173 POLYTECHNISCHE SCHULE | BERUFLICHE BILDUNG | ALLGEMEINBILDUNG Programmieren lernen mit C/C++ Stückler Schultyp: 1100; 4100 E E-Book Leichter Einstieg ins prozedurale Programmieren C ist eine prozedurale plattformunabhängige Programmiersprache. Mit der Erweiterung C++ kommen objektorientierte Konzepte hinzu. Mit dieser Programmiersprache lassen sich auch hardwarenahe Programme erstellen und komplexere Projekte realisieren. Dieses Buch gibt einen einfachen und gut strukturierten Einstieg in die Programmiersprache C/C++. Dabei verliert sich das Buch nicht in Details, sondern legt viel Wert auf das Grundverständnis der relevanten Strukturen, sodass das Wissen auch auf andere Programmiersprachen anwendbar ist. Von den Grundlagen der Entwicklungsumgebung über Algorithmen und Strukturen sowie Funktionen bis hin zur hardwarenahen Programmierung und Klassen werden alle wichtigen Aspekte der Programmierung auf klare Art und Weise vermittelt. Umfangreiche Code-Beispiele mit Erklärungen und Kommentaren erleichtern das Erlernen des Programmierens. INFORMATIK > Angewandte Informatik Blick ins Buch Titel E-Book E-Book Solo Programmieren lernen mit C/C++ 220683€ 25,30 – E Beide Varianten geben den Wert 1.2 aus. Der größte Wert eines Feldes ist das Maximum. Der Algorithmus muss nur im Schritt 3 angepasst werden. Die Bedingung prüft, ob der aktuelle Wert größer als die Variable ist. Schritt 1: Eine Variable wird mit dem ersten Element als Startwert deklariert. Schritt 2: Eine Schleife geht alle Elemente durch. Schritt 3: Ist das aktuelle Element größer als die Variable, Schritt 4: so wird das aktuelle Element in der Variablen abgelegt. Schritt 5: Am Ende steht das gewünschte Resultat in der Variablen. Mit der Variablen ist es wieder möglich, anstelle des Wertes den Index zu verwalten. Werte vertauschen Zum Vertauschen zweier Werte ist ein temporärer Zwischenspeicher notwendig. 1. Wert 2.) 2. Wert 1.) 3.) Zwischenspeicher Schritt 1: 1. Wert im Zwischenspeicher ablegen. Schritt 2: 2. Wert auf 1. Wert übertragen. Schritt 3: Zwischenspeicher auf 2. Wert transferieren. Beispiel vertauschen: In einem Feld von ganzen Zahlen sollen das erste und das letzte Element vertauscht werden. Das letzte Element hat den Index sizeof(feld)/sizeof(int)-1, da der Index immer bei 0 beginnt. int[] feld = { 4, 2, 3, 1 }; // Daten int temp; // Zwischenspeicher temp = feld[0]; // Schritt 1 feld[0] = feld[sizeof(feld)/sizeof(int)-1]; // Schritt 2 feld[sizeof(feld)/sizeof(int)-1] = temp; // Schritt 3 Sortieren von Daten Für das Sortieren von Daten existieren viele Algorithmen. Ein einfacher und effektiver Algorithmus ist Bubblesort, der sich an aufsteigende Luftblasen orientiert. Im Feld wandern größere Elemente nach hinten, indem bei jedem Durchlauf des Feldes alle Nachbarn verglichen werden. Der größere Wert der Nachbarn ist gegebenenfalls nach hinten zu tauschen. Die Prüfung für das Ende der Durchläufe kann leicht durch Mitzählen ermittelt werden. Wenn kein Tausch mehr notwendig war, sind die Daten sortiert. 