Kontroll- anweisungen: Teil 2 - fbi.h

1
4
Kontrollanweisungen:
Teil 2
 2006 Pearson Education, Inc. All rights reserved.
2
4.1
Einführung
4.2
Grundlagen der zählerkontrollierten Wiederholung
4.3
for Wiederholungsanweisung
4.4
Beispiele für die Nutzung der for Anweisung
4.5
do…while Wiederholungsanweisung
4.6
switch Anweisung zur Mehrfachauswahl
4.7
break und continue Anweisung
4.8
Logische Operatoren
4.9
Verwechseln von Gleichheits- (==) und
Zuweisungsoperator (=)
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4.1 Einführung
• Fortsetzung der Diskussion der strukturierten
Programmierung
– Einführung der übrigen Kontrollstrukturen von C
• for
• do…while
• switch
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4.2 Grundlagen der zählerkontrollierten
Wiederholung
4
• Zählerkontrollierte Wiederholung erfordert:
– Den Namen einer Kontrollvariablen (Schleifenzähler)
– Den Anfangswert der Kontrollvariablen
– Eine Schleifenbedingung, die den Endwert der
Kontrollvariablen testet
– Inkrementierung/Dekrementierung der Kontrollvariablen
in jedem Schleifendurchlauf (Iteration)
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1
// Fig. 4.1: fig04_01.c
2
// Counter-controlled repetition.
3
#include <stdio.h>
Outline
5
4
5
int main( void )
6
{
7
fig04_01.c
unsigned int counter = 1; // declare and initialize control variable
8
9
while( counter <= 10 ) { // loop-continuation condition
10
printf( "%u ", counter );
11
++counter; // increment control variable by 1
12
(1 von 1)
} // end while
13
14
puts( "" ); // output a newline
15 } // end main
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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6
4.3 for Wiederholungsanweisung
•for Wiederholungsanweisung
– Legt die Details der zählerkontrollierten Wiederholung
in einer einzigen Codezeile fest
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1
// Fig. 4.2: fig04_02.c
2
// Counter-controlled repetition with the for statement.
3
#include <stdio.h>
Outline
7
4
5
int main( void )
6
{
7
fig04_02.c
unsigned int counter;
(1 von 1)
8
9
// for statement header includes initialization,
10
// loop-continuation condition and increment.
11
for( counter = 1; counter <= 10; ++counter )
12
printf( "%u ", counter );
13
14
puts( "" ); // output a newline
Inkrement für counter
15 } // end main
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Schleifentest auf counters Endwert
Die Kontrollvariable ist counter mit dem Anfangswert 1
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Häufiger Programmierfehler
Verwendung eines falschen Vergleichsoperators
oder eines nicht korrekten Endwertes für den
Schleifenzähler in der Bedingung einer while
oder for Anweisung führt oft dazu, dass die
Schleife einmal mehr oder weniger als
beabsichtigt durchlaufen wird (‘ off-by-one
error’).
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9
Praxis-Tipp
Um ‘off-by-one errors’ zu vermeiden, kann man
beginnend mit Eins zählen und den Endwert der
Schleifenvariablen mit dem <= Vergleichsoperator
in der Bedingung einer while oder for Anweisung
verwenden.
Üblich ist auch das sogenannte Null-basierte Zählen,
bei dem, um eine Schleife zehnmal zu durchlaufen,
counter mit Null initialisiert wird und die
Schleifenbedingung dann die Form counter < 10
hat.
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4.3 for Wiederholungsanweisung
• Allgemeine Form der for Anweisung
– for( Initialisierung; Schleifenbedingung; Inkrementierung )
Anweisung;
• Kann auch realisiert werden durch:
– Initialisierung;
while( Schleifenbedingung ) {
Anweisung;
Inkrementierung;
}
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Häufiger Programmierfehler
Wird die Kontrollvariable einer for Anweisung
im Initialisierungsabschnitt des Schleifenkopfs
deklariert (das ist beim sog. ANSI-C (C90) - und
bei Visual C++ bis zur Version 2012 - nicht
erlaubt), verursacht eine Nutzung dieser
Kontrollvariablen nach dem Schleifenkörper eine
Fehlermeldung des Compilers.
