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Hallo, ich bins 
Bevor wir in die Sprache C eingehen müssen wir erstmal klären was programmieren wirklich bedeutet. Um Probleme mit einem Computer zu lösen entwickeln wir so gesagte Algorithmen. Algorithmen bestehen aus wohldefinierten Schritten die wir folgen müssen um ein solches Problem zu lösen. Die eigentliche Formulierung von einem Algorithmus kann in menschlicher Sprache sein. Um einen Algorithmus aber mit einen Computer benutzen zu können muss man in "Computersprache", die sogenannte Assembly, schreiben. Assembly ist die Maschinensprache eines Computers. Ein Prozessor kann nur solche "Aufgaben" ausführen. Direkt in Assembly zu schreiben würde aber sehr sehr viel Zeit in Anspruch nehmen und deswegen haben wir sehr viele höhere Programmiersprachen entwickelt die formale Sprachen sind mit denen man mit einen gewissen viel leichteren Syntax schreibt. Der Quellcode in einer höheren Sprache wird dann in Maschinenbefehle übersetzt von dem so genannten Übersetzer oder Compiler.
Programmiersprachen sind eine viel leichtere und verständlichere Ausdrucksweise von Programmen und Algorithmen. Deswegen haben wir auch sehr viele verschiedene Kategorien entwickelt die jedes mal besser für eine gewisse Applikationen sind. Ein paar bekannte Sprachen sind: C, Java, C#, Python, Prolog, SQL usw.
C ist eine imperative und prozedurale Programmiersprache, eine der weitesten verbreiteten Programmiersprachen und wird zur System- und Anwendungsprogrammierung eingesetzt. Viele Sprachen orientieren sich an der Syntax und den Eigenschaften von dieser Sprache. Das ist auch genau wieso die meisten mit dieser Sprache anfangen.
In C haben wir Schlüsselwörter (Keywords) die dem Compiler helfen zu verstehen was wir mit unseren Code meinen. Diese sind:
Von der Version C89.
Die Haupt Datentypen von C sind:
In diesen Typen haben wir ein paar "unbekannte" Dinge gesehen. Erstmals was ist eine Funktion? Alle C-Programme bestehen aus einer "main" Funktion und optionalen weitern Funktionen. Bei der main-Funktion beginnt die Programmausführung. Wir werden einen ganzen Artikel über Funktionen machen wo ich erklären werde wie man die selbst definiert usw. Jetzt wo das aus dem weg ist, was sind dann diese "Zeiger"? Zeiger sind Variablen die nicht direkt einen verwendbaren Wert anzeigen, sondern eine Speicheradresse. Die Adressen eines Computers sind durchnummeriert und solche Zeiger können gewünschte Daten "zeigen" so das man an den gespeicherten Wert zugreifen kann. Ich werde einen ganzen Artikel darüber machen...
Etwas letztes was ich erwähnen will bevor wir in Starter-Programme eingehen ist das C Standard-Bibliotheken hat mit vorprogrammierten Funktionen, Makros, Typdeklarationen usw. in einer sogenannten Header-Datei. Durch die Benutzung solcher Bibliotheken kann man den Programmierungs-Vorlauf beschleunigen weil Bibliotheken sehr viele fertige Funktionen verfügen, die wird direkt benützen können.
Ein paar dieser Bibliotheken die wir häufig benützen werden sind:
Das berühmteste Starter-Programm ist die Ausgabe von "Ηello World!".
Der Code dafür ist:
#include <stdio.h>int main() { printf("Hello world!\n"); return 0;}Die erste Linie wird zum Einbund der Standard-Bibliothek stdio.h benutzt. Diese Bibliothek enthält die Ausgabe-Funktion printf(). Wie ihr sehen könnt deklarieren wir die "main" Funktion die eine Ganzzahl (integer) an das Operationssystem zurückgibt. Die eigentliche Funktion zur Ausgabe nimmt "Hello world!\n" als Parameter das dafür sorgt das "Hello world!" in der Konsole geschrieben wird und wir danach in eine neue Linie gehen (new line '\n'). Das Programm gibt '0' zurück an das OS. Alle anderen Werte deuten auf Fehler/Errors.
Also, gehen wird jetzt mal in ein paar schwerere Programme die auch if und while Befehle haben werden so das ihr versteht wie wir diese Verzweigungen und Loops benutzen werden.
