Warm-ups (freiwillig)

Sie müssen nicht alle Warm-ups machen. Suchen Sie sich in der Tabelle das heraus, was Ihnen für eine Aufgabe fehlt:

Legen Sie für die Warm-ups eine eigene Datei an, zum Beispiel warmup_aufgaben_1.c für Übung 1, im selben Ordner wie Ihre Übungsaufgaben. Die meisten Warm-ups bauen aufeinander auf: Sie ergänzen die Datei Schritt für Schritt. Lösungen gibt es für die Warm-ups nicht. Unter „Wo zu finden?“ steht jeweils, wo das Thema in Vorlesung und Shorts vorkommt. Mehr dazu im FAQ zu den Warm-ups.

Mit diesem Gerüst lässt sich die Datei von Anfang an kompilieren:

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{

    return 0;
}

cs50.h stellt Funktionen wie get_string bereit, stdio.h Funktionen wie printf.

Warm-up 1: „Hello, world“ kompilieren und ausführen

Dank Professor Brian Kernighan wurde “hello, world” (Link führt zu YouTube, nicht kursrelevant) in Hunderten von Sprachen implementiert. Beginnen wir also mit dieser Tradition. Geben Sie ein einfaches Hello World\n auf der Konsole aus.

$

code warmup_aufgaben_1.c

make warmup_aufgaben_1

ls

./warmup_aufgaben_1

Warm-up 2: Schleifen

Geben Sie Hello World\n in Abhängigkeit von einer Variablen n mal auf der Konsole aus. Initialisieren Sie n auf den Wert 5.

Implementieren Sie diese Aufgabe in drei Varianten:

• Verwenden Sie eine while-Schleife.
• Verwenden Sie eine for-Schleife.
• Verwenden Sie eine do while-Schleife.

Für die verschiedenen Varianten können die vorhergehenden Schleifen, wie im entsprechenden FAQ-Eintrag beschrieben, jeweils mit der Blockkommentar-Syntax /* */ auskommentiert werden.

Die Ausgabe sollte folgendermaßen aussehen:

Hello World
Hello World
Hello World
Hello World
Hello World

Welcher Unterschied besteht zwischen einer do while-Schleife und einer while- oder for-Schleife? Mit welchem Wert für n funktioniert die do while-Schleife in diesem Kontext nicht wie gewünscht?

Warm-up 3: Bedingungen mit if

Arbeiten Sie für die folgenden Warm-Ups mit der for-Schleifen Variante weiter.

Ergänzen Sie die Ausgabe von “Hello World” mit dem Index des aktuellen Schleifendurchlaufs (d.h. “Hello World 0”, “Hello World 1” usw.). Verwenden Sie eine if-Bedingung innerhalb der Schleife, sodass die printf-Funktion nicht bei dem Indexwert 3 aufgerufen wird.

Mit n = 5 sollte die Ausgabe also wie folgt aussehen:

Hello World 0
Hello World 1
Hello World 2
Hello World 4

Warm-up 4: Eigene Funktionen

Lagern Sie diese Funktionalität (ohne die zusätzliche if-Bedingung) in eine separate Funktion namens print_n_times aus, die einen int entgegennimmt und entsprechend häufig “Hello World” ausgibt. In der main-Funktion sollte nur diese Funktion mit einem entsprechendem Argument aufgerufen werden, um “Hello World” n mal auf der Konsole ausgeben zu lassen. Vergessen Sie nicht den Funktionsprototypen oberhalb der main-Funktion einzufügen, wenn Sie die Funktion unterhalb der main-Funktion definieren.

Passen Sie anschließend in der Funktion den Schleifenkopf der for-Schleife so an, dass der ausgegebene Index mit dem Wert 1 beginnt und am Ende dem Wert von n entspricht. Bei n = 5 sollte die Ausgabe also folgendermaßen aussehen:

Hello World 1
Hello World 2
Hello World 3
Hello World 4
Hello World 5

Warm-up 5: Verschachtelte Schleifen

Nehmen Sie nun folgende Änderungen innerhalb der print_n_times-Funktion vor:

• Geben Sie statt “Hello World” nun einfach ein “+” aus (ohne Zeilenumbruch!).
• Geben Sie am Ende – nachdem die Schleife durchgelaufen ist – einen einzelnen Zeilenumbruch mit printf aus.

Multiplizieren Sie beim Aufruf von print_n_times außerdem das übergebene Argument n mit 4 (also print_n_times(n * 4);)

So sollte die Ausgabe dann aussehen:

++++++++++++++++++++

print_n_times gibt nun also nicht mehr mehrere Zeilen aus, sondern in Abhängigkeit von n das “+” nacheinander als eine Zeile.

Rufen Sie nun mittels einer weiteren Schleife in der main-Funktion die print_n_times-Funktion in Abhängigkeit von n mehrfach (im Falle von n = 5 also 5 Mal) auf, sodass ein kleiner Gartenzaun ausgegeben wird:

++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++
++++++++++++++++++++

Warm-up 6: Funktionen mit Rückgabewert

Kommentieren Sie den bisherigen Code mittels der Blockkommentar-Syntax aus (dann haben Sie all Ihren geschrieben Code weiterhin in einer Datei zur Verfügung):

/*

// Code bis Warm-up 5

*/

Funktionen können auch Werte zurückgeben. Schreiben Sie eine Funktion divide, die zwei int Werte entgegennimmt, die beiden Werte dividiert (der erste Wert soll dabei der Dividend, der zweite der Divisor sein) und den Quotienten zurückgibt. Vergessen Sie nicht den Funktionsprototypen oberhalb der main-Funktion einzufügen, wenn Sie die Funktion unterhalb der main-Funktion definieren.

Die main-Funktion kann wie folgt übernommen werden:

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int dividend = get_int("Input dividend: ");
    int divisor = get_int("Input divisor: ");
    int quotient = divide(dividend, divisor);
    printf("%i / %i = %i\n", dividend, divisor, quotient);
}

Bei korrekter Implementierung sollte bei der Programmausführung der entsprechende Quotient ausgegeben werden. Jedoch wird aufgrund der Verwendung von int-Typen die Berechnung jeweils trunkiert, d.h. die Nachkommastellen werden abgeschnitten (z.B. ist 7 / 5 = 1 eine korrekte Ausgabe).

Achten Sie auch darauf, zu prüfen, ob der Divisor 0 ist, um einen Fehler aufgrund der Division durch 0 abzufangen. Geben Sie in diesem Fall eine kurze Fehlermeldung aus und returnen Sie, sagen wir, den Wert 2147483647, also z.B.:

Error: Division by zero is not allowed.
10 / 0 = 2147483647

Was würde bei einem Divisor mit dem Wert 0 ausgegeben werden, wenn Sie 2147483647 + 1 zurückgeben würden? Wie nennt man dieses Phänomen?

Übrigens, die Verwendung von 2147483647 direkt im Code ist ein Beispiel für eine sogenannte Magische Zahl.