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Häufiger Programmierfehler
Werden Kommas statt der geforderten
Semikolons in einem for Kopf verwendet, ist
dies ein Syntaxfehler.
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Häufiger Programmierfehler
Wird direkt neben der schließenden Klammer des
for Kopfes ein Semikolon gesetzt, erzeugt dies
eine for Anweisung, deren Körper nur aus einer
leeren Anweisung besteht.
Dies ist normalerweise ein logischer Fehler.
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14
Betrachtung zum Software Engineering
Ein Semikolon direkt hinter einem for Kopf
wird manchmal benutzt, um eine sogenannte
Verzögerungsschleife zu erzeugen. Eine solche
for Schleife mit leerem Körper führt die
angegebene Anzahl von Iterationen durch,
indem sie einfach nur zählt. Diese Schleife kann
z.B. Ausgaben auf eine gewünschte Weise
verzögern. In dieser einfachen Form ist eine
solche Verzögerungszeit jedoch nicht portabel,
weil abhängig vom verwendeten Prozessor.
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Tipp zur Fehlervermeidung
Es ist zwar möglich, den Wert der Kontrollvariablen im Körper einer for Anweisung zu
ändern, dies sollte jedoch unbedingt vermieden
werden, weil es zu subtilen logischen Fehlern
führen kann.
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
16
• for Anweisungen
– Änderung der Kontrollvariablen von 1 bis 100 in Schritten von 1
• for( i = 1; i <= 100; ++i )
– Änderung der Kontrollvariablen von 100 bis 1 in Schritten von -1
• for( i = 100; i >= 1; --i )
– Änderung der Kontrollvariablen von 7 bis 77 in Schritten von 7
• for( i = 7; i <= 77; i += 7 )
– Änderung der Kontrollvariablen von 20 bis 2 in Schritten von -2
• for( i = 20; i >= 2; i -= 2 )
– Änderung der Kontrollvariablen über: 2, 5, 8, 11, 14, 17, 20
• for( i = 2; i <= 20; i += 3 )
– Änderung der Kontrollvariablen über : 99, 88, 77, …, 22, 11, 0
• for( i = 99; i >= 0; i -= 11 )
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
17
• Wird in einer Schleife, die rückwärts zählt, ein Datentyp
für die Kontrollvariable verwendet, der keine negativen
Werte annehmen kann, darf die Schleifenbedingung auch
nicht versuchen, mit negativen Werten zu arbeiten:
unsigned int i;
for( i = 100; i >= 0; --i ) {
...
}
-> Endlosschleife!
(Da i als unsigned int bei einer Dekrementierung von 0 den
größten darstellbaren positiven Wert annimmt.)
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Häufiger Programmierfehler
Wenn in einer Schleife, die rückwärts zählt,
 in der Schleifenbedingung der falsche
Vergleichsoperator verwendet wird (wie z.B.
i <= 1 statt i >= 1 in einer Schleife, die auf 1
herunterzählt) oder
 Schleifenbedingung und Typ der Kontrollvariablen nicht zusammenpassen,
entsteht ein logischer Fehler bei der Ausführung
des Programms.
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
19
• Anwendung:
Aufsummieren der geraden Zahlen von 2 bis 100
• Fig. 4.5 nutzt eine for Anweisung, um die Summe aller
geraden Zahlen von 2 bis 100 zu bilden und auszugeben.
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1
// Fig. 4.5: fig04_05.c
2
// Summing integers with the for statement.
