Programmierkurs C++ Lösungen zum Übungsblatt 3. Nils Eissfeldt und Jürgen Gräfe. 2. November Aufgabe 5

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1 Zentrum für Angewandte Informatik Köln Arbeitsgruppe Faigle / Schrader Universität zu Köln Lösungen zum Übungsblatt 3 Programmierkurs C++ Nils Eissfeldt und Jürgen Gräfe. November 001 Aufgabe 5 Innerhalb einer for-schleife, welche n mal durchlaufen wird, führen wir die gewünschten Auswertungen für den jeweils eingegebenen Wert zahl durch. Zu beachten ist hierbei, daß beim ersten Durchlauf die Werte für das Minimum und Maximum auf die eingegebene Zahl gesetzt werden müssen, da noch kein Vergleichswert (vorheriges Minimum bzw. Maximum) vorliegt. Minimum und Maximum werden mit Hilfe zweier entsprechender Funktionen dargestellt, welche von zwei Zahlen die größere bzw. kleinere ermittelt und entsprechend zurückgibt. Der Durchschnitt wird mit Hilfe der in der for-schleife berechneten Summe ermittelt. Zu Beachten hierbei ist, daß bei n = 0 keine sinnvolle Ausgabe möglich ist und der Durchschnitt nicht ermittelt werden kann. 3 using namespace s t d ; 5 / / F u n k t i o n zum Berechnen des Maximums 6 i n t max ( i n t z a h l 1, i n t z a h l ) 7 { 8 i f ( z a h l 1 > z a h l ) 9 return z a h l 1 ; 10 e l s e 11 return z a h l ; 1 } 13 1 / / F u n k t i o n zum Berechnen des Minimums 15 i n t min ( i n t z a h l 1, i n t z a h l ) 16 { 17 i f ( z a h l 1 < z a h l ) 18 return z a h l 1 ; 19 e l s e 0 return z a h l ; 1 } 1

2 3 i n t main ( ) { 5 / / Anzahl d e r e i n z u l e s e n d e n Werte 6 unsigned s h o r t n ; 7 8 / / V a r i a b l e n zum S p e i c h e r n d e r E r g e b n i s s e 9 long Summe = 0 ; 30 i n t Min, Max ; 31 3 c o u t < < " n =" ; 33 c i n > > n ; 3 35 c o u t < < " Es werden " << n < < " Zahlen e i n g e l e s e n! " << e n d l ; f o r ( unsigned s h o r t i = 0 ; i < n ; i + + ) 38 { 39 i n t z a h l ; 0 1 c o u t < < i < < " t e Zahl : " ; c i n > > z a h l ; 3 Summe + = z a h l ; 5 6 i f ( i = = 0 ) 7 { 8 / / V o r s i c h t beim e r s t e n D u r c h l a u f! Hier das Min und Max a u f d i e 9 / / e i n g e g e b e n e Zahl s e t z e n. A l t e r n a t i v kann man d i e s e auch mit den 50 / / k l e i n s t e n bzw. g r o e s s t e n Wert des W e r t e b e r e i c h e s i n i t i a l i s i e r e n. 51 Min = Max = z a h l ; 5 } 53 e l s e 5 { 55 / / In a l l e n a n d e r e n D u r c h l a e u f e n kann das normale Minimum bzw. 56 / / Maximum g e b i l d e t werden 57 Min = min ( Min, z a h l ) ; 58 Max = max ( Max, z a h l ) ; 59 } 60 } 61 6 / / Die S t a t i s t i k macht nur Sinn, wenn auch w i r k l i c h Zahlen e i n g e g e b e n 63 / / wurden ( n > 0 ). Bei n = = 0 t r i t t auch e i n F e h l e r b e i d e r 6 / / Berechnung des D u r c h s c h n i t t e s a u f. 65 i f ( n > 0 ) 66 { 67 c o u t < < "Summe : " << Summe << e n d l ; / / Bei d e r D u r c h s c h n i t t s b e s t i m m u n g i s t es S i n n v o l l, den Ausdruck 70 / / a l s Gleitkommazahl zu b e r e c h n e n. 71 c o u t < < " D u r c h s c h n i t t : " << s t a t i c _ c a s t <double >(Summe ) / n < < e n d l ; 7 73 c o u t < < "Minimum : " << Min << e n d l ; 7 c o u t < < "Maximum : " << Max << e n d l ; 75 } }

