1. Einführung. Programmieren 1 / Algorithmen und Datenstrukturen. Prof. Dr. Bernhard Humm FB Informatik, Hochschule Darmstadt Sommersemester 2010

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1 1. Einführung Programmieren 1 / Algorithmen und Datenstrukturen Prof. Dr. Bernhard Humm FB Informatik, Hochschule Darmstadt Sommersemester Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

2 Agenda Organisation Einführung in die Programmierung mit dem Hamster Übungen Bedingte Anweisung Vorbereitung Praktikum 2 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

3 Organisation Meine Homepage: Vorlesung mit Hörsaalübungen (B. Humm) - Wöchentlich montags 12:00-15:45 in D14/ Notebooks mit WLAN-Zugang mitbringen -> Installationsanleitung auf Homepage Praktikum - zweiwöchentlich in kleinen Gruppen - Leitung: D. Seeber - Bearbeitung auf Notebooks oder Laborrechner Leistungsnachweis - Praktische Prüfung am Ende des Semesters 3 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

4 Infrastruktur Software - Entwicklungsumgebung: NetBeans IDE C/C++ Pack netbeans.org/downloads/index.html - C++ Compiler: cygwin netbeans.org/community/releases/68/cppsetup-instructions.html - Hamster-Java: - BlueJ: - Subversion Client TortoiseSVN: tortoisesvn.net/downloads Literatur - Ulrich Breymann: Der C++ Programmierer Links - Subversion Repository URL: 4 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

5 Überblick über den Kurs Einführung in die Programmierung mit dem Hamster-Modell - Einführung - Operationen und Schleifen C++ Grundlagen - Variablen und Datentypen - Kontrollstrukturen - Operationen Objekt-Orientierung - Klassen und Objekte - Polymorphie Algorithmen und Datenstrukturen - Collection Datentypen - Suche - Zeichenketten Ausblick - Fortgeschrittene Programmiertechniken Dank an Prof. Dr. H.-E. Erbs für die Konzeption der Veranstaltung und das Material! 5 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

6 Agenda Organisation Einführung in die Programmierung mit dem Hamster Übungen Bedingte Anweisung Vorbereitung Praktikum 6 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

7 Einführung in die Programmierung mit dem Java-Hamster Konzept von Prof. Dr. D. Boles, Universität Oldenburg 7 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

8 Die Hamster-Landschaft Quelle: Dietrich Boles Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell; Vieweg+Teubner 4. Auflage Wiesbaden Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

9 Hamster-Befehle Die Aufgabe eines Hamster-Programmierers besteht darin, den Hamster durch eine Landschaftzu steuern, um dadurch gegebene Hamster-Aufgabenzu lösen. Zur Steuerung des Hamsters müssen ihm Anweisungen in Form von Befehlengegeben werden. Der Hamster besitzt dabei die Fähigkeit, vier verschiedene Befehle zu verstehen und auszuführen: vor (); Der Hamster hüpft eine Kachel in seiner aktuellen Blickrichtung nach vorn. linksum(); Der Hamster dreht sich auf der Kachel, auf der er gerade steht, um 90 Grad nach links. nimm (); Der Hamster frisst von der Kachel, auf der er sich gerade befindet, genau ein Korn, d.h. anschließend hat der Hamster ein Korn mehr im Maul und auf der Kachel liegt ein Korn weniger als vorher. gib (); Der Hamster legt auf der Kachel, auf der er sich gerade befindet, genau ein Korn aus seinem Maul ab, d.h. er hat anschließend ein Korn weniger im Maul und auf der Kachel liegt ein Korn mehr als vorher. Quelle: Dietrich Boles Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell; Vieweg+Teubner 4. Auflage Wiesbaden Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

10 Beispiel Hamster Aufgabe Gegeben sei die Landschaft in Abbildung 6.2. Der Hamster soll zwei beliebige Körner fressen. Quelle: Dietrich Boles Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell; Vieweg+Teubner 4. Auflage Wiesbaden Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

11 Beispiel Hamster Lösung Lösung 1: vor (); vor (); nimm (); linksum(); linksum(); linksum(); vor (); vor (); nimm (); Lösung 2: linksum(); linksum(); linksum(); vor (); vor (); nimm (); linksum(); vor (); vor (); nimm (); Quelle: Dietrich Boles Programmieren spielend gelernt mit dem Java-Hamster-Modell; Vieweg+Teubner 4. Auflage Wiesbaden Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

12 Vollständiges Hamster-Programm Ein vollständiges Hamster-Programm (mit Lösung 1): voidmain() { vor (); vor (); nimm (); linksum(); linksum(); linksum(); vor (); vor (); nimm (); } 12 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

13 Auswirkung von Hamster-Befehlen 13 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

14 Agenda Organisation Einführung in die Programmierung mit dem Hamster Übungen Bedingte Anweisung Vorbereitung Praktikum 14 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

15 Aufgaben 1. Laden Sie die Hamster-Simulation auf Ihr Notebook (sofern nicht schon geschehen). 2. Führen Sie die Hamsteraufgabe der Abbildung 6.2 (Boles-Buch; Folien Hamster-Modell ) durch. 3. Erweitern Sie das Programm aus Aufgabe 2 um geeignete Prüfungen, so dass es in keinen Fehlerzustand gerät. 4. Erzeugen Sie einen Irrgarten. Lassen Sie den Hamster entkommen. 15 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

16 Agenda Organisation Einführung in die Programmierung mit dem Hamster Übungen Bedingte Anweisung Vorbereitung Praktikum 16 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

17 Problem Diesen Fall gilt es zu vermeiden: vor (); Ausgabe im Kontrollfenster: Fehler: kann Befehl nicht ausführen, weil Wand erreicht 17 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

18 Die bedingte Anweisung Programmkonstrukt: Bedingte Anweisung / Alternative if (<logischer Ausdruck>) <Anweisung> Beispiel: if (vornfrei ()) vor (); einseitig if (<logischer Ausdruck>) <Anweisung> else <Anweisung> Beispiel: if (vornfrei ()) vor (); else linksum (); zweiseitig 18 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

19 Testbefehle vornfrei () liefert den Wert true, falls sich auf der Kachel in Blickrichtung vor dem Hamster keine Mauer befindet. Ist die Kachel durch eine Mauer blockiert, dann wird der Wert false geliefert. maulleer () liefert den Wert false, falls der Hamster ein oder mehrere Körner im Maul hat. Befinden sich keine Körner im Maul des Hamsters, dann wird der Wert true geliefert. kornda () liefert den Wert true, falls auf der Kachel, auf der der Hamster gerade steht, ein oder mehrere Körner liegen. Befindet sich kein Korn auf der Kachel, dann wird der Wert false geliefert. 19 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

20 Logische Ausdrücke ein Testbefehl kornda () ein negierter Testbefehl! kornda () zwei Testbefehle mit und kornda () && vornfrei () zwei Testbefehle mit oder kornda () vornfrei () Logische Konstante wahr Logische Konstante falsch true false Vorrangregeln vs. Klammerung 20 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

21 Beispiele kornda () && vornfrei ()! kornda () &&!vornfrei ()!( kornda () && vornfrei ()) kornda () && true kornda false Nicht so, vornfrei () == true vornfrei () sondern so! 21 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester

22 Agenda Organisation Einführung in die Programmierung mit dem Hamster Übungen Bedingte Anweisung Vorbereitung Praktikum 22 Prof. Dr. Bernhard Humm, FB Informatik, Hochschule Darmstadt. Sommersemester