eingeleitet
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4 Strukturierte Datentypen und vordefinierte Klassen
– in einer Tabellenzeile ein neues Datenelement durch eingeleitet. Alle diese Markierungen brauchen keine Ende-Markierung, da sie durch die nächste Markierung dieser Art begrenzt werden. Schreiben Sie eine Funktion KBToHtml, die aus einer Datei von Kontobewegungen (Datentyp CKontobewegung) eine HTML-Datei erzeugt, die die Daten der Datei in einer Tabelle darstellt. 2. Schreiben Sie eine Funktion Listendruck, die aus einer Datei von Kontobewegungen (Datentyp CKontobewegung) eine Textdatei erzeugt, die etwa folgendermaßen aussieht: Datei: c:\test\kb.dat Kto. Kontoinhaber 1004 Duestrip, Donald 1099 Prince, Charlie 1011 Mieze, Alexander
Seite 1 Betrag
Datum 31. 9.1997 15. 1.1998 6.11.1997
+ – –
21.75 168.61 174.06
a) Jede Seite soll mit einem „Blattkopf“ beginnen, der in der ersten Zeile den Dateinamen und die aktuelle Seitenzahl enthält und in der zweiten Zeile die Bedeutung der darunter aufgeführten Daten erläutert. Darauf soll eine Leerzeile folgen. Die dazu erforderlichen Anweisungen sollen in einer Funktion Blattkopf zusammengefasst werden. b) Die Anzahl der Zeilen, die auf eine Seite gedruckt werden können, hängt von der Schriftgröße und vom Papierformat ab. Nehmen Sie deshalb an, dass auf eine Seite 72 Zeilen gedruckt werden können. Davon sollen maximal 60 bedruckt werden. Damit diese Funktion ohne großen Aufwand an andere Papierformate angepasst werden kann, sollen die Anzahl der Druckzeilen pro Seite sowie die Anzahl der Zeilen pro Seite als Variablen vereinbart werden. Sobald auf eine Seite mehr Zeilen gedruckt sind, als die Variable Druckzeilen_pro_Seite angibt, soll ein Blattvorschub (z.B. als eine Folge von Leerzeilen) erfolgen, ebenso nach dem Ausdruck des letzten Datensatzes der Datei. Der Blattvorschub soll in einer Funktion mit dem Namen Blattvorschub ausgeführt werden. c) Am Ende jeder Seite soll die Summe der Beträge aller Kontobewegungen mit der Bewegungsart '+' und die aller Kontobewegungen mit der Bewegungsart '–' gedruckt werden. d) Die letzte Seite soll (außer wenn eine leere Datei ausgedruckt wird) nicht nur aus einem Blattkopf bestehen können. Da der Ausdruck in eine Datei erfolgt und nicht auf einen Drucker, wird auf alle Feinheiten der Druckgestaltung verzichtet. Diese Funktion kann in dem Programm von Aufgabe 4.6.1.2 unter Datei|Drucken angeboten werden. Den Namen der auszudruckenden Datei kann man in einem OpenDialog erfragen. 4.6.5 Manipulatoren und Funktionen zur Formatierung von Texten 4.6.6 Textbildschirm-Anwendungen
Aufgaben 4.6.6 Alle Programme, die ihre Meldungen in ein Memo ausgeben, können auch als Textbildschirm-Anwendung realisiert werden. Formulieren Sie z.B. die Lösungen der Aufgaben von Abschnitt 3.5 als Textbildschirm-Programm. 1. 2. 3. 4. 5.
Aufgabe 3.5.1 (Quersumme) Aufgabe 3.5.2 (Fibonacci-Zahlen) Aufgabe 3.5.3 (Primzahlen) Aufgabe 3.5.4 (Pythagoräische Zahlentripel) Aufgabe 3.5.5 (3n+1-Problem)
Der Anwender soll in einem Menü auswählen können, welche Lösung er sich anzeigen lassen will. 4.6.7 Stringstreams
Aufgaben 4.6.7 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
4.6 Dateien
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Wenn ein String den Wert einer Variablen eines bestimmten Datentyps darstellt, kann man diesen Wert mit einem istringstream aus dem String lesen und so in einen Wert dieses Datentyps umwandeln. Schreiben Sie die Funktionen double StrToFloat(string s); int StrToInt(string s);
die einen als Parameter übergebenen String in einen double- oder einen int-Wert umwandeln. Testen Sie diese Funktionen mit den Strings "123" StrToInt: StrToFloat: "1.23"
"123 " "123 "
"12 3" "1.2 3"
"12A3" "1.2A3"
" 123A" " 1.23A"
4.6.8 Dateibearbeitung im Direktzugriff ⊕
Aufgaben 4.6.8 Erweitern Sie das Programm von Aufgabe 4.6.3.2 um folgende Optionen: a) Die Erweiterungen unter b) bis e) sind unabhängig davon, ob eine neue oder eine bereits bestehende Datei geöffnet wird. Falls Sie eine neue Datei bisher nur zum Schreiben oder eine bestehende Datei nur zum Lesen geöffnet haben, passen Sie die Modi beim Öffnen der Datei so an, dass die folgenden Erweiterungen in beiden Fällen funktionieren. b) Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift „<“ soll der Datensatz angezeigt werden, der in der Datei vor dem aktuell angezeigten kommt. Falls der aktuell angezeigte Datensatz der erste in der Datei ist, soll dieser Button deaktiviert werden. c) Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift „<<“ soll der erste Datensatz der Datei angezeigt werden. d) Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift „>>“ soll der letzte Datensatz der Datei angezeigt werden. e) Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift „Korrektur“ soll der aktuell angezeigte Datensatz an der Position in die Datei zurückgeschrieben werden, von der er gelesen wurde. 4.6.9 Sortieren, Mischen und Gruppenverarbeitung ⊕
Aufgaben 4.6.9 1. Dateien sortieren Schreiben Sie eine Funktion SortiereKBDatei, die eine Datei von Datensätzen des Datentyps CKontobewegung in einen Container einliest (z.B. in ein Array oder in einen vector der Standardbibliothek), diesen sortiert und die sortierten Daten dann wieder in eine Datei schreibt. Verwenden Sie zum Sortieren einen für Kontobewegungen überladenen Operator <, der die Datensätze in Abhängigkeit vom Wert einer Variablen Sortierbegriff enum TSortierbegriff {sbKontoNr, sbName, sbDatum, sbKontonrUndDatum} Sortierbegriff=sbKontoNr;
folgendermaßen sortiert: a) b) c) d)
sbKontoNr: nach der Kontonummer sbName: nach dem Namen des Kontoinhabers sbDatum: nach dem Datum sbKontonrUndDatum: nach der Kontonummer, und wenn diese gleich ist, nach dem Datum.
2. Mischen mit Folgeprüfung Wenn man die Funktion Mischen auf Dateien anwendet, die nicht sortiert sind, wird die gemischte Datei auch nicht sortiert sein. Erweitern Sie diese Funktion deswegen so, dass die Sortierfolge der Mischdatei beim Schreiben eines neuen Satzes dadurch geprüft wird, dass dieser neue Satz mit dem zuletzt in die Mischdatei geschriebenen Satz verglichen wird. Da beim Schreiben des ersten Satzes kein zuletzt in die Mischdatei geschriebener Satz zum Vergleich auf die Sortierfolge zur Verfügung steht, soll in diesem Fall eine Prüfung der Sortierfolge unterbleiben. Die Anzahl der Sortierfehler soll mitgezählt und am Schluss am Bildschirm ausgegeben werden. 3. Gruppenwechsel Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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4 Strukturierte Datentypen und vordefinierte Klassen
Schreiben Sie eine Funktion GW1, die eine nach der Kontonummer sortierte Datei von Kontobewegungen wie im Beispielausdruck zum Gruppenwechsel der Stufe 1 ausdruckt. Sie soll die folgenden Anforderungen erfüllen: 1. Jede Seite soll mit einem Blattkopf beginnen (wie in Listenausdruck). 2. Eine Seite bietet Platz für 72 Druckzeilen, von denen nicht mehr als 60 mit Kontobewegungen bedruckt werden sollen. Ab der 60sten Zeile sollen nur Summenzeilen gedruckt werden. 3. Auf einer neuen Seite dürfen unmittelbar nach dem Blattkopf keine Summenzeilen gedruckt werden. 4. Aufeinander folgende Kontobewegungen mit derselben Kontonummer sollen als Gruppe betrachtet werden. Am Anfang einer Gruppe sollen die Kontonummer und der Name des Kontoinhabers in einer eigenen Zeile gedruckt werden. 5. Alle Datensätze in derselben Gruppe sollen ohne die Kontonummer gedruckt werden, außer wenn es der erste Satz auf einer neuen Seite ist. In diesem Fall soll auch die Kontonummer gedruckt werden. 6. Am Ende einer Gruppe soll der Saldo der Beträge dieser Gruppe ausgedruckt werden. 7. Nach der letzten Kontobewegung soll der Gesamtsaldo aller Kontobewegungen ausgedruckt werden. Damit (wie in 5. gefordert) die Daten einer Kontobewegung sowohl mit als auch ohne die Kontonummer ausgedruckt werden können, kann die zu verarbeitende Kontobewegung einer Variablen zugewiesen werden, die zum Drucken aufbereitet wird. In diesem „Drucksatz“ wird z.B. die Kontonummer auf 0 gesetzt, wenn sie nicht gedruckt werden soll. Der Drucksatz wird dann durch eine Funktion ausgedruckt, die z.B. Drucke_Zeile heißt. In dieser Funktion wird die Kontonummer des Drucksatzes nur gedruckt, wenn sie von 0 verschieden ist. 4.6.10 C-Funktionen zur Dateibearbeitung ⊕
4.7 Assoziative Container 4.7.1 Die Container set und multiset 4.7.2 Die Container map und multimap 4.7.3 Iteratoren der assoziativen Container
Aufgaben 4.7 1. Ein Informationssystem soll zu einem eindeutigen Schlüsselbegriff eine zugehörige Information finden, z.B. zu einer Artikelnummer den zugehörigen Preis. Schreiben Sie als einfachen Prototyp für ein solches System eine Funktion bool ValueToKey(KeyType Key,ValueType& Value)
Ihr Funktionswert soll true sein, wenn zum Argument für Key ein passender Wert gefunden wurde. Der gefundene Wert soll dann als Argument für Value zurückgegeben werden. Falls kein passender Wert gefunden wird, soll der Funktionswert false sein. Verwenden Sie dazu einen geeigneten Container. Testen Sie diese Funktion. Damit man leicht sieht, ob der gesuchte Begriff auch tatsächlich gefunden wurde, sollen der Schlüsselbegriff und die Daten identisch sein. Am einfachsten wählt man 1000 bzw. 1000 000 aufeinander folgende Werte des Datentyps int. Um welchen Faktor dauert die Suche in einem Container mit 1000 000 Elementen etwa länger als die in einem Container mit 1000 Elementen? 2. Beim wiederholten Aufruf eines Zufallszahlengenerators wie rand oder random kann es vorkommen, dass sich die erzeugten Zufallszahlen wiederholen. Für manche Anwendungen braucht man allerdings Zufallszahlen, die sich nicht wiederholen. Schreiben Sie eine Funktion NewRand, die bei jedem Aufruf eine neue Zufallszahl liefert. Die bisher erzeugten Zufallszahlen sollen in einem geeigneten Container abgelegt werden. 3. Schreiben Sie eine Rechtschreibprüfung. Dabei soll zuerst ein Wörterbuch aus einer Textdatei erstellt werden, indem diese Datei zeilenweise eingelesen und alle Wörter daraus mit einer Funktion wie parseString (siehe Aufgabe 4.3.2.3) bestimmt werden. Diese Wörter sollen dann in einem geeigneten Container abgelegt werden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
4.7 Assoziative Container
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Anschließend soll die zu prüfende Datei als Textdatei zeilenweise eingelesen werden. Auch hier sollen die einzelnen Wörter mit einer Funktion wie parseString bestimmt werden. Für jedes Wort soll dann geprüft werden, ob es in dem Container mit den Wörtern aus dem Wörterbuch enthalten ist. Testen Sie diese Funktion und insbesondere auch ihr Zeitverhalten, indem Sie aus einer relativ großen Textdatei eine Kopie erstellen und in dieser Datei dann einzelne Wörter verändern. Verwenden Sie die ursprüngliche Datei als Wörterbuch. 4. Mit dem assoziativen Container multimap kann man leicht eine Konkordanzliste aus einem Text erstellen. Eine solche Liste ist ein alphabetisch geordnetes Verzeichnis aller Wörter aus einem Text, die zu jedem Wort die Nummer einer jeden Seite bzw. Zeile enthält, in der es vorkommt. Wenn man z.B. jedes Wort aus dem folgenden Text zusammen mit seiner Zeilennummer als Paar in einen solchen Container einträgt "Alle meine Entchen" "schwimmen in dem See," "schwimmen in dem See," und dann alle diese Worte zusammen mit den zugehörigen Nummern ausgibt, erhält man diese Konkordanzliste: Alle 1 Entchen 1 See 2 3 dem 2 3 in 2 3 meine 1 schwimmen 2
3
Eine Konkordanzliste aus dem Quelltext eines Programms bezeichnet man auch als Cross-Reference-Liste. Mit einer solchen Liste kann man feststellen, in welchen Zeilen eines Programms welche Namen (Variablen usw.) verwendet werden. Schreiben Sie eine Funktion MakeXRef, die jeden String aus einem vector mit Strings mit der Funktion parseString (siehe Aufgabe 4.3.2.3) in Worte zerlegt und jedes solche Wort zusammen mit seiner Zeilennummer in eine geeignete Variable des Typs multimap ablegt. Eine Funktion PrintXRef soll jedes Wort aus dem mit MakeXRef angelegten multimap ausgeben sowie zu jedem solchen Wort die zugehörigen Zeilennummern. Testen Sie diese Funktionen mit den Strings von oben. Eine zweite Variante der Funktion MakeXRef soll alle Zeilen einer Textdatei einlesen und zerlegen. 5. Mit multimaps in einer Schlüsseltabelle suchen und eine Datei sortieren Wenn man als Schlüsselwerte eines Containers der Klasse multimap die Schlüsselwerte von Datensätzen einer Datei nimmt und als zugehörige Werte die Dateiposition des jeweiligen Datensatzes, kann man den Datensatz zu einem Schlüsselwert in einer Datei schnell finden. a) Schreiben Sie eine Funktion MMReadKeys, die aus einer Datei von Kontobewegungen die Kontonummer und die Position eines Datensatzes in einen Container des Datentyps multimap einliest. b) Eine Funktion MMFind soll in diesem Multimap-Container nach einer Kontobewegung mit einer bestimmten Kontonummer suchen. c) Wenn man die Datensätze einer Datei im Direktzugriff lesen und schreiben kann ist es zwar technisch möglich, diese so zu vertauschen, dass sie anschließend sortiert sind. Da jedoch die Lese- und Schreibzugriffe relativ zeitaufwendig sind, kann man auf diese Weise keine optimalen Ausführungszeiten für das Sortieren einer Datei erwarten. Schreibt man die Datensätze dagegen in der Reihenfolge in eine neue Datei, die sich aus dem in a) erzeugten Multimap-Container ergibt, geht das schneller. Die Dateiposition zu einem Datensatz mit einem Schlüsselwert ergibt sich dann aus dem zweiten Wert eines Wertepaares. Schreiben Sie eine Funktion MMSort, die auf diese Weise aus einer nicht sortierten Datei von Kontobewegungen eine nach der Kontonummer sortierte Datei erzeugt.
