Brückenkurs Programmieren

Transkript

1 Brückenkurs Programmieren Tag 3: Arrays Christopher Schölzel Technische Hochschule Mittelhessen 28. März 2018

2 Inhalt Arrays Wert- vs Referenzsemantik Einleitung 2 / 19

4 Arrays Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int q1,q2,q3,q4,..., q100; for(int i = 1; i <= 100; i++) { if (i == 1) { q1 = i*i; else if (i == 2) { q2 = i*i;... else if (i == 99) { q99 = i*i; else { q100 = i*i; 4 / 19

8 Arrays Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int q1,q2,q3,q4,..., q100; for(int i = 1; i <= 100; i++) { if (i == 1) { q1 = i*i; else if (i == 2) { q2 = i*i;... else if (i == 99) { q99 = i*i; else { q100 = i*i; wir brauchen einen Datentyp, der mehrere Werte speichern kann adressierbar ist (z.b. über einen Index) 4 / 19

9 Arrays: Definition, Datentyp, Adressierung Definition Ein Array ist ein Datentyp, der mehrere Werte vom gleichen Typ enthält. Die Werte werden über einen ganzzahligen Index adressiert (beginnend mit Index 0). Arraytyp: Syntax Elementtyp[] Arraytyp: Beispiele double[] int[] String[] Arrayadressierung: Syntax variablenname[index] Arrayadressierung: Beispiele doublearray[0] doublearray[1] doublearray[i+1] 5 / 19

10 Array als Regal 6 / 19

13 Arrays: Erzeugung Variante 1: Syntax new Elementtyp[Anzahl] Variante 1: Beispiele new int[17] new double[8] new String[i+1] 7 / 19

14 Arrays: Erzeugung Variante 1: Syntax new Elementtyp[Anzahl] Variante 1: Beispiele new int[17] new double[8] new String[i+1] Variante 2: Syntax new Elementtyp[]{ Element1, Element2,... Variante 2: Beispiele new int[]{ 1, 1, 2, 3, 5 new double[]{3.1416, new String[]{ "Mr. "+name, "Ms. "+name 7 / 19

15 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 8 / 19

16 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 8 / 19

17 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 2. Fülle das Array mit Quadratzahlen. Index 0: 1 2 Index 1: 2 2 Index 2: / 19

18 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 2. Fülle das Array mit Quadratzahlen. Index 0: 1 2 Index 1: 2 2 Index 2: / 19

19 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 2. Fülle das Array mit Quadratzahlen. Index 0: 1 2 Index 1: 2 2 Index 2: Test: Gib das Element an Index 7 aus. 8 / 19

20 Arrays: Beispiel Aufgabe Finde die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 100. int[] sq = new int[100]; for(int i = 0; i < sq.length; i++) { sq[i] = (i+1)*(i+1); System.out.println(squares[7]); 1. Erzeuge ein Array von 100 Ganzzahlen. 2. Fülle das Array mit Quadratzahlen. Index 0: 1 2 Index 1: 2 2 Index 2: Test: Gib das Element an Index 7 aus. 8 / 19

21 Aufgabe: Zinseszinsen 1. Erstelle ein Array von 100 Fließkommazahlen. 2. Schreibe den Wert 1000 an die erste Stelle des Arrays. 3. Fülle das restliche Array, indem du immer den Wert des vorherigen Elements mit 1.01 multiplizierst. Erinnerung: Arraydefinition und -zugriff int[] ar = new int[10]; // Erzeugen/Definieren ar[3] = 10; // Beschreiben System.out.println(ar[0]); // Auslesen int l = ar.length; // Länge ermitteln 9 / 19

22 Aufgabe: Zinseszinsen 1. Erstelle ein Array von 100 Fließkommazahlen. 2. Schreibe den Wert 1000 an die erste Stelle des Arrays. 3. Fülle das restliche Array, indem du immer den Wert des vorherigen Elements mit 1.01 multiplizierst. Erinnerung: Arraydefinition und -zugriff int[] ar = new int[10]; // Erzeugen/Definieren ar[3] = 10; // Beschreiben System.out.println(ar[0]); // Auslesen int l = ar.length; // Länge ermitteln Bonus: Finde heraus, nach wie viel Schritten der Ursprungswert sich verdoppelt hat. Benutze dazu zuerst eine Schleife und finde dann eine bessere Methode. 9 / 19

