Tutorium 5 - studwww.ira.uka.de

Informatik I Tutorium
WS 07/08
Vorlesung:
Prof. Dr. F. Bellosa
Übungsleitung:
Dipl.-Inform. A. Merkel
Tutorium:
12
Tutor:
Jens Kehne
Tutorium 5: Dienstag 26. November 2007
Agenda des heutigen Tutoriums
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Übersicht heute
• Rückblick
• Theorie
• Lebensdauer und Sichtbarkeit
• Java
• Bedingte Sprünge, Schleifen
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Rückblick
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• EBNF: Nichtterminale definieren!
• Die Lösung muss für sich genommen verständlich sein!
• Aufgabenstellungen genau lesen!
• Wenn eine Begründung verlangt ist, solltet ihr auch eine
hinschreiben.
• Geschenkte Punkte :-)
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Theorie
Lebensdauer und Sichtbarkeit von Variablen
Wann sind Variablen sichtbar?
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• Wie bestimmt man die Sichtbarkeit von Variablen?
class FirstOutProgram {
public int min;
static int computeMax(int a, int b){
if (a>b) return a
else return b;
}
public static void main (String[] arg) {
int v, max;
…
if (max < v){
int min = v;
}
}
}
Wann leben Variablen
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• Was sind lokale und globale Variablen? Was heißt
„überschreiben“ einer Variablen?
• Wo leben lokale Variablen?
• Im gesamten Abschnitt, in welchem sie deklariert werden
• Wo sind lokale Variablen sichtbar?
• Ab dem Punkt der Deklaration bis zum Abschnittsende
• Wo leben globale Variablen?
• In der ganzen Klasse
• Wo sind globale Variablen sichtbar?
• In der ganzen Klasse, außer sie wurden überschrieben
Aufgabe 1: Lebensdauer und Sichtbarkeit
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Geben Sie an, welche Variablen an den mit /* 1 */,
/* 2 */ und /* 3 */ gekennzeichneten Stellen im
folgenden Programm leben und welche davon
sichtbar sind. Begründen Sie Ihre Antwort.
Verwenden Sie für die Begründung der
Sichtbarkeit die aus der Vorlesung bekannte
Darstellung.
a) Hinweis zur
Aufgabe
b) Wann leben
Variablen?
c) Wann sind
Variablen sichtbar?
Hinweis: Die Variable arg[] der Methode main() soll bei dieser Betrachtung nicht berücksichtigt werden.
Aufgabe 1: Lebensdauer und Sichtbarkeit
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class Program{
static int offset = 3;
public static void main (String[] arg){
int offset = In.readInt();
int in1 = In.readInt();
int in2 = In.readInt();
Out.println(foobar(offset,in1,in2));
}
public static int foobar(int add, int a,int
int min = calcMin(a,b);
min = doSomething(min) + add;
return min;
}
public static int doSomething(int some){
int lala = some + offset;
return lala;
}
} // end class Program
/* 1 */
b){
/* 2 */
/* 3 */
Lösung: Sichtbarkeit
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Lösung: Die Sichtbarkeit der Variablen lässt sich mit folgender Abbildung begründen:
class Program{
static int offset = 3;
public static void main (String[] arg){
int offset = In.readInt();/* 1 */
int in1 = In.readInt();
int in2 = In.readInt();
Out.println(foobar(offset,in1,in2));
}
public static int foobar(int add, int a,int b){
int min = calcMin(a,b);
/* 2 */
min = doSomething(min) + add;
return min;
}
public static int doSomething(int some){
int lala = some + offset;
/* 3 */
return lala;
}
} // end class Program
offset
(global)
offset
Sichtbar: offset (lokal)
a, b, add
min
Sichtbar: a, b, add, offset (global)
some
lala
Sichtbar: lala, some, offset (global)
es sind sichtbar
Stelle 1 offset (lokal)
Stelle 2 a, b, add, offset (global)
Stelle 3 lala, some, offset (global)
Lösung Lebendigkeit
class Program{
static int offset = 3;
public static void main (String[] arg){
int offset = In.readInt();/* 1 */
int in1 = In.readInt();
int in2 = In.readInt();
Out.println(foobar(offset,a,b));
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offset
offset
(global)
(lokal)
in1, a,b, some,
in2 min, lala
static int foobar(int add, int a,int b)
int min = calcMin(a,b);
/* 2 */
min = doSome(min) + add;
int doSome(int some){
int lala = some + offset;/* 3 */
return lala;
}
return min;
}
}
} // end class Program
Lösung: Lebendigkeit von Variablen
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Lösung: Die Lebendigkeit der Variablen lässt sich wie folgt begründen:
Stelle 1
Stelle 2
Stelle 3
es leben
offset (global), offset (lokal), in1, in2
Stelle 1, a, b, add, min
Stelle 2, some, lala
es sind sichtbar
offset (lokal)
a, b, add, offset (global)
lala, some, offset (global)
An Stelle 1 leben nur die in der main()-Methode definierte lokale Variable offset sowie die
globale Variable offset und die in der Methode deklarierten: in1, in2.
