Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen Wintersemester 2013/14 Auffrischung zur Programmierung in C++, 1. Teil
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1 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen Wintersemester 2013/14 Auffrischung zur Programmierung in C++ 1. Teil 17. Oktober 2013
2 Organisatorisches MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 2 /26 Ausgabe der Übungszettel jeweils am Dienstag Erster Übungszettel am
3 Organisatorisches MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 2 /26 Ausgabe der Übungszettel jeweils am Dienstag Erster Übungszettel am Abgabe dienstags pünktlich 10:00 Uhr Briefkasten 112 Abgabe in festen Zweiergruppen (jetzt Partnersuche)
4 Organisatorisches MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 2 /26 Ausgabe der Übungszettel jeweils am Dienstag Erster Übungszettel am Abgabe dienstags pünktlich 10:00 Uhr Briefkasten 112 Abgabe in festen Zweiergruppen (jetzt Partnersuche) Schriftliche Abgabe Code zusätzlich per Code muss kompilieren sonst wird er nicht bewertet Jeder sollte sich am programmieren beteiligen nur so lernt man was
5 Organisatorisches MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 2 /26 Ausgabe der Übungszettel jeweils am Dienstag Erster Übungszettel am Abgabe dienstags pünktlich 10:00 Uhr Briefkasten 112 Abgabe in festen Zweiergruppen (jetzt Partnersuche) Schriftliche Abgabe Code zusätzlich per Code muss kompilieren sonst wird er nicht bewertet Jeder sollte sich am programmieren beteiligen nur so lernt man was an sebastian.westerheide@uni-muenster.de
6 Eingliederung C++ MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 3 /26 Klassifikation höherer Programmiersprachen nach Paradigmen: Deklarative Programmiersprachen Quellcode definiert WAS der Computer berechnen soll aber nicht WIE Funktionale und logische Programmiersprachen Abfragesprachen z.b. LISP Haskell Prolog SQL... Imperative Programmiersprachen
7 Eingliederung C++ MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 3 /26 Klassifikation höherer Programmiersprachen nach Paradigmen: Deklarative Programmiersprachen Imperative Programmiersprachen Quellcode gibt vor WIE der Computer das Ergebnis genau berechnet Grundidee: Programm bewirkt Speichertransformation Rein prozedurale Programmiersprachen z.b. C Fortran Pascal Basic Cobol Algol... Objektorientierte Programmiersprachen z.b. C++ Java C# Eiffel Smalltalk... und neuerdings auch Matlab
8 Eingliederung C++ MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 3 /26 Klassifikation höherer Programmiersprachen nach Paradigmen: Deklarative Programmiersprachen Imperative Programmiersprachen C++: Quellcode gibt vor WIE der Computer das Ergebnis genau berechnet Grundidee: Programm bewirkt Speichertransformation Rein prozedurale Programmiersprachen z.b. C Fortran Pascal Basic Cobol Algol... Objektorientierte Programmiersprachen z.b. C++ Java C# Eiffel Smalltalk... und neuerdings auch Matlab Imperative Programmiersprache Hybrider Ansatz: Prozedurale und objektorientierte Programmierung möglich
9 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 4 /26 Überblick über die ersten beiden Übungsstunden Heute: Auffrischung zur prozeduralen Programmierung in C++ Grundlegende Syntax Basisdatentypen Wichtige Operatoren Kontrollstrukturen Prozeduren Wertparameter vs. Referenzparameter Pointer und Referenzen Nächste Woche: Auffrischung zur objektorientierten Programmierung in C++
10 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 5 /26 Grundlegende Syntax Syntax für Anweisungen: <Anweisung> ; Blöcke durch geschweifte Klammern: {... }
