Info-2, Klausurvorbereitung, SS 2016

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1 Info-2, Klausurvorbereitung, SS 2016 Die folgenden Fragen dienen der Vorbereitung auf die Klausur. Die hier gestellten Aufgaben sind umfangreicher als in der Klausur. In der Klausur sind die Fragen schriftlich, ohne Benutzung eines Rechners zu beantworten! Es dürfen alle schriftlichen Materialien (gedruckt, handschriftlich) verwendet werden. Aufgabe 1: C-Programmierung, Bitelevel-Verarbeitung a) Schreiben Sie eine C-Funktion, die bei aufeinanderfolgenden Aufrufen die unten angegebenen Bitmuster als Rückkehrwert (Typ unsigned char) erzeugt! 1. Aufruf Aufruf Aufruf Aufruf Bei weiteren Aufrufen wird die Folge der Bitmuster wiederholt. 5. Aufruf (wie 1. Aufruf) 6. Aufruf (wie 2. Aufruf) b) Beschreiben Sie Ihr Vorgehen und damit verbundene Programmerweiterungen, um die in a) verlangte Funktion als Teil eines Moduls für mehrere Projekte verfügbar zu machen Aufgabe 2: C-Programmierung Schreiben Sie eine Funktion, die pseudozufällig eine Richtungsentscheidung unter den Möglichkeiten vorwärts, links, rechts und zurück trifft. Dabei sollen sich die relativen Häufigkeiten der ausgegebenen Werte bei einer hohen Anzahl von Funktionsaufrufenden folgenden Werten annähern: vorwärts 0.6 (d.h. 60% aller Ausgaben lauten vorwärts) links 0.15 rechts 0.2 rückwärts 0.05 Die Funktion soll einen Wert vom Typ richtung_t zurückgeben und die folgende Schnittstelle besitzen: typedef enum {vorwaerts, rueckwaerts, links, rechts} richtung_t; richtung_t r_entscheidung();

2 Aufgabe 3 C++ Allgemeines Wissen Entscheiden Sie, ob die folgenden Aussagen richtig oder falsch sind! C++ wurde schon im Mittelalter verwendet. Ein C++ -Compiler kann auch reinen C-Code übersetzen. Objekte sind Instanzen (d.h. Variablen) vom Typ einer Klasse. In C++ müssen Destruktoren einen Rückgabewert haben. Jede C++ Klasse hat genau einen Destruktor. Hat eine Klasse mehrere Konstruktoren, müssen diese unterschiedliche Namen tragen. Der %-Operator darf überladen werden Mit new erzeugte Objekte können mit free wieder freigegeben werden. Methoden, die als static deklariert werden, können ohne Erzeugung eines Objekts aufgerufen werden. Bei einer durch Vererbung abgeleiteten Klasse werden auch die Konstruktoren vererbt C++ ist eine deklarative Programmiersprache.

3 Aufgabe 4 Definition einer Klasse Definieren Sie eine Klasse Polynom, die das Berechnen einer Polynomfunktion mit gegebenen x-werten erlaubt. Der maximale Grad soll 4 sein. Nach der Instanziierung sollen vorerst alle Faktoren a i Null sein. Geben Sie dazu einen geeignet realisierten parameterlosen Kontruktor der Klasse Polynom an! Das Polynom soll durch einzelne Methodenaufrufe SetzeFaktor() für die i-te Potenz von x mit Faktoren a i konfiguriert werden können. Danach kann durch eine Methode Rechne() der Funktionswert ausgebend von einem als Parameter übergebenen x-wert berechnet werden können. Die anvisierte Nutzung der Klasse ist im folgenden Quelltextauszug angeben: Polynom p1; p1.setzefaktor(0, 0.5); // 0.5 mal (x hoch 0) p1.setzefaktor(1, 2.5); // 2.5 mal (x hoch 1) p1.setzefaktor(2, 1.0); // 1 mal (x hoch 2) double x=3.0, y; y = p1.rechne(x); // berechnet y= 1.0*x*x + 2.5*x + 0.5; Zusatzaufgabe: Geben Sie einen weiteren Konstruktor an, der alle Faktoren a i (0<=i<=4) als Parameter übernimmt und das Polynomobjekt entsprechend konfiguriert. Beispiel: // y = 5*(x hoch 4) + 2*(x hoch 3) -1.1* (x hoch 2) +17 Polynom mein_poly(5,2,-1.1,0,17); y= mein_poly.rechne(0.22);