Da die Methode foobar() von der Methode main() aufgerufen wird, leben an Stelle 2 neben
den in der Methode selbst definierten Variablen a, b, min auch die in der Methode main()
lebenden Variablen.
Da die Methode doSomething() von der Methode foobar() aufgerufen wird, leben an Stelle 3
neben den in der Methode selbst definierten Variablen some und lala auch die in der
Methode foobar() lebenden Variablen.
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Praxis
Schleifentransformation & Schleifenvergleich
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for-Anweisung
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Syntax
• "for" "(" Initialisierungsteil";" Abbruchbedingung";"
Inkrementierungsteil ")"
Schleifenrumpf ";"
Beispiel
• for (int i = 0; i<100; i++) Out.print("*");
In welcher Reihenfolge werden die Teile ausgeführt?
1.
Initialisierung
2.
Prüfe Abbruchbedingung
3.
Führe Schleifenrumpf aus
4.
Führe Inkrementierungsteil aus und gehe zu 2.
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while- und do-while-Anweisung
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• Durch die while-Anweisung wird eine Abweisschleife
realisiert
• Die do-while-Anweisung realisiert eine Durchlaufschleife
int •n = In.readInt();
Beispiel:
if (n < 0) n = -n;
// no negative values
while (n > 0) {
Out.print(n % 10); // rest from n / 10
n = n / 10;
}
int n = In.readInt();
if (n < 0) n = -n;
do {
Out.print(n % 10);
n = n / 10;
} while (n > 0);
// no negative values
// rest from n / 10
Was ist der Unterschied zwischen den beiden Programmen?
Die rechte Schleife läuft mindestens 1 mal durch, die linke nur in
Abhängigkeit von n!
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Die Anweisung break
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int x = In.readInt();
int y = In.readInt();
while (y > 0) {
while (x > 0) {
if (x > 5) {
if (x == 7) break;
}
Out.print("1");
x--;
}
Out.print("2");
y--;
}
Out.print("3");
•
Der Befehlt break realisiert den
Abbruch innerhalb eines Rumpfes
• einer switch-Anweisung
• einer while-Schleife
• einer for-Schleife
• etc.
•
Warum sollte man break sparsam
verwenden?
Was gibt das Programm auf dieser
Folie aus bei Eingabe von
11223
• x == 2 und y == 2
2223
• x == 7 und y == 3
1123
• x == 9 und y == 1
•
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Aufgabe 2: Schleifentransformation
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Wandeln Sie folgende for-Schleife in eine while-Schleife und in eine do-while-Schleife
um. Verwenden Sie in den Schleifen keine break-Anweisung.
int s = 0;
for (;;) {
int x = ln.readInt();
if (x<0) break;
s = s + x;
}
Lösung Schleifentransformation:
Als while-Schleife:
Als do-while-Schleife:
int s = 0;
int s = 0;
int x = In.readInt();
do {
int x = In.readInt();
while (x >= 0) {
if (x >= 0) s = s + x;
s = s + x;
x = In.readInt();
}
}
while (x >= 0);
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Aufgabe 1a: Schleifenvergleich
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Schreiben Sie für die folgenden Aufgaben jeweils ein Programm, das den
am besten geeigneten Schleifentyp (while-, for- oder do-while-Schleife)
verwendet. Begründen Sie Ihre Auswahl.
a)
Zuerst wird ein positiver ganzzahliger Wert eingelesen. Es werden
anschließend genau so viele Zahlen eingelesen, wie der anfangs
eingelesene Wert angibt und nach Eingabe jeder Zahl wird die Summe der
bis dahin gelesenen Zahlen ausgegeben.