11 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 5 /26 Grundlegende Syntax Syntax für Anweisungen: <Anweisung> ; Blöcke durch geschweifte Klammern: {... } # include < iostream > 2 // Hauptroutine 4 i n t main ( ) { 6 // Ausgeben des Grusses std : : cout < < " H a l l o Welt! " < < std : : endl ; 8 // Programm beenden r e t u r n 0; 10 }
12 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 5 /26 Grundlegende Syntax Syntax für Anweisungen: <Anweisung> ; Blöcke durch geschweifte Klammern: {... } Zeilenkommentar: // Kommentar Blockkommentare: / Potentiell mehrzeiliger Kommentar / # include < iostream > 2 // Hauptroutine 4 i n t main ( ) { 6 // Ausgeben des Grusses std : : cout < < " H a l l o Welt! " < < std : : endl ; 8 // Programm beenden r e t u r n 0; 10 }
13 Basisdatentypen MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 6 /26 Name Wertebereich Genauigkeit bool false (0) bis true (1) (signed) char -128 bis 127 unsigned char 0 bis 255 (signed) short int bis unsigned short int 0 bis (signed) (long) int bis unsigned (long) int 0 bis float 34E-38 bis 34E+38 8 Stellen double 17E-308 bis 17E Stellen Repräsentation von Booleschen Zuständen Zeichen ganzen Zahlen und reellen Zahlen in Fließkommadarstellung
14 Basisdatentypen MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 6 /26 Name Wertebereich Genauigkeit bool false (0) bis true (1) (signed) char -128 bis 127 unsigned char 0 bis 255 (signed) short int bis unsigned short int 0 bis (signed) (long) int bis unsigned (long) int 0 bis float 34E-38 bis 34E+38 8 Stellen double 17E-308 bis 17E Stellen Repräsentation von Booleschen Zuständen Zeichen ganzen Zahlen und reellen Zahlen in Fließkommadarstellung unsigned short int i = 13; int j = 45000; j+= i ; float eps; char ch = A ; ch++; // ch wird B bool bedingung = true; bool bedingung2 = (j > eps); eps = 1E 10; // bedingung2 wird false
15 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 7 /26 Wichtige Operatoren (1/2): Arithmetische Operatoren für zwei Zahlen a und b a += b Kurzform für a = a + b a = b Kurzform für a = a b a = b Kurzform für a = a b a /= b Kurzform für a = a / b a %= b Kurzform für a = a % b (nur für ganze Zahlen) a++ a inkrementieren (a = a + 1) a a dekrementieren (a = a 1)
16 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 7 /26 Wichtige Operatoren (1/2): Arithmetische Operatoren für zwei Zahlen a und b a += b Kurzform für a = a + b a = b Kurzform für a = a b a = b Kurzform für a = a b a /= b Kurzform für a = a / b a %= b Kurzform für a = a % b (nur für ganze Zahlen) a++ a inkrementieren (a = a + 1) a a dekrementieren (a = a 1) Bitweise Operatoren für zwei Zahlen a und b a & b Bitweises und (AND) a b Bitweises oder (OR) a ^ b Bitweises exklusives oder (XOR) ~a Bitweises Komplement (Bit Inversion) a << b Shift des Bitmusters von a um b Stellen nach links a >> b Shift des Bitmusters von a um b Stellen nach rechts
17 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 8 /26 Wichtige Operatoren (2/2): Vergleichsoperatoren (relationale Operatoren) zum Vergleich von zwei Zahlen a und b a == b Ist a gleich b? a!= b Ist a ungleich b? a < b Ist a kleiner als b? a > b Ist a größer als b? a <= b Ist a kleiner oder gleich b? a >= b Ist a größer oder gleich b?
18 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 8 /26 Wichtige Operatoren (2/2): Vergleichsoperatoren (relationale Operatoren) zum Vergleich von zwei Zahlen a und b a == b Ist a gleich b? a!= b Ist a ungleich b? a < b Ist a kleiner als b? a > b Ist a größer als b? a <= b Ist a kleiner oder gleich b? a >= b Ist a größer oder gleich b? Boolesche Operatoren zur Verknüpfung von Booleschen Variablen oder Ausdrücken a und b!a bzw. not a Ist a falsch? a && b bzw. a and b Sind a und b wahr? a b bzw. a or b Ist a oder b wahr?
