Programmieren in C/C++ und MATLAB. Programmieren in C/C++ und MATLAB. Sebastian Bauer Sven Willert Sabine Schmidt

Transkript

1 Progrmmieren in C/C und MATLAB Sestin Buer Sven Willert Sine Schmidt Institut für Geowissenschften Christin-Alrechts-Universität zu Kiel Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-1

2 Üung Vektoren Schreien Sie ein Progrmm, dss einen Vektor üer die Tsttureinge mit zehn Werten elegt. Anschließend soll die Möglichkeit estehen, n weitere Werte (Tsttureinge) einzufügen, und zwr n Positionen und mit Werten, die eenflls üer die Tsttur eingegeen werden können. Am Ende soll der komplette Vektor usgegeen werden können. Hinweis: Verwenden Sie den Continer vector und Itertoren. Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-2

3 Üung Progrmmstruktur: - Vrilendeklrtion Welche Vrilen? zumindest den int-vector und den Itertor - Vrileninitilisierung Welche Initilisierungen sind notwendig? - Einlesen des Vektorinhlts Einge üer die Tsttur von Werten ( cin >>... ), jede Zhl mit Enter estätigen. Hier ietet sich ein for() Schleife n. - Einge der Anzhl der neu einzufügenden Vektorelemente Einge üer die Tsttur (ein Wert) - Einge der Position und des Wertes für jedes einzufügende Element Auch hier ietet sich wieder eine for() Schleife n, in der die Einge von Position und Wert für jedes zusätzliche Element gelesen und uch gleich eingefügt wird. Blöcke der for()-schleife mit {Anweisungen;} - Routine zur Ausge des neuen Vektors uf den Bildschirm for() Schleife zur Ausge der Einzelnen Elemente des Vectors; vorher Afrge der Länge des Vectors Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-3

4 Üung Deklrtion & Initilisierung & Einlesen d. Vektors: #include <cstdli> #include <iostrem> #include <vector> // Extr Deklrtion im heder notwendig using nmespce std; int min(int rgc, chr *rgv[]) { // Vrilendeklrtion int n0, wert, index; // Anzhl einzufuegende Werte int lenge; // Lenge des Vectors für Ausge vector < int> v_int(,0); // Vector mit int Zhlen, lle initilisiert std::vector<int>::itertor pos; // Itertor uf den Vector v_int // Einlesen der Zhlen von der Tsttur cout << "Bitte integer Zhlen eingeen. "; cout << "Nch jeder Zhl Enter druecken " << endl; for(int i0;i<;i) cin >> v_int[i]; Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-4

5 Üung Einfügen der neuen Elemente des Vektors: // Einfuegen von n Werten; Afrge n von Tsttur cout << "Wie viele Werte sollen eingefuegt werden? " ; cin >> n; // Einlesen des Wertes und der Position, n der der Wert eingefügt werden soll: cout << " Wert und Index, hinter dem eingefuegt werden soll, ngeen: " << endl; for(int i0; i<n;i){ cin >> wert >> index; // Einlesen wert und index pos v_int.egin() index; // Berechnung der Itertorposition mit // implizite Typumwndlung von int nch // std::vector<int>::itertor if(index < i) // Bereichsprüfung - git es den Index? v_int.insert(pos, wert); // Einfuegen von wert n index else cout << " Index existiert nicht" << endl; } Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-5

6 Üung Bildschirmusge des erweiterten Vektors: // Ausge, vriler oerer Zehlindex cout << "Vector neu: " << endl; // Zunächst muss estimmt werden, wie groß der erweiterte Vektor nun ist: lenge v_int.size(); // Bestimmung der Schleifenoergrenze durch die Funktion //.size() des Dtenkontiners vector for(int i0;i<lenge;i){ cout << v_int[i] <<" "; } cout << endl; system("pause"); return EXIT_SUCCESS; } Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-6