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4 Strukturierte Datentypen und vordefinierte Klassen
4.8 Die numerischen Klassen der Standardbibliothek 4.8.1 Komplexe Zahlen ⊕
Aufgaben 4.8.1 1. Die quadratische Gleichung ax2+bx+c=0 hat die beiden Lösungen x = (–b ±sqrt(b 2 – 4ac))/2a Schreiben Sie ein Programm, das die Lösung dieser Gleichung zu den komplexen Koeffizienten a=2+3i, b=4–5i und c=–7+8i ausgibt. Außer der Lösung soll auch noch die Probe angezeigt werden. 2. Die Gleichung vom Grad n (n >= 1, ganzzahlig) xn–1=0 hat n komplexe Lösungen, die mit w=cos(2π/n) + i*sin(2π/n) durch x0=1, x1=w, x2=w2, ..., xn–1=wn–1 gegeben sind. Geben Sie (z.B. für n=10) für jede dieser Einheitswurzeln xin in einem Memo aus. 3. Reelle Funktionen der Form y=f(x) (x und f(x) reelle Zahlen) können deshalb auf die übliche Weise grafisch dargestellt werden, weil jedes Element (x,f(x)) der Funktion als zweidimensionaler Punkt dargestellt werden kann. Bei komplexen Funktionen w=f(z) (w und f(w) komplexe Zahlen) ist das nicht möglich, weil sowohl z als auch f(z) zwei Dimensionen für ihre Darstellung benötigen, so dass für die Darstellung von w=f(z) vier Dimensionen notwendig sind. Um trotzdem einen gewissen Eindruck vom grafischen Verlauf einer komplexen Funktion f(z) zu bekommen, kann man die reelle Funktion abs(f(z)) für bestimmte Real- bzw. Imaginärteile zeichnen. Überarbeiten Sie eine Kopie der Lösung von Aufgabe 4.5.1.2 so, dass die Funktion abs(sin(z)) grafisch dargestellt wird. Der Imaginärteil von z soll über einen Schieberegler im Bereich von –10 bis +10 eingestellt werden können. Bei jeder Änderung des Imaginärteils soll die Funktion neu gezeichnet werden. 4.8.2 Valarrays und Slices ⊕
Aufgabe 4.8.2 Bei manchen Experimenten (Physik, Psychologie usw.) besteht ein linearer Zusammenhang der Art y = a*x + b zwischen einer unabhängigen Variablen x und einer abhängigen Variablen y. Allerdings sind die Werte von a und b oft nicht bekannt. Man versucht sie deswegen zu schätzen, indem man das Experiment mit n verschiedenen Werten von x0, x1, ..., xn–1 wiederholt und dabei die Werte y0, y1, ..., yn–1 für y ermittelt. Falls die Messwerte für y durch Störungen und/oder Messfehler verfälscht werden, kann man jedoch nicht erwarten, dass die Punkte (x0, y0), (x1, y1), ..., (xn–1, yn– 1) alle auf einer Geraden liegen. Zur Lösung dieses Problems hat der Mathematiker Gauß vorgeschlagen, die Werte für a und b so zu bestimmen, dass das Quadrat der Abweichungen F(a,b)= (y0 – (ax0+b))2 + (y1 – (ax1+b))2 + ... + (yn–1 – (axn–1+b))2 möglichst klein wird (Methode der kleinsten Quadrate). Die so ermittelte Gerade wird auch als Regressionsgerade bezeichnet. Mit Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
4.8 Die numerischen Klassen der Standardbibliothek
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sxy = x0y0 + x1y1 + ... + xn–1yn–1 sx = x0 + x1 + ... + xn–1 sy = y0 + y1 + ... + yn–1 sxx = x0x0 + x1x1 + ... + xn–1xn–1 xM = sx/n yM = sy/n führt dieser Ansatz auf die folgenden Werte für a und b: a = (n*sxy – sx*sy)/(n*sxx – sx*sx) b = yM – a*xM 1. Formulieren Sie diese Gleichungen a) mit Valarrays und den zugehörigen Funktionen (sum usw.) b) mit Schleifen und dem Indexoperator wie mit normalen Arrays. 2. Testen Sie die Lösungen für a und b mit n (2, 100, 10 000) Messwerten, die a) auf einer Geraden y = ax + b liegen. Die berechneten Werte müssen dann die ursprünglichen Werte für a und b ergeben. b) um kleine Zufallswerte von der Geraden y = ax + b abweichen. Die berechneten Werte müssen dann in der Nähe der Werte für a und b liegen. 3. Stellen Sie die Messwerte und die berechnete Gerade in einem TImage grafisch dar. Sie können dazu die GrafikFunktionen von Abschnitt 4.5.1 verwenden.
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5 Anweisungen und Ausdrücke
5.1 Die Ausdrucksanweisung 5.2 Ausdrücke 5.2.1 Primäre Ausdrücke ⊕
5.2.2 Postfix-Ausdrücke ⊕
5.2.3 Unäre Ausdrücke ⊕
5.2.4 Typkonversionen in Typecast-Schreibweise ⊕
5.2.5 Zeiger auf Klassenelemente ⊕
5.2.6 Multiplikative Operatoren ⊕
5.2.7 Additive Operatoren ⊕
5.2.8 Shift-Operatoren ⊕
5.2.9 Vergleichsoperatoren ⊕
5.2.10 Gleichheitsoperatoren ⊕
5.2.11 Bitweise Operatoren ⊕
5.2.12 Logische Operatoren ⊕
5.2.13 Der Bedingungsoperator ⊕
5.2.14 Konstante Ausdrücke ⊕
5.2.15 Zuweisungsoperatoren 5.2.16 Der Komma-Operator ⊕
5.2.17 L-Werte und R-Werte ⊕
5.2.18 Die Priorität und Assoziativität der Operatoren ⊕
5.2.19 Alternative Zeichenfolgen ⊕
Aufgaben 5.2.19 1. Welchen Datentyp und Wert haben die Ausdrücke rechts vom Gleichheitszeichen nach der Zeile „//Aufgaben“? Welchen Wert erhält dabei die linke Seite? int i=0; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
5.2 Ausdrücke
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void Aufg1() { int i=2,j=i,k=-6, m=8, n=10000, x=0, h[5]; unsigned u=40000u,v=u; // Aufgaben int a= k/i/j+n/j; int b= k/i/j++ + m/j++; int c= i*4%-k*3; int d= k/-m-2; double e= m*n/u/v; int f= ++::i%++i; int g = sizeof 17-2; while(x<=5) h[x]=x++; }
Diese Aufgabe hat ihren Zweck erfüllt, wenn Sie derartige Ausdrücke in Ihren Programmen möglichst vermeiden. 2. a) Welche Werte werden durch folgende Anweisungen ausgegeben: int w=1; for (int i=0; i<8*sizeof(w); i++) { Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+IntToStr(w)); w = w<<1; }
b) Formulieren Sie die for-Schleife um, so dass man mit einer einzigen Anweisung im Schleifenkörper dasselbe Ergebnis wie in a) erhält. 3. Vergleichen Sie die Bedingung in a) mit der in b) und die in c) mit der in d). Alle Operanden sollen einen Ganzzahldatentyp haben. Geben Sie durch Klammern die Priorität und Assoziativität der Ausdrücke an: a) b) c) d)
if if if if
(a<=b && c<=d) ... (a<=b & c<=d) ... (i&1) ... (i&1==0) ...
4. Beschreiben Sie das Ergebnis der Anweisungen in a) bis c) und den Datentyp des Ausdrucks mit dem Bedingungsoperator. double x = 3.14; int a=1,b=2;
a) int s = a?b:x; b) int s = (x > 0) ? 1 : (x < 0) ? -1 : 0; c) for (int n=0;n<4;n++) { char s[100]; sprintf(s,"%d file%c found",n,(n==1)?' ':'s'); Form1->Memo1->Lines->Add(s); }
d) Überarbeiten Sie die sprintf-Anweisung in c) so, dass der Text in deutscher Sprache ausgegeben wird. 5. Ein C++-Compiler fasst die aufeinander folgenden Zeichen eines Programms so zu Bezeichnern, Schlüsselworten, Literalen und Operatoren zusammen, dass möglichst lange Sequenzen von solchen Zeichenfolgen entstehen. Überprüfen Sie, welche der Ausdrücke in den Zuweisungen an die Variable k so interpretiert werden können. int i,j,k; i=3;j=1;k=2; i=3;j=1;k=2; i=3;j=1;k=2; i=3;j=1;k=2; i=3;j=1;k=2;
k= k= k= k= k=
i+++j; ++i+j++; -i+++j; +i+-j; i--+--j;
Stellen Sie die Priorität der syntaktisch korrekten Ausdrücke durch Klammern dar und geben Sie nach jeder Zeile den Wert der Variablen i, j und k an.
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5 Anweisungen und Ausdrücke
Auch diese Aufgabe hat ihren Zweck erfüllt, wenn Sie solche Ausdrücke in Ihren Programmen möglichst vermeiden. 6. Im Header <winnt.h> sind unter anderem die folgenden Konstanten definiert: #define #define #define #define #define ...
FILE_ATTRIBUTE_READONLY FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY FILE_ATTRIBUTE_ARCHIVE
0x00000001 0x00000002 0x00000004 0x00000010 0x00000020
Diese können in den Windows-API Funktionen BOOL SetFileAttributes( LPCTSTR lpFileName, // address of filename DWORD dwFileAttributes); // address of attributes to set DWORD GetFileAttributes( LPCTSTR lpFileName); // address of the name of a file or directory dazu verwendet werden, die Attribute einer Datei zu setzen bzw. abzufragen. Schreiben Sie mit diesen Funktionen und Konstanten die folgenden Funktionen, denen jeweils der Name einer Datei als Parameter übergeben werden soll. Sie können das Ergebnis dieser Funktionen mit „Eigenschaften“ im Windows-Explorer überprüfen. Legen Sie dazu eigene Dateien in einem Verzeichnis „test“ an. a) Eine Funktion SetToROH soll die Attribute der Datei auf ReadOnly und Hidden setzen. b) Eine Funktion isSystemFile soll genau dann denn Wert true zurückgeben wenn die Datei das Attribut System hat. c) Eine Funktion SetFileAttributeToHidden soll das Attribut der Datei auf Hidden setzen, ohne dass die anderen Attribute verändert werden. d) Die Funktion RemoveFileAttributeHidden soll das Attribut Hidden der Datei löschen, ohne dass die anderen Attribute verändert werden. 5.2.20 Explizite Typkonversionen ⊕
5.3 Ein wenig Programmierlogik: Symbolische Ausführung Aufgaben 5.3.4 Überprüfen Sie, ob sich aus den Vorbedingungen in 1. bis 5. die angegebenen Beziehungen herleiten lassen. 1. n ganzzahlig und ungerade, p, x, u und v Ganzzahl- oder Gleitkommadatentypen // p0*x0n = uv p = p*x; n = n/2; x = x*x; // p0*x0n = uv
2. n ganzzahlig und gerade, p, x, u und v Ganzzahl- oder Gleitkommadatentypen // p0*x0n = uv n = n/2; x = x*x; // p0*x0n = uv
3. i ganzzahlig, s Gleitkomma- oder Ganzzahldatentyp // s = 1 + 2 + ... + i, d.h. s ist die Summe der // ersten i Zahlen i = i + 1; s = s + i; // s = 1 + 2 + ... + i
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5.4 Die Deklarationsanweisung
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4. i ganzzahlig, s Gleitkomma- oder Ganzzahldatentyp // s = 1*1 + 2*2 + ... + i*i, d.h. s ist die Summe // der ersten i Quadratzahlen i = i + 1; s = s + i*i; // s = 1*1 + 2*2 + ... + i*i
5. i ganzzahlig, s Gleitkomma- oder Ganzzahldatentyp // s = 1*1 + 2*2 + ... + i*i s = s + i*i; i = i + 1; // s = 1*1 + 2*2 + ... + i*i
5.4 Die Deklarationsanweisung 5.5 Die Verbundanweisung und die Blockstruktur von C++ Aufgaben 5.5 1. Mit dieser Aufgabe soll lediglich das Konzept der Lokalität geübt werden. Der hier verwendete Programmierstil wird nicht zur Nachahmung empfohlen. a) Geben Sie in der folgenden Funktion nach jeder Anweisung den Datentyp und den Wert aller bisher deklarierten Variablen an. void verschachtelt() { int i,j,k=7; AnsiString s,t; { char j; { float i=0,j=i; { AnsiString i,j,k; i = "ckt"; j = "ra"; k = "vert"; s = s+k+j+i+" "; } i = 1; j = 2; t = FloatToStr(i)+" + "+FloatToStr(j)+ " = "+FloatToStr(k); { AnsiString t,j,k,i=s; { char t,j,k; t = 's'; j = 'i'; k = 't'; s = AnsiString(' ')+j+t+k+ ' '; } { char t,j,k; t = 'a'; j = 'D'; k = 's'; s = AnsiString(j) + t + k+s; } t = "nz sch"; j = "ja ga"; k = "ön "; s = s+j+t+k+i; } } } Form1->Memo1->Lines->Add(t); Form1->Memo1->Lines->Add(s); }
b) Welcher Text wird beim Aufruf dieser Funktion ausgegeben? 2. Welche der globalen Variablen können lokal definiert werden? Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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5 Anweisungen und Ausdrücke AnsiString c,a,b; void vertausche() { c = a; a = b; b = c; } void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { a = 17; b = 18; vertausche(); }
5.6 Lebensdauer und Speicherklassenspezifizierer Aufgabe 5.6 Falls eine Funktion nur für relativ wenige verschiedene Ganzzahlargumente definiert ist und oft aufgerufen wird, kann man eventuell ein wenig Zeit sparen, wenn man alle ihre Funktionswerte beim ersten Aufruf der Funktion berechnet und in einem statischen Array ablegt. Bei jedem weiteren Aufruf der Funktion wird dann der Wert aus dem Array zurückgegeben. Realisieren Sie diese Vorgehensweise mit den ersten 50 Fibonacci-Zahlen (siehe Aufgabe 3.5.3).