19 Kontrollstrukturen MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 9 /26 Mit Kontrollstrukturen kann der Programmablauf in Abhängigkeit vom Wert einer oder mehreren Variablen gesteuert werden
20 Kontrollstrukturen MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 9 /26 Mit Kontrollstrukturen kann der Programmablauf in Abhängigkeit vom Wert einer oder mehreren Variablen gesteuert werden Es gibt folgende Möglichkeiten in C++: Auswahlanweisungen: Bedingte Anweisung: if-else - Anweisung Fallunterscheidung: switch - Anweisung Schleifen (Iterationsanweisungen): Kopfgesteuerte Schleife: while - Schleife Fußgesteuerte Schleife: do-while - Schleife Zählschleife: for - Schleife
21 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 10 /26 Bedingte Anweisung if (<Bedingung> ) <Anweisung> Bedingung nein ja Anweisung
22 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 10 /26 Bedingte Anweisung if (<Bedingung> ) <Anweisung> if (<Bedingung> ) <Anweisung> else <Anweisung> Bedingung nein Bedingung nein ja Anweisung ja Anweisung Anweisung
23 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 10 /26 Bedingte Anweisung if (<Bedingung> ) <Anweisung> if (<Bedingung> ) <Anweisung> else <Anweisung> Bedingung nein Bedingung nein ja ja Anweisung Anweisung Anweisung <Anweisung> kann einen Block von Anweisungen enthalten
24 Beispiel MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 11 /26 # include < iostream > 2 i n t main ( ) 4 { std : : cout < < " Geben Sie eine Zahl zwischen 5 und 10 ein " 6 < < std : : endl ; 8 // e i n l e s e n e i n e r Zahl i n t zahl ; 10 std : : c i n > > zahl ; 12 // pruefen i f ( zahl >= 5 && zahl <= 10) 14 { std : : cout < < " Die Zahl i s t super " < < std : : endl ; 16 } e l s e 18 { std : : cout < < " Zahl zu k l e i n oder zu gross " < < std : : endl ; 20 } 22 r e t u r n 0; }
25 Schleifen (1/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 12 /26 Wiederholung bestimmter Anweisungen in Abhängigkeit einer Bedingung Schleifenkopf (... ) Schleifenrumpf {... }
26 Schleifen (1/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 12 /26 Wiederholung bestimmter Anweisungen in Abhängigkeit einer Bedingung Schleifenkopf (... ) Schleifenrumpf {... } while - Schleife: while (< Bedingung>) {< Anweisung>} Solange <Bedingung> erfüllt ist führe <Anweisung> aus
27 Schleifen (1/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 12 /26 Wiederholung bestimmter Anweisungen in Abhängigkeit einer Bedingung Schleifenkopf (... ) Schleifenrumpf {... } while - Schleife: while (< Bedingung>) {< Anweisung>} Solange <Bedingung> erfüllt ist führe <Anweisung> aus do-while - Schleife: do {<Anweisung>} while (<Bedingung>) ; Führe <Anweisung> aus bis <Bedingung> nicht mehr erfüllt Überprüfung von <Bedingung> erst nach jedem Durchlauf
28 Schleifen (1/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 12 /26 Wiederholung bestimmter Anweisungen in Abhängigkeit einer Bedingung Schleifenkopf (... ) Schleifenrumpf {... } while - Schleife: while (< Bedingung>) {< Anweisung>} Solange <Bedingung> erfüllt ist führe <Anweisung> aus do-while - Schleife: do {<Anweisung>} while (<Bedingung>) ; Führe <Anweisung> aus bis <Bedingung> nicht mehr erfüllt Überprüfung von <Bedingung> erst nach jedem Durchlauf Jeweils Endlosschleife falls <Bedingung> nicht irgendwann durch <Anweisung> zu false ausgewertet wird
29 Schleifen (2/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 13 /26 for - Schleife: for (< Init > ; <Bedingung> ; < Reinit >) {<Anweisung>} < Init > Anweisung die einer Variable einen Anfangswert zuweist <Bedingung> Solange true wird <Anweisung> im Schleifenrumpf abgearbeitet < Reinit > Legt fest wie die Variable aus < Init > nach jedem Schleifendurchlauf verändert wird