3
#include <stdio.h>
Outline
20
4
5
int main( void )
6
{
fig04_05.c
7
unsigned int total = 0; // initialize total
8
unsigned int number; // number to be added
9
10
// total even integers from 2 through 100
11
for( number = 2; number <= 100; number += 2 )
12
total += number;
13
14
number läuft von 2 bis
(1 von 1)
100 in 2er-Schritten
Aktueller Wert von number
wird zu total addiert
printf( "Sum is %u\n", total ); // display sum
15 } // end main
Sum is 2550
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21
Praxis-Tipp
Im Initialisierungs- und Inkrementierungsabschnitt einer for Anweisung sollten nur
Ausdrücke, die die Kontrollvariable betreffen, stehen. Manipulationen von anderen
Variablen sollten entweder vor der Schleife
stattfinden (falls sie nur einmal ausgeführt
werden sollen, wie Initialierungsanweisungen)
oder im Schleifenkörper (falls sie einmal pro
Schleifenduchlauf ausgeführt werden sollen,
wie Inkrementierungsanweisungen).
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
22
• Beispiel: Zinseszins-Berechnung
– 1000 Euro (vorhanden im Jahr 2010) sollen
mit 2% verzinst werden.
– Das jeweils vorhandene Kapital am Ende der
Jahre 2010 bis 2020 soll in Form einer Tabelle
ausgegeben werden.
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
23
1 Initialisiere das Kapital auf 1000 Euro
2 Initialisiere den Zinssatz auf 2 Prozent
3 Initialisiere Startjahr auf 2010 und Endjahr auf 2020
4
5 Für jedes Jahr von Startjahr bis Endjahr
6
Gib Jahr und Kapital aus
7
Addiere Kapital * Zinssatz zum vorhandenen Kapital
Fig. 4.5 | Pseudocode für die Zinseszins-Berechnung
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1
// Fig. 4.6: fig04_06.c
2
// Compound interest calculations with for.
3
#include <stdio.h>
4
5
6
int main( void )
{
Outline
24
Gleitpunkt-Konstanten haben
standardmäßig den Typ double
fig04_06.c
7
double amount = 1000.0; // initial amount before interest
8
double rate = .02; // interest rate
9
unsigned int year, startYear = 2010, endYear = 2020; // range of years
(1 von 1)
10
11
// display table column header
12
printf( "%4s%21s\n", "Year", "Amount on deposit" );
13
// calculate amount on deposit for each of the years
14
for( year = startYear; year <= endYear; ++year ) {
15
// output one table row
16
printf( "%4u%21.2f\n", year , amount );
17
// calculate new amount for specified year
18
amount += amount * rate;
19
Legt fest, dass die ausgegebenen
Strings bzw. Zahlen in Feldern
der Breite 4 und 21 erscheinen
} // end for
20 } // end main
Year
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
Amount on deposit
1000.00
1020.00
1040.40
1061.21
1082.43
1104.08
1126.16
1148.69
1171.66
1195.09
1218.99
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4.4 Beispiele für die Nutzung der
for Anweisung
25
• Formatierung von numerischen Ausgaben
– Um die Variable amount auszugeben, wird der
Umwandlungsspezifizierer %21.2f benutzt.
– Die 21 gibt hierbei die Feldbreite des Feldes an, in das der
Wert ausgegeben wird.
– Eine Feldbreite von 21 besagt, dass der ausgegebene Wert
in 21 Druckspalten erscheint und dabei standardmäßig
rechtsbündig dargestellt wird.
– Um einen Wert linksbündig darzustellen, muss ein
- (Minuszeichen) zwischen % und der Feldbreite stehen.
– Die 2 nach dem Dezimalpunkt gibt die Genauigkeit an
(d.h. die Anzahl der Dezimalstellen).
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26
Praxis-Tipp
Für monetäre Berechnungen sollten keine
Variablen vom Typ float oder double
verwendet werden. Die Ungenauigkeit von
Gleitpunktzahlen kann zu falschen Werten
bei solchen Rechnungen führen.
Monetäre Berechnungen sollten auf der
Rechnung mit ganzen Zahlen basieren.
