Programmierung II Sommersemester 2007 - fbi.h

Programmieren II
Programmieren II
Organisatorisches: Klausur
Programmierung II
•
Sommersemester 2007
•
Steffen Lange
wie im letzten Semester mit Papier und Stift
– an kleinen Beispielen nachweisen, daß Sie die Grundkonzepte
verstanden haben und anwenden können
geplanter Termin
– 09.Juli 2006, 10:00 – 11:45 Uhr
Hinweis:
•
davor gibt es wieder ein Blatt mit klausurrelevanten Aufgaben
•
letzter Vorlesungstermin: Hörsaalübung zu diesen Aufgaben
1/1
Programmieren II
1/2
Programmieren II
Organisatorisches: Praktikum
•
•
•
•
Organisatorisches: Praktikum
Ausgabe der Aufgabenstellung
Vorbesprechung in der Vorlesung; separater Foliensatz (wie gehabt)
selbständig zu Hause oder in den Labors
– Entwurf
– Ausarbeitung des Programms inklusive Eintippen
– setzt Editor voraus, aber nicht unbedingt Compiler
im Praktikum
– Übersetzung, Inbetriebnahme, Test mit MS Visual C++
– Vorführung und Erläuterung durch Sie
– Abnahme und Testat durch Betreuer (die innere Struktur interessiert
mehr als die Funktion nach außen !)
1/3
•
•
•
•
Teilnahme an Praktikumsterminen ist Pflicht
Æ Testat gibt es nur zum jeweiligen Termin !!!
Bewertung: erfolgreich / nicht erfolgreich
Æ keine Noten
Erfolgreiche Teilnahme am Praktikum ist Zulassungsvoraussetzung für
Klausur:
Æ 5 von 6 Praktikumsübungen müssen testiert sein
Gruppeneinteilung, Termine im Internet
1/4
Programmieren II
Programmieren II
Organisatorisches: Praktikum
•
•
Literaturempfehlungen
Gruppenarbeit: jeweils 2 bis 3 StudentInnen an einem PC
– erarbeiten gemeinsam ein Programm, aber jede(r) muß
eine Kopie besitzen
– keine Arbeitsteilung: jede(r) muß alles beherrschen
– gemeinsame Vorbereitung ist empfehlenswert
Abschreiben und Kopieren hilft nicht
– Programmieren lernt man nur durch eigenes Üben
•
•
•
•
•
•
Bjarne Stroustrup, The C++ Programming Language, AddisonWesley, Reading, MA, 1997
D.M. Capper, Introducing C++ for Scientists, Engineers and
Mathematicians, Spinger, London, 2001
Robert Sedgewick, Algorithmen in C++, Pearson Studium,
München, 2002
Peter Prinz, Ulla Kirch-Prinz, C++ Lernen und professionell
anwenden, mitp-Verlag, 2002
Jürgen Wolff von Gudenberg, Objektorientiert Programmieren von
Anfang an, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 1996.
Klaus Schmaranz, Softwareentwicklung in C++, Springer-Verlag,
Berlin, 2002.
1/5
Programmieren II
1/6
Programmieren II
Fahrplan
Einordnung
im Mittelpunkt: Konzepte, Ideen, ... der objektorientierten Programmierung
Klassen, Objekte, Methoden
...
Vererbung, Klassenhierarchien
...
Polymorphismus
...
Abstrakte Klassen
...
klassische prozedurale Programmierung
Algorithmische Ideen
...
Effiziente Datenstrukturen
...
Objektorientiertes Design
...