30 Schleifen (2/2) MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 13 /26 for - Schleife: for (< Init > ; <Bedingung> ; < Reinit >) {<Anweisung>} < Init > Anweisung die einer Variable einen Anfangswert zuweist <Bedingung> Solange true wird <Anweisung> im Schleifenrumpf abgearbeitet < Reinit > Legt fest wie die Variable aus < Init > nach jedem Schleifendurchlauf verändert wird Endlosschleife falls <Bedingung> nicht irgendwann durch < Reinit > oder <Anweisung> zu false ausgewertet wird
31 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 14 /26 Beispiel Summe von 1 bis 10 while - Schleife i n t summe = 0; 2 i n t i = 0; while ( i <= 10) { summe = summe + i ; i ++; } do-while - Schleife 1 i n t summe = 0; i n t i = 0; 3 do { summe = summe + i ; i ++; } while ( i <= 10) ; for - Schleife 1 i n t summe = 0; f o r ( i n t i =0; i < = 1 0 ; i ++) { summe = summe + i ; }
32 Prozeduren MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 15 /26 Prozeduren (Funktionen) sind Unterprogramme d.h. Blöcke die Teilprobleme einer größeren Aufgabe lösen Jede Prozedur hat einen eindeutigen Namen mit dessen Hilfe sie aufgerufen werden kann Prozeduren können einen Wert an das aufrufende Programm zurückgeben und selbst weitere Prozeduren aufrufen
33 Prozeduren MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 15 /26 Prozeduren (Funktionen) sind Unterprogramme d.h. Blöcke die Teilprobleme einer größeren Aufgabe lösen Jede Prozedur hat einen eindeutigen Namen mit dessen Hilfe sie aufgerufen werden kann Prozeduren können einen Wert an das aufrufende Programm zurückgeben und selbst weitere Prozeduren aufrufen Vorteile: Wiederkehrende Berechnungen müssen nur einmal programmiert werden Bessere Lesbarkeit durch Aufteilen des Programms
34 Beispiel MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 16 /26 # include < iostream > 2 // Prototyp f u e r die Prozedur quadrat 4 // quadrat ( x ) berechnet x x double quadrat ( double x ) ; 6 // Implementierung der Prozedur quadrat 8 double quadrat ( double x ) { 10 r e t u r n x x ; } 12 i n t main ( ) 14 { f o r ( i n t i = 0; i < 10; i ++) 16 { std : : cout < < quadrat ( i ) < < std : : endl ; 18 } }
35 Syntax MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 17 /26 Rueckgabetyp FktName (Parameter1 Parameter2... ParameterN) {<Anweisung>} Prozeduren ohne Rückgabewert durch Rückgabetyp void return <Wert>; beendet die Prozedur und gibt <Wert> an den übergeordneten Programmteil zurück Parameter bestehen jeweils aus dem Datentyp und einem Variablennamen
36 Syntax MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 17 /26 Rueckgabetyp FktName (Parameter1 Parameter2... ParameterN) {<Anweisung>} Prozeduren ohne Rückgabewert durch Rückgabetyp void return <Wert>; beendet die Prozedur und gibt <Wert> an den übergeordneten Programmteil zurück Parameter bestehen jeweils aus dem Datentyp und einem Variablennamen Prozedurprototyp: Mit einem Semikolon abgeschlossener Kopf der Prozedur Implementierung in anschließender Prozedurdefinition Sinn: Bevor eine Prozedur verwendet werden kann muss sie deklariert sein Ermöglicht Trennung von Deklaration und Implementierung
37 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 18 /26 Problem Parameter # include < iostream > 2 // d e k l a r a t i o n und implementierung gemeinsam 4 void swap ( i n t x i n t y ) { 6 i n t temp = x ; x = y ; 8 y = temp ; } 10 i n t main ( ) 12 { i n t x = 5 y = 10; 14 swap ( x y ) ; std : : cout < < " Nach der Vertauschung x=" < < x 16 < < " y= " < < y < < std : : endl ; r e t u r n 0; 18 } Ausgabe:
38 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 18 /26 Problem Parameter # include < iostream > 2 // d e k l a r a t i o n und implementierung gemeinsam 4 void swap ( i n t x i n t y ) { 6 i n t temp = x ; x = y ; 8 y = temp ; } 10 i n t main ( ) 12 { i n t x = 5 y = 10; 14 swap ( x y ) ; std : : cout < < " Nach der Vertauschung x=" < < x 16 < < " y= " < < y < < std : : endl ; r e t u r n 0; 18 } Ausgabe: Nach der Vertauschung x=5 y=10
39 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 19 /26 Wertparameter vs. Referenzparameter Wertparameter (call-by-value): Parameter werden kopiert und sind lokale Variablen Variablen in der Prozedur (lokale Variablen) sind außerhalb der Prozedur nicht sichtbar Der Gültigkeitsbereich (Skope) ist auf die Prozedur beschränkt Die Variablen des aufrufenden Programmteils bleiben unverändert
40 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 19 /26 Wertparameter vs. Referenzparameter Wertparameter (call-by-value): Parameter werden kopiert und sind lokale Variablen Variablen in der Prozedur (lokale Variablen) sind außerhalb der Prozedur nicht sichtbar Der Gültigkeitsbereich (Skope) ist auf die Prozedur beschränkt Die Variablen des aufrufenden Programmteils bleiben unverändert Referenzparameter (call-by-reference): Parameter sind sogenannte Referenzen Referenzen zeigen auf gleichen Speicher wie die ursprüngliche Variable Wenn ich eine Referenz ändere ändert sich auch der Wert der Variablen im aufrufenden Programmteil
41 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 20 /26 Beispiel Wertparameter # include < iostream > 2 // d e k l a r a t i o n und implementierung gemeinsam 4 void swap ( i n t x i n t y ) { 6 i n t temp = x ; x = y ; 8 y = temp ; } 10 i n t main ( ) 12 { i n t x = 5 y = 10; 14 swap ( x y ) ; std : : cout < < " Nach der Vertauschung x=" < < x 16 < < " y= " < < y < < std : : endl ; r e t u r n 0; 18 } Ausgabe: Nach der Vertauschung x=5 y=10
42 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 21 /26 Lösung 1 Referenzparameter # include < iostream > 2 // d e k l a r a t i o n und implementierung gemeinsam 4 void swap ( i n t & rx i n t & r y ) { 6 i n t temp = r x ; rx = ry ; 8 ry = temp ; } 10 i n t main ( ) 12 { i n t x = 5 y = 10; 14 swap ( x y ) ; std : : cout < < " Nach der Vertauschung x=" < < x 16 < < " y= " < < y < < std : : endl ; r e t u r n 0; 18 } Ausgabe: Nach der Vertauschung x=10 y=5
43 Lösung 2 Pointer MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 22 /26 # include < iostream > 2 // d e k l a r a t i o n und implementierung gemeinsam 4 void swap ( i n t px i n t py ) { 6 i n t temp = px ; px = py ; 8 py = temp ; } 10 i n t main ( ) 12 { i n t x = 5 y = 10; 14 swap(&x & y ) ; std : : cout < < " Nach der Vertauschung x=" < < x 16 < < " y= " < < y < < std : : endl ; r e t u r n 0; 18 } Ausgabe: Nach der Vertauschung x=10 y=5
44 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 23 /26 Pointer und Referenzen (1/3) A computer memory location has an address and a content Unlike normal variables which store a value (e.g. an int a double) a pointer stores a memory address Pointers can be assigned addresses e.g. by address-of operator & i n t number = 42; // An i n t v a r i a b l e with a value 2 i n t pnumber ; // D eclare a p o i n t e r v a r i a b l e c a l l e d pnumber // p o i n t i n g to an i n t ( i n t p o i n t e r ) 4 pnumber = &number ; // Assign the address of the v a r i a b l e number to // p o i n t e r v a r i a b l e pnumber
45 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 23 /26 Pointer und Referenzen (1/3) Pointers can be assigned addresses e.g. by address-of operator & i n t number = 42; // An i n t v a r i a b l e with a value 2 i n t pnumber ; // D eclare a p o i n t e r v a r i a b l e c a l l e d pnumber // p o i n t i n g to an i n t ( i n t p o i n t e r ) 4 pnumber = &number ; // Assign the address of the v a r i a b l e number to // p o i n t e r v a r i a b l e pnumber