5.7 Auswahlanweisungen 5.7.1 Die if-Anweisung
Aufgaben 5.7.1 1. Welche der folgenden if-Anweisungen sind nach den Definitionen double x,Punkte; int i,j; bool b;
syntaktisch und inhaltlich korrekt? a) b) c) d)
if (x=17) Edit1->Text = "Volltreffer"; if (i>=1 && i<=10) Edit1->Text = "Volltreffer"; if b && (i=j*x) Edit1->Text = "Volltreffer"; if (Punkte >= 0) Edit1->Text = "Extremes Pech"; else if (Punkte >= 20) Edit1->Text ="Ziemliches Pech"; else if (Punkte >= 40) Edit1->Text = "Ein wenig Glück gehabt";
Für welche Werte von Punkte werden die entsprechenden Meldungen ausgegeben? 2. In Abhängigkeit vom Wert einer Ganzzahlvariablen Note soll eine Funktion den folgenden Text als Funktionswert zurückgeben: 1 2 3 4 5,6
sehr gut!!! gut na ja schwach durchgefallen
Für jeden anderen Wert von Note soll der Text „Undefinierte Note “ mit dem Wert der Variablen Note zurückgegeben werden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
5.7 Auswahlanweisungen
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3. In Abhängigkeit vom Wert der beiden Variablen Lagergruppe und Materialgruppe (beide Datentyp char) sollen gemäß der folgenden Tabelle die Werte der Variablen LA_Summe, LB_Summe usw. um den Wert der Variablen Summe erhöht werden: Lagergruppe 'A' 'A' 'A' 'B' 'B'
Materialgruppe 'A' 'B' 'X' 'B' 'D'
Verarbeitung LA_Summe und MA_Summe um Summe erhöhen LA_Summe und MB_Summe um Summe erhöhen LA_Summe und MX_Summe um Summe erhöhen LB_Summe und MB_Summe um Summe erhöhen LB_Summe und MD_Summe um Summe erhöhen
Falls Lagergruppe den Wert 'A' hat, aber Materialgruppe nicht einen der Werte 'A', 'B' oder 'X', soll die Meldung „Unzulässige Materialgruppe in Lager A“ ausgegeben werden; entsprechend für Lagergruppe = 'B'. Falls Lagergruppe weder den Wert 'A' noch den Wert 'B' hat, soll die Meldung „Unzulässige Lagergruppe“ erfolgen. In jedem dieser unzulässigen Fälle soll keine Summation durchgeführt werden. 4. Datumsvergleich Die Ganzzahlvariablen t1, m1 und j1 sowie t2, m2 und j2 sollen zwei Kalenderdaten bezeichnen (z.B. t1=17, m1=5, j1=1997). Eine boolesche Variable vorher soll den Wert true erhalten, wenn das Datum (t1, m1, j1) zeitlich vor dem Datum (t2, m2, j2) liegt, und andernfalls den Wert false. Diese Aufgabe wurde schon in Aufgabe 3.4.7.3 allein mit booleschen Variablen behandelt. Sie kann aber auch mit if-Anweisungen bearbeitet werden, was oft als einfacher angesehen wird. Falls die Jahreszahlen in j1 und j2 verschieden sind, gibt der boolesche Ausdruck j1 < j2
an, ob das erste Datum zeitlich vor dem zweiten liegt: if (j1 != j2) vorher = (j1 < j2)
Wenn dagegen die Jahreszahlen gleich und die Monate verschieden sind, entscheiden die Monate über die zeitliche Anordnung der beiden Kalenderdaten. Sind sowohl die Jahre als auch die Monate gleich, entscheidet der Tag. Wie muss die Lösung geändert werden, wenn eine boolesche Variable vorher_oder_gleich genau dann den Wert true erhalten soll, wenn das erste Datum vor dem zweiten liegt oder gleich dem zweiten ist? 5. Steuerformel In § 32 des Einkommensteuergesetzes (EStG 1998) ist festgelegt, wie sich die Einkommensteuer aus dem zu versteuernden Einkommen berechnet: §32 a Einkommensteuertarif (1) Die tarifliche Einkommensteuer bemisst sich nach dem zu versteuernden Einkommen. Sie beträgt vorbehaltlich der §§ 32b, 34, 34b und 34c jeweils in Deutsche Mark für zu versteuernde Einkommen 1. bis 12365 Deutsche Mark (Grundfreibetrag): 0; 2. von 12366 Deutsche Mark bis 58643 Deutsche Mark: (91,19*y + 2590)*y 3. von 58644 Deutsche Mark bis 120041 Deutsche Mark: (151,91*z + 3434)*z + 13938 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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5 Anweisungen und Ausdrücke
4. von 120 042 Deutsche Mark an: 0,53*x – 22 843; „y“ ist ein Zehntausendstel des 12312 Deutsche Mark übersteigenden Teils des abgerundeten zu versteuernden Einkommens. „z“ ist ein Zehntausendstel des 58590 Deutsche Mark übersteigenden Teils des abgerundeten zu versteuernden Einkommens. „x“ ist das abgerundete zu versteuernde Einkommen. (2) Das zu versteuernde Einkommen ist auf den nächsten durch 54 ohne Rest teilbaren vollen Deutsche-Mark-Betrag abzurunden, wenn es nicht bereits durch 54 ohne Rest teilbar ist. (3) Die zur Berechnung der tariflichen Einkommensteuer erforderlichen Rechenschritte sind in der Reihenfolge auszuführen, die sich nach dem Horner-Schema ergibt. Dabei sind die sich aus den Multiplikationen ergebenden Zwischenergebnisse für jeden weiteren Rechenschritt mit drei Dezimalstellen anzusetzen; die nachfolgenden Dezimalstellen sind wegzulassen. Der sich ergebende Steuerbetrag ist auf den nächsten vollen Deutsche-MarkBetrag abzurunden. a) Schreiben Sie eine Funktion ESt, die zu dem als Parameter übergebenen zu versteuernden Einkommen die Einkommensteuer als Funktionswert zurückgibt. Der Wert 151,91 unter 3. ist ein Druckfehler im Gesetzestext. Verwenden Sie stattdessen den richtigen Wert 151,96. Welche Datentypen sind hier angemessen? Zum Testen können Sie den folgenden Auszug aus der Steuertabelle verwenden: x 10 800 16 200 21 600 27 000 32 400 37 800 43 200
Est 0 1 020 2 484 4 000 5 570 7 193 8 870
x 48 600 54 000 59 400 64 800 70 200 75 600 81 000
Est 10 599 12 381 14 217 16 129 18 129 20 218 22 396
x 86 400 91 800 97 200 102 600 108 000 113 400 118 800
Est 24 663 27 018 29 461 31 994 34 615 37 324 40 123
b) In § 32, Absatz 5 des EStG ist festgelegt, wie die Einkommensteuer nach dem Splitting-Verfahren berechnet wird: (5) Für Ehegatten, die nach den §§ 26, 26b zusammen zur Einkommensteuer veranlagt werden, beträgt die tarifliche Einkommensteuer vorbehaltlich der §§ 32b, 34 und 34b das Zweifache des Steuerbetrags, der sich für die Hälfte Ihres gemeinsam zu versteuernden Einkommens nach den Absätzen (1) bis (3) ergibt (SplittingVerfahren). Die Funktion Splitting soll als Funktionswert die nach dem Splitting-Verfahren berechnete Einkommensteuer zurückgeben. Verwenden Sie zur Lösung dieser Aufgabe die Lösung von a). 5.7.2 Die switch-Anweisung
Aufgaben 5.7.2 Lösen Sie die Aufgaben aus Abschnitt 5.7.1 mit switch- anstelle von if-Anweisungen. Falls eine der Aufgaben nicht lösbar ist, geben Sie den Grund dafür an. 1. Aufgabe 4 (Material- und Lagergruppe) 2. Aufgabe 5 (Datumsvergleich) 3. Aufgabe 6 (Steuerformel) 5.7.3 Ein wenig Programmierlogik für Auswahlanweisungen
Aufgaben 5.7.3 1. Überprüfen Sie mit Wahrheitstafeln, ob die folgenden Formeln richtig sind: a) p && (q || r) <==> (p && q) || (p && r) b) p || (q && r) <==> (p || q) && (p || r) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
5.8 Wiederholungsanweisungen
53
c) (p && q) || r <==> p && (q || r) 2. Geben Sie Bedingungen in Form von einfach verknüpften Bedingungen an, die bei der Ausführung von S2 vorausgesetzt werden können. a) if ((x < 0) || (x > 100)) S1; else S2;
b) if ((x != 1) && (c == 'j')) S1; else S2;
c) if(!((i < 1) && (i > 10))) S1; else S2;
3. Unter welchen Bedingungen werden S1, S2, S3 und S4 ausgeführt: if (1 <= x && x <= 10) S1; else if (5 <= x && x <= 15) S2; else if (x > 12) S3; else S4;
4. Begründen oder widerlegen Sie, dass die Variable max nach der Ausführung eines jeden Zweigs der if-Anweisung den maximalen Wert von x, y und z hat: if ((x >= y) && (x >= z)) max = x; else if ((y >= x) && (y >= z)) max = y; else max = z;
5. Überprüfen Sie, ob unter der Vorbedingung n>0 die Beziehung p*xn = uv auch noch nach der Ausführung von if (n&1) p = p*x; n = n/2; x = x*x;
gilt, wenn sie vor der Ausführung dieser Anweisungen erfüllt war. 6. Begründen oder widerlegen Sie, dass die Funktion median immer den mittleren der drei als Parameter übergebenen Werte liefert: T median (T a, T b, T c) // T ein Datentyp, z.B. int { if (a < b) if (b < c) return b; else if (a < c) return c; else return a; else if (a < c) return a; else if (b < c) return c; else return b; }
5.8 Wiederholungsanweisungen 5.8.1 Die while-Anweisung 5.8.2 Die do-Anweisung 5.8.3 Die for-Anweisung
Aufgaben 5.8.3 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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5 Anweisungen und Ausdrücke
1. Formulieren Sie die Funktion Zinsen aus Abschnitt 5.8.1 mit einer do-Schleife. 2. Ein Hypothekendarlehen über einen Betrag von k DM mit einem Zinssatz von p% und einer Tilgung von t% sei als Annuitätendarlehen vereinbart. Dabei hat der Schuldner jedes Jahr am Jahresende eine gleich bleibende Rate von (p+t)% zu leisten. Von dieser konstanten Rate entfallen p% der Restschuld auf die Zinsen. Der Rest ist dann die Tilgung, die wegen der im Laufe der Jahre abnehmenden Restschuld jährlich größer wird. Schreiben Sie eine Funktion, die die Restschuld, Zinsen und Tilgungsraten für jedes Jahr der Laufzeit des Hypothekendarlehens ausgibt. Die Zinsen und die Tilgungsraten sollen jeweils am Jahresende fällig werden. 3. Der Schleifenkörper der for-Schleife for (T d=0;d<=1;d+=0.1) // T ein Gleitkommadatentyp
wird mit dem Datentyp float 10 Mal und mit double 11 Mal wiederholt. a) Ersetzen Sie diese for-Schleife durch eine for-Schleife, die durch Ganzzahlausdrücke kontrolliert wird und die genau die 11 Werte 0, 0.1, 0.2, ..., 0.9 und 1 ausgibt. b) Ersetzen Sie die for-Schleife mit den Gleitkommawerten ug, og und d for (double f=ug;f<=og;f+=d) // <= !!
durch eine for-Schleife, die durch Ganzzahlausdrücke kontrolliert wird und die den Schleifenkörper mit den Werten ug, ug+d, ug+2d, ..., og-d, og durchläuft. 5.8.4 Endlosschleifen, Abbruchbedingungen und Windows
Aufgaben 5.8.4 1. Unter welchen Bedingungen werden die folgenden Schleifen nicht zu Endlosschleifen (Datentyp von i und n: int, d: double): a) while (n != 0)
b) while (i > 0)
{
{ . n = n+2; .
. i = i/2; .
}
}
c) while (i < n) { . i++; .
d)
d = 0; do d = d + 0.1; ... while (d != 10);
}
e) while (i > 0) n = 2*n; // keine weiteren Zuweisungen an i, r und n
f) Die Schleife von b), wenn man i > 0 durch i >= 0 ersetzt? 2. Geben Sie möglichst strenge Bedingungen an, die nach dem Verlassen der folgenden Anweisungen gelten: a) while ((n > 0) && (c != 'q')) { n-–; ... // keine weiteren Veränderungen von n }; b) n = 10; while ((n > 0) && (c != 'q')) { n-–; ... // keine weiteren Veränderungen von n }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
5.8 Wiederholungsanweisungen
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3. Die bekannten Fraktalbilder der Mandelbrot-Menge (nach dem Mathematiker Benoit Mandelbrot) entstehen dadurch, dass man mit den Koordinaten eines Bildpunktes (x,y) nacheinander immer wieder folgende Berechnungen durchführt: x = x2 – y2 + x y = 2xy + y Dabei zählt man mit, wie viele Iterationen notwendig sind, bis entweder x2 + y2 > 4 gilt oder bis eine vorgegebene maximale Anzahl von Iterationen (z.B. 50) erreicht ist. In Abhängigkeit von der Anzahl i dieser Iterationen färbt man dann die Koordinaten desjenigen Bildpunktes ein, mit dem man die Iteration begonnen hat: Falls die vorgegebene maximale Anzahl von Iterationen erreicht wird, erhält dieser üblicherweise die Farbe Schwarz (clBlack). In allen anderen Fällen erhält der Bildpunkt einen von i abhängigen Farbwert.. Färbt man so alle Bildpunkte von x0 = –2; y0 = 1.25; (links oben) bis x1 = 0.5; y1 = –1.25; (rechts unten) ein, erhält man das „Apfelmännchen“.
a) Schreiben Sie eine Funktion ZeichneFraktal, die ein solches Fraktal in ein Image (aus der Komponentenpalette, Seite Zusätzlich, Datentyp TImage) zeichnet. Diese Funktion soll nach dem Anklicken des Buttons „Zeichne“ aufgerufen werden. Sie können dazu folgendermaßen vorgehen: Ein Image hat links oben die Koordinaten (0,0) und rechts unten die Koordinaten (Width, Height). Transformieren Sie jeden Bildpunkt (px,py) des Image in die Koordinaten des Rechtecks mit den Eckpunkten (x0,y0) {links oben} und (x1,y1) {rechts unten}. Sie können dazu die Funktionen x_Welt und y_Welt aus „\CppUtils\GraphUtils.cpp“ (siehe Abschnitt 4.5.1) verwenden: double x = x_Welt(px,x0,x1,Image->Width); double y = y_Welt(py,y1,y0,Image->Height);
Führen Sie dann mit jedem so erhaltenen Punkt (x,y) die oben beschriebenen Berechnungen durch. Als Farbwert zu der so bestimmten Anzahl i von Iterationen wählt man im einfachsten Fall mit PALETTEINDEX einen Farbwert aus der Standardpalette der Windows-Farben: color = PALETTEINDEX(1 + i%16);
Das Pixel zur Koordinate (px,py) des Image setzt man dann mit der Eigenschaft Pixels auf diese Farbe: Image1->Canvas->Pixels[px][py] = color;
b) Falls für den Bildschirm mehr als 256 Farben kann man mit dem Makro platz|Systemsteuerung|Anzeige|Einstellungen),
eingestellt
sind
(Arbeits-
COLORREF RGB(BYTE bRed, // red component of color BYTE bGreen, // green component of color BYTE bBlue); // blue component of color auf einfache Weise wesentlich mehr Farben als mit PALETTEINDEX erzeugen. Es setzt die als Parameter übergebenen Farbanteile zu einem Farbwert zusammen. Erzeugt man z.B. mit den folgenden Anweisungen einen Farbwert zur Anzahl i der Iterationen, erhält man farblich wesentlich differenziertere Bilder als mit PALETTEINDEX: Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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5 Anweisungen und Ausdrücke i=i%256; // maximal 255 Farben int r30=i%30; // i->[0..29] int t=255-5*r30; // [0..29]->[255..145] if (i<30) return RGB(255-8*i,255,255); else if (i<60) return RGB(0,255-8*r30,255); else if (i<90) return RGB(0,0,t); else if (i<120) return RGB(0,t,0); else if (i<150) return RGB(t,0,0); else if (i<180) return RGB(t,t,0); else if (i<210) return RGB(t,0,t); else if (i<240) return RGB(0,t,t); else return RGB(t,t,t); // Graustufen
Hier werden z.B. Werte von i zwischen 60 und 90 auf verschiedene Blautöne abgebildet. Dabei werden Farben vermieden, die nahe bei schwarz liegen. Diese Anweisungen sind aber nur als Anregung gedacht. Mit anderen Farbzuordnungen kann man interessante Variationen erhalten. c) Bei größeren Fenstern kann der Zeichnen eines Fraktals leicht einige Minuten dauern. Deshalb soll das Zeichnen des Bildes durch das Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift „Abbruch“ abgebrochen werden können. Damit das Anklicken dieses Buttons in der Schleife erkannt wird, muss die Funktion Application>ProcessMessages() aufgerufen werden. Da auch dieser Aufruf Zeit benötigt, sollte sie nur in der äußeren der beiden Schleifen aufgerufen werden, damit das Programm nicht zu langsam wird. Durch diesen Aufruf sieht man dann insbesondere auch, wie das Bild aufgebaut wird. d) Ausschnitte eines Fraktalbildes kann man folgendermaßen vergrößern („Zoom in“): Man verwendet die aktuellen Mauskoordinaten beim Drücken bzw. Loslassen der Maustaste (Ereignisse OnMouseDown bzw. OnMouseUp) als Eckpunkte (links oben bzw. rechts unten) des neuen Bildes. Diese Koordinaten werden dann mit denselben Formeln wie unter a) in die neuen Weltkoordinaten (x0,y0) und (x1,y1) umgerechnet. Nach dem Anklicken des Buttons „Zeichne“ wird das Fraktalbild dann mit den neuen Werten (x0,y0) und (x1,y1) gezeichnet. e) Bei den Fraktalbildern der Julia-Menge (nach dem französischen Mathematiker Gaston Julia) verwendet man anstelle der am Anfang dieser Aufgabe angegebenen Formeln die folgenden: x = x2 – y2 + jx y = 2xy + jy Der einzige Unterschied zu den Formeln für die Mandelbrot-Fraktale ist der, dass jx und jy konstante Werte sind (z.B. jx=-0.745 und jy=0.1125). Erweitern Sie das Programm so, dass in Abhängigkeit von einer globalen Variablen Mandelbrot- oder JuliaFraktale gezeichnet werden. f) In je einer Listbox sollen Parameter für verschiedene Mandelbrot- und Julia-Fraktale zur Auswahl angeboten werden. Beim Anklicken eines Eintrags der Listbox sollen dann die entsprechenden Parameter für die Eckpunkte übernommen werden. Dazu kann man eine Struktur wie struct TMandelbrotParam { char* Name; double x0; double y0; double x1; double y1; };
definieren und dann ein Array mit solchen Strukturen mit den entsprechenden Parametern initialisieren: const int nMBAW=13; TMandelbrotParam MBPar[nMBAW]= { {"Apfelmännchen", -2, 1.25, 0.5, -1.25}, {"Seepferdchen", -0.88, 0.18, -0.70, 0.0}, // ... {"Spirale", -0.750, 0.105, -0.740, 0.095} };
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5.8 Wiederholungsanweisungen
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5.8.5 Ein wenig Programmierlogik für Schleifen
Aufgaben 5.8.5 1. Erstellen Sie für die folgenden Anweisungen mit den angegebenen Anfangswerten Ablaufprotokolle. a) n = 4 f = 1; for (int i=2; i<=n; i++) f = f*i; b) u = 3, v = 5 x = u; y = v; z = 0; while (x != 0) { if (x&1) z = z + y; y = y * 2; x = x/2; } c) wie b), mit u = 0, v = 5 d) u = 3, v = 2 p = 1; n = v; x = u; while (n > 0) { if (n&1) p = p * x; n = n/2; x = x*x; }
2. Bestimmen Sie eine Invariante für die Schleife in der Funktion Potenz und weisen Sie deren Ergebnis unter der Vorbedingung n>=0 nach. Sie können dazu die Ergebnisse der Aufgabe 5.7.3.5 verwenden. double Potenz(double x, int n) { double p = 1; while (n > 0) { if (n&1) p = p*x; n = n/2; x = x*x; } return p; }
3. Für zwei ganze Zahlen a und b teilt a die Zahl b, falls es eine Zahl k gibt, so dass a*k = b ist. Der größte gemeinsame Teiler ggT von zwei Zahlen a, b ist der größte Teiler, der sowohl a als auch b teilt. Beispiele: ggT(4,30) = 2, ggT(2,7) = 1, ggT(0,5) = 5 Aus dieser Definition der Teilbarkeit ergibt sich unmittelbar: 1. ggT(a,b) = ggT(b,a) 2. ggT(a,–b) = ggT(a,b) 3. ggT(a,0) = a Wegen 2. kann man sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf a > 0 und b >= 0 beschränken. Aus a = (a/b) * b + a%b folgt Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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5 Anweisungen und Ausdrücke
a – (a/b) * b = a%b Damit ist jeder gemeinsame Teiler t von a und b auch ein Teiler von b und a%b und umgekehrt, da t*ka=a und t*kb=b und t*ka – (a /b)*t*ka = a %b d.h. ggT(a,b) = ggT(b,a % b) Dabei ist a%b kleiner als b. Beweisen Sie mit einer geeigneten Invariante, dass die Funktion ggT den größten gemeinsamen Teiler der Argumente als Funktionswert hat. int ggt(int x, int y) { // x=x0,y=y0 while (y != 0) { int r = x%y; x = y; y = r; } return x; // ggT(x0,y0)==x; }
4. Beim Hornerschema wird der Funktionswert eines Polynoms h = p[n]*xn + p[n–1]*xn–1 + ... + p[1]*x + p[0] dadurch berechnet, dass die Klammern in h = (...((p[n]*x + p[n–1])*x + p[n–2]) ... + p[1])*x + p[0] von innen nach außen ausmultipliziert werden. Dabei werden nur n+1 Multiplikationen benötigt. Mit der Funktion Potenz wären es (n+2)*(n+1)/2. double Horner(double x, int n, double p[]) { // p: Array mit den Koeffizienten des Polynoms double s = 0; // n: Der Grad des Polynoms. int i = 1; while (i <= n+1) { s = s*x + p[n–i+1]; i++; } return s; }
a) Beweisen Sie mit Invarianten, dass dieser Algorithmus für ein Polynom mit den Koeffizienten p[n], p[n–1], ..., p[0] den Funktionswert berechnet: s = p[n]*xn + p[n–1]*xn–1 + ... + p[1]*x + p[0] b) Erweitern Sie diesen Algorithmus so, dass in einer weiteren Variablen die Ableitung des Polynoms berechnet wird. 5. Übertragen Sie das in diesem Abschnitt verifizierte Multiplikationsverfahren auf die Multiplikation von zwei positiven ganzen Zahlen, deren Ziffern in einem String dargestellt werden. Zur Addition solcher Zahlen kann die Lösung von Aufgabe 4.1.6 verwendet werden. Testen Sie diese Funktion mit einer Funktion, die die Fakultät berechnet. Dabei ergibt sich z.B. 45!=119622220865480194561963161495657715064383733760000000000 Sie können die Fakultäten der Stringzahlen auch mit denen von double-Werten vergleichen.