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4.5 do…while Wiederholungsanweisung
•do…while Anweisung
– Funktioniert wie die while Anweisung
– Testet jedoch die Schleifenbedingung, nachdem der
Schleifenkörper ausgeführt wurde
• Der Schleifenkörper wird immer mindestens einmal
ausgeführt.
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28
Praxis-Tipp
Bei der do...while Anweisung sollten immer
geschweifte Klammern stehen. Auf diese Weise
werden while Anweisung und do...while
Anweisung weniger leicht verwechselt.
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1
// Fig. 4.7: fig04_07.c
2
// do...while repetition statement.
3
#include <stdio.h>
Outline
29
4
5
int main( void )
6
{
7
fig04_07.c
unsigned int counter = 1; // initialize counter
(1 von 1)
8
9
do
10
{
11
printf( "%u ", counter ); // display counter
12
++counter; // increment counter
13
} while( counter <= 10 ); // end do...while
14
15
puts( "" ); // output a newline
16 } // end main
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
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30
Fig. 4.8 | UML Aktivitätsdiagramm für die do...while Anweisung aus Fig. 4.7.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
31
• Einlesen von einzelnen Zeichen
– getchar()
• Liest ein beliebiges Zeichen von der Tastatur (einschließlich
Leerraumzeichen)
– EOF
• Konstante, die in <stdio.h> definiert ist
• Wird am Ende eines Eingabestroms automatisch erzeugt
• Kann mit der Tastatur erzeugt werden durch
• <Strg> z bei Windows
• <Strg> d bei UNIX/Linux
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Portabilitäts-Tipp
Die Tatsache, dass man auf die symbolische
Konstante EOF statt auf –1 testet, macht
Programme portabler.
Der C Standard legt fest, dass EOF ein negativer
ganzzahliger Wert ist (aber nicht unbedingt –1),
so dass EOF verschiedene Werte auf
unterschiedlichen Systemen haben kann.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
33
•switch Anweisung
– Wird für Mehrfachauswahl genutzt
– Testet eine Variable oder einen Ausdruck
• Diese werden mit einem konstanten ganzzahligen Ausdruck
verglichen, um zwischen verschiedenen möglichen Aktionen
zu unterscheiden.
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34
Fig. 4.9 | UML Aktivitätsdiagramm einer switch Anweisung mit break Anweisungen.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
35
•switch Anweisung
– Kontrollausdruck
• Ausdruck in Klammern nach dem Schlüsselwort switch
– case Label
• Werden mit dem Kontrollausdruck verglichen
• Anweisungen, die hinter dem passenden case Label stehen,
werden ausgeführt.
– Geschweifte Klammern um mehrere Anweisungen
hinter einem case Label sind nicht nötig.
– Eine break Anweisung bewirkt, dass die
Programmausführung mit der ersten Anweisung nach
dem switch fortgesetzt wird.
• Ohne eine break Anweisung läuft die
Programmausführung in das nächste case Label.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
36
•switch Anweisung
– default Case
• Wird ausgeführt, wenn kein passendes case Label gefunden
wird
• Ist optional
– Falls kein passendes case Label gefunden wird und
kein default Case existiert wird die Programmausführung einfach hinter dem switch fortgesetzt.
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37
Häufiger Programmierfehler
Vergisst man eine break Anweisung, obwohl sie
nötig wäre, führt dies zu einem logischen Fehler
in der switch Anweisung.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
38
• Beispiel: Häufigkeit von Notenwerten
– Eine Liste von Notenwerten, die in Form der Buchstaben
A, B, C, D und F vorliegt, soll vom Nutzer eingegeben
werden.
– Das Programm soll die Häufigkeit der einzelnen
Notenwerte bestimmen und in Form einer Tabelle
ausgeben.
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1
// Fig. 4.10: fig04_10.c
2
// Counting A, B, C, D and F grades.