3 Aufgabe 6 Bei diesen einfach zu implementierenden Formeln wird deutlich, daß selbst einfache Regeln wie das Assoziativgesetzt nicht immer auf Fließkommazahlen anzuwenden sind. 3 using namespace s t d ; 5 i n t main ( ) 6 { 7 f l o a t x, y, z, e1, e ; 8 9 c o u t < < " x =" ; 10 c i n > > x ; 11 c o u t < < " y =" ; 1 c i n > > y ; 13 c o u t < < " z =" ; 1 c i n > > z ; e1 = ( x + y ) + z ; 17 e = x + ( y + z ) ; c o u t < < e n d l ; 0 1 c o u t < < " ( x + y) + z = " << e1 < < e n d l ; c o u t < < " x + (y + z ) = " << e < < e n d l ; 3 } Die Ergebnisse der beiden Formeln lauten: (x + y) + z = e 7 (1) x + (y + z) = e 7 () Das richtige Ergebnis aus () wird in der ersten Formel nicht erreicht, da mit der Operation x+y der Genauigkeitsbereich des float-datentypes verlassen wird. Da bei der zweiten Formel zuerst y + z errechnet wird und das Ergebnis 0 zu x addiert wird, bleibt x unverändert und das Ergebnis somit e 7. Aufgabe 7 Mit Hilfe der for-schleife lassen sich auf einfache Weise die Zeilen 1, 16 und 1 sowie 31 und 33 zusammenfassen: using namespace s t d ; 3 i n t power ( i n t, i n t ) ; 5 6 i n t main ( ) 7 { 8 i n t m; 9 10 / / E i n l e s e n von m 11 c o u t < < "m = " ; 3

4 1 c i n > > m; 13 1 / / I n i t i a l i s i e r u n g, Bedingung und I n k r e m e n t i e r u n g d e r L a u f v a r i a b l e i 15 / / l a s s e n s i c h ü b e r s i c h t l i c h i n d e r f o r S c h l e i f e zusammenfassen 16 f o r ( i n t i = 0 ; i < = ; i ++) 17 { 18 c o u t << m < < " hoch " 19 << i < < " = " 0 << power (m, i ) 1 << e n d l ; } 3 return 0 ; 5 } 6 7 i n t power ( i n t m, i n t i ) 8 { 9 i n t e r g e b n i s = 1 ; / / Bei d e r f o r S c h l e i f e i s t k e i n e I n i t i a l i s i e r u n g von i ö n t i g, da 3 / / d e r Wert an d i e F u n k t i o n ü b e r g e b e n wird. 33 f o r ( ; i > 0 ; i ) 3 e r g e b n i s = m; return e r g e b n i s ; 37 } Dies steigert in den meisten Fällen die Übersichtlichkeit des Quellcodes und verringert somit die Wahrscheinlichkeit Flüchtigkeitsfehler einzubauen. Aufgabe 8 (Taschenrechner) Innerhalb einer do-while-schleife wird der Operator sowie die beiden Operanden eingelesen. Mit Hilfe einer switch-anweisung unterscheiden wir, welche Rechenoperation durchgeführt werden soll. 3 using namespace s t d ; 5 long power ( i n t m, i n t i ) ; 6 7 i n t main ( ) 8 { 9 / / Verwenden des D a t e n t y p e s c h a r um e i n z e l n e Zeichen e i n z u l e s e n. 10 / / W e r t e b e r e i c h : 1 8 b i s 1 7. Den Werten werden anhand 11 / / e i n e r ASCII T a b e l l e Zeichen zugewiesen, z. B. 1 / / a = 9 7, b = 9 8, c = 9 9,..., z = 1, 13 / / A = 6 5, B = 6 6, C = 6 7,..., Z = / / Werte < 0 s i n d l a e n d e r s p e z i f i s c h e Zeichen, welche n i c h t 15 / / e i n h e i t l i c h v e r g e b e n s i n d s o n d e r n von dem verwendeten Z e i c h e n s a t z 16 / / abhaengen. 17 char op ; c o u t < < " B i t t e geben S i e d i e Zahlen und den O p e r a t o r e i n. " 0 << e n d l 1 << " Bei d e r Eingabe des Buchstaben e bzw. E a l s " << " O p e r a t o r wird das Programm b e e n d e t. " 3 << e n d l < < e n d l ;