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5.9 Die Sprunganweisungen goto, break und continue
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5.9 Die Sprunganweisungen goto, break und continue Aufgabe: Hier gibt es (außer nichts zu üben) nichts zu üben.
5.10 Exception-Handling 5.10.1 Die try-Anweisung 5.10.2 Exception-Handler und Exceptions der Standardbibliothek 5.10.3 Vordefinierte Exceptions der VCL 5.10.4 Der Programmablauf bei Exceptions 5.10.5 Das vordefinierte Exception-Handling der VCL 5.10.6 throw-Ausdrücke und selbst definierte Exceptions 5.10.7 Fehler, Exceptions und die Korrektheit von Programmen 5.10.8 Die Freigabe von Ressourcen bei Exceptions
Aufgaben 5.10.8 1. Geben Sie an, welche Anweisungen beim Aufruf der Funktion f void f() { try { try { f1(); f2(); } catch(...) { f3(); } f4(); } catch (...) { f5(); } }
ausgeführt werden, wenn a) b) c) d) e)
in keiner der Funktionen f1, f2 usw. eine Exception ausgelöst wird in f1 eine Exception ausgelöst wird in f2 eine Exception ausgelöst wird in f1 und f3 eine Exception ausgelöst wird in f1 und f4 eine Exception ausgelöst wird.
2. Definieren Sie eine Funktion mit einem int-Parameter, die in Abhängigkeit vom Wert des Arguments eine Exception des Datentyps a) int b) char c) double
d) char* e) exception f) logic_error
auslöst und zeigen sie den jeweils übergebenen Wert bzw. den der Funktion what in einem Exception-Handler an.
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5 Anweisungen und Ausdrücke
3. Die Funktion f soll in Abhängigkeit vom Wert des Arguments eine Exception der Datentypen exception, logic_error, range_error oder out_of_range auslösen. Welche Ausgabe erzeugt ein Aufruf der Funktion in a)? Von welcher Klasse wird die Funktion what in b) bis d) aufgerufen? a) void g1(int i) { try { f(i); } catch(logic_error& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("logisch"); } catch(out_of_range& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("range"); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("exception"); } };
b) void g2(int i) { try { f(i); } catch(logic_error& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(out_of_range& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } };
c) void g3(int i) { try { f(i); } catch(exception e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } };
d) void g4(int i) { try { f(i); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(...) { Form1->Memo1->Lines->Add("irgendeine Exception"); } };
4. Erweitern Sie die Funktionen StrToFloat und StrToInt von Aufgabe 4.6.7 so, dass eine Exception ausgelöst wird, wenn beim Lesen des Strings ein Fehler auftritt. Testen Sie, welche der folgenden Argumente von StrToInt und StrToFloat "123",
" 123 ",
"1 23",
"12A3", " 123A",
" "
eine Exception auslösen, wenn die Elementfunktion exceptions mit den folgenden Argumenten aufgerufen wurde: a) b) c) d)
0 ios::failbit ios::eofbit ios::badbit
5. Definieren Sie eine von der Klasse exception abgeleitete Klasse MeineException, deren Elementfunktion what einen im Konstruktor angegebenen Text zurückgibt. Lösen Sie in einer Funktion eine Exception dieser Klasse aus und zeigen Sie den Text an. 6. In der Standardbibliothek von C++ wird den Konstruktoren der Exception-Klassen ein string übergeben. Spricht etwas dagegen, anstelle eines Strings des Datentyps string einen Zeiger auf einen nullterminierten String zu übergeben? 7. Beurteilen Sie die Funktion Sqrt: class ENegative {}; double Sqrt(double d) { try { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
5.10 Exception-Handling
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if (d<0) throw ENegative(); return sqrt(d); } catch(...) { ShowMessage("negativ"); return 0; } }
8. Eine Eingabemaske wie
soll verschiedene Edit-Fenster mit Strings enthalten. Bei der Übernahme der Daten aus dieser Maske sollen die Strings mit Funktionen wie IntToStr, FloatToStr und DateToStr in Ganzzahl-, Gleitkomma- und Datumswerte umgewandelt werden. Diese Funktionen sollen eine Exception auslösen, wenn die Umwandlung nicht möglich ist. Entwerfen Sie eine Funktion getData, die die Daten aus der Eingabemaske übernimmt und in die entsprechenden Datentypen konvertiert. Diese Funktion soll von einer Funktion saveData aufgerufen werden können, die die konvertierten Daten z.B. in einem Container speichert. Falls die Konvertierung nicht möglich ist, soll der Anwender durch eine Meldung darauf hingewiesen werden. a) In einer ersten Variante der Funktion getData soll der Anwender nur darauf hingewiesen werden, dass eine der Umwandlungen nicht möglich war. b) In einer zweiten Variante der Funktion getData soll der Anwender gezielt auf die Umwandlung hingewiesen werden, die nicht möglich war. 9. Bei einem Aufruf der Funktion f soll gelegentlich die Gefahr bestehen, dass eine Exception ausgelöst wird. Stellen Sie sicher, dass der von new reservierte Speicher auch wieder freigegeben wird. void h() { vector v; int* p=new int(17); v.push_back(p); f();//falls hier eine Exception auftritt, Speicherleck for (vector::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); i++) delete i; }
5.10.9 Exceptions in <math.h> und die Funktion _matherr ⊕
5.10.10 Die Klasse auto_ptr ⊕
5.10.11 Exception-Spezifikationen 5.10.12 Die Funktion terminate ⊕
5.10.13 Das Win32-Exception-Handling mit try-__except ⊕
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
6 Funktionen
6.1 Die Definition und der Aufruf von Funktionen 6.2 Die Verwaltung von Funktionsaufrufen über den Stack 6.3 Funktionen mit Parametern 6.3.1 Werteparameter 6.3.2 „Call by reference“ mit Referenzparametern 6.3.3 Zeiger als Parameter 6.3.4 Konstante Parameter 6.3.5 Seiteneffekte und die Reihenfolge von Auswertungen
Aufgaben 6.3.5 1. Die folgenden Anweisungen wurden ohne Fehler übersetzt. Nach dem Aufruf der Funktion f hat die Variable a allerdings immer noch denselben Wert wie vorher. Wieso? int a=0; void Init1() { a=1; // globale Variable } void f() { Init1; }
2. Die folgende Funktion soll einen Zeiger auf das erste Zeichen von s nach dem Komma als Funktionswert zurückgeben. Allerdings erhält man meist nicht das erwartete Ergebnis. Wieso? char* Nachkommastellen(char *s) { char w[200]; strcpy(w, s); return strstr(w, ",")+1; }
3. Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten an einem größeren Projekt und haben eine Funktion geschrieben, die häufig aufgerufen wird. Zunächst sind Sie davon ausgegangen, dass diese Funktion die ihr übergebenen Parameter nicht verändert. Nachdem das Projekt schon weit fortgeschritten ist, stellen Sie fest, dass es doch notwendig ist, einen Parameter zu verändern. Vergleichen Sie den Aufwand für diese Programmänderung, wenn Sie a) diesen Parameter als Referenzparameter definieren, b) wie in C einen Zeiger auf die zu verändernde Variable übergeben. 4. Ein als Parameter übergebener Zeiger soll in einer Funktion verändert werden. Schreiben Sie eine solche Funktion Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
6.3 Funktionen mit Parametern
63
a) mit einem Referenzparameter b) mit einem Zeiger, wie man das auch in C machen muss. Welche Funktion ist Ihrer Meinung nach einfacher? 5. Schreiben Sie eine Funktion zero, die den von einer Variablen eines beliebigen Datentyps belegten Speicherplatz mit Nullen belegt. 6. Bestimmen Sie für die Funktionen int f(int& x) { x++; return x; } int g(int& x) { x=2*x; return x; }
das Ergebnis der Ausdrücke x = 0; int y=f(x)+g(x); x = 0; y=g(x)+f(x);
a) wenn x den Datentyp int hat. b) wenn x den Datentyp double hat. c) wenn x den Datentyp char hat. 6.3.6 Default-Argumente 6.3.7 Der Datentyp einer Funktion 6.3.8 Zeiger auf Funktionen
Aufgaben 6.3.8 1. Durch eine Funktion InitPunkt soll eine Variable des Datentyps struct C2DPunkt { int x, y; };
initialisiert werden. Falls diese Funktion ohne Parameter aufgerufen wird, sollen beide Koordinaten auf 0 gesetzt werden. Bei einem Aufruf mit einem Parameter soll x den Wert des Parameters erhalten und y den Wert 0. Beim Aufruf mit zwei Parametern soll x den Wert des ersten und y den Wert des zweiten Parameters erhalten. 2. In je einem Array sollen Funktionen dargestellt werden, die denselben Datentyp haben wie die Funktionen i) ii) iii) iv)
void f1(void){}; int f2(int,int){}; double f3(double){}; char* f4(char*){};
a) Definieren Sie für jeden dieser Funktionstypen ein solches Array mit 10 Elementen. Verwenden Sie dazu a1) mit typedef deklarierte Namen für die Funktionstypen. a2) keine mit typedef deklarierte Namen für die Funktionstypen. b) Weisen Sie die 4 Funktionen f1, f2 f3 und f4 jeweils dem ersten Element der unter a) und b) definierten Arrays zu und rufen Sie diese Funktionen über die Arrayelemente auf. Überprüfen Sie mit dem Debugger, ob jedes Mal die richtige Funktion aufgerufen wird. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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6 Funktionen
c) Geben Sie die Namen der Datentypen der Funktionen f1, f2, f3 und f4 mit typeid in einem Memo-Fenster aus. Sie erhalten diese Namen über die Elementfunktion name von typeid, wenn Sie die Header-Datei mit einer #include-Anweisung in das Programm eingebunden haben. 3. Beim Newton-Verfahren zur Bestimmung einer Nullstelle der Funktion f:R → R ersetzt man einen Näherungswert x0 für die Lösung durch die Nullstelle der Tangente im Punkt (x0,f(x0)): y = f'(x0)(x–x0) + f(x0) = 0 Damit wird x0 durch den folgenden Wert ersetzt: x = x0 – f(x0)/f'(x0) Diese Schritte werden so lange wiederholt, bis man einen genügend guten Näherungswert für die Lösung hat oder bis eine maximale Anzahl von Iterationen durchgeführt ist. Wenn das Newton-Verfahren konvergiert, verdoppelt sich ab einer genügend guten Näherung die Anzahl der richtigen Stellen bei jeder Iteration. Implementieren Sie das Newton-Verfahren unter Verwendung von Funktionszeigern in den folgenden zwei Varianten. Der erste Näherungswert soll als Parameter übergeben werden. a) Die Ableitung wird durch einen Näherungswert ersetzt. b) Die Ableitung wird ebenfalls als Funktion übergeben. c) Testen Sie die beiden Verfahren z.B. mit der Funktion f(x) = x2 – r und vergleichen Sie die Ergebnisse mit der vordefinierten Funktion sqrt(r). Als erster Näherungswert kann hier der Wert r verwendet werden. Die Iterationen sollen abgebrochen werden, wenn sich zwei aufeinanderfolgende Werte um weniger als das z.B. 100fache der minimal darstellbaren Differenz zu 1 unterscheiden. Dieser Wert ist in der Standardbibliothek von C++ definiert std::numeric_limits<double>::epsilon();
und steht nach den folgenden Anweisungen zur Verfügung: #include using namespace std;
4. Um einen Näherungswert für das Integral einer Funktion f:R→ R im Intervall von a bis b zu finden, kann man folgendermaßen vorgehen: – Man ersetzt die Funktion f durch eine Gerade durch die Punkte (a,f(a)) und (b,f(b)) und berechnet die Fläche des so erhaltenen Trapezes (Trapezregel). Zur Erhöhung der Genauigkeit kann man das Intervall [a,b] in n–1 Teilintervalle [a,a+h], [a+h,a+2h] ... usw. mit h = (b–a)/n zerlegen. Summiert man die Trapezflächen der Teilintervalle auf, erhält man die Trapezsumme (siehe auch Aufgabe 3.7.6): Tn = h*[f(a)/2 + f(a+h) + ... + f(b–h) + f(b)/2] – Man ersetzt die Funktion f durch ein quadratisches Polynom durch die Punkte (a,f(a)), ((a+b)/2,f((a+b)/2) und (b,f(b)) (Simpson-Regel). Zerlegt man das Intervall wie bei der Trapezregel in Teilintervalle und summiert man diese Flächen auf, erhält man die Summe Sn = h*[f(a)+4f(a+h)+2f(a+2h)+4f(a+3h)+...+2f(b–2h)+4f(b–h)+f(b)]/3 a) Schreiben Sie die Funktionen Trapezsumme und Simpsonsumme. Dabei sollen a, b, n und f als Parameter übergeben werden. b) Da man vorab oft kaum entscheiden kann, wie gut die so berechneten Näherungswerte sind, erhöht man n sukzessive (z.B. durch Verdoppeln), bis sich zwei aufeinander folgende Näherungswerte um weniger als eine vorgegebene Schranke unterscheiden. Schreiben Sie eine Funktion iterate, die diese Iterationen für die Funktionen Trapezsumme und Simpsonsumme durchführen. Beide sollen als Parameter übergeben werden.