3
#include <stdio.h>
Outline
39
4
5
int main( void )
6
{
7
fig04_10.c
int grade; // one grade (or possibly EOF)
8
unsigned int aCount = 0; // count of A grades
9
unsigned int bCount = 0; // count of B grades
10
unsigned int cCount = 0; // count of C grades
11
unsigned int dCount = 0; // count of D grades
12
unsigned int fCount = 0; // count of F grades
(1 von 3)
Zählervariablen für
jede Notenkategorie
13
14
puts( "Enter the letter grades." );
15
puts( "Enter the EOF character to end input." );
16
grade ist der Kontrollausdruck
17
// loop until user types end-of-file key sequence
18
while( ( grade = getchar() ) != EOF ) {
19
// determine which grade was entered
20
switch( grade ) { // switch statement nested in while
21
case 'A': // grade was uppercase A
22
case 'a': // or lowercase a
23
++aCount; // increment aCount
24
break; // necessary to exit switch
break Anweisung überträgt die
Kontrolle hinter das Ende der
switch Anweisung
25
26
case 'B': // grade was uppercase B
27
case 'b': // or lowercase b
28
++bCount; // increment bCount
29
break; // exit switch
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30
31
case 'C': // grade was uppercase C
32
case 'c': // or lowercase c
33
++cCount; // increment cCount
34
break; // exit switch
Outline
40
fig04_10.c
35
36
case 'D': // grade was uppercase D
37
case 'd': // or lowercase d
38
++dCount; // increment dCount
39
break; // exit switch
(2 von 3)
40
41
case 'F': // grade was uppercase F
42
case 'f': // or lowercase f
43
++fCount; // increment fCount
44
break; // exit switch
45
46
case '\n': // ignore newlines,
47
case '\t': // tabs,
48
case ' ':
49
// and spaces in input
break; // exit switch
50
51
default weist den Nutzer auf
ungültige eingegebene Zeichen hin
default: // catch all other characters
52
printf( "Incorrect letter grade entered." );
53
puts( " Enter a new grade." );
54
break; // optional; will exit switch anyway
55
56
} // end switch
} // end while
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57
58
// output summary of results
59
puts( "\nNumber of students who received each letter grade:" );
60
printf( "A: %u\n", aCount ); // display number of A grades
61
printf( "B: %u\n", bCount ); // display number of B grades
62
printf( "C: %u\n", cCount ); // display number of C grades
63
printf( "D: %u\n", dCount ); // display number of D grades
64
printf( "F: %u\n", fCount ); // display number of F grades
Outline
41
fig04_10.c
(3 von 3)
65 } // end function main
Enter the letter grades.
Enter the EOF character to end input.
aaabbbcccdddfffFFFAAAeee a a a
Incorrect letter grade entered. Enter a new grade.
Incorrect letter grade entered. Enter a new grade.
Incorrect letter grade entered. Enter a new grade.
^Z
Number of students who received each letter grade:
A: 9
B: 3
C: 3
D: 3
F: 6
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42
Häufiger Programmierfehler
Lässt man das Leerzeichen zwischen dem Wort
case und dem ganzzahligen Testwert in einer
switch Anweisung weg, kann ein logischer
Fehler entstehen.
Schreibt man etwa case3: statt case 3: so
erzeugt man einfach ein nicht benutztes Label.
Die vorgesehene Aktion, die zum Wert 3 des
Kontrollausdrucks gehört, wird nicht ausgeführt.
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43
Häufiger Programmierfehler
Ein Ausdruck, der Variablen enthält
(z.B. a + b), im case Label einer switch
Anweisung ist ein Syntaxfehler.
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44
Praxis-Tipp
Ein default Case in switch Anweisungen sollte
immer vorgesehen werden.
Cases in einer switch Anweisung ohne einen
default Case, die nicht explizit getestet werden,
werden sonst einfach ignoriert – was leicht
übersehen werden kann.
Obwohl die einzelnen case Pfade und der
default Case Pfad in beliebiger Reihenfolge
geschrieben werden können, schreibt man den
default Pfad normalerweise als Letzten.
