit Speicherbedarf 1 Byte (8 Bit) Konstanten, Zeichen durch ' ' geklammert char c1 = 'A', c2 = '1', c3 = '\n' Sonderzeichen mit \ beschrieben, Bsp: '\n' Zeilentrenner (NL) '\t' Tabulator (TAB) '\0' Stringende (NUL) '\"' Anführungszeichen '\\' Backslash, Fluchtzeichen Darstellung im ASCII-Code char Untertyp von Ganzzahlen int Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 14

15 Datentyp char 2 ASCII-Zeichensatz 7 Bit Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 15

16 Datentyp char 3 ASCII-Zeichensatz 8 Bit (PC, MS-DOS) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 16

17 Datentyp char 4 ANSI-Zeichensatz 8 Bit (Windows) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 17

18 Datentyp char 5 Repräsentation (ASCII): Sinnvolle Operatoren/Operationen bei char: = (Zuweisung) + - (arithm. Operationen) ==!= < > <= >= (Vergleich) Wird char als Byte (8 Bit-Integer) genutzt alle int-operationen sinnvoll Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 18

19 Datentyp char 6 Ascii-Tabelle ausgeben: ascii.c /* * ascii.c * ASCII-Tabelle 7Bit und 8Bit auf std * klin, */ #include <stdio.h> int main(void) { int c, w; Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 19

20 Datentypen float, double, long double 1 Fließkommazahlen Typen float, double, long double Speicherbedarf float < double < long double float 32 Bit, double 64 Bit, long double 128 Bit Repräsentation nach IEEE 754 Beispiel: float 32 Bit Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 20

21 Datentypen float, double, long double 2 Syntaxdiagramm Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 21

22 Datentypen float, double, long double 3 Konstanten, Beispiele: float p = 3.141, a = , b = (Obacht: 1 oder 0 int) 7.0e-3 (0.007) e2(765.43) Operatoren / Operationen: = (Zuweisung) + - (Vorzeichen) + - * / (arithm. Op.) ==!= < > <= >= (Vergleich) Vorsicht bei Vergleichsoperationen wegen Ungenauigkeiten in Darstellung (z.b. bei 0.0) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 22

23 Weitere Operatoren 1 Spezielle Zuweisungsoperatoren verkürzte Schreibweise für Operationen auf Variablen a op= b a = a op b Arithm. Operatoren: + - * / % Bitoperatoren: Beispiele: int n = 12 n -= 24 n /= 3 n <<= 3 << >> & ^ Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 23

24 Weitere Operatoren 2 Operator sizeof Ermittelt Größe von Typ / Variablen in Bytes Beispiel: long l; sl = sizeof(l) sd = sizeof(double) Beispiel: Sun Sparc 32 Bit Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 24

25 Weitere Operatoren 3 Komma-Operator, Erlaubt die Aneinanderreihung mehrerer Ausdrücke Wert = Wert des letzen Teilausdrucks Beispiel (etwas sinnlos): int a, b, c = 3; printf("%d\n", 1, b = 2, 3, c *= 4); printf("%d\n", (1, b = 2, 3, c *= 4)); Beispiel (sinnvoller): for(i = 0, j = 0, k = 1; ) Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 25

26 Weitere Operatoren 4 Bedingte Bewertung? : expr1? expr 2 : expr3 Verkürzte Formulierung von Bedingungen Auswertung Erst Auswertung von expr1 Wenn expr1 0 dann gesamter Ausdruck expr2 Sonst gesamter Ausdruck expr3 Beispiel max(a, b) und min(a, b): int a = 2, b = 4, min, max; max = (a > b)? a : b; min = (a < b)? a : b; Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 26

27 Vorrangregeln bei Operatoren Operatorenklasse Operatoren Assoziativität Unär! ~ Von rechts nach links Multiplikativ * / % Von links nach rechts Additiv + - Von links nach rechts Shift << >> Von links nach rechts Relational < <= > >= Von links nach rechts Gleichheit ==!= Von links nach rechts Bitweise & Von links nach rechts Bitweise ^ Von links nach rechts Bitweise Von links nach rechts Logisch && Von links nach rechts Logisch Von links nach rechts Bedingte Bewertung?: Von rechts nach links Zuweisung = op= Von rechts nach links Reihung, Von links nach rechts Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 27

28 Typumwandlung in Ausdrücken 1 Automatische Typumwandlung bei unterschiedlicher Typen in Ausdrücken Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 28

29 Typumwandlung in Ausdrücken 2 Beispiel: double d = 1.1, ed; float f = 1.1, ef; int i = 1, ei; char c = 1, ec; ec = (char) (d + f + i + c); ei = (int) (d + f + i + c); ef = (float) (d + f + i + c); ed = d + f + i + c; Explizite Typumwandlung (casting) (type) expr Programmieren in C / C++ - Peter Klingebiel - HS Fulda - FB AI 29