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6.3 Funktionen mit Parametern
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c) Testen Sie Ihr Programm, indem Sie die so erhaltenen Näherungswerte mit den exakten Werten vergleichen, die man über die Stammfunktion erhält (z.B. für ein quadratisches Polynom). 5. Schreiben Sie eine Funktion PlotFunction, die eine als Parameter übergebene Funktion des Typs „double (*) (double)“ in ein Image (Datentyp TImage, Seite Zusätzlich in der Komponentenpalette) zeichnet. Sie können sich dazu an den Ausführungen in Abschnitt 4.5.1 und Aufgabe 4.5.1.2 orientieren. a) Die Zeichenfläche soll zunächst mit einem weißen Rechteck „gelöscht“ werden. b) Der Funktion PlotFunction soll die linke und rechte Grenze des Bereichs, in dem sie gezeichnet werden soll, als Parameter übergeben werden. Der minimale und maximale Funktionswert soll in PlotFunktion berechnet werden. Die zu zeichnende Funktion soll das Image von unten bis oben ausfüllen. c) In das Image soll außerdem ein Gitternetz mit z.B. 10 Gitterlinien in x- und y-Richtung gezeichnet werden. Dazu soll die Funktion Gitternetz aus „\CppUtils\GraphUtils.cpp“ verwendet werden. d) Bieten Sie in einer Listbox verschiedene Funktionen (z.B. sin, cos usw.) zum Zeichnen an. Sie sollen durch Anklicken in der Listbox zum Zeichnen ausgewählt werden. 6. In Aufgabe 5.8.4.3 (Fraktalbilder) wurden die Iterationen mit den Formeln x = x2 – y2 + x y = 2xy + y
bzw.
x = x2 – y2 + jx y = 2xy + jy
berechnet. Mit der komplexwertigen Funktion f(z) = z2 // z = x+iy, in C++: z=Complex(x,y) lassen sich diese Iterationen auch beschreiben durch z = f(z) + z
bzw.
z = f(z) + Complex(jx,jy)
Hier wurde die folgende Definition verwendet: #include typedef complex<double> Complex;
a) Überarbeiten Sie die Funktion ZeichneFraktal aus Aufgabe 5.8.4.3 zu einer Funktion ZeichneFraktalComplex. Sie soll eine Funktion des Typs Complex f(const Complex&);
als Parameter haben, mit der dann die Iterationen durchgeführt werden. Wenn man ZeichneFraktalComplex mit dem Argument Complex CFQuadr(const Complex& z) { return z*z; }
aufruft, müssen sich dieselben Fraktale wie mit ZeichneFraktal ergeben. Interessante Fraktale erhält man aber auch mit anderen Funktionen wie z.B. f(z) = z3 f(z) = z2 – 0.5z f(z) = z3 + 0.3x b) Mit dem in Aufgabe 3 vorgestellten Newton-Verfahren kann man auch die Nullstellen von komplexen Funktionen wie in a) bestimmen. Die Anweisungen sind dieselben. Der einzige Unterschied ist, dass mit komplexen und nicht mit reellen Zahlen gerechnet wird. Beim Newton-Verfahren stellt sich die Frage, für welche Anfangswerte es gegen eine Lösung konvergiert. Die Antwort lässt sich veranschaulichen, indem man für „alle“ Werte aus einem rechteckigen Ausschnitt der komplexen Ebene überprüft, ob das Verfahren mit diesem Startwert konvergiert. Wie bei den Fraktalbildern färbt man dann den zum Startwert gehörigen Bildpunkt entsprechend ein:
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6 Funktionen
– Falls zwei aufeinander folgende Näherungswerte genügend nahe beieinander liegen, nimmt man an, dass eine Lösung gefunden wurde. Der Bildpunkt erhält dann eine Farbe, die sich aus der Anzahl der Iterationen ergibt (nicht Schwarz). – Falls nach einer maximalen Anzahl von Iterationen keine Lösung gefunden wurde, färbt man den Punkt zu diesem Startwert schwarz ein. Überarbeiten Sie die Funktion ZeichneFraktalComplex so zu einer Funktion ZeichneNewtonFraktal, dass jeder Punkt der Zeichenfläche nach diesem Schema eingefärbt wird. Wie die nächsten beiden Bilder für die Funktion f(z)=z3–z zeigen, ergeben sich dabei interessante Muster (links der Bereich (–10,10) bis (10,10), rechts ein Ausschnitt):
Man sieht, dass schon geringe Änderungen der Startwerte zu einer deutlich langsameren Konvergenz führen können. Verwendet man bei dieser Darstellung eine größere Anzahl von Farben, erhält man wesentlich differenziertere Strukturen. c) Die Nullstellen der komplexen Funktion f(z)=zn – 1 sind die so genannten Einheitswurzeln: Complex(cos(2*M_PI*double(i)/n), sin(2*M_PI*double(i)/n));
Wählen Sie für solche Funktionen die Farben in b) so, dass man an der Farbe sieht, gegen welche Einheitswurzel der Startwert konvergiert. In den folgenden beiden Bildern wurden die Konvergenzbereiche der Einheitswurzeln von f(z)=z3–1 in verschiedene Graustufen eingefärbt (links der Bereich (–10, –10) bis (10,10), rechts ein Ausschnitt).
Hier sieht man, dass an den Grenzen der Konvergenzbereiche schon geringe Änderungen der Startwerte zu einer anderen Nullstelle führen.
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6.4 Schrittweise Verfeinerung als Entwurfstechnik
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6.3.9 Unspezifizierte Anzahl von Argumenten ⊕
6.3.10 Die Funktionen main bzw. WinMain und ihre Parameter 6.3.11 Der Aufruf von Funktionen aus Delphi im C++Builder ⊕
6.3.12 Traditionelle K&R-Funktionsdefinitionen ⊕
6.3.13 Aufrufkonventionen ⊕
6.4 Schrittweise Verfeinerung als Entwurfstechnik 6.5 Etwas Programmierlogik und -stil für Funktionen Aufgaben 6.5 1. Überprüfen Sie, ob die Funktionen in den Aufgaben von Abschnitt 3.5 eine klar definierte Aufgabe haben und ob die Namen dieser Funktionen ihre Aufgabe einigermaßen klar beschreiben. Ergänzen Sie diese Funktionen so, dass sie auf Argumente, für die sie ihre Aufgabe nicht erfüllen können, angemessen reagieren. 2 Versuchen Sie, einen passenden Namen für die folgende Funktion zu finden: double doit_babe(double i, int *p1, int p2, float p3) { int y=0; if (p2==1) for (int j=0;j<=i;j++) y=y+i; else if (i==2) y=Mehrwertsteuer(p2,5); else if (i==3) y=druckeAdressaufkleber(p2); return y; };
3. Für die in Abschnitt 5.8.5 behandelten Funktionen int ggt(int x, int y) // Aufgabe 5.8.5.3 double Horner(double x, int n, double p[]) // Aufgabe 5.8.5.4 soll nachgewiesen werden, dass nach ihrem Aufruf die als Kommentar angegebenen Beziehungen gelten: double y=ggt(a,b); // y ist der größte gemeinsame Teiler von a und b double z=Horner(x,n,p); // z= p[n]*xn + p[n–1]*xn–1 + ... + p[1]*x + p[0]
Welche Schritte sind für einen solchen Nachweis erforderlich?
6.6 Rekursion 6.6.1 Quicksort 6.6.2 Ein rekursiv absteigender Parser 6.6.3 Rekursiv definierte Kurven ⊕
6.6.4 Indirekte Rekursion ⊕
Aufgaben 6.6.4 1. Schreiben Sie die folgenden Funktionen als rekursive Funktionen. Alle diese Aufgaben sind lediglich Übungen zur Formulierung rekursiver Funktionen. Keine der so erhaltenen Lösungen ist bezüglich der Effizienz mit der iterativen Lösung vergleichbar. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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6 Funktionen
a) Fakultät (siehe auch Aufgabe 3.7.4). b) Fibonacci-Zahlen (siehe auch Aufgabe 3.5.3). c) Die Funktion ggT soll den größten gemeinsamen Teiler von zwei Werten als Funktionswert zurückgeben (siehe auch Aufgabe 5.8.5.3). d) Schreiben Sie für jede dieser Funktionen ein kleines Testprogramm, das die Ergebnisse der rekursiven mit der iterativen Lösung vergleicht. 2. Die Ackermann-Funktion ack(n,m)=
m+1 für n=0 ack(n–1,1) für m=0 ack(n–1,ack(n,m–1)) sonst
setzt mit dem Index n (ab n=1) in gewisser Weise die „Folge" Addition, Multiplikation, Potenzierung fort. Für die ersten Werte von n gilt: ack(0,m) = m + 1 ack(1,m) = m + 2 ack(2,m) = 2*m + 3 ack(3,m) = 2m+3 – 3 Definieren Sie die rekursive Funktion ack und vergleichen Sie ihre Werte bis n=3 und m=10 mit den expliziten Formeln. Wegen ack(4,m) = ack(3,ack(4,m–1)) = 2^(ack(4,m–1)+3) – 3 // 2ack(4,m–1) + 3 – 3 = 2^{2^(ack(4,m–2)+3) – 3} + 3) – 3 ergibt sich für ack(4,m) ein Wert in der Größenordnung 2 2 ... ack(4,m) = 2 wobei der „Turm der Potenzen“ m+3 Glieder hoch ist. Offensichtlich wächst diese Funktion sehr schnell: Bereits ack(4,2) hat 19729 Dezimalstellen. Mit n>4 erhält man ein noch schnelleres Wachstum. 3. Erweitern Sie den Rechner aus Abschnitt 6.6.2 um Funktionen wie sin, cos usw. Testen Sie diese Erweiterungen. 4. Ein Verzeichnis (Laufwerk, Unterverzeichnis) kann mit den beiden Funktionen HANDLE FindFirstFile( LPCTSTR lpFileName, // Zeiger auf Pfad und Suchmaske LPWIN32_FIND_DATA lpFindFileData) // Zeiger auf struct BOOL FindNextFile( HANDLE hFindFile, // Handle - Rückgabewert von FindFirstFile LPWIN32_FIND_DATA lpFindFileData) // Zeiger auf struct nach allen Dateien durchsucht werden, deren Name einem bestimmten Muster entspricht (z.B. „*.*“ oder „*.cpp“). Dazu wird zuerst FindFirstFile aufgerufen, wobei das Argument für lpFileName auf einen nullterminierten String mit dem Pfad und der Suchmaske zeigt (z.B. auf "c:\*.*"). Falls dabei eine solche Datei gefunden wird, gibt diese Funktion einen von INVALID_HANDLE_VALUE verschiedenen Wert zurück. Er wird bei einem Aufruf von FindNextFile für den Parameter hFindFile eingesetzt. Diese Funktion sucht dann nach der nächsten Datei mit diesem Muster. Falls eine Datei mit diesem Muster gefunden wurde, ist ihr Funktionswert von Null verschieden und andernfalls Null. Die zurückgegebene Datenstruktur typedef struct _WIN32_FIND_DATA { // wfd DWORD dwFileAttributes; // Dateiattribute FILETIME ftCreationTime; FILETIME ftLastAccessTime; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
6.6 Rekursion
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FILETIME ftLastWriteTime; DWORD nFileSizeHigh; // Dateigröße (obere 32 Bit) DWORD nFileSizeLow; // Dateigröße (untere 32 Bit) TCHAR cFileName[MAX_PATH]; // langer Dateiname TCHAR cAlternateFileName[14]; // 8.3-Dateiname } WIN32_FIND_DATA;
enthält unter anderem in dwFileAttributes die Attribute und in cFileName den Namen der Datei. Wenn die gefundene Datei ein Verzeichnis ist, ist in den Attributen dasselbe Bit gesetzt wie in der vordefinierten Konstanten FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY. Dieses Verzeichnis kann man dann rekursiv durchsuchen, ebenso alle weiteren Unterverzeichnisse. Die Verzeichnisse mit den Namen „.“ und „..“ muss man dabei ignorieren. Nachdem man ein Verzeichnis durchsucht hat, sollte man das mit FindFirstFile reservierte Handle mit FindClose wieder schließen und freigeben: BOOL FindClose(HANDLE hFindFile) // file search handle Weitere Informationen zu diesen Funktionen findet man in der Online-Hife zum Windows-SDK. a) Schreiben Sie eine Funktion SearchSubdirs, die alle Dateien eines Laufwerks in einem RichEdit-Fenster anzeigt (ein Memo ist zu klein, wenn das Laufwerk viele Dateien enthält). Das Laufwerk soll über eine DriveComboBox (Komponentenpalette Seite Win.3.1) ausgewählt werden können. Zählen Sie die Anzahl der gefundenen Dateien und vergleichen Sie diese Anzahl mit dem Ergebnis der Suchfunktion von Windows (unter Windows Start|Suchen). FindFirstFile findet immer nur im aktuellen Verzeichnis Dateien mit dem angegebenen Muster. Wenn man z.B. nach Dateien mit dem Muster *.cpp“ sucht, werden diese nur in solchen Unterverzeichnissen gefunden, deren Name auch nach diesem Muster aufgebaut ist. Deshalb sollte man nur das Muster „*.*“ bzw. „*“ verwenden, wenn man alle Dateien in allen Unterverzeichnissen finden will. b) Überarbeiten Sie die Funktion SearchSubdirs so zu einer Funktion SearchSubdirsTV, dass alle Verzeichnisse eines Laufwerks wie im Windows-Explorer in einem TreeView angezeigt werden. Dabei kann wie in der Abbildung auf Icons usw. verzichtet werden:
Die Baumknoten für die Laufwerke (z.B. „c:\“) erhält man z.B. mit TreeView1->Items->Add(TreeView1->TopItem, "c:\\");
Die Knoten der ersten Ebene („CBuilder5“ usw. ) erhält man mit TTreeNode* T= TreeView1->Items->Item[TreeView1->Items->Count-1] Form1->TreeView1->Items->AddChild(T,"CBuilder5");
und die der zweiten Ebene (z.B. „Bin“, „Lib“) z.B. mit T=T->Item[T->Count-1]; Form1->TreeView1->Items->AddChild(T,"Bin");
Der übergeordnete Knoten zu einem Knoten T ist T->Parent. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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6 Funktionen
5. Die folgenden Figuren entstehen rekursiv aus einem gleichseitigen Dreieck. Falls die Abbruchbedingung nicht erreicht ist, wird das Dreieck in 4 weitere Teildreiecke unterteilt, von denen die drei äußeren gezeichnet werden (ähnlich wie die Koch’schen Kurven).