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45
Praxis-Tipp
In einer switch Anweisung, wo der default
Pfad als Letzter steht, benötigt dieser keine
break Anweisung.
Oft wird dieses break aus Symmetriegründen
aber trotzdem geschrieben.
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46
Häufiger Programmierfehler
Beim Einlesen von Zeichen sollte man darauf
achten, dass auch Zeilenwechsel und andere
Leerraumzeichen geeignet verarbeitet werden.
Sonst können logische Fehler entstehen.
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4.6 switch Anweisung zur
Mehrfachauswahl
47
• Ganzzahlige Datentypen
– short
• Abkürzung für short int
• Mindestbereich ist - 32 768 bis + 32 767
– long
• Abkürzung für long int
• Mindestbereich ist - 2 147 483 648 bis + 2 147 483 647
– long long
• Abkürzung für long long int
• Mindestbereich ist (- 263 + 1) bis (+ 263 - 1)
– int
• Äquivalent zu short oder long auf den meisten Systemen
– char
• Kann auch zur Darstellung kleiner ganzer Zahlen verwendet
werden (- 128 bis + 127 )
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48
Portabilitäts-Tipp
Da ints auf unterschiedlichen Systemen
verschieden groß sein können, sollte long oder
long long verwendet werden, wenn erwartet
wird, dass ganze Zahlen außerhalb des Bereichs
von – 32 768 bis +32 767 verarbeitet werden und
wenn das Programm auf unterschiedlichen
Systemen laufen soll.
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49
Tipp zur Performanz
Wenn Speicherplatz knapp ist, kann es günstiger
sein, die kleineren ganzzahligen Datentypen zu
benutzen.
Die Nutzung von kleineren ganzzahligen
Datentypen kann ein Programm langsamer
machen, da die entsprechenden Maschinenbefehle eventuell nicht so effizient sind wie für
Integer, deren Größe der Wortbreite des
Rechners entsprechen (z.B. 32 Bit auf einer
32-Bit Maschine).
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50
4.7 break und continue Anweisung
• break / continue Anweisungen
– Ändern den Kontrollfluss
• break Anweisung
– Bewirkt den sofortigen Ausstieg aus einer Kontrollstruktur
– Wird in while, for, do…while oder switch Anweisungen
benutzt
• continue Anweisung
– Überspringt die restlichen Anweisungen in einem
Schleifenkörper
• Fortsetzung mit Inkrementierung in for Schleifen
• Fortsetzung mit Schleifentest in while / do…while Schleifen
– Danach wird die nächste Iteration ausgeführt.
– Wird in while, for oder do…while Anweisungen benutzt
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1
// Fig. 4.13: fig04_13.c
2
// break statement exiting a for statement.
3
#include <stdio.h>
Outline
51
4
5
int main( void )
6
{
7
10 Iterationen
unsigned int count; // control variable
8
9
10
11
for( count = 1; count <= 10; ++count ) { // loop 10 times
if( count == 5 )
break; // break loop only if count is 5
12
13
14
fig04_13.c
(1 von 1)
Ausstieg aus for, wenn
count gleich 5 ist
printf( "%u ", count ); // display value of count
} // end for
15
16
printf( "\nBroke out of loop at count == %u\n", count );
17 } // end main
1 2 3 4
Broke out of loop at count == 5
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1
// Fig. 4.14: fig04_14.c
2
// continue statement exiting a for statement.
3
#include <stdio.h>
Outline
52
4
5
int main( void )
6
{
7
fig04_14.c
unsigned int count; // control variable
10 Iterationen
8
9
10
11
for( count = 1; count <= 10; ++count ) { // loop 10 times
if( count == 5 )
continue; // skip remaining code in loop body
12
13
14
(1 von 1)
printf( "%u ", count ); // display value of count
Überspringen von Zeile 13
und weiter mit Zeile 9, wenn
count gleich 5 ist
} // end for
15
16
puts( "\nUsed continue to skip printing the value 5" );
17 } // end main
1 2 3 4 6 7 8 9 10
Used continue to skip printing the value 5
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53
Praxis-Tipp
Es gibt Programmierer, die der Auffassung sind,
dass break und continue dem Prinzip der
strukturierten Programmierung widersprechen.