23 Mehrdimensionale Arrays Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden? 10 / 19

24 Mehrdimensionale Arrays Frage: Was hält uns davon ab, den Typ int[][] zu verwenden? Antwort: Gar nichts. Beispiel int[][] ar = new int[][]{ new int[]{1, 2, 3, new int[]{4, 5, 6, new int[]{7, 8, 9 ; for(int row=0; row < ar.length; row++) { for(int column=0; column < ar[row].length; column++) { System.out.println(ar[row][column]); 10 / 19

28 Arraydefinition: Kurzschreibweise Langschreibweise Kurzschreibweise int[][] ar = new int[][]{ new int[]{1, 2, 3, new int[]{4, 5, 6, new int[]{7, 8, 9 ; int[][] ar = { {1, 2, 3, {4, 5, 6, {7, 8, 9 ; Achtung: Das funktioniert nur innerhalb einer Variablendefinition, nicht wenn das Array später neu zugewiesen wird. 11 / 19

29 Aufgabe: ASCII-Art Schreibe eine Funktion printascii, die ein zweidimensionales Array vom Typ char[][] als Bild auf der Konsole ausgibt. Beispiel jshell> char[][] image = { { '\\', 'o','/', { ' ', ' ',' ', { '/', ' ', '\\' ; jshell> printascii(image); \o/ / \ 12 / 19

30 Aufgabe: ASCII-Art Schreibe eine Funktion printascii, die ein zweidimensionales Array vom Typ char[][] als Bild auf der Konsole ausgibt. Beispiel jshell> char[][] image = { { '\\', 'o','/', { ' ', ' ',' ', { '/', ' ', '\\' ; jshell> printascii(image); \o/ / \ Bonus: Schaffst Du das auch mit einem eindimensionalen Array? 12 / 19

32 Wert- vs Referenzsemantik Erinnerung Java unterscheidet zwischen primitiven Typen (z.b. int ) und Referenztypen (Arrays und Klassen). Frage: Produzieren die beiden folgenden Codestücke die gleiche Ausgabe? int a = 3; int b; b = a; b = 4; System.out.println(a); int[] a = new int[2]; a[0] = 3; int[] b; b = a; b[0] = 4; System.out.println(a[0]); 14 / 19

33 Wertsemantik bei primitiven Typen int a = 3; 15 / 19

34 Wertsemantik bei primitiven Typen int a = 3; int b; 15 / 19

35 Wertsemantik bei primitiven Typen int a = 3; int b; b = a; 15 / 19

36 Wertsemantik bei primitiven Typen int a = 3; int b; b = a; b = 4; 15 / 19

37 Referenzsemantik bei Referenztypen int[] a = new int[2]; a[0] = 3; 16 / 19

38 Referenzsemantik bei Referenztypen int[] a = new int[2]; a[0] = 3; int[] b; 16 / 19

39 Referenzsemantik bei Referenztypen int[] a = new int[2]; a[0] = 3; int[] b; b = a; 16 / 19

40 Referenzsemantik bei Referenztypen int[] a = new int[2]; a[0] = 3; int[] b; b = a; b[0] = 4; 16 / 19

41 Wert- vs Referenzsemantik: Zusammenfassung Der Inhalt von Variablen unterscheidet sich je nach dem, welchen Typ die Variable hat. primitiver Typ: Variable enthält Wert bei Zuweisung wird der Wert direkt kopiert Referenztyp: Variable enthält Referenz bzw. Zeiger verweist auf Speicherstelle an der die Daten liegen bei Zuweisung wird nur die Referenz kopiert die Daten bleiben die selben 17 / 19

42 Wert- vs Referenzsemantik: Übungsaufgabe Gemeinsam an der Tafel: Was steht im Speicher, wenn der folgende Code ausgeführt wurde? float[] ypos; float[] xpos; ypos = new float[]{100, 150, 200 xpos = ypos; float x = xpos[1]; x *= 2; ypos[1] += 1; 18 / 19

43 Zusammenfassung Arrays: Erzeugung double[] dar = new double[4]; int[] iar = new int[]{1,3; int[] iar2 = {7, 8, 1; Arrays: Zugriff dar[0] = 1.8; iar[1] = iar[0]+1; int l = iar.length; Mehrdimensionale Arrays int[][] matrix = { {1, 2, 3, {4, 5, 6, {7, 8, 9 matrix[0][2] = 0; // 3 -> 0 19 / 19