5 5 do 6 { 7 / / Wir r e c h n e n mit ö h c h s t e r G e n a u i g k e i t! 8 long double z a h l 1, z a h l ; 9 30 / / E i n l e s e n d e r Zahlen und des O p e r a t o r s 31 3 c o u t < < " 1. Zahl : " ; 33 c i n > > z a h l 1 ; 3 c o u t < < ". Zahl : " ; 35 c i n > > z a h l ; 36 c o u t < < " O p e r a t o r : " ; 37 c i n > > op ; / / Schon e i n m a l d i e k o m p l e t t e Formel ausgeben 0 c o u t < < e n d l < < z a h l 1 < < op < < z a h l < < "=" ; 1 / / Je nach O p e r a t o r v e r s c h i e d e n e Rechnungen d u r c h f u e h r e n 3 sw it ch ( op ) { 5 / / Z e i c h e n k o n s t a n t e n werden durch e i n f a c h e Hochkomma 6 / / e i n g e s c h l o s s e n 7 c ase + : 8 c o u t < < z a h l 1 + z a h l ; 9 break ; 50 c ase : 51 c o u t < < z a h l 1 z a h l ; 5 break ; 53 c ase : 5 c o u t < < z a h l 1 z a h l ; 55 break ; / / A l t e r n a t i v l a s s e n s i c h Zeichen durch d i e r e p r a e s e n t i e r t e n 58 / / Werte e r s e t z e n : 59 c ase 7 : / / A l t e r n a t i v e zu c a s e / : 60 c o u t < < z a h l 1 / z a h l ; 61 break ; 6 c ase ^ : 63 c o u t < < power ( s t a t i c _ c a s t < i n t >( z a h l 1 ), 6 s t a t i c _ c a s t < i n t >( z a h l ) ) ; 65 break ; 66 c ase % : 67 c o u t < < s t a t i c _ c a s t < i n t >( z a h l 1 ) % s t a t i c _ c a s t < i n t >( z a h l ) ; 68 break ; / / Wir wo lle n, ßda sowohl b e i einem ßgroen a l s auch b e i einem 71 / / kleinem E abgebrochen wird 7 c ase e : 73 c ase E : 7 / / Hier muss n i c h t s g e r e c h n e t werden 75 break ; / / Wenn k e i n u n t e r s t u e t z t e r O p e r a t o r e i n g e g e b e n wurde, dann 78 / / wird d e r d e f a u l t Block a u s g e f u e h r t. 79 d e f a u l t : 80 c o u t < < e n d l < < "ü U n g l t i g e r O p e r a t o r! " ; 81 } 8 c o u t < < e n d l < < e n d l ; 83 } 8 / / Wir b r e c h e n ab, wenn e i n e bzw. E e i n g e g e b e n wurde. 85 while ( ( op! = E ) & & ( op! = e ) ) ; 5

6 86 } long power ( i n t m, i n t i ) 89 { 90 long e r g e b n i s = 1 ; 91 9 / / Bei d e r f o r S c h l e i f e i s t k e i n e I n i t i a l i s i e r u n g von i n o e t i g, da 93 / / d e r Wert an d i e F u n k t i o n u e b e r g e b e n wird. 9 f o r ( ; i > 0 ; i ) 95 e r g e b n i s = m; return e r g e b n i s ; 98 } Zu Beachten ist der Datentyp des Operators. Es wurde der ganzzahlige Datentyp char gewählt, welcher sich auch als Zeichen interpretieren läßt. Jede Zahl zwischen 0 und 17 läßt sich anhand von ASCII-Tabellen in Zeichen umwandeln. Zeichen in C++ werden durch einzelne Hochkomma eingeschlossen. So entspricht der Buchstabe a der Zahl 97, b = 98,..., z = 1 usw. Anders herum kann man mit Buchstaben rechnen. So ergibt z.b. b - a =1. Dies wird häufig gebraucht um Ziffern aus Zeichenketten (siehe Kursstunde vom ) in Zahlen umzuwandeln. So entprechen die Ziffern 0 bis 9 den Zahlen 8 bis 57. Um nun eine gegebene Ziffer in die gleichbedeutende Zahl umzuwandeln muß man nun einfach 8 vom char-wert abziehen. Folgendes Beispiel wandelt die Zeichenkette "" in den ganzzahligen Wert um: char *string = "" int zahl; zahl = (string [0] - 8) * 10 + (string[1] - 8); cout << zahl; // wird ausgegeben 6