2 3 Programmieren lernen mit C/C++ 89 Kapitel 9: Erweiterte Basisalgorithmen LERNEN 9Erweiterte Basisalgorithmen Zum Einsatz kommen erweiterte Basisalgorithmen beim Verarbeiten von großen Datenmengen. Häufig sind sie in Bibliotheken (Libraries) der Programmierumgebung oder der Laufzeitumgebung bereits enthalten. Besonders gut lassen sich mit diesen Algorithmen die eigenen Programmierkenntnisse überprüfen. Entwickler sollten sie gut beherrschen. Minimum und Maximum Der kleinste Wert eines Feldes ist das Minimum. Die Umsetzung erfolgt mit einer Variablen, einer Wiederholung und einer Verzweigung: Schritt 1: Eine Variable wird mit dem ersten Element als Startwert deklarieren. Schritt 2: Eine Schleife geht alle Elemente durch. Schritt 3: Ist das aktuelle Element kleiner als die Variable, Schritt 4: so wird das aktuelle Element in der Variablen abgelegt. Schritt 5: Am Ende steht das gewünschte Resultat in der Variablen. In einer Variante kann die Variable anstelle des Wertes auch die Position im Feld (Index) beinhalten. Beispiel Minimum: kleinsten Wert in einem Feld von Kommazahlen finden 1. Variante: Speichern des Wertes in der Resultatvariablen. float feld[] = { 2.5, 4, 1.2, 3 }; float min = feld[0]; // Schritt 1 for (int a=0; a<sizeof(feld)/sizeof(float); a++) // Schritt 2 if (feld[a] < min) // Schritt 3 min = feld[a]; // Schritt 4 // Schritt 5 printf("Der kleinste Wert ist %.1f\n",min); 2. Variante: Speichern der Position in der Resultatvariablen. float feld[] = { 2.5, 4, 1.2, 3 }; int index = 0; // Schritt 1 for (int a=0; a<sizeof(feld)/sizeof(float); a++) // Schritt 2 if (feld[a] < feld[index]) // Schritt 3 index = a; // Schritt 4 // Schritt 5 printf("Der kleinste Wert ist %.1f\n",min); 1 88 Programmieren lernen mit C/C++ zeitlich können Haltepunkte verändert oder das Programm mit dem Play-Button bis zum nächsten Haltepunkt weiter ausgeführt werden. Haltepunkt Play-Button Einzelschritt Prozedurschritt Der aktuelle Wert einer Variablen ist durch Positionieren der Maus über der Variablen oder im Fenster Auto ersichtlich. Die nächste auszuführende Anweisung wird mit einem gelben Pfeil angezeigt. ÜBEN Ü 17.1 Debuggen einer Übung aus Kapitel 12 Versuche eine Übung der hardwarenahen Programmierung schrittweise auszuführen und kontrolliere dabei alle Variablen. Programmieren lernen mit C/C++ 149 Kapitel 17: Debuggen Üben LERNEN 17Debuggen Ein Bug ist im Englischen eine Wanze oder ein Käfer. In der Entwicklung von Software bedeutet debuggen das Entfernen von Programmierfehlern in Programmen. Hierfür benötigt man die Information, welche Inhalte die aktuellen Daten (Variablen) haben. Debuggen Eine einfache Möglichkeit von Debuggen ist das wiederholte Ausgeben von Variablen am Bildschirm. Dies ist bei größeren Programmen sehr mühsam. Eine moderne Entwicklungsumgebung bietet die Möglichkeit, das Programm an bestimmten Stellen (Haltepunkte) zu stoppen und später von dort weiter auszuführen. In der Zwischenzeit können die Variableninhalte überprüft werden. Haltepunkte sind in Visual Studio mit einem Klick vor die Zeilennummerierung zu setzen. Es erscheint daraufhin ein roter Punkt vor der Zeile. Ein erneuter Klick vor die Zeilennummerierung entfernt den Haltepunkt wieder. Nachdem ein oder mehrere Haltepunkte gesetzt sind, ist das Programm zum Debuggen bereit. Die Fehlersuche kann dann durch den Play-Button oder durch den Menüpunkt Debuggen Debuggen starten beginnen. Einzelschritte führen im Programm die nächste Anweisung aus und springen in die nächste Methode, wogegen Prozedurschritte Methoden überspringen. Zwischen1 148 Programmieren lernen mit C/C++
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