Vorlesung 6: Operatoren, Logische Ausdrücke

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1 Vorlesung 6: Operatoren, Logische Ausdrücke Inhalt Organisatorisches Offene Übungen Operatoren Logische Ausdrücke Dr. J. Raimann 1

2 Offene Übungen (durch Tutoren betreut) montags 1. und 2. Block (8.15 Uhr Uhr) in Raum 250, in der Mittagspause und im 4. Block (13.15 Uhr bis Uhr) in Raum 249 und im 5. Block (16.00 Uhr bis Uhr) in Raum 236 dienstags Block in Raum 236 mittwochs 1. und 2. Block in Raum 250 donnerstags und 4. Block in Raum 249 freitags im 2. Block (10.00 Uhr bis Uhr) in Raum 236, freitags im 3. und 4. Block in Raum 250 Inhalt (1) Operatoren Stelligkeit von Operatoren Postfix-Operatoren Präfix-Operatoren Klassifikation nach Wirkungsweise Auswertungsreihenfolge Assoziativität Arithmetische Operatoren Dr. J. Raimann 2

3 Inhalt (2) Zuweisungsoperatoren Vergleichsoperatoren Logische Operatoren Bit-Operatoren Sonstige Operatoren Operatoren Durch Verknüpfung von Operanden mit Operatoren entstehen komplexe Ausdrücke (z.b. x + y) In C gibt es die folgenden Operatoren: Dr. J. Raimann 3

4 Stelligkeit von Operatoren Es gibt einstellige (unäre) Operatoren (z.b. ++), die nur 1 Operand benötigen zweistellige (binäre) Operatoren (z.b. +, *, -, /) einen 3-stelligen (ternären) Operator: Bedingungsoperator? Klassifikation nach Wirkungsweise Arithmetische Operatoren (z.b. +, -) Logische Operatoren (z.b. && = UND, = ODER,! = NICHT) Zuweisungsoperatoren (z.b. =, +=, -=) Vergleichsoperatoren (z.b. ==, <, >) Dr. J. Raimann 4

5 Arithmetische Operatoren einstellige arithmetische Operatoren z.b. a++, --a (a++ bedeutet: a=a+1 oder auch a+=1) (a-- bedeutet: a=a-1 oder auch a-=1) zweistellige arithmetische Operatoren z.b. a + b, a % b Zuweisungsoperatoren - der einfache Zuweisungsoperator: a = b sowie die kombinierten Zuweisungsoperatoren - Additions-Zuweisungsoperator: a += b - Subtraktions-Zuweisungsoperator: a -= b - Multiplikationszuweisungsoperator: a *= b - Divisions-Zuweisungsoperator: a /= b - Festwert-Zuweisungsoperator: a %= b - Bitweises-UND-Zuweisungsoperator: a &= b - Bitweises-ODER-Zuweisungsoperator: a = b - Bitweises-Exklusives-ODER-Zuweisungsop: a ^= b - Linksschiebe-Zuweisungsoperator: a <<= b - Rechtsschiebe-Zuweisungsoperator: a >>= b Dr. J. Raimann 5

6 Postfix-Operatoren #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main (void) { int i = 3; printf ("%d\n", i++) ; /* Der Rueckgabewert von i++ ist 3 */ /* 3 wird ausgegeben */ /* i wird im Nebeneffekt auf 4 erhoeht */ printf ("%d\n", i); /* 4 wird ausgegeben */ system("pause"); Präfix-Operatoren #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main (void) { int i = 3; printf ("%d\n", ++i) ; /* Der Rueckgabewert von ++i ist 4 */ /* 4 wird ausgegeben */ /* i wird im Nebeneffekt auf 4 erhoeht */ printf ("%d\n", i); /* 4 wird ausgegeben */ system("pause"); Dr. J. Raimann 6

7 Vergleichsoperatoren - Gleichheitsoperator: == - Ungleichheitsoperator:!= - Größeroperator: > - Kleineroperator: < - Größergleichoperator: >= - Kleinergleichoperator: <= Rückgabewert: 0 = falsch oder 1 = wahr Bsp. Vergleichsoperatoren printf ("Der Wert des Ausdruckes l + 2 == 3 ist: %d", l + 2 == 3); Ergebnis: Der Wert des Ausdruckes == 3 ist: 1 d.h. wahr Dr. J. Raimann 7