46 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 23 /26 Pointer und Referenzen (1/3) Pointers can be assigned addresses e.g. by address-of operator & i n t number = 42; // An i n t v a r i a b l e with a value 2 i n t pnumber ; // D eclare a p o i n t e r v a r i a b l e c a l l e d pnumber // p o i n t i n g to an i n t ( i n t p o i n t e r ) 4 pnumber = &number ; // Assign the address of the v a r i a b l e number to // p o i n t e r v a r i a b l e pnumber Dereferencing operator operates on a pointer and returns the value stored in the address kept in the pointer variable std : : cout < < pnumber ; // P r i n t content of the p o i n t e r v a r i a b l e 2 // i. e. an address (0 x22ccec ) std : : cout < < pnumber ; // P r i n t value " pointed to " by the p o i n t e r 4 // v a r i a b l e which i s an i n t ( 4 2 ) pnumber = 99; // Assign a value to where the p o i n t e r i s 6 // pointed to NOT to the p o i n t e r v a r i a b l e std : : cout < < pnumber ; // P r i n t the new value " pointed to " by the 8 // p o i n t e r v a r i a b l e ( 9 9 ) std : : cout < < number ; // The value of v a r i a b l e number changes as 10 // w e l l ( 9 9 )
47 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 24 /26 Pointer und Referenzen (2/3) A reference is an alias or an alternate name to an existing variable A reference is very similar to a pointer but address-of operator & and dereferencing operator are called implicitly Unlike pointers references have to be initialized during declaration and cannot be re-assigned i n t number = 42; // D eclare an i n t v a r i a b l e c a l l e d number 2 i n t & refnumber = number ; // D eclare a r e f e r e n c e ( a l i a s ) to the // v a r i a b l e number 4 // Both refnumber and number r e f e r to the // same value 6 refnumber = 99; // Assign a new value to refnumber std : : cout < < refnumber ; 8 std : : cout < < number ; // Value of number also changes ( 99) number = 5 5 ; // Assign a new value to number 10 std : : cout < < number ; std : : cout < < refnumber ; // Value of refnumber also changes ( 5 5 )
48 MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 25 /26 Pointer und Referenzen (3/3) 1 / References vs. P o i n t e r s / # include < iostream > 3 i n t main ( ) 5 { i n t number1 = 42 number2 = 22; 7 // Create a p o i n t e r p o i n t i n g to number1 9 i n t pnumber1 = &number1 ; // E x p l i c i t r e f e r e n c i n g pnumber1 = 99; // E x p l i c i t d e r e f e r e n c i n g 11 std : : cout < < pnumber1 ; // 99 std : : cout < < &number1 ; // 0 x 2 2 f f std : : cout < < pnumber1 ; // 0x22ff18 ( content of pointer variable ) std : : cout < < &pnumber1 ; // 0x22ff10 ( address of pointer variable ) 15 pnumber1 = &number2 ; // Pointer can be re assigned to store // another address 17 // Create a reference ( a l i a s ) to number1 19 i n t & refnumber1 = number1 ; // Impl. referencing ( NOT &number1 ) refnumber1 = 11; // Impl. dereferencing ( NOT refnumber1 ) 21 std : : cout < < refnumber1 ; // 11 std : : cout < < &number1 ; // 0 x 2 2 f f std : : cout < < &refnumber1 ; // 0x22ff18 // refnumber1 = &number2 ; // Err or! Reference cannot be re assigned 25 // i n v a l i d conversion from i n t to i n t }
49 Getting started MÜNSTER Übung zur Vorlesung Wissenschaftliches Rechnen WS 2013/14 26 /26 Laden Sie das Programm Hallo Welt von der Vorlesungshomepage Öffnen Sie es (Texteditor/Entwicklungsumgebung Ihrer Wahl) Kompilieren Sie es beispielsweise durch g++ -o hallowelt hallowelt.cc Führen Sie das Programm aus Bearbeiten Sie nun die Anwesenheitsaufgaben Bei einfachen Fragen zur Programmierung mit C++ hilft häufig:
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