Schreiben Sie ein Programm, das diese Dreiecke zeichnet. Zum Zeichnen eines Dreiecks kann die Funktion Polygon des Canvas verwendet werden. 6.6.5 Rekursive Datenstrukturen und binäre Suchbäume 6.6.6 Rekursive Datenstrukturen in der Standardbibliothek von C++
Aufgaben 6.6.6 1. Schreiben Sie ein Programm, das Strings aus einem Edit-Fenster in einen Binärbaum einhängt: – Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift TreeInsert soll der Text aus einem ersten Edit-Fenster als Schlüsselwert in einen binären Suchbaum eingetragen werden. Der Text aus einem zweiten Edit-Fenster soll im Baumknoten in eine verkette Liste am Ende eingehängt werden. – Beim Anklicken eines Buttons mit der Aufschrift ShowTree sollen die Strings der Liste in einem Memo angezeigt werden. 2. Schreiben Sie ein Programm, das eine Liste mit allen verschiedenen Wörtern aus einem Text erstellt (Konkordanzliste). Diese Wörter sollen dann alphabetisch ausgegeben werden, wobei auf jedes Wort die Nummern der Zeilen folgen sollen, in denen es vorkommt. Dazu können Sie folgendermaßen vorgehen: Lesen Sie die Textdatei mit der globalen Funktion getline (siehe Abschnitt 4.6.4) zeilenweise ein. Zerlegen Sie jede Zeile mit der Funktion parseString von Aufgabe 4.3.2.3 in einzelne Wörter. Tragen Sie dann jedes so gefundene Wort als Schlüsselwert in einen binären Suchbaum ein. Zu jedem Schlüsselwert sollen die Zeilennummern in einer verketteten Liste gespeichert werden. In Aufgabe 4.7.4 wurde eine solche Konkordanzliste mit dem Container multimap gelöst. Vergleichen Sie den Aufwand für diese beiden Lösungen. 3. Schreiben Sie ein Programm, das alle doppelten Dateien auf einer oder mehreren Festplatten findet. Für das Durchsuchen aller Dateien auf einem Laufwerk können Sie sich an Aufgabe 6.6.4.4 orientieren. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, wann zwei Dateien als gleich betrachtet werden sollen. Der Name ist dafür nicht unbedingt als Kriterium geeignet: Zwei Dateien mit demselben Namen können verschiedene Inhalte haben und zwei Dateien mit verschiedenen Namen denselben. Am sichersten wäre es, wenn man alle Dateien mit derselben Größe zeichenweise vergleichen würde. Das wäre allerdings sehr zeitaufwendig. Ein pragmatischer Kompromiss ist ein Schlüssel, bei dem die Dateigröße und der Dateiname zu einem einzigen String zusammengesetzt werden (z.B. „325config.sys“, wenn die Datei „config.sys“ 325 Bytes groß ist). Mit diesem Schlüssel werden nur diejenigen Dateien als gleich betrachtet, die denselben Namen und dieselbe Dateigröße haben.
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6.7 Inline-Funktionen
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a) Lösen Sie diese Aufgabe mit einem binären Suchbaum, der in jedem Knoten den Namen einer Datei enthält. Doppelte Dateien werden dann in eine verkettete Liste eingehängt. b) Lösen Sie diese Aufgabe mit dem assoziativen Container multimap aus der Standardbibliothek von C++ (siehe Abschnitt 4.7). 4. Ein Verzeichnis auf einem Laufwerk enthält Dateien und Unterverzeichnisse. Es bietet sich deshalb an, ein Laufwerk bzw. Verzeichnis durch rekursive Datenstrukturen darzustellen. a) Entwerfen Sie geeignete rekursive Datenstrukturen. Sie können dazu so vorgehen: Die Liste der Dateien und Unterverzeichnisse eines Verzeichnisses kann man in einer verketteten Liste mit einem Zeiger auf die erste und letzte Datei verwalten. Ein Knoten für ein Verzeichnis besteht dann aus zwei Zeigern auf den ersten und letzten Knoten mit den Dateinamen. Außerdem kann man den Namen des Verzeichnisses in den Knoten aufnehmen. Da ein Verzeichnis wiederum Verzeichnisse enthalten kann, muss man in einen Knoten für eine Datei nicht nur deren Namen, sondern auch einen Zeiger auf ein Verzeichnis aufnehmen. Falls der Knoten dann eine Datei darstellt, wird dieser Zeiger auf 0 gesetzt, während er bei einem Unterverzeichnis auf einen Verzeichniseintrag zeigt. Schreiben Sie außerdem eine Funktion, die eine Datei in ein Verzeichnis einhängt, sowie eine Funktion, die einem Verzeichnisknoten ein neues Verzeichnis zuweist, das ein leeres Verzeichnis darstellen soll. b) Überarbeiten Sie eine Kopie der Funktion SearchSubdirs aus Aufgabe 6.5.4 so, dass alle Dateien und Unterverzeichnisse eines Laufwerks bzw. Verzeichnisses in die unter a) entworfene Datenstruktur eingehängt wird. c) Schreiben Sie eine Funktion ShowDirTree, die die Verzeichnisse der in b) gesammelten Daten wie im Explorer von Windows in einem TreeView anzeigt. Siehe dazu die Ausführungen zu Aufgabe 6.6.4.4 b). d) Erweitern Sie die Lösung der Aufgaben a) bis c) so, dass im TreeView mit jedem Knoten die Anzahl der in allen Unterverzeichnissen belegten Bytes angezeigt wird:
6.7 Inline-Funktionen 6.8 Überladene Funktionen Aufgaben 6.8 1. a) Definieren Sie überladene Funktionen Abs, die für Argumente der Datentypen int, double und long double den Absolutbetrag als Funktionswert desselben Datentyps wie das Argument ergeben. b) Mit welchen der folgenden Datentypen können die Funktionen Abs aufgerufen werden? Welche dieser Funktionen wird dabei aufgerufen? b1) short
b4) enum {e1= –1, e2=1}e;
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6 Funktionen
b2) unsigned b3) unsigned long
b5) float b6) char*
2. Überarbeiten Sie das Newton-Verfahren von Aufgabe 6.3.8.3 so, dass es für Argumente des Datentyps double bzw. long double einen Funktionswert desselben Datentyps liefert. 3. In der Datei „include\stddefs.h“ sind die Konstanten TRUE und FALSE so definiert: #ifndef TRUE # define TRUE 1 # define FALSE 0 #endif
Welche der beiden Funktionen void f(bool b) { } void f(int i) { }
wird durch die folgenden Ausdrücke aufgerufen? a) f(true); b) f(TRUE); 4. Welche der folgenden Funktionsaufrufe können aufgelöst werden? Welche Funktionen werden jeweils aufgerufen? a) Nach den Definitionen void g(char *) { } void g(const char *) { } const char* s1="abc"; char* s2="abc"; char* const s3="abc"; const char s4[20]="abc"; char s5[20]="abc"; char const s6[20]="abc";
in den folgenden Ausdrücken: g(s1); g(s2); g(s3);
g(s4); g(s5); g(s6);
b) Nach den Definitionen void h(char *, double d=0) { } void h(const char *, int i=0) { }
in den folgenden Ausdrücken (s1 bis s6 wie in a)): h(s1,1); h(s2,1); h(s3,1);
h(s4,1); h(s5,1); h(s6,1);
6.9 Überladene Operatoren mit globalen Operatorfunktionen 6.9.1 Globale Operatorfunktionen 6.9.2 Die Inkrement- und Dekrementoperatoren 6.9.3 Referenzen als Funktionswerte 6.9.4 Die Ein- und Ausgabe von selbst definierten Datentypen
Aufgaben 6.9 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
6.9 Überladene Operatoren mit globalen Operatorfunktionen
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1. Auf den ersten Blick erscheint es vielleicht als naheliegend, mit dem Operator ^ Potenzen zu realisieren, so dass x^n für xn steht. Welcher Wert würde sich dabei für den folgenden Ausdruck ergeben? x^n – 1 2. Eine rationale Zahl (ein Bruch im Sinne der Bruchrechnung) besteht aus einem ganzzahligen Zähler und einem Nenner und kann deshalb durch die folgende Klasse dargestellt werden: struct CBruch { int z,n; // z: Zähler, n: Nenner };
Die Bruchrechnung ist auf Rechnern nicht sehr verbreitet, da die Rechnungen leicht zu einem Überlauf führen. Sie ist aber ein einfaches Beispiel dafür, wie man überladene Operatoren definieren kann. Zur Vereinfachung werden Brüche im Folgenden durch Wertepaare wie (1,2) dargestellt und nicht mit einem Bruchstrich wie in ½. a) Zwei Brüche (pz,pn) und (qz,qn) sind gleich, wenn pz*qn==pn*qz gilt. Definieren Sie die Operatoren „==“ und „!=“ für Operanden des Datentyps CBruch. Stellen Sie sicher, dass zwischen diesen Operatoren die üblichen Beziehungen gelten. b) Der Bruch (pz,pn) ist kleiner als (qz,qn), wenn pz*qn=“, „<=“ und „>“ für Operanden des Datentyps CBruch. Stellen Sie sicher, dass zwischen diesen Operatoren die üblichen Beziehungen gelten. c) Definieren Sie Operatorfunktionen für die folgenden Operationen. (pz,pn) + (qz,qn) = (pz*qn + pn*qz, pn*qn) (pz,pn) – (qz,qn) = (pz*qn – pn*qz, pn*qn) (pz,pn) * (qz,qn) = (pz*qz,pn*qn) (pz,pn) / (qz,qn) = (pz*qn,pn*qz) Bei diesen Operationen sollen der Zähler und Nenner gekürzt werden, indem man beide durch den größten gemeinsamen Teiler dividiert. Dazu kann die Funktion ggT (siehe Aufgabe 5.8.5.3) verwendet werden: int ggT(int a, int b) { int x=a; int y=b; while (y != 0) { int r = x%y; x = y; y = r; } return x; // ggT(a,b)==x; }
d) Testen Sie diese Operatoren. Vergleichen Sie dazu die Werte, die sich bei der geometrischen Reihe 1 + p + p2 + ... pn = (pn+1 –1)/(p–1) // p=z/n durch Aufsummieren (linke Seite) und mit der Summenformel (rechte Seite) ergeben. Sie können diese Werte außerdem mit dem Wert der Summenformel vergleichen, indem Sie den Bruch einsetzen. 3. Definieren Sie für die Klasse CBruch aus Aufgabe 2 überladene Operatoren << und >>, so dass ein Bruch sowohl aus einem istream eingelesen als auch über einen ostream (z.B. cin oder cout) ausgegeben werden kann. Verwenden Sie diese Operatoren in zwei Funktionen BruchToStr und StrToBruch, die einen CBruch über einen ostringstream in einen string der Standardbibliothek von C++ umwandeln bzw. über einen istringstream einen Bruch aus einem string einlesen.
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7 Modulare Programmierung und Namensbereiche
7.1 Separate Kompilation und statische Bibliotheken 7.1.1 Projekte im C++Builder ⊕
7.1.2 Bindung ⊕
7.1.3 Deklarationen und Definitionen ⊕
7.1.4 Die „One Definition Rule“ ⊕
7.1.5 Header-Dateien und Bibliotheken ⊕
7.1.6 Der Aufruf von in C geschriebenen Funktionen ⊕
Aufgaben 7.1 1. Die folgenden beiden Dateien enthalten einige Inkonsistenzen. Welche werden vom Compiler bzw. Linker entdeckt, wenn Unit0.cpp dem Projekt hinzugefügt und a) Unit0.h mit einer #include-Anweisung in Unit0.cpp aufgenommen wird, b) die #include-Anweisung in Unit0.cpp vergessen wird. Unit0.cpp #include "Unit0.h" // in b) weglassen double x0; double x1=1; const double c=3; extern const double d=3; void f(double) { x0++; };
Unit0.h #ifndef Unit1H #define Unit1H int x0; // int x1=1; // const int c=3; // extern int d=3; // extern const int e=3; // void f(int); // #endif
1. 2. 3. 4. 5. 6.
2. Erzeugen Sie für die folgenden Deklarationen eine Header-Datei „Unit3.h“ und eine cpp-Datei „Unit3.cpp“, so dass die Header-Datei mit #include in beliebig viele Quelltextdateien eines Projekts eingebunden werden kann. In allen diesen Dateien sollen die so deklarierten Namen dieselben Variablen, Funktionen usw. bezeichnen: struct TSpielkarte { char* Farbe; int Wert; };
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7.1 Separate Kompilation und statische Bibliotheken
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const int AnzahlKartenProHand=5; typedef TSpielkarte THand[AnzahlKartenProHand]; const int AnzahlSpielkarten=16; TSpielkarte Spielkarten[AnzahlSpielkarten] = { {"Pik",9},{"Pik",10}, {"Pik",11}, {"Pik",12}, {"Herz",9},{"Herz",10}, {"Herz",11}, {"Herz",12}, {"Kreuz",9},{"Kreuz",10}, {"Kreuz",11}, {"Kreuz",12}, {"Karo",9},{"Karo",10}, {"Karo",11}, {"Karo",12} }; // zur Vereinfachung nur wenig Karten int AnzahlVerteilteKarten=0; int AnzahlMitspieler=2; const int MaxAnzahlMitspieler=100; THand Hand[MaxAnzahlMitspieler]; void zeigeHand(TMemo* Memo, THand H) { Memo->Clear(); for (int i=0; iLines->Add(AnsiString(H[i].Farbe)+ " "+H[i].Wert); } inline void verteileKarten(TSpielkarte* K, THand H) { for (int i=0; i // für swap #include <stdlib> // für rand() void MischeKarten(TSpielkarte* K) { for (int i=0; i<50;i++) { int p=rand()%AnzahlSpielkarten; int q=rand()%AnzahlSpielkarten; std::swap(K[p],K[q]); } }
Verwenden Sie diese Definitionen in einem Projekt mit zwei Formularen. In jedem Formular sollen beim Anklicken eines Buttons die folgenden Anweisungen ausgeführt werden: void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { // in Form2: Hand[1] anstelle Hand[0] MischeKarten(Spielkarten); if (AnzahlVerteilteKarten+AnzahlKartenProHand< AnzahlSpielkarten) verteileKarten(Spielkarten, Hand[0]); Label1->Caption="n="+IntToStr(AnzahlVerteilteKarten); zeigeHand(Memo1,Hand[0]); // in Form2: Memo2,Hand[1] }
3. Schon in früheren Abschnitten haben wir Hilfsfunktionen in eigenen Dateien definiert und diese dann mit einer #include-Anweisung übernommen: \CppUtils\GraphUtils.cpp (Abschnitt 4.5.1) \CppUtils\TimeUtils.cpp (Aufgabe 4.5.6.1) Da wir diese Dateien bisher immer nur in eine einzige Quelltextdatei eines Projekts eingebunden haben, hat das auch funktioniert, obwohl sie Funktionsdefinitionen und nicht nur Deklarationen enthalten. a) Teilen Sie jede dieser Dateien so in eine Header-Datei mit der Endung „.h“ und in eine Datei mit der Endung „.cpp“ auf, dass die Header-Dateien in mehrere Quelltextdateien eines Projekts eingebunden werden können, ohne dass Namenskonflikte entstehen. Damit die alten Projekte auch nach diesen Änderungen übersetzt werden können, sollen diese Dateien in einem anderen Verzeichnis als „\CppUtils“ abgelegt werden (z.B. „\CppLib“). Testen Sie diese Bibliotheken, indem Sie diese wie unter b), c) und d) verwenden. Sie können dazu z.B. die Lösung der Aufgaben von Abschnitt 4.5.1 bzw. 6.3.8.5 oder ein eigenes Programm verwenden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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7 Modulare Programmierung und Namensbereiche
b) Nehmen Sie die in Aufgabe a) erzeugten Dateien mit der Endung „*.cpp“. mit Projekt|Dem Projekt hinzufügen in das Projekt auf und erzeugen Sie ein lauffähiges Programm. c) Nach der erfolgreichen Lösung von b) hat der Compiler aus den „*.cpp“-Dateien Object-Dateien mit der Endung „*.obj“ erzeugt. Entfernen Sie die unter b) in das Projekt aufgenommenen cpp-Dateien wieder aus dem Projekt und fügen Sie statt dessen die Object-Dateien dem Projekt hinzu. Sie können diese auch mit „#pragma link“ in das Projekt aufnehmen. d) Erzeugen Sie aus den Object-Dateien von b) mit dem Hilfsprogramm TLib eine Bibliotheksdatei und fügen Sie diese anstelle der Object-Dateien dem Projekt hinzu.
7.2 Dynamic Link Libraries (DLLs) 7.2.1 DLLs erzeugen ⊕
7.2.2 Implizit geladene DLLs ⊕
7.2.3 Explizit geladene DLLs ⊕
7.2.4 Hilfsprogramme zur Identifizierung von Funktionen in DLLs ⊕
7.2.5 DLL-Funktionen mit visuell gestalteten Komponenten ⊕
7.2.6 Projektgruppen ⊕
7.2.7 Batch-Dateien ⊕
Aufgabe 7.2 Legen Sie eine Projektgruppe an (z.B. mit dem Namen DLLPrGrp) und fügen Sie ihr die folgenden Projekte hinzu: a) ein DLL-Projekt GraphDLL. Die dabei erzeugte DLL soll die folgenden Funktionen (siehe Aufgabe 7.1.3, bzw. Abschnitt 4.5.1) zur Verfügung stellen: double x_Welt(int px, double x0, double x1, double W) double y_Welt(int py, double y0, double y1, double H) int x_Bildschirm(double x, double x0, double x1,double W) int y_Bildschirm(double y, double y0, double y1,double H) void Gitternetz(TImage* Image1, double x0, double x1, double dx, int W, double y0,double y1,double dy, int H) void ClearImage(TImage* Image1) void PlotFunction(double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1)
b) ein DLL-Projekt TimeDLL. Die dabei erzeugte DLL soll die folgende Funktion zur Verfügung stellen (siehe Aufgaben 1.2 bzw. 4.5.6.1): double HRTimeInSec()
c) eine Anwendung UseDLLImpl, die diese DLL implizit lädt und die Funktionen aufruft: void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { double Start1=HRTimeInSec(); PlotFunction(-10, 10, sin, Image1); double End1=HRTimeInSec(); Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); }
d) eine Anwendung UseDLLExpl, die diese DLLs explizit lädt und die Funktionen wie in c) aufruft.