4 Aufgabe 5 Überladen von Operatoren Gegeben ist folgendes Programmfragment mit einer Klassendeklarationen und einem Hauptprogramm. Die Klasse ungerade soll nur ganzzahlige ungerade Werte aufnehmen. Dazu wird das Ergebnis aller Zuweisungen und Rechenoperationen auf die kleinste ungerade Zahl gesetzt, die nicht kleiner als das Ergebnis ist, das beim Rechnen mit natürlichen Zahlen entstehen würde. #include <iostream.h> #include <math.h> class ungerade { private: int z; ungerade (int t) { if (t%2==1) z=t; else z=t+1;} ungerade() {} int wert() {return z;} void druck() {cout<<"\n"<<z;} ungerade operator *(ungerade a) {return ungerade(z* a.z);} ungerade operator +(ungerade a) {return ungerade(z + a.z);} ungerade operator /(ungerade a) {return ungerade(z / a.z);} //hier die Operatoren und Methoden gemäß a),b), c) einfügen! ostream& operator <<(ostream& s, ungerade& d) {return s<<d.wert()<<"\n";} void main() { ungerade s,t(7),u(8); cout<<"produkt="<< t*u<<endl; cout<<"summe="<< t+u<<endl;; cout << t <<, << u <<endl; cout << --t << endl; s=t++; cout << s++<<endl; if (t*s<ungerade(60)) cout<<"ja"<<endl; else cout<<"nein"<<endl; cout<<" Wurzel="<< (t*u+ungerade(1)).wurzel() << endl; Teilaufgaben umseitig:

5 Teilaufgaben: a) Programmieren Sie in der Klasse ungerade die einstelligen Operatoren ++ und - - als Prefix- und als Postfix-Operatoren! Die Operatoren sollen den Nachfolger bzw. Vorgänger der ungeraden Zahl berechnen! Das Objekt selbst soll den neuen Wert annehmen, der Ausdrucks-Wert soll sich gemäß Pre- bzw. Postfix-Regeln (vgl. ++i und i++ bei int) ergeben. b) Zusätzlich ist der Operator < bereitzustellen, der die Werte zweier ungerader Zahlen bzgl. < vergleicht und entsprechend 1(ja) oder 0 (nein) zurückgibt! c) Definieren Sie in der Klasse ungerade eine Methode wurzel(), die die Wurzel einer ungeraden ganzen Zahl wiederum als ungerade ganzen Zahl zur Verfügung stellt! d) Welches Druckbild würde das Hauptprogramm erzeugen, wenn alle Funktionen gemäß Aufgabenstellung richtig definiert sind?

6 Aufgabe 6 Elementobjekte und Vererbung Gehen Sie von den existierenden Klassen für einen Widerstand und einen Kondensator aus und definieren Sie Klassen für ein RC-Glied (RCGlied) und einen Tiefpass (1. Ordnung), die jeweils einen Widerstand und einen Kondensator als Elementobjekte einschließen. class Widerstand { private: double r; // Widerstandswert in Ohm Widerstand(double rr) { r=rr; } double LeseR() { return r; } class Kondensator { private: double c; // Kapazität in Farad Kondensator(double cc) { c=cc; } double LeseC() { return c; } Teilaufgaben: Geben Sie die Klassendefinition für RCGlied an, so dass die beiden Elementobjekte als private Elemente in der Klasse enthalten sind! Schreiben Sie einen Konstruktor, der die einzelnen Parameter (Widerstand in Ohm und Kapazität in Farad) als double-werte übernimmt und auf die Elementobjekte überträgt! Schreiben Sie eine weiteren Konstruktor, der Objekte als Parameter übernimmt und deren Parameter auf die Elementobjekte des RC-Glieds überträgt! Geben Sie eine Methode an, die die Kenngröße tau (Produkt aus Widerstand r und Kapazität c, tau=r*c) als double-wert zurückgibt! Leiten Sie von RCGlied eine Klasse Tiefpass ab, die eine weitere Methode double Genzfrequenz() bereitstellt! Als Grenzfrequenz ist der Wert 1.0 / (2.0*PI*r*c) zurückzugeben!

7 Aufgabe 7 - Vererbung und Polymorphie Das folgende Programm ist vorgegeben. Beantworten Sie die Fragen rechts! #include <string.h> #include <iostream> using namespace std; class tier { private: char tname[20]; tier(char *name) { strncpy(tname,name,20); } virtual void print_lieblingsfutter()=0; char* name() { return tname; } class katze: public tier { katze(char *name) : tier(name) {} void print_lieblingsfutter() { cout << "Mäuse" << endl; } class hund: public tier { hund(char *name) : tier(name) {} void print_lieblingsfutter() { cout << "Knochen" << endl; } Aufgaben: a) Was bewirkt virtual in der Definition der Klasse tier? b) Welche Ausgabe erzeugt das Programm, wenn der Benutzer eine 0 eingibt? c) Welche Ausgabe erzeugt das Programm, wenn der Benutzer eine 1 eingibt? d) Die Variablendeklaration tier hase_hoppel( Hoppel ); würde einen Übersetzungsfehler bewirken. Worin liegt die Ursache? int main() { int A, k=0, h=0; char* katzen[3]= {"Kasimir", "Minka", "Leo" char* hunde[3]= {"Benno","Rex","Lassy" tier* meinehaustiere[5]; do { cout << "Eingabe (0 oder 1):"; cin>>a; } while (A!=0 && A!=1); for (int i=0;i<5;i++) { if (i%2==a) meinehaustiere[i] = new katze (katzen[k++]); else meinehaustiere[i] = new hund (hunde[h++]); } } for (int i=0;i<5;i++) { cout << meinehaustiere[i]->name() << " frisst gern "; meinehaustiere[i]->print_lieblingsfutter(); } return 1;