Da die gleichen Effekte, die break und continue
haben, auch mit strukturierten Programmiertechniken erzielt werden können, kann man auf
diese Anweisungen verzichten.
Die meisten Programmierer halten den Einsatz
von break und continue jedoch für akzeptabel.
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54
Tipp zur Performanz
Sinnvoll eingesetzte break und continue
Anweisungen sind in der Regel performanter
als die entsprechenden strukturierten
Programmiertechniken.
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55
4.8 Logische Operatoren
• Logische Operatoren
– Erlauben die Realisierung von komplexen Bedingungen
• Durch Kombination von mehreren einfachen Bedingungen
• Logische Operatoren in C
–
–
–
&& (logisches UND)
|| (logisches ODER)
! (logisches NICHT)
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56
Ausdruck1
Ausdruck2
Ausdruck 1 && Ausdruck 2
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
Ausdruck1
Ausdruck2
Ausdruck1 || Ausdruck2
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
Fig. 4.15 | Wahrheitstabelle für && (logisches UND) und für || (logisches ODER).
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57
Häufiger Programmierfehler
Obwohl 3 < x < 7 als mathematische Bedingung
korrekt ist, kann es so nicht in C geschrieben
werden.
Die Realisierung dieser Bedingung in C lautet
( 3 < x ) && ( x < 7 ).
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58
4.8 Logische Operatoren
• ‘Kurzschluss’-Auswertung von komplexen
Bedingungen
– Teile eines Ausdrucks, der && oder || Operatoren enthält,
werden nur solange ausgewertet, bis klar ist, dass der
gesamte Ausdruck 0 oder 1 ist.
– Beispiel
( 3 < x ) && ( x < 7 )
– Stoppt sofort, falls x kleiner oder gleich 3 ist.
• Da dann die linke Seite 0 ist, muss der ganze
Ausdruck 0 sein.
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59
Tipp zur Performanz
In Ausdrücken, die den && Operator nutzen, und
für die die einzelnen Bedingungen unabhängig
voneinander sind, sollte die Bedingung, die am
wahrscheinlichsten 0 ist, am weitesten links stehen.
In Ausdrücken mit dem || Operator sollte die
Bedingung, die am wahrscheinlichsten 1 ist, am
weitesten links stehen.
Dieser Gebrauch der ‘Kurzschluss’-Auswertung
kann die Ausführungs-zeit eines Programms
reduzieren.
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60
4.8 Logische Operatoren
• Der logische Negations (!) Operator
– Unärer Operator
– Gibt 1 zurück, wenn sein Operand 0 ist und umgekehrt
– Beispiel
if( !( grade == sentinelValue ) )
printf( "The next grade is %d\n", grade );
ist äquivalent mit:
if( grade != sentinelValue )
printf( "The next grade is %d\n", grade );
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1
// Fig. 4.18: fig04_18.c
2
3
// Logical operators (ANSI C Version).
#include <stdio.h>
Outline
61
4
5
int main( void )
6
{
7
// create truth table for && (logical AND) operator
8
puts( "Logical AND (&&)" );
9
printf( "0 && 0: %d\n", 0 && 0 );
10
printf( "0 && 1: %d\n", 0 && 1 );
11
printf( "1 && 0: %d\n", 1 && 0 );
12
printf( "1 && 1: %d\n", 1 && 1 );
fig04_18.c
Ausgabe der Wahrheitstabelle
für logisches UND
(1 von 2)
13
14
15
// create truth table for || (logical OR) operator
puts( "\nLogical OR (||)" );
16
printf( "0 || 0: %d\n", 0 || 0 );
17
printf( "0 || 1: %d\n", 0 || 1 );
18
printf( "1 || 0: %d\n", 1 || 0 );
19
printf( "1 || 1: %d\n", 1 || 1 );
Ausgabe der Wahrheitstabelle
für logisches ODER
20
21
// create truth table for ! (logical negation) operator
22
puts( "\nLogical NOT (!)" );
23
printf( "! 0: %d\n", ! 0 );
24
printf( "! 1: %d\n", ! 1 );
Ausgabe der Wahrheitstabelle
für logisches NICHT
25 } // end main
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Logical
0 && 0:
0 && 1:
1 && 0:
1 && 1:
AND (&&)
0
0
0
1
Outline
Logical
0 || 0:
0 || 1:
1 || 0:
1 || 1:
OR (||)
0
1
1
1
fig04_18.c
62
(2 von 2)
Logical NOT (!)