7 for- / while-schleifen: - numerische Integrlerechnung - numerische Berechnung von Felder / Arrys Letzte Wochen - Deklrtion, Dimensionierung, mehrdimensionle Felder [i][j] - Initilisierung - Indizierung, Indexopertor [ ] - fixe Größe, ei Progrmmstrt zu definieren Continer / Vektoren - Deklrtion und Initilisierung - Indizierung, Itertor pos - flexile Größe, während des Pogrmmlufs vriel Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-7

8 Üung 1 Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-8

9 Progrmmstruktur: Üung 1 - Vrilendeklrtion - Vrileninitilisierung - Routine zum Einlesen der eiden 2x2-Mtrizen von der Tsttur - Einge der gewünschten Opertion (Addition/Multipliktion) - Ausführen der Opertion: Fllunterscheidung - Routine zur Ausge der neu erechneten Mtrix uf den Bildschirm Schreien Sie ds Progrmm zunächst für 2*2-Mtrizen und erweitern Sie es dnn um eine durch den Benutzer einzugeende Dimension. Mchen Sie dei eine Fehlerfrge, o die vordefinierten rrys groß genug sind. Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-9

10 Vrilendeklrtion: Üung 1 Die Art der enötigte Vrilen richtet sich nch den uszuführenden Opertionen und Kontrollstrukturen. Es werden enötigt: 3 Mtrizendtenstrukturen: zweidimensionle Arrys des Typs doule [...][...] Wie groß müssen die Arrys sein? Kontrollvrile für die Fllunterscheidung Addition/Multipliktion: ei 2 möglichen Opertionen ist eine if / else Struktur sinnvoll. Tip: Benutzen Sie eine Vrile des Typs int ls Kontrollvrile ( Flg ). Mtrizenopertionen sind effizient mit Hilfe von geschchtelten for-loops zu implementieren: for(i0;i<2;i) for(j0;j<2;j)... Hierzu werden sog. Lufvrilen (Typ int) enötigt: i,j,... Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-

11 Üung 1 Vrileninitilisierung: Die deklrierten Vrilen müssen initilisiert werden. Dies knn ei einfchen Vrilen direkt ei der Deklrtion erledigt werden: int i 0; Arrys können effizient durch for-loops initilisiert werden: for(i0;i<2;i) for(j0;j<2;j) doule [i][j]0; Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-

12 Üung 1 Routine zum Einlesen der Mtrizen von der Tsttur: Benutzen Sie die iostrem Opertoren cout / cin : cout <<...Anweisung... " << endl; cin >> [0][0] >> [0][1];... Einge der gewünschten Opertion Benutzen Sie die iostrem Opertoren cout / cin um die Flg für die gewünschte Opertion zu setzen Ausführen der Opertion: Fllunterscheidung Benutzen Sie deine if / else Struktur sinnvoll mit der een eingelesenen Flg ls Kontrollvrile. Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-12

13 Üung 1 Ausführen der Opertion: Fllunterscheidung Für eide Fälle (Addition/Multipliktion) sind geschchtelte forloops zu implementieren. Ausge der erechneten Mtrix Benutzen Sie den iostrem Opertoren cout und einen for-loop Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-13

14 Üung 1 Mtrizenddition c ij ij ij c 0 c n k kj ik ij c Mtrizenmultipliktion Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-14 Sestin Buer Institut für Geowissenschften

15 Üung 1 Üerprüfen Sie Ihr Progrmm nhnd der folgenden Mtrizen: *8 3*6 4*7 3*5 2*8 1*6 2*7 1* Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-15 Sestin Buer Institut für Geowissenschften

16 Üung 1 Erweiterung uf Mtrizen (fst) elieiger Größe: Um den Code für die Berechnung von Mtrizen verschiedener Größen (z.b. 1x1 is x) zu verllgemeinern wird zusätzlich eine Routine zur Afrge der gewünschten Mtrizengröße enötigt. Testen Sie, o die vordefinierten rrys genügend groß sind. Ds Einlesen der Mtrizen vom Bildschirm sowie die Ausge muss verllgemeinert werden: Es werden jeweils for-loops mit vriler Dimension enötigt. Sestin Buer Institut für Geowissenschften Progrmmieren in C/C und MATLAB CAU 6-16