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7.3 Namensbereiche
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7.3 Namensbereiche 7.3.1 Die Definition von benannten Namensbereichen 7.3.2 Die Verwendung von Namen aus Namensbereichen 7.3.3 Aliasnamen für Namensbereiche 7.3.4 Unbenannte Namensbereiche 7.3.5 Module und das Geheimnisprinzip Aufgaben 7.3 1. Geben Sie an, welche Funktionen in den mit a), b), c) und d) gekennzeichneten Zeilen gemeint sind: void f(){}; void g(){}; namespace A { void f(){}; void g(){}; } namespace B { using ::f; // a) using A::g; // b) } void h() { using namespace B; f(); // c) B::g(); // d) }
2. In der Lösung der Aufgabe 7.1.3 wurden die Funktionen zur hochauflösenden Zeitmessung folgendermaßen auf zwei Dateien verteilt: TimeUtils.h double HRTimeInSec(); // Deklaration, keine Definition
TimeUtils.cpp // die zugehörigen Definitionen double GetHRFrequency(){ /* wie in Aufgabe 4.5.6.1 */} double HRTimeInSec() { /* wie in Aufgabe 4.5.6.1 */} double HRFrequency=GetHRFrequency();
Überarbeiten Sie diese Lösung so, dass die Funktion HRTimeInSec in einem Namensbereich „TimeUtils“ zur Verfügung steht. Die anderen beiden Namen GetHRFrequency und HRFrequency sollen außerhalb ihrer Quelltextdatei nicht verfügbar sein. 3. Zwei verschiedene Quelltextdateien sollen zwei verschiedene Funktionen mit demselben Namen f enthalten. Beide Funktionen sollen in einem Namensbereich enthalten sein, der ebenfalls in jeder Datei gleich ist: f1.cpp: namespace N{ int f(const int i) { return i; } } // end of namespace
f2.cpp: namespace N{ int f(const int i) { return i+1;
f1.h namespace N{ int f(const int i); } // end of namespace
f2.h namespace N{ int f(const int i); } // end of namespace
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7 Modulare Programmierung und Namensbereiche } } // end of namespace
Kann man die beiden Funktionen f gemeinsam in einem Programm verwenden, ohne diese Quelltextdateien zu ändern?
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8 Objektorientierte Programmierung
8.1 Klassen 8.1.1 Datenelemente und Elementfunktionen 8.1.2 Der Gültigkeitsbereich von Klassenelementen 8.1.3 Objekte und die Zugriffsrechte private und public 8.1.4 Der Aufruf von Elementfunktionen und der this-Zeiger 8.1.5 Konstruktoren und Destruktoren
Aufgaben 8.1.5 1. Beschreiben Sie die Aufgaben eines Konstruktors und Destruktors. Werden diese Aufgaben in der folgenden Klasse erfüllt? class C { int n, max; int* a; public: C() { max=100; a=new int[max]; } C(int i) { n=1; a=new int[100]; a[0]=i; }; C(int i,int j) { n=2; max=100; a=new int[100]; a[1]=i; a[2]=j; }; void add_data(int d) { if (n<max-1) { ++n; a[n]=d; } } void show_data() { for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(IntToStr(a[i])); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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8 Objektorientierte Programmierung };
2. Welche der folgenden Klassen benötigen einen Destruktor? a) class C1 { int x,y,z; public: C1(int x_=0, int y_=0, int z_=0) { x=x_; y=y_; z=z_; } };
b) class C2 { int* x; public: C2(int n) { x=new int[n]; } };
c) #include class C3 { ifstream f; public: C3(char* FileName) { f.open(FileName); } };
3. Definieren Sie die folgenden Klassen. Jede soll geeignete Konstruktoren sowie bei Bedarf auch einen Destruktor enthalten. a) Die Klasse CKreis soll einen Kreis darstellen und als private Datenelement den Radius (Datentyp double) enthalten. Ein Konstruktor und die Elementfunktion setzeRadius sollen einen Parameter des Datentyps double haben, der den Radius setzt. Die Elementfunktion Radius() soll den Radius als Funktionswert zurückgeben. Alle Elementfunktionen von CKreis sollen innerhalb der Klasse definiert werden. b) Die Klasse CQuadrat soll ein Quadrat darstellen und als private Datenelement die Seitenlänge (Datentyp double) enthalten. Ein Konstruktor und die Elementfunktion setze_Seitenlaengen sollen einen Parameter des Datentyps double haben, der die Seitenlänge setzt. Die Elementfunktion Seitenlaenge() soll die Seitenlänge als Funktionswert haben. Alle Elementfunktionen sollen außerhalb der Klasse definiert werden. c) Die Klasse CRechteck soll ein Rechteck darstellen und als private Datenelemente die Seitenlängen a und b (Datentyp double) enthalten, die durch einen Konstruktor initialisiert werden. Diese sollen auch mit der Funktion setze_Seitenlaengen gesetzt werden können, die zwei Parameter des Datentyps double hat. Die jeweiligen Seitenlängen sollen als Funktionswert der Funktionen Seitenlaenge_a() und Seitenlaenge_b() zurückgegeben werden. d) Ergänzen Sie jede der unter a) bis c) definierten Klassen um die Elementfunktionen Flaeche(), Umfang() und toStr(). Die Funktion toStr() soll einen String der Art „Kreis mit Radius 5“ oder „Rechteck mit a=6 und b=7“ zurückgeben. e) Legen Sie mit jedem Konstruktor der unter a) bis c) definierten Klassen zwei Objekte an. Das erste soll durch eine Definition und das zweite mit new angelegt werden. Rufen Sie jede Funktion aus d) für jedes dieser Objekte auf. 4. Ein einfaches Programm zur Verwaltung von Immobilien soll die Klassen CGrundstueck, CEigentumswohnung usw. enthalten, mit denen Grundstücke usw. dargestellt werden können. Jede dieser Klassen soll ein Datenfeld Anschrift des Datentyps char* und ein Datenfeld Kaufpreis des Datentyps double enthalten. Zusätzlich zu diesen beiden Feldern sollen diese Klassen auch noch die folgenden Datenelemente enthalten: – Die Klasse CGrundstueck soll das Datenelement Flaeche enthalten. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.1 Klassen
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– Die Klasse CEigentumswohnung soll die Datenelemente Wohnflaeche und AnzahlZimmer enthalten. – Die Klasse CSchloss soll das int-Element AnzahlSchlossgeister enthalten. – Die Klasse CEinfamilienhaus soll die Datenelemente Wohnflaeche, Grundstuecksgroesse und AnzahlZimmer enthalten. – Die Klasse CGewerbeobjekt soll das Datenelement Nutzflaeche und Nutzungsart (Datentyp char*, z.B. für „Büro“, „Restaurant“) enthalten. a) Definieren Sie diese Klassen. Jede Klasse soll einen Konstruktor haben, der alle Datenelemente initialisiert. Falls die Klasse einen Destruktor benötigt, soll dieser ebenfalls definiert werden. b) Für jede Klasse soll eine Elementfunktion toStr die Datenelemente der Klasse zu einem String zusammenfassen. Verschiedene globale Funktionen mit dem Namen display sollen toStr in einem Memo ausgeben. 5. a) Welche Ausgabe erzeugt ein Aufruf der Funktion test1? void display(AnsiString s, int i=-1) { if (i>=0) s=s+IntToStr(i); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class C{ int x; public: C (int x_=0) { // Beim Aufruf ohne Argument ein Standardx=x_; // konstruktor display("Konstruktor: ", x); } ~C () { display("Destruktor: ",x); } }; void f1(C c) { display(" in f1(): Werteparameter"); }; void f2(const C& c) { display(" in f2(): Referenzparameter"); }; C f3(int i) { display(" in f3(): return-Wert"); return C(i); }; void test1() { C x(1); C* z=new C(2); display("vor x=C(3)"); x=C(3); display("vor f1(4)"); f1(4); display("vor f2(x)"); f2(x); display("vor f3(5)"); x=f3(5); delete z; display("Ende von test()"); }
Vergleichen Sie ihre Vermutungen anschließend mit dem Ergebnis eines Programms, das die Funktion test1 aufruft. b) Wenn Speicher mit new[] reserviert wird, muss er mit delete[] wieder freigegeben werden. Gibt man mit new reservierten Speicher mit delete[] wieder frei, ist das Ergebnis undefiniert, ebenso, wie wenn man mit new[] reservierten Speicher mit delete wieder freigibt. Beschreiben Sie zunächst, welche Ausgabe Sie von einem
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8 Objektorientierte Programmierung
Aufruf der Funktion test2 erwarten. Vergleichen Sie Ihre Vermutungen dann mit dem Ergebnis eines Programms, das die Funktion test2 aufruft. void test2() { display("vor p1"); C* p1=new C[2]; delete[] p1; display("vor p2"); C* p2=new C[2]; delete p2; display("vor p3"); C* p3=new C; delete[] p3; display("vor p4"); C* p4=new C(4); delete[] p4; display("Ende von test()"); }
6. Definieren Sie für die Klasse MeinString eine Elementfunktion c_str. Sie soll wie bei den Stringklassen string bzw. AnsiString den Zeiger auf den internen nullterminierten String zurückgeben und damit auch Argumente des Typs MeinString bei den Stringfunktionen wie strcpy usw. ermöglichen. 7. In der folgenden Klasse soll der Datentyp T ein großer Datentyp sein. Um den Zeitaufwand für die Funktion data zu minimieren, gibt diese als Funktionswert eine Referenz und keine Kopie des Elements x zurück. Beurteilen Sie diesen Ansatz. class C { T x; public: C(T x_) { x=x_; } T& data() // T data() wäre zu langsam { return x; } };
8. Die Funktionen (siehe Abschnitt 4.5.6) double GetHRFrequency() { LARGE_INTEGER f; BOOL bf=QueryPerformanceFrequency(&f); if (bf) return f.QuadPart; // Datentyp von QuadPart: else return -1; // __int64 } double HRFrequency=GetHRFrequency(); double HRTimeInSec() { LARGE_INTEGER c; BOOL bc=QueryPerformanceCounter(&c); if (bc) return c.QuadPart/HRFrequency; else return -1; }
kann man folgendermaßen zur hochauflösenden Zeitmessung verwenden: double Start1=HRTimeInSec(); s=Sum1(n); double End1=HRTimeInSec(); Memo1->Lines->Add("t="+FloatToStr(End1-Start1));
Schreiben Sie eine Klasse CHRTimer mit den Elementfunktionen Start, End und TimeStr, die ohne die globale Variable HRFrequency auskommt. Beim Aufruf von Start und End sollen entsprechende Datenelemente der Klasse Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.1 Klassen
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auf die aktuelle Zeit gesetzt werden. Die Funktion TimeStr soll die zwischen den letzten Aufrufen von Start und End vergangene Zeit als String ausgeben (in Sekunden) und folgendermaßen verwendet werden können: CHRTimer t; t.Start(); s=Sum1(n); t.End(); Memo1->Lines->Add("t1="+t.TimeStr());
9. Was halten Sie von dem folgenden Trick, den ich im Internet gefunden habe (http://home.att.net/~robertdunn/CodeSamples/CheapTricks.html): „Borland, for some unfathomable reason, decided to make member data private in many classes. Here is a rather clever way to get around it:" #define private public #define protected public #include #undef private #undef public
10. Schreiben Sie eine Klasse MeinStack, die einen Stack mit einem Array und den folgenden Elementfunktionen realisiert. a) Das Array soll im Konstruktor mit einer als Parameter übergebenen Elementanzahl dynamisch reserviert werden. b) Die Funktion push soll einen als Argument übergebenen Wert auf die nächste freie Position ablegen. c) Die Funktion pop soll den zuletzt auf den Stack gelegten Wert als Funktionswert zurückgeben. d) Die boolesche Funktion full soll den Wert true zurückgeben, wenn alle Elemente des Arrays belegt sind, und andernfalls den Wert false. e) Die boolesche Funktion empty soll angeben, ob der Stack leer ist. 11. Eine verkettete Liste wird im einfachsten Fall aus Knoten wie typedef int T;
// T: der Datentyp der "Nutzdaten"
struct list_node { // Knoten einer verketteten Liste T data; list_node* next; };
zusammengesetzt (siehe auch Abschnitt 4.4.2). Wenn man eine solche Liste mit einem Zeiger auf das erste und letzte Element verwaltet, kann man ein neues Element mit der folgenden Funktion einfügen: list_node *first=0,*last=0; void insert_list_node(list_node*& first, list_node*& last, T data) { /* Erzeugt einen neuen Listen-Knoten und fügt diesen nach last ein. Last zeigt anschließend auf das letzte und first auf das erste Element der Liste. */ list_node* tmp=new list_node; tmp->data = data; tmp->next = 0; if (last == 0) first = tmp; else last->next = tmp; last = tmp; }
Die Elemente der Liste kann man dann mit der Funktion show() ausgeben: void show() { for (list_node* tmp=first; tmp != 0; tmp = tmp->next) Form1->Memo1->Lines->Add(tmp->data); }
Definieren Sie eine Klasse MeineListe für eine solche Liste. Im Destruktor soll der von der Liste belegte Speicherplatz wieder freigegeben werden.