Sagen wir mal wir sind eine Mautstelle und wir wollen die Anzahl an Autos, Motorrädern und LKW's berechnen. Jeder Fahrzeugtyp muss einen spezifischen Maut bezahlen und der ist:
Wir müssen das gesamte (total) Einkommen von allen Fahrzeugen und jeden Typ alleine berechnen. Letztens werde wir auch den Durchschnitt (avg) berechnen. Um das ganze zu programmieren werden wir den Typ als Eingabe vom Benutzer kriegen und das Programm beenden wenn ein Special-Typ eingegeben wird, mit dem man dann die ganzen Ergebnisse ausdruckt.
Der Code ist wie folgend:
#include <stdio.h> // Ein- und Ausgabe Funktionenint main(){ // Zähler Variablen für jeden Typ und alle zusammen int vehicles=0, cars=0, bikes=0, trucks=0; // die Eingabe vom Typ ist 'c' für Auto (car), // 'b' für Motorrad (bike) und 't' für LKW (truck) char type; // Gebühr-Maut von jetzigen Fahrzeug int fee; // Gesamtes Einkommen für alle Fahrzeuge und jeden Typ alleine int total, total_cars, total_bikes, total_trucks; // Float für den Durchschnitt float avg;
// Nachricht Ausdrucken printf("Tollbooth Counter for Cars(c), Bikes(b) and Trucks(t)\n"); //do-while loop so das wird mindestens ein mal durchgehen // bevor wir die Bedingung (am ende) prüfen do{ // Eingabe vom Benutzer des Systems printf("Vehicle Type: "); scanf("%c", &type); // nach dem wir einen char lesen müssen wir IMMER // den Eingabe-Puffer der Tastatur bereinigen mit: fflush(stdin);
// Die Eingabe überprüfen if( type == 'c'){ // Auto fee = 5; cars++; // Zähler von Autos steigt 1 } else if( type == 'b'){ //Motorrad fee = 3; bikes++; // Zähler von Motorrädern steigt 1 } else if(type == 't'){ // LKW fee = 10; trucks++; // Zähler von LKW's steigt 1 } else{ // für jeden anderen Typ wie 'x' fee = 0; // nach den if-Befehl habe steigt der Fahrzeug-Zähler // um das hier zu verhindern benutzen wir folgendes: continue; // damit gehen wir zur nächsten Iteration-Wiederholung vom loop // und überspringen so alles was folgt... } vehicles ++; // Zähler von Fahrzeugen steigt 1 // Maut ausdrucken printf("You have to pay %d!\n", fee); }while(type != 'x'); // der Loop stoppt wenn der typ 'x' ist
// Zähler Rechnungen ausdrucken printf("A total of %d Vehicles passed by\n", vehicles); printf("Cars: %d, Bikes %d, Trucks %d\n", cars, bikes, trucks); // Für das gesamte Einkommen könnten wir bei den vorherigen // if-Befehl das Einkommen berechnen, aber wir haben auch die // Anzahl an jedem Fahrzeugtyp und weil die Maut am Typ abhengt // können wir das Einkommen auch mit Multiplizieren berechnen wie folgend: total_bikes = bikes * 3; total_cars = cars * 5; total_trucks = trucks * 10; total = total_bikes + total_cars + total_trucks; // Datentyp-Umwandlung um den Durchschnitt zu berechnen avg = (float) total / vehicles; printf("We earned %d in total\n", total); printf("From Cars: %d, Bikes: %d, Trucks: %d\n", total_cars, total_bikes, total_trucks); printf("Average is %.2f\n", avg); // mit %.2f notieren wir das wir nur 2 Ziefern nach dem . wollen. // generell "%a.bf" bedeutet a-Ziefern links und b-Ziefern rechts vom 'Komma' return 0;}Das vorherige Programm kann sehr leicht in mehrere "Seiten" erweitert werden. Sagen wir mal das die Fahrer in Bargeld (cash), mit Kreditkarte (card) und beiden (both) bezahlen können. Wir wollen das gesamte Einkommen von Bargeld und Kreditkarte berechnen. Um es noch interessanter zu machen wird der Typ nicht mehr direkt als Eingabe kommen, sondern ein ID-wert vom Fahrer. Der ID-wert ist eine 5-stellige Ganzzahl (int) die wir als "String" lesen. Der Typ wird wie folgend von der letzten Ziefer bestimmt:
Der wert 0 wird dazu dienen das das Programm beendet nachdem wir die Resultate ausdrucken.