zwei Rollen einnehmen:
•
Benutzer von Klassen(bibliotheken)
•
Programmierer von Klassen(bibliotheken)
1/7
•
•
•
Trennung von Daten und Funktionen
Strukturierung der Daten
Strukturierung des Programms; Nutzung von Funktionen
(Unterprogramme/Prozeduren)
•
Konsequenzen
•
Verantwortlichkeiten für „korrekte“ Initialisierung,
Funktionsaufrufe mit „korrekten“ Daten
•
Änderung der Darstellung der Daten hat Anpassung der
verwendeten Funktionen zur Folge
1/8
Programmieren II
Programmieren II
Einordnung
Beispiel
objektorientierte Programmierung
•
•
•
•
•
relevante Daten:
Objekte (Instanzen einer Klasse) im Mittelpunkt
Objekte bilden Einheit aus Daten (Attributen, Eigenschaften) und
Methoden (Funktionen, Fähigkeiten)
Informationsaustausch zwischen Objekten erfolgt über
„Nachrichten“ zur Aktivierung der entsprechenden „Fähigkeiten“
Programmablauf = Austausch + Reaktion auf Botschaften
•
Darstellung von nicht-negativen rationalen Zahlen
relevante Funktionen:
Hoffnungen
•
geringere Fehleranfälligkeit (Kontrolle)
•
gute Wiederverwendbarkeit (Kapselung, Selbstverwaltung)
•
geringer Wartungsaufwand („schmale“ Schnittstellen)
•
•
kürzen
addieren
•
auf dem Bildschirm ansehen
Hilfsfunktion: ggT()
1/9
Programmieren II
Programmieren II
Beispiel: prozedurale Programmierung
#include <iostream>
using namespace std;
Beispiel: prozedurale Programmierung
int main(){
bruch mb;
mb.zaehler = 36;
mb.nenner = 24;
display(mb);
mb = kuerzen(mb);
display(mb);
return(0);
}
Deklaration
der Daten
struct bruch {
int zaehler;
int nenner;
};
bruch kuerzen ( bruch );
int ggt ( int, int );
void display ( bruch );
1/10
Problem:
zu verhindern, daß
der Zähler gleich 0
ist
Deklaration der
Funktionen
1/11
1/12
Programmieren II
Programmieren II
Beispiel: prozedurale Programmierung
Einschub: Bestimmung des GGT
Euklidscher Algorithmus (Hintergrund)
void display(bruch aktuell) {
cout << "Der Bruch hat den Zaehler: " << aktuell.zaehler << endl;
cout << "Der Bruch hat den Nenner: " << aktuell.nenner << endl;
}
bruch kuerzen(bruch aktuell){
int help;
help = ggt(aktuell.zaehler,aktuell.nenner);
aktuell.zaehler = aktuell.zaehler / help;
aktuell.nenner = aktuell.nenner / help;
return(aktuell);
}
es seien a, b natürliche Zahlen
•
ggt(a,b) = c, falls c die größte Zahl ist, mit: c teilt a und c teilt b
Hinweis: falls b = 0, so ist c = a !!!
Beobachtung:
Es seien a, b natürliche Zahlen und r = a%b.
Dann gilt: { t | t teilt a und t teilt b } = { s | s teilt b und s teilt r }
Konsequenz:
1/13
ggt(a,b) = ggt(b,r)
1/14
Hinweis: ggt bezeichnet eine Funktion zur Bestimmung des größten gemeinsamen Teilers
Programmieren II
Programmieren II
Einschub: Bestimmung des GGT
Beispiel: objektorientierte Programmierung
Euklidscher Algorithmus (Realisierungen)
#include <iostream>
using namespace std;
int ggt_rec (int a, int b) {
if ( b == 0)
return(a);
else
ggt_rec(b,a%b);
}
int ggt(int, int);
int ggt (int a, int b) {
int rest = a%b;
while ( rest != 0 ) {
a = b;
b = rest;
rest = a%b;
}
return (b);
}
class bruch {
private:
int zaehler;
int nenner;
public:
bruch (int, int) ;
void kuerzen () ;
void display ();
};
1/15
Deklaration
der Attribute
Deklaration der
Methoden
1/16
Programmieren II
Programmieren II
Beispiel: objektorientierte Programmierung
Beispiel: objektorientierte Programmierung
ein Konstruktor für Objekte der Klasse Bruch
Objekt vom Typ Bruch
int main(){
bruch mb(36,24);
mb.display();
mb.kuerzen();
mb.display();
return(0);
}
bruch::bruch(int Z, int N) {
if (N != 0) {
zaehler = Z; nenner = N;
}
else {
zaehler = 0; nenner = 1;
}
}
Methoden für dieses
Objekt aufrufen
garantiert, daß der Nenner
immer ungleich 0 ist
ein anderer Konstruktor für Objekte der Klasse Bruch
bruch::bruch(int Z) {
zaehler = Z; nenner = 1; };
}
bruch mb1(10);
1/17
Programmieren II
1/18
Programmieren II
Beispiel: objektorientierte Programmierung
Relevante Grundbegriffe
void bruch::display() {
cout << "Der Bruch hat den Zaehler: " << zaehler << endl;
cout << "Der Bruch hat den Nenner: " << nenner << endl;
}
void bruch::kuerzen() {
int help;
help = ggt(zaehler,nenner);
zaehler = zaehler / help;
nenner = nenner / help;
}
int ggt(int a, int b) {
int teiler = a%b;
while (teiler != 0) {
a = b;
b = teiler;
teiler = a%b;
}
return (b);
}
•
•
•
•
•
•
•
•
•
1/19
Klassen, Datenstruktur
Datenkapselung
statisches und dynamisches Erzeugen von Objekten
eigenständige Zustandsverwaltung
abstrakte Datentypen
parametrisierte Datentypen
modulares Programmieren
Vererbung
...
1/20