Übung 9 - Lösungsvorschlag

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1 Universität Innsbruck - Institut für Informatik Datenbanken und Informationssysteme Prof. Günther Specht, Eva Zangerle Besprechung: Einführung in die Informatik Übung 9 - Lösungsvorschlag Aufgabe 1 (Zahlensysteme - 2 Punkte) a) Drücken Sie jede der folgenden Zahlen jeweils im Binär-, Dezimal- und Hexadezimalsystem aus: , ,AD12CF 16. Die Indizes geben jeweils an, in welcher Basis diese Zahlen notiert sind. (1 Punkt) = = , = 3AE 16 = , AD12CF 16 = = b) Addieren Sie die drei Zahlen aus 1a) im Dezimal-, Binär- und Hexadezimalsystem. Notieren Sie dazu jeweils die zu addierenden Zahlen untereinander, und geben Sie nicht nur das Ergebnis Ihrer Berechnungen an, sondern auch die Überträge. (1 Punkt) Dezimal Binaer Hexadezimal Zahl Zahl AE Zahl AD12CF Uebertrag: Ergebnis: AD28E4 1

2 Aufgabe 2 (Hallo C - 4 Punkte) a) Schreiben Sie ein C-Programm, welches Hallo C! an der Konsole ausgibt. Übersetzen Sie das Programm, führen Sie es anschließend aus und dokumentieren Sie alle dazu notwendigen Kommandozeilenbefehle. (1 Punkt) p r intf ( Hallo C! ) ; gcc -o ex9 1 1 ex9 1 1.c.\ex9 1 1 b) Erstellen Sie ein Programm, welches ein Feld zahl mit den Werten 1, 2, 3, 4, 5 initialisiert und anschließend diese Werte jeweils mit Ihrem Quadrat berschreibt. Geben Sie zur Kontrolle das Feld zahl sowohl nach der Initialisierung als auch nach dem Überschreiben an der Konsole aus. (1 Punkt) int i ; int zahl [ 5 ] ; zahl [ i ] = i +1; zahl [ i ] = zahl [ i ] zahl [ i ] ; 2

3 c) Modifizieren Sie Ihr Programm aus Teilaufgabe 2b) so, dass an Position i nicht mehr das Quadrat des Wertes an Position i geschrieben wird, sondern das Produkt aus den Werten der Positionen i und i + 1. Für die letzte Zahl welche ja keine nachfolgende Stelle i + 1 hat soll das Problem zyklisch gelöst werden, indem die letzte Zahl mit dem Produkt der letzten Zahl und der ersten Zahl überschrieben wird. Das Array {1,2,3 würde mit diesem Verfahren beispielsweise durch {2,6,6 ersetzt. Lösen Sie das Problem mit Hilfe des Modulo-Operators (%). (1 Punkt) int i ; int zahl [ 5 ] ; zahl [ i ] = i +1; zahl [ i ] = zahl [ i ] zahl [ ( i +1)%5]; d) Definieren Sie zwei Variablen vom Typ unsigned short und belegen Sie diese mit und 1. Addieren Sie die Werte anschließend und speichern Sie ihre Summe ebenfalls in einer unsigned short Variable. Interpretieren Sie das Ergebnis der Berechnung. (1 Punkt) 3

4 unsigned short a = 65535; unsigned short b = 1; unsigned short c ; c=a+b ; p r intf ( %d\n, c ) ; Eine Variable vom Typ usigned short konsumiert 2 Byte Speicher, es können also 2 16 = verschiedene Werte gespeichert werden, usigned short verwendet dazu den Wertebereich 0 bis Die Addition auf diesem Datentyp ist immer modulo der Größe des Wertebereichs, woraus sich das Ergebnis ergibt. ( )mod65536 = 65536mod65536 = 0 Aufgabe 3 (Rekursion vs. Iteration, C vs. OCaml - 4 Punkte) Erstellen Sie für alle Funktionen, die in dieser Aufgabe implementiert werden sollen, zusätzlich jeweils ein ausführbares Testprogramm, welches die jeweilige Funktion aufruft. a) Erstellen Sie eine iterative C-Funktion, die als Parameter ein Feld von int-werten entgegennimmt, und als Resultat die Summe der Elemente im Feld zurückgibt. Verwenden Sie für die Implementierung eine while-schleife. (Hinweis: Die Funktion benötigt noch einen weiteren Übergabeparameter). (1 Punkt) int summe( int f eld [ ], int laenge ) { int ergebnis = 0; int i =0; while( i<laenge ) { ergebnis += f eld [ i ] ; i++; 4

5 return ergebnis ; int f eld [ 5 ] = {1,2,3,4,5; int laenge = 5; p r intf ( %d\n,summe( feld, laenge ) ) ; b) Implementieren Sie analog zu Teilaufgabe 3a) eine endrekursive C-Funktion, welche als Parameter ein Feld von int-werten entgegennimmt, und als Resultat die Summe der Elemente im Feld zurückgibt. (1 Punkt) int summe( int f eld [ ], int laenge, int ergebnis ) { if ( laenge <=0) return ergebnis ; else return summe( feld, laenge 1, ergebnis+f eld [ laenge 1]) ; int f eld [ 5 ] = {1,2,3,4,5; int laenge = 5; p r intf ( %d\n,summe( feld, laenge,0) ) ; c) Implementieren Sie zur folgenden OCaml-Funktion aus Übungsblatt 2 eine entsprechende C-Funktion mit demselben Rekursionsverhalten. 5

6 l e t rec summe l = match l with [ ] > 0 h : : t >h + summe t ; ; Vergleichen sie anschließend die C und OCaml Implementierung und berücksichtigen Sie beim Vergleich insbesondere Fehleranfälligkeiten, Flexibilität und Allgemeinheit der Lösungen. berlegen Sie sich beim Kriterium Allgemeinheit, was in C bzw. OCaml notwendig ist, damit die Summierung sowohl für int-werte als auch für float-werte funktioniert. (2 Punkt) int summe( int f eld [ ], int laenge ) { if ( laenge <=0) else return f eld [ laenge 1]+summe( feld, laenge 1) ; int f eld [ 5 ] = {1,2,3,4,5; int laenge = 5; p r intf ( %d\n,summe( feld, laenge ) ) ; Fehleranfälligkeit: Felder in C sind statisch ist und der Funktion muss die Größe des Feldes mit bergeben werden. Dies kann zu Fehlern führen. Flexibilität: Hier gibt es keinen Unterschied, da beide Funktionen Felder beliebiger Gößre unterstützen. Allgemeinheit: Hier gibt es Unterschiede zwischen C und OCaml. Will man beispielsweise auch floats aufsummieren können, muss man in C den Typ ändern, aber das Plus kann bleiben. In OCaml muss ich + durch eine mitgegebene Funktion add ersetzen, die jeweils das richtige tut, aber einen Typ muss man nicht ändern. Die gleiche Lösung in C müsste schon einen Funktionspointer mitbringen. 6