Beispiel: Schriftliche Addition
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Beispiel: Schriftliche Addition
1
1
1
0
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Zwischen
werte
Ausgabe
12037
Eingabe
5892
6145
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18
2. Grundlagen der Programmierung
2.1 Einfache Programme
Der lange Weg von der Idee zum Programm
Spezifikation
Algorithmus
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Computer
Ausführung
Compiler
Computerprogramm
Maschinenprogramm
• Am Anfang steht die Idee, etwas berechnen zu wollen.
• Überlegen sie ganz genau, was Sie berechnen wollen: Was ist die
Eingabe und was ist die Ausgabe ?
• Entwerfen Sie einen Algorithmus für ihr Problem.
Entwicklungsumgebung
Eclipse
Programm
Mensch
Idee
• Schreiben Sie ein Java-Programm, das Ihren Algorithmus implementiert.
• Lassen Sie das Java-Programm von einem Compiler (=Übersetzer)
in ein maschinenlesbares Programm übersetzen.
• Führen Sie das maschinenlesbare Programm auf einem Computer
aus. Testen Sie Ihr Programm ausgiebig, insbesondere auf Eingaben,
zu denen Sie das korrekte Ergebnis kennen.
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Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
1: berechne n!
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Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
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20
Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
3: berechne 1 · 2 · 3 · . . . · n
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20
Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
4: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n miteinander.
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
3: berechne 1 · 2 · 3 · . . . · n
Rainer Feldmann
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20
Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
4: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n miteinander.
5: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n in aufsteigender
Reihenfolge miteinander.
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
3: berechne 1 · 2 · 3 · . . . · n
Rainer Feldmann
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20
Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
4: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n miteinander.
5: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n in aufsteigender
Reihenfolge miteinander.
6:
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
3: berechne 1 · 2 · 3 · . . . · n
Rainer Feldmann
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Faculty() {
input(n);
/* lese Zahl n ein */
i = 1;
/* init Laufvariable */
x = 1;
/* init Ausgabewert */
solange i nicht größer ist als n
x = x · i;
/* multipl.mit i */
i = i + 1;
/* nächstes i */
output(x);
/* gebe x = n! aus */
}
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20
Beispiel: Fakultätsberechnung
Problem Factorial:
geg: n ∈ N
ges: die Fakultät von n
4: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n miteinander.
5: Multipliziere alle Zahlen von 1 bis n in aufsteigender
Reihenfolge miteinander.
6:
1: berechne n!
Qn
2: berechne i=1 i
3: berechne 1 · 2 · 3 · . . . · n
Faculty() {
input(n);
/* lese Zahl n ein */
i = 1;
/* init Laufvariable */
x = 1;
/* init Ausgabewert */
solange i nicht größer ist als n
x = x · i;
/* multipl.mit i */
i = i + 1;
/* nächstes i */
output(x);
/* gebe x = n! aus */
}
»
¾
Wir haben uns langsam eine immer genauere Vorstellung von dem Algorithmus gemacht,
den wir benutzen wollen.
½
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¼
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Das Programm liest n, berechnet n! in der Variable erg und gibt n! aus.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java mit Kommentaren
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
// Eingabeaufforderung
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
/* Eingabewert von Tastatur */
int erg = 1;
/* Initialisierung des Ergebnisses */
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
/* solange n noch nicht 0 ist ... */
/* multipliziere Ergebnis mit n */
/* erniedrige n um 1 */
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
} // end of main
} // end of Fakultaet
Kommentare sind rot markiert. Beachten Sie die zwei verschiedenen Kommentararten.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Programmname
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Das Programm hat einen Namen.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Klassendeklaration und Main-Methode
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Die orange markierten Anweisungen sind notwendig. Wir erläutern sie aber erst viel später.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Eingabe und Ausgabe
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Eingabe und Ausgabe des Programms Fakultaet ist orange markiert.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Rechnung
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Die Rechnung ist orange markiert. Sie transferiert die Eingabe n in die Ausgabe n!
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Konstanten
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Numerische Konstanten und Textkonstanten sind orange markiert.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Variablen
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Variablen sind orange markiert. Variablen sind Behälter“ für Werte!
”
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Variablendeklarationen
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Variablen müssen vor Benutzung definiert werden! Sie bekommen Namen und Wertebereich.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Ausdrücke
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt(); /* spezieller Ausdruck. Später! */
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Ausdrücke sind Berechnungsvorschriften, die Operatoren (Zahlen, Texte) miteinander verknüpfen.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Zuweisungen
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Zuweisungen legen das Ergebnis der Auswertung eines Ausdrucks in einer Variablen ab.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Ablaufsteuerung
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Ablaufsteuerung bestimmt, ob und in welcher Reihenfolge Anweisungen durchlaufen werden.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Schlüsselwörter
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Schlüsselwörter dürfen nicht als Namen für Variablen verwendet werden.
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Beispiel: Fakultätsberechnung in Java: Trennzeichen
public class Fakultaet {
public static void main (String[] args) {
Out.print("Geben Sie eine natuerliche Zahl ein: ");
int n = In.readInt();
int erg = 1;
while (n > 0) {
erg = erg * n;
n = n - 1;
}
Out.println("Das Ergebnis ist "+ erg +".");
}
}
Das Trennzeichen ; trennt Anweisungen voneinander.
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Zusammenfassung
• Das Programm kann numerische Konstanten und Textkonstanten verwenden. Ihre Werte
können sich nicht ändern.
• Variablen sind Behälter für Werte. Ihre Inhalte können sich ändern.
• Variablen müssen vor Benutzung definiert werden. Sie bekommen Namen und Wertebereich.
• Ausdrücke sind Berechnungsvorschriften, die Operatoren (Zahlen, Texte) miteinander verknüpfen.
• Zuweisungen legen das Ergebnis der Auswertung eines Ausdrucks in einer Variablen ab.
• Die Ablaufsteuerung bestimmt, ob und in welcher Reihenfolge Anweisungen durchlaufen
werden.
• Schlüsselwörter dürfen nicht als Namen für Variablen verwendet werden.
• Anweisungen werden durch ; voneinander getrennt.
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