! 0: 1
! 1: 0
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63
Operatoren
Assoziativiät
Typ
()
links nach rechts Klammern
++
--
static_cast< type >()
links nach rechts unär (Postfix)
++
--
+
rechts nach links unär (Präfix)
*
+
/
-
%
<<
>>
<
<=
==
!=
-
!
links nach rechts multiplikativ
links nach rechts additiv
links nach rechts Ausgabe / Eingabe
>
links nach rechts relational
>=
links nach rechts Gleichheit
&&
links nach rechts logisches UND
||
links nach rechts logisches ODER
?:
rechts nach links konditional
=
,
+=
-=
*=
/=
%=
rechts nach links Zuweisung
links nach rechts Komma
Fig. 4.19 | Operator-Vorrang und Assoziativität.
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4.9 Verwechseln von Gleichheits- (==)
und Zuweisungsoperator (=)
64
• Versehentliches Vertauschen der Operatoren ==
(Gleichheit) und = (Zuweisung)
– Häufiger Fehler
• Zuweisungsanweisungen geben einen Wert zurück
(den zugewiesenen Wert).
• Ausdrücke, die einen Wert haben, können als
Entscheidungsgrundlage dienen.
– Null entspricht ‘falsch’, Ungleich Null entspricht ‘wahr’
– Führt üblicherweise nicht zu Syntaxfehlern
• Einige Compiler geben eine Warnung aus, wenn = in einem
Kontext benutzt wird, wo normalerweise == erwartet wird.
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4.9 Verwechseln von Gleichheits- (==)
und Zuweisungsoperator (=)
65
• Beispiel
if( payCode == 4 )
printf( "You get a bonus!\n" );
– Falls paycode den Wert 4 hat, gibt es eine Prämie.
• Falls == mit = vertauscht wird:
if( payCode = 4 )
printf( "You get a bonus!\n" );
– paycode wird auf 4 gesetzt (egal, welchen Wert es vorher
hatte).
– Die Bedingung ist ‘wahr’ (da 4 ungleich Null ist).
• Die Prämie wird immer gezahlt.
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4.9 Verwechseln von Gleichheits- (==)
und Zuweisungsoperator (=)
66
• L-Werte (L-values)
– Ausdrücke, die auf der linken Seite einer Zuweisung
stehen können
– Können verändert werden (d.h. verfügen über eigenen
Speicherplatz, wie Variablen)
• Beispiel: x = 4;
• R-Werte (R-values)
– Können nur auf der rechten Seite einer Zuweisung stehen
– Konstanten, z.B. Zahlen (d.h. 4 = x; ist nicht möglich )
• L-Werte können als R-Werte benutzt werden,
aber nicht umgekehrt.
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Tipp zur Fehlervermeidung
Normalerweise schreiben Programmierer
Bedingungen wie x == 7 mit dem Variablennamen auf der linken und der Konstanten auf
der rechten Seite.
Wenn man es umgekehrt macht, wie in 7 == x,
kann der Compiler eine Vertauschung von
== und = als Fehler melden, da der Wert einer
Konstanten (7) nicht durch eine Zuweisung
geändert werden darf. Dies ist günstiger als ein
logischer Fehler zur Laufzeit.
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