8 Auswertungsreihenfolge 1. Wie in der Mathematik werden als erstes Teilausdrücke in Klammern ausgewertet. 2. Dann werden Ausdrücke mit unären Operatoren ausgewertet. Unäre Operatoren werden von rechts nach links angewendet. Dies bedeutet, dass 2.1 zuerst die Postfix-Operatoren auf ihre Operanden 2.2 und dann die Präfix-Operatoren auf ihre Operanden angewendet werden. 3. Abschließend werden Teilausdrücke mit mehrstelligen Operatoren gemäß einer definierten Reihenfolge - ausgewertet. Assoziativität bei der Auswertung von Ausdrücken spielt auch noch die sogenannte Assoziativität eine Rolle. Hierunter versteht man die Reihenfolge wie Operanden und Operatoren verknüpft werden, wenn mehrstellige Operatoren der gleichen Priorität miteinander verkettet sind. Beispiel: a - b + c => Wegen der Linksassoziativität von und + wird zuerst a-b und dann + c ausgewertet Dr. J. Raimann 8

9 Logische Operatoren - Logisches UND: && - Logisches ODER: - Logisches NICHT:! Logische UND-Verknüpfung A B A&&B falsch falsch falsch falsch wahr falsch wahr falsch falsch wahr wahr wahr - Beispiel: 3 > 5 && 7 > 4 ist falsch falsch wahr 3 < 5 && 7 > 4 ist wahr wahr wahr Dr. J. Raimann 9

10 Beispiel: Logische UND-Verknüpfung #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int zahl; printf("geben Sie einen Wert zwischen 10 und 20 ein: "); scanf("%d", &zahl); if( (zahl >= 10) && (zahl <= 20) ) printf("danke fuer die Eingabe! \n"); else printf("falsche Eingabe! \n"); system("pause"); Logische ODER-Verknüpfung A B A B falsch falsch falsch falsch wahr wahr wahr falsch wahr wahr wahr wahr - Beispiel: 3 < 5 7 < 4 ist wahr wahr falsch Dr. J. Raimann 10

11 Beispiel: Logische ODER-Verknüpfung #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int zahl1, zahl2; printf("bitte Zahl 1 eingeben: "); scanf("%d", &zahl1); printf("bitte Zahl 2 eingeben: "); scanf("%d", &zahl2); if( (zahl1 == 0) (zahl2 == 0) ) printf("fehler: Einer der Werte ist gleich 0!!! \n"); else printf("%d/%d = %f \n", zahl1, zahl2, (float)zahl1/zahl2); system("pause"); Logisches NICHT A!A wahr falsch falsch wahr Dr. J. Raimann 11

12 Logische UND-Schaltung Quelle: IT-Handbuch für Fachinformatiker von Sascha Kersken Die Und-Schaltung lässt sich durch Reihenschaltung der beiden Schalter realisieren. Die Schalter entsprechen dabei den beiden Werten, die miteinander verknüpft werden sollen. Ein geöffneter Schalter steht für 0, ein geschlossener bedeutet 1. Die Lampe zeigt das Ergebnis an: Bei einer Reihenschaltung leuchtet sie natürlich nur dann, wenn beide Schalter geschlossen sind. Logische ODER-Schaltung Wenn die beiden Schalter parallel zueinander gesetzt sind, erhält man eine Oder- Schaltung: Es genügt, dass einer der beiden Schalter geschlossen ist, um die Lampe zum Leuchten zu bringen. Dr. J. Raimann 12

13 Logische NOT-Schaltung Bei der NOT-Schaltung wird der Eingangswert verneint. Sie wird realisiert, indem der Transistor mit einem Widerstand gekoppelt wird. s = source, Emitter d = drain, Kollektor g =gate, Steuerungseingang Bit-Operatoren - UND-Operator für Bits: & - ODER-Operator für Bits: - Exklusives-ODER-Operator für Bits: ^ - Negationsoperator für Bits: ~ und die beiden Shift-Operatoren für Bits: - Rechtsshift-Operator: >> - Linksshift-Operator: << Dr. J. Raimann 13

