Theoretische Aufgaben (Blatt 2)

Aufgabe T-2-1

1. Welche Arten der Bindung (von Objekten/Variablen) gibt es in C? Schreiben Sie ein Beispielprogramm, an dem Sie die unterschiedlichen Arten von Bindung verdeutlichen.
2. Welche Arten der Speicherdauer kennen Sie? Verdeutlichen Sie wieder an einem selbst gewählten Beispielprogramm.
3. Im Zusammenhang mit Sichtbarkeit (scope) sind lokale und globale Objekte sowie das Konzept der Überschattung von Bedeutung. Denken Sie sich ein Programmbeispiel aus, das alle diese Aspekte beinhaltet.

Aufgabe T-2-2

1. Erklären Sie die Zusammenhänge zwischen der Deklaration und der Definition von Objekten in C.
2. Geben Sie zu jedem der angegebenen C-Fragmente an, ob es sich um eine Definition oder Deklaration handelt:
   1. int a;
   2. int f(int x) { return x+1; }
   3. struct S;
   4. int f(int);
   5. enum { up, down };
   6. extern int a;
   7. extern const int c = 1;
   8. extern const int c;

Aufgabe T-2-3

        
/* Programm für Aufgabe T-2-3 */

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

    char buf1[4][10] = {"eins", "zwei", "drei"};
    char buf2[] = "vier";
    char buf3[] = { "Hallo \0 Welt!" };
    int z = 1;

    printf("(1)  Was ist das?: %i\n", argc);
    printf("(2)  Was ist das?: %s\n", argv[0]);
    if (*(buf3+15) == (int) NULL) {
      printf("(3)  Was ist das?: %s\n", buf3);
      buf3[15] = buf3[14];
    }
    printf("(4)  Was ist das?: %s\n", buf3);
    printf("(5)  Was ist das?: %i\n", *buf1[0]);
    printf("(6)  Was ist das?: %i\n", *buf1[1]);
    printf("(7)  Was ist das?: %i\n", *buf1[2]);
    printf("(8)  Was ist das?: %c\n", (int) sizeof(buf2)+50 );
    printf("(9)  Was ist das?: %+ld\n", (long int) sizeof(buf2) );
    printf("(10) Was ist das?: %d\n", 'z');
    printf("(11) Was ist das?: %d\n", (int) "z");
    printf("(12) Was ist das?: %d\n", (int) "helloWorld");
    return EXIT_SUCCESS;
}

    
      

Praktische Aufgaben (Blatt 2)

Aufgabe P-2-1

1. Fakultät: Berechnung von n!
2. Fibonacci-Zahl: Berechnung der n-ten Fibonacci-Zahl

1. by-value
2. by-reference mit const -deklarierten Parametern.
3. by-reference ohne const -deklarierte Parameter.

        
/* Rahmen für Aufgabe P-2-1 */

#include <???>              /* Header-Datei fuer die Ein-/Ausgabe */
#include <???>              /* Funktionen zur Stringbehandlung    */

/* Hier gut kommentieren! */
long fak_rec_bv(const long x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fak_it_bv(const long x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fak_it_br1(const long *x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fak_it_br2(long *x) {
   ???
}


/* Hier gut kommentieren! */
long fib_rec_bv(const long x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fib_it_bv(const long x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fib_it_br1(const long *x) {
   ???
}

/* Hier gut kommentieren! */
long fib_it_br2(long *x) {
   ???
}


int main(int argc, char* argv[]) {
   long zahl = 0;

   if (argc == ??? && strcmp(???, "fak") == 0) {
      sscanf(???, "%ld", ???); 
      printf("Vor dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);

      printf("fak_rec_bv() ergibt %ld\n", fak_rec_bv(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);

      printf("fak_it_bv() ergibt %ld\n", fak_it_bv(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);
     
      printf("fak_it_br1() ergibt %ld\n", fak_it_br1(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);
     
      printf("fak_it_br2() ergibt %ld\n", fak_it_br2(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);
   }
   
   else if (argc == ??? && strcmp(???, "fib") == 0) {
      sscanf(???, "%ld", ???); 
      printf("Vor dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);

      printf("fib_rec_bv() ergibt %ld\n", fib_rec_bv(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);

      printf("fib_it_bv() ergibt %ld\n", fib_it_bv(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);
     
      printf("fib_it_br1() ergibt %ld\n", fib_it_br1(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);
     
      printf("fib_it_br2() ergibt %ld\n", fib_it_br2(???));
      printf("Nach dem Funktionsaufruf: zahl: %ld\n", zahl);   
   }
   
   else {
      ???
   }
   return(0);
}

    
      