Der Code ist wie folgend:
#include <stdio.h> // Ein- und Ausgabe Funktionen#include <stdlib.h> // für die atoi() Funktionint main(){ // Zähler Variablen für jeden Typ und alle zusammen int vehicles=0, cars=0, bikes=0, trucks=0; // Zähler Variablen für die Zahlungsweisen int card=0, cash=0, both=0; char driver_id[6]; // ID vom Fahrer // Umgewandelter Wert von char int id; // wir haben einen Wert für jede Fahrer-ID char type; // Gebühr-Maut von jetzigen Fahrzeug int fee; // Kreditkarten Guthaben und Bargeld das man bezahlt // wenn Kreditkarte nicht ausreicht oder leer ist int balance, money; // Gesamtes Einkommen für alle Fahrzeuge und jeden Typ alleine int total, total_cars, total_bikes, total_trucks; // Gesamtes Einkommen für jede Zahlungsweise int total_card=0, total_cash=0; // Float für den Durchschnitt float avg;
// Nachricht Ausdrucken printf("Tollbooth Counter for Cars(c), Bikes(b) and Trucks(t)\n"); //do-while loop so das wird mindestens ein mal durchgehen // bevor wir die Bedingung (am ende) prüfen do{ // Eingabe vom Benutzer des Systems printf("Driver ID: "); scanf("%5s", driver_id); // als 5-Charakter String lesen id = atoi(driver_id); // String zu Integer umwandeln mit atoi()
// Letzte Ziffer mit modulo (%) 10 prüfen if(id % 10 == 1 || id % 10 == 4 || id % 10 == 7) { type = 'b'; } else if(id % 10 == 2 || id % 10 == 5 || id % 10 == 8) { type = 'c'; } else if(id % 10 == 3 || id % 10 == 6 || id % 10 == 9) { type = 't'; } else{ type = 'x'; }
// Den eigentlichen Typ überprüfen if( type == 'c'){ // Auto fee = 5; cars++; // Zähler von Autos steigt 1 } else if( type == 'b'){ //Motorrad fee = 3; bikes++; // Zähler von Motorrädern steigt 1 } else if(type == 't'){ // LKW fee = 10; trucks++; // Zähler von LKW's steigt 1 } else{ // für jeden anderen Typ wie 'x' break; // mit break stoppen wir den Loop wenn 'x' kommt // so das Anweisungen nach diesen if nicht ausgeführt werden } vehicles ++; // Zähler von Fahrzeugen steigt 1 // Maut ausdrucken printf("You have to pay %d!\n", fee);
//Kartenguthaben mit do-while bekommen do{ printf("Card Balance: "); scanf("%d", &balance); }while(balance < 0); // darf nicht negativ sein
// Kartenguthaben überprüfen if (balance >= fee){ // nur Karte balance = balance - fee; printf("New balance is %d!\n", balance); card++; // Zähler für "Karten" steigt 1 // Gesamtes Einkommen von Karten steigt mit Maut total_card += fee; } else if(balance == 0){ // Nur Bargeld printf("Pay %d with Cash!\n", fee); cash++; // Zähler für "Bargeld" steigt 1 // Gesamtes Einkommen von Bargeld steigt mit Maut total_cash += fee; } else{ // Beides (Karte reicht nicht aus) money = fee - balance; // Bargeld total_cash += money; // Gesamtes Einkommen von Bargeld steigt mit "money" total_card += balance; // Gesamtes Einkommen von Karten steigt mit "balance" both++; // Zähler für "Beides" steigt 1 // Nachrichten dafür ausdrucken balance = 0; printf("New balance is %d!\n", balance); printf("Pay %d with Cash!\n", money); } }while(type != 'x'); // der Loop stoppt wenn der typ 'x' ist
// Zähler Rechnungen ausdrucken printf("A total of %d Vehicles passed by\n", vehicles); printf("Cars: %d, Bikes %d, Trucks %d\n", cars, bikes, trucks); // Einkommen Berechnen für jeden Fahrzeugtyp total_bikes = bikes * 3; total_cars = cars * 5; total_trucks = trucks * 10; total = total_bikes + total_cars + total_trucks; // Datentyp-Umwandlung um den Durchschnitt zu berechnen avg = (float) total / vehicles; printf("We earned %d in total\n", total); printf("From Cars: %d, Bikes: %d, Trucks: %d\n", total_cars, total_bikes, total_trucks); printf("Average is %.2f\n", avg); // Berechnungen und Einkommen von Kreditkarten und Bargeld printf("%d paid with Cash, %d with Card and %d with Both\n", cash, card, both); printf("We earned %d from Cash and %d from Card\n", total_cash, total_card); return 0;}Wir sehen uns nächstes mal wieder wo ich in Arrays/Matrices eingehen werde!
Tschüss!