14 Bsp. Bit-Operatoren anwendbar sind diese Operatoren nur für ganzzahlige Datentypen Bit-Operationen finden auf allen Bits der Operanden statt. Es werden jeweils die Bits der entsprechenden Positionen miteinander verknüpft. Beispiel &: 14 & 1 = 1110 & 0001 = 0000 (dezimal: 0) Beispiel : 14 1 = = 1111 (dezimal: 15) Beispiel: Bitweise UND-Verknüpfung #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int x=14; printf("x=%d\n",x); x= x&1; printf("x=%d\n",x); /* x=0 */ system("pause"); Dr. J. Raimann 14

15 Beispiel: Bitweise ODER-Verknüpfung #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int x=14; printf("x=%d\n",x); x= x 1; printf("x=%d\n",x); /* x=15 */ system("pause"); Exklusives ODER (XOR-Verknüpfung) Bit n von A Bit n von B A ^ B falsch falsch falsch falsch wahr wahr wahr falsch wahr wahr wahr falsch Dr. J. Raimann 15

16 Bitweise Negation - bitweise Negation findet auf allen Bits des Operanden statt: - Beispiel: Bitmuster von 14 ist 1110 Bitmuster von ~14 ist ~1110 das bedeutet 0001 Bitweises Verschieben << bits um Anzahl (rechter Parameter) nach links schieben >> bits um Anzahl (rechter Parameter) nach rechts schieben Beispiel: unsigned char a; a = 8; Bitmuster von 8 a = a >> 3; Bitmuster von 1 printf("%d", a); Ausgabe: 1 Dr. J. Raimann 16

17 Beispiel: Bitweises Verschieben #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int n,b; printf("geben Sie eine Integer-Zahl ein: "); scanf("%i", &n); for (b=0; n!=0; n>>=1) if (n & 1) b++; printf("es sind %i Bits gesetzt!\n", b); system("pause"); Sonstige Operatoren Sizeof-Operator Komma-Operator: A, B Bedingungsoperator: A? B: C Typumwandlungsoperator: (Typname) Ausdruck Dr. J. Raimann 17

18 Bsp. Sizeof-Operator #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main (void) { int zahl1 = 1; int array[20] = {0; double zahl2 = 1. ; printf ("size of integer:\t%2d Bytes\n", sizeof zahl1) ; printf ("size of float:\t\t%2d Bytes\n", sizeof (float)); printf ("size of double:\t\t%2d Bytes\n", sizeof zahl2); printf ("size of array:\t\t%2d Bytes\n", sizeof array); printf ("size of array[10]:\t%2d Bytes\n", sizeof array [10]); system("pause"); Bsp. Komma-Operator #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main (void) { char textl [4] = "EIN"; char text2 [4] ; int index1, index2; for (index2 = 0, index1 = 2; index1 >= 0; index2++, index1--) { text2 [index2] = textl [index1]; text2 [index2] = '\0'; printf ("\n%s\n%s\n", textl, text2); system("pause"); Dr. J. Raimann 18

19 Bsp. Bedingungsoperator 1==1? 0:1 /* Rückgabewert: 0 */ 0? 0 : 1 /* Rückgabewert: 1 */ Äquivalent sind if (A) return B; else return C; und return A? B : C; Bsp. Bedingungs-Operator? #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int a=5,b=10; int max; max = (a > b)? a : b; printf("der groesste Wert ist %d \n", max); system("pause"); Bedingung stimmt if (a > b) { max = a; else { max = b; äquivalent max = (a > b)? a : b; Bedingung stimmt nicht Dr. J. Raimann 19

20 Bsp. Typumwandlungs-Operator (Cast-Operator) Explizite Typumwandlungen werden durch sogenannte Casts erreicht. Ein Cast ist ein in Klammern gesetzter Datentyp, der einem Ausdruck vorangestellt wird: (double) Ausdruck Der Wert des Ausdrucks wird dann in den angegebenen Datentyp (hier: double) umgewandelt. Beispiel: x = (double) 3/4; Dr. J. Raimann 20