Aufgabe P-2-2

1. Ändern Sie Ihr Programm aus Aufgabe P-2-1, und erstellen Sie zwei Module: ein iteratives Modul und ein rekursives Modul. Das iterative-Modul soll die iterativen Funktionen enthalten. Das rekursive-Modul soll die rekursiven Funktionen enthalten. Erstellen Sie für die zwei Module Header-Dateien und Implementierungs-Dateien. Sie benötigen außerdem ein main -Modul für die main() -Funktion. Modifizieren Sie das Makefile so, dass es das iterative und das rekursive Modul beim Übersetzen automatisch zum Hauptprogramm bindet.
2. Fassen Sie das iterative und das rekursive Modul aus der vorherigen Teilaufgabe jetzt zu einer Bibliothek namens libMyMath.a zusammen, und verwenden Sie diese Bibliothek bei der Übersetzung des Hauptprogramms. Informieren Sie sich dazu über das Kommando ar . Passen Sie ggf. das Makefile an.
3. Vergleichen Sie die Größe der resultierenden Programme. Um welchen Bibliotheks-Typ handelt es sich?

Aufgabe P-2-3

1. Erstellen Sie ein C-Programm, wie in den folgenden Teilschritten beschrieben:
   • Definieren Sie den Strukturtypen struct student und geben Sie ihm (mindestens vier) sinnvolle Attribute (z.B. Matrikelnummer als Integer, Nachname als String, ...).
   • Schreiben Sie eine Funktion getMatrNr() mit der folgenden Signatur: int getMatrNr(struct student s) . Ihr wird ein Objekt vom Strukturtyp student übergeben. Der Rückgabewert ist die Matrikelnummer des jeweiligen Studenten oder -1 im Fehlerfall. Verwenden Sie zum Zugriff auf ein Feld die Punkt-Notation, also z.B. s.matrnr .
   • Schreiben Sie eine Funktion setMatrNr() mit der folgenden Signatur: int setMatrNr(struct student s, int mnr) . Ihr wird ebenfalls ein Objekt vom Strukturtyp student und ein Integer-Wert übergeben. Die Funktion soll die Matrikelnummer des jeweiligen Studenten auf den übergebenen Wert setzen und im Erfolgsfall 0 zurückgeben. Verwenden Sie zum Manipulieren eines Feldes wieder die Punkt-Notation, also z.B. s.matrnr = mnr; .
   • Schreiben Sie jetzt die main() -Funktion. In ihr soll mindestens ein Objekt des Strukturtyps student erzeugt werden. Weisen Sie den Attributen dieses Objekts sinnvolle Werte zu, ohne die Funktion setMatrNr() zu verwenden. Lassen Sie sich den Wert der Matrikelnummer durch Aufruf der Funktion getMatrNr() auf der Konsole ausgeben.
   • Erstellen Sie ein Makefile, und übersetzen und testen Sie Ihr Programm.
2. Fügen Sie jetzt weitere Zeilen zur main() -Funktion hinzu: Versuchen Sie, den Wert der Matrikelnummer durch Aufruf der Funktion setMatrNr() neu zu setzen. Testen Sie durch ein erneutes getMatrNr() . Warum funktioniert das so nicht?
3. Beheben Sie dieses Problem. Wie müssen Sie die Funktionssignaturen ändern? Welche weiteren Notationen müssen Sie ändern? Testen Sie Ihr Programm!

Aufgabe P-2-4

Aufgabe P-2-5