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Aufgabe 1a: Schleifenvergleich
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Lösung a): for - Schleife verwenden, da die Anzahl der Iterationen vorab bekannt ist
public class SumWithForLoop {
public static void main(String[]args) {
int sum = 0;
int count;
Out.print("Es werden entsprechend der vorgegebenen Anzahl Zahlen summiert\n");
Out.print("Anzahl der summierenden Zahlen eingeben: ");
// enter number of inputs
int num = In.readInt();
if(num>0) {
// if number not zero
for(count = 1; count<=num; count++) {
// sum all inputs
Out.print("Bitte Summand Nr."+count+" eingeben: ");
sum += In.readInt();
// read number from keyboard and calculate new sum
Out.println("Summe der bisher eingegebenen Zahlen: "+sum);
}
}
}
}
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Aufgabe 1b: Schleifenvergleich
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Schreiben Sie für die folgenden Aufgaben jeweils ein Programm, das den
am besten geeigneten Schleifentyp (while-, for- oder do-while-Schleife)
verwendet. Begründen Sie Ihre Auswahl.
b)
Bis zur Eingabe einer 0 sind ganze Zahlen einzulesen. Sofern es sich bei
der Eingabe um keine 0 handelt, wird nach Eingabe die Summe der bisher
gelesenen Zahlen ausgegeben.
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Aufgabe 1b: Schleifenvergleich
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Lösung b): while - Schleife wird verwendet, da die Prüfung der Abbruchbedingung (Eingabe ist 0)
bereits vor der ersten Summation und Ausgabe erfolgen muss.
public class SumWithWhileLoop {
public static void main(String[]args) {
int sum = 0;
int count = 1;
int num;
Out.print("Die eingegebenen Zahlen werden bis zur Eingabe von '0' summiert\n");
Out.print("Bitte Summand Nr."+count+" eingeben: ");
num = In.readInt();
// read number from keyboard
while(num!=0) {
// while number not zero
sum += num;
// calculate new sum
Out.println("Summe der bisher eingegebenen Zahlen: "+sum);
// print new sum
count++;
Out.print("Bitte Summand Nr."+count+" eingeben: ");
num = In.readInt();
} } }
// read next number from keyboard
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Aufgabe 1c: Schleifenvergleich
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Schreiben Sie für die folgenden Aufgaben jeweils ein Programm, das den
am besten geeigneten Schleifentyp (while-, for- oder do-while-Schleife)
verwendet. Begründen Sie Ihre Auswahl.
c)
Zunächst ist ein positiver ganzzahliger Grenzwert einzulesen. Danach
werden ganze Zahlen eingelesen und nach Eingabe jeder Zahl wird die
Summe der bisher gelesenen Zahlen ausgegeben, bis die Summe
(inklusive der zuletzt eingegebenen Zahl) den Grenzwert überschritten hat.
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Aufgabe 1c: Schleifenvergleich
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Lösung c): do while - Schleife, da die Prüfung der Abbruchbedingung erst nach der Eingabe des
ersten Summanden und Ausgabe der Summe erfolgt.
public class SumWithDoWhileLoop {
public static void main(String[]args) {
int sum = 0; int count = 0; int num; int max;
Out.print("Es werden Zahlen werden bis zum eingegebenen Grenzwert summiert\n");
Out.print("Bitte Grenzwert eingeben: ");
max = In.readInt();
// read number from keyboard
do {
// do while sum <= max
count++;
Out.print("Bitte Summand Nr."+count+" eingeben: ");
num = In.readInt();
// do while sum <= max
sum += num;
// calculate new sum
Out.println("Summe der bisher eingegebenen Zahlen: "+sum);
// print new sum
}
while(sum<=max);
}}
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Beispiel Switch
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int x = In.readInt();
switch (x) {
case 1:
...
break;
case 2:
case 3:
...
break;
default:
...
}
Falls x == 1 ...
Break terminiert den case-Block
Leerer Block (ohne break wird
der folgende Block mit
ausgeführt)
Wenn keine der Möglichkeiten
passt...
Sonstiges
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• Einzelne Buchstaben lassen sich wie Zahlen vergleichen
• Es gilt: 0 < … < 9 < … < A < … < Z < … < a < … < z
• Es werden einfach die ASCII-Codes verglichen.
• Den Unicode-Wert eines Zeichens erhält man, indem
man das Zeichen nach int castet.
• int i = (int) c;
• Grundsätzlich alles kommentieren.
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Fragen?
Fragen?
Fragen?
Fragen?
Fragen?
uestions?
Questions?
Fragen?
Fragen?
Fragen?
Fragen?
Fragen?
Questions?
Fragen?
Questions?
Questions?
Fragen?
Questions?
Questions?
Questions?
Questions?
Questions?
Fragen?
Ques
Questions?
Questions?
Questions?
Bis bald …
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Credits
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• Erstellung und Zusammenstellung des Materials:
• Christian Maier (Zusammenstellung)
• Stephan Kessler (Überarbeitung und Erweiterung)