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8 Objektorientierte Programmierung
8.1.6 OO Analyse und Design: Der Entwurf von Klassen
8.1.7 Ein wenig Programmierlogik: Klasseninvarianten und Korrektheit
Aufgabe 8.1.7 1. a) Geben Sie Klasseninvarianten für die Klassen von Aufgabe 8.1.5.3 an. b) Was halten Sie davon, die Fläche und den Umfang bei diesen Klassen nicht in entsprechenden Elementfunktionen zu berechnen, sondern sie in Datenelementen zu speichern und deren Wert zurückzugeben? 2. Geben Sie eine Vorbedingung an, mit der die Funktion replace die Klasseninvariante der Klasse MeinString erhält: void MeinString::replace(int from, char* x) { // ersetze die Zeichen ab 'from' durch die von x int xn=strlen(x); for (int i=0; from+i
8.1.8 UML-Diagramme für Klassen und Objekte
8.2 Klassen als Datentypen 8.2.1 Der Standardkonstruktor 8.2.2 Objekte als Klassenelemente und Elementinitialisierer
Aufgaben 8.2.2 1. Die Klasse E soll in einem Standardkonstruktor die Meldung „Standardkonstruktor“ und in einem Konstruktor mit einem int-Parameter die Meldung „int-Konstruktor“ ausgeben. class C { E e1,e2; public: C() { } C(int i):e1(i) { } C(int i,int j):e1(i),e2(j) { } };
Welche Meldungen erhält man dann durch die folgenden Definitionen: C c0; C c1(1); C c2(1,2);
2. Überarbeiten Sie die Klasse CKreis aus Aufgabe 8.1.5.3 zu einer Klasse C2DKreis. Sie soll als Element einen C2DPunkt enthalten, der die Position eines Kreises beschreibt. Definieren Sie für diese Klasse Konstruktoren, bei denen für die Position ihre Koordinaten oder ein C2DPunkt angegeben werden können. Falls nur ein Argument für den Radius übergeben wird, soll die Position der Nullpunkt sein. Ein Standardkonstruktor soll den Radius 1 setzen. Verwenden Sie für möglichst viele Elemente Elementinitialisierer. 3. Im Konstruktor der Klasse CRechteck1 soll der Mittelpunkt des Rechtecks angegeben werden. In der Klasse soll allerdings nicht der Mittelpunkt, sondern der linke obere Eckpunkt gespeichert werden: class CRechteck1 { C2DPunkt LinksOben; // Eckpunkt links oben double a,b; // Seitenlängen public: CRechteck1(C2DPunkt Mittelpunkt, double a_, double b_): a(a_),b(b_), LinksOben(Mittelpunkt.x-a/2, Mittelpunkt.y-b/2){ } AnsiString toStr() { return FloatToStr(LinksOben.x)+"|"+ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.2 Klassen als Datentypen
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FloatToStr(LinksOben.y); } };
Mit dieser Definition erhält der Punkt LinksOben jedoch nicht den beabsichtigten Wert. Finden Sie die Ursache dieses Fehlers und korrigieren Sie die Definition so, dass ein Objekt dieser Klasse das gewünschte Ergebnis hat. 4. In Abschnitt 8.2.1 wurde als Ergänzung zu den Konstruktoren aus Abschnitt 8.1.5 der folgende Standardkonstruktor für die Klasse MeinString definiert: class MeinString { char* s; int n; // Länge des Strings public: MeinString() { n=0; s=new char[n+1]; *s='\0'; }; };
Da hier nur Platz für ein einziges Zeichen '\0' reserviert wird, hätte man ebenso gut den folgenden Standardkonstruktor verwenden können: class MeinString { // ... MeinString():n(0) { s=new char('\0'); }; };
Vergleichen Sie diese beiden Konstruktoren. Ist einer besser als der andere? 8.2.3 friend-Funktionen und -Klassen 8.2.4 Überladene Operatoren als Elementfunktionen
Aufgaben 8.2.4 1. In Aufgabe 6.9.2 wurde ein Bruch durch eine Struktur struct CBruch { int z,n; // z: Zähler, n: Nenner };
dargestellt, bei der alle Datenelemente public sind. Überarbeiten Sie die Lösung dieser Aufgabe so, dass die Datenelemente private sind. Ergänzen Sie diese Klasse um geeignete Konstruktoren. 2. Ein assoziativer Container ist eine Datenstruktur, die Paare von Schlüsselwerten und Daten verwaltet. In der Klasse AssozContainer heißen die Schlüsselwerte und Daten wie in der Standardbibliothek first und second: class AssozContainer { // alles sehr einfach int n; // Anzahl der Elemente im Container typedef AnsiString T1;// Datentyp der Schlüsselwerte typedef AnsiString T2;// Datentyp der Daten struct Paar { T1 first; // Schlüsselwert T2 second; // Daten }; Paar a[100]; // nur zur Vereinfachung so einfach public: AssozContainer():n(0) {};
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8 Objektorientierte Programmierung void show_all() { for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(a[i].first+ ": "+a[i].second); } };
Die Arbeit mit einem solchen Container ist mit einem Indexoperator besonders einfach, der zu einem als Index verwendeten Schlüsselwert die zugehörigen Daten liefert. Mit einem Index, zu dem keine Daten gehören, soll ein neues Paar im Container abgelegt werden. Die folgenden Beispiele sollen die Arbeit mit einem solchen Operator illustrieren. Die Ergebnisse der Operationen sind jeweils anschließend als Kommentar angegeben: AssozContainer a; a.show_all(); // Keine Ausgabe, da der Container leer ist. a["Luigi Mafiosi"]="[email protected]"; a.show_all(); // Luigi Mafiosi: [email protected] a["Karl Erbschleicher"]="[email protected]"; a.show_all(); // Luigi Mafiosi: [email protected] // Karl Erbschleicher: [email protected] a["Luigi Mafiosi"]="[email protected]"; // palermo.net // war zu langsam a.show_all(); // Luigi Mafiosi: [email protected] // Karl Erbschleicher: [email protected] Memo1->Lines->Add(a["Karl Erbslaicher"]); // Schreiba.show_all(); // fehler // Luigi Mafiosi: [email protected] // Karl Erbschleicher: [email protected] // Karl Erbslaicher: // Nicht schön: Karl ist ohne Adresse eingetragen. // Aber bei std::map ist das auch nicht anders.
a) Definieren Sie zu der Klasse AssozContainer einen Indexoperator, der dieselben Ergebnisse wie in diesem Beispiel hat. b) Ein Iterator ist eine Klasse, die eine Position in einem Container darstellt. Sie enthält meist – einen Zeiger (der die Position darstellt) auf ein Element im Container – einen Konstruktor, der den Zeiger mit einem anderen Zeiger für eine Position in diesem Container initialisiert – einen Operator ++, der den Zeiger auf das nächste Element im Container setzt – einen Operator – –, der den Zeiger auf das vorangehende Element im Container setzt – einen Operator *, der das Element im Container zum Zeiger im Iterator liefert – einen Operator ->, der den Zeiger im Iterator liefert – einen Operator !=, der die Zeiger zweier Iteratoren vergleicht Für die Klasse AssozContainer ist die Klasse iterator ein solcher Iterator: class iterator { Paar* p; public: iterator(Paar* p_):p(p_) { } bool operator!= (const iterator& y); iterator& operator++(int); Paar& operator* (); Paar* operator-> (); };
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8.2 Klassen als Datentypen
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Nehmen Sie diese Klasse lokal in die Klasse AssozContainer auf. Definieren Sie die Operatorfunktionen so, dass man den Container wie in dem folgenden Beispiel mit dem Operator ++ durchlaufen kann: AssozContainer::iterator i=a.begin(); for (i=a.begin(); i!=a.end();++i) s=i->second;// ebenso: Paar p=*i;
Außerdem sollen in der Klasse AssozContainer noch die Elementfunktionen begin und end definiert werden. Sie sollen einen iterator zurückliefern, der auf das erste Element im bzw. nach dem Container zeigt. 8.2.5 Der Copy-Konstruktor 8.2.6 Der Zuweisungsoperator = für Klassen
Aufgaben 8.2.6 1. Begründen Sie für jede der folgenden Klassen, ob sie einen Standardkonstruktor, einen Copy-Konstruktor, einen überladenen Zuweisungsoperator oder einen Destruktor benötigen. Falls eine solche Funktion notwendig ist, definieren Sie diese. Ist es ein Fehler, diese Funktionen zu definieren, wenn sie nicht notwendig sind? a) b) c) d)
Die Klassen CKreis, CQuadrat und CRechteck von Aufgabe 8.1.5.3 Die Klasse CBruch von Aufgabe 8.2.4.2 Die Klassen CGrundstueck, CEigentumswohnung, CEinfamilienhaus und CGewerbeobjekt von Aufgabe 8.1.5.4 Wie wäre ihre Antwort, wenn die Strings in den Klassen von c) nicht mit char*, sondern durch einen String der Klassen string oder AnsiString definiert wäre. e) Wie wäre ihre Antwort, wenn die Strings in den Klassen von b) nicht mit char*, sondern durch ein Array von Zeichen (z.B. char Anschrift[100]) definiert wäre. f) Die Klasse MeinStack von Aufgabe 8.1.5.10 g) Wie wäre ihre Antwort, wenn das Array in MeinStack durch einen vector aus der Standardbibliothek ersetzt würde. 2. Beschreiben Sie am Beispiel der Funktionen test1 und test2, wann welche Konstruktoren der folgenden Klassen aufgerufen werden: void display(AnsiString s, int i=-1) { if (i>=0) s=s+IntToStr(i); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class C{ int x; public: C (int x_=0) { // Beim Aufruf ohne Argument ein Standardx=x_; // konstruktor display(" Konstruktor: ", x); } C (const C& c) { x=c.x; display(" Kopierkonstruktor: ", x); } C& operator=(const C& c) { x=c.x; display(" operator=: ", x); return *this; } ~C () { display(" }
Destruktor: ",x);
friend int f3(C c); friend int f4(const C& c); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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8 Objektorientierte Programmierung }; C f1(int i) { return C(i); } C f2(int i) { C tmp(i); return tmp; } int f3(C c) { return c.x; } int f4(const C& c) { return c.x; }
a) Welche Ausgabe erzeugt ein Aufruf der Funktion test1: void test1() { display("vor C x=C(1)"); C x=C(1); C y=x; display("vor x=y"); x=y; display("vor C z(x)"); C z(x); display("vor f1(2)"); f1(2); display("vor f2(3)"); f2(3); display("vor f3(4)"); f3(4); display("vor f3(x)"); f3(x); display("vor f4(4)"); f4(4); display("vor f4(x)"); f4(x); display("Ende von test1"); }
b) Welche Ausgabe erzeugt ein Aufruf der Funktion test2: class D { C c1; C c2; }; void test2() { display("vor D d1"); D d1; display("vor D d2=d1"); D d2=d1; display("vor d2=d1"); d2=d1; display("nach d2=d1"); }
3. Definieren Sie die Operatoren +=, –=, *= und /= für die Klasse CBruch aus Aufgabe 8.2.4.2. Führen Sie die Operatoren +, –, * und / auf diese Operatoren zurück, so dass die üblichen Beziehungen wie x += y ist gleichwertig mit x = x + y gelten. Nur am Rande sei darauf hingewiesen, dass die Operatoren +, –, * und / bei dieser Definition keine friendFunktionen der Klasse sein müssen. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.2 Klassen als Datentypen
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4. In der Programmiersprache C werden ganze Arrays wie T a[10], b[10]; // T ein Datentyp
oft mit memcpy(a,b,10*sizeof(T));
kopiert. Beurteilen Sie dieses Vorgehen, wenn der Datentyp T eine Klasse ist. 5. Das Ergebnis des Präfixoperators ++ ist das veränderte Objekt. Mit einer Variablen x eines vordefinierten Datentyps kann der Ausdruck ++x auch auf der linken Seite einer Zuweisung verwendet werden. Deshalb ist der Funktionswert dieses Operators meist ein Referenztyp. Für eine Klasse C wird der Operator meist mit einer Elementfunktion nach diesem Schema definiert: C& C::operator++() // Präfix ++ { // erhöhe das Objekt return *this; }
Der Postfix-Operator liefert dagegen das ursprüngliche Objekt und kann nicht auf der linken Seite einer Zuweisung verwendet werden. Er wird meist nach diesem Schema definiert: C C::operator++(int) // Postfix ++ { C temp=*this; ++(*this); // Aufruf des Präfix-Operators return temp; }
Vergleichen Sie die Laufzeit der beiden Operatoren. 6. Für kaufmännische Rechnungen sind Gleitkommadatentypen ungeeignet, da ihre Ergebnisse nicht exakt sind. Deswegen sollten Geldbeträge in ganzzahligen Pfennigbeträgen dargestellt werden. Definieren Sie eine Klasse Festkomma64, die Dezimalzahlen mit bis zu 4 Nachkommastellen durch das 10000-fache ihres Wertes ganzzahlig darstellt. Verwenden Sie dazu den 64-bit Ganzzahldatentyp __int64. Die Grundrechenarten +, –, * und / sollen durch überladene Operatoren zur Verfügung gestellt werden. Dazu können die Rechenoperationen von __int64 verwendet werden. Geeignete Konstruktoren sollen Argumente der Datentypen int und double in diesen Datentyp konvertieren. Eine Funktion toStr soll eine solche Festkommazahl als String darstellen. Testen Sie diesen Datentyp mit der Funktion Festkomma64 Est(Festkomma64 x) { // Einkommensteuertarif nach § 32a (1) Festkomma64 est; x=(x/54)*54; if (x <= 12365) est = 0; else if (x <= 58643) { Festkomma64 y = (x-12312)/10000; est = (91.19*y+2590)*y; } else if (x <= 120041) { Festkomma64 z = (x-58590)/10000; est = (151.96*z + 3434)*z +13938; } // Druckfehler im Gesetz: 151,96 anstelle 151,91 else est = 0.53*x -22843; return 10000*(est/10000); };
Dabei müssen sich zu den Werten unter x die jeweils rechts davon unter Est angegebenen Werte ergeben (aus der Grundtabelle zum Einkommensteuergesetz):
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8 Objektorientierte Programmierung
x 10 800 16 200 21 600 27 000 32 400 37 800 43 200
Est 0 1 020 2 484 4 000 5 570 7 193 8 870
x 48 600 54 000 59 400 64 800 70 200 75 600 81 000
Est 10 599 12 381 14 217 16 129 18 129 20 218 22 396
x 86 400 91 800 97 200 102 600 108 000 113 400 118 800
Est 24 663 27 018 29 461 31 994 34 615 37 324 40 123
7. Für eine Klasse ohne einen explizit definierten Copy-Konstruktor bzw. Zuweisungsoperator erzeugt der Compiler diese Funktionen, falls sie verwendet werden. Da diese Funktionen leicht aufgerufen werden, ohne dass man es bemerkt, kann es sinnvoll sein, ihren Aufruf zu unterbinden, um flache Kopien zu vermeiden. Wie kann man den Aufruf dieser Funktionen verhindern? 8. Wenn in einem Ausdruck ein temporäres Objekt erzeugt wird, ruft der Compiler einen Konstruktor für das Objekt auf. Am Ende der Auswertung des Ausdrucks wird dann der Destruktor für jedes so erzeugte Objekt aufgerufen. Deshalb können auch bei einfachen Ausdrücken relativ viele Konstruktoren und Destruktoren aufgerufen werden. Beschreiben Sie die Ausgabe der Funktion test3 für die Klasse C aus Aufgabe 2, wenn für C der Operator + definiert wird: C operator+(const C& c1,const C& c2) { // friend in der Klasse C display(" operator+: ", c1.x+c2.x); return C(c1.x+c2.x); } void test3() { C s1,s2,s3,s4; display("1. vor + s1=C(1)+C(3); display("2. vor + C x=C(5),y=C(7); s2=x+y; display("3. vor + s3=C(9); s3=s3+C(11); display("4. vor + s4=x; s4=s4+y; display("Ende von }
"); "); "); "); test");
8.2.7 Benutzerdefinierte Konversionen 8.2.8 Explizite Konstruktoren ⊕
8.2.9 Statische Klassenelemente 8.2.10 Konstante Klassenelemente und Objekte 8.2.11 Weitere Deklarationsmöglichkeiten in Klassen ⊕
8.2.12 Klassen und Header-Dateien 8.2.13 Überladene Operatoren für new und delete ⊕
Aufgaben 8.2.13 1. Zerlegen Sie die Klassen CQuadrat und CKreis aus Aufgabe 8.1.5.3 jeweils in eine Header-Datei mit der Klassendefinition und in eine Datei mit den Funktionsdefinitionen. Die Header-Dateien sollen die Namensendung „.h“ und die Dateien mit den Funktionsdefinitionen die Endung „.cpp“ bekommen. Nehmen Sie die cpp-Dateien in ihr Projekt auf und binden Sie die Header-Dateien mit einer #include-Anweisung ein. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.3 Vererbung
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2. Kennzeichnen Sie möglichst viele Elementfunktionen der Klassen CQuadrat und CKreis aus Aufgabe 1 als const. 3. Eine Elementfunktion einer Klasse kann sowohl außerhalb als auch innerhalb der Klasse definiert werden. Im letzten Fall ist sie dann eine inline-Funktion. Nach der One Definition Rule (siehe Abschnitt 7.1.4) sind diese beiden Möglichkeiten gleichwertig. Insbesondere kann man eine Header-Datei mit einer Klassendefinition, innerhalb der Funktionen definiert werden, in mehreren Quelltexten eines Projekts mit einer #include-Anweisung verwenden. Vergleichen Sie für diese beiden Alternativen den Aufwand für den Compiler, wenn eine Elementfunktion geändert und die Header-Datei in vielen Dateien eines Projekts verwendet wird. 4. Entwerfen Sie eine Klasse, die mitzählt, wie oft von ihr mit new Objekte angelegt wurden. Der Zähler soll beim Aufruf von delete wieder reduziert werden. 5. Definieren Sie eine Klasse Singleton, von der nur ein einziges Objekt erzeugt werden kann. Dazu soll sie eine Funktion Instance haben, die einen Zeiger auf dieses Objekt zurückliefert. Beim ihrem ersten Aufruf soll Instance ein neues Objekt erzeugen. Die Verwaltung von Daten in einer solchen Klasse kann eine Alternative zu einer globalen Definition der Daten sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass mehrere (auch lokale) Definitionen (durch einen Aufruf von Instance) immer dieselben Daten verwenden. Siehe dazu Gamma (1995, S. 127).
8.3 Vererbung 8.3.1 Die Elemente von abgeleiteten Klassen 8.3.2 Zugriffsrechte auf die Elemente von Basisklassen 8.3.3 Die Bedeutung von Elementnamen in einer Klassenhierarchie 8.3.4 using-Deklarationen in abgeleiteten Klassen ⊕
8.3.5 Konstruktoren, Destruktoren und implizit erzeugte Funktionen
Aufgaben 8.3.5 1. Welche Ausgabe erhält man durch einen Aufruf der Funktion test? class C { int i,j; public: C(int x,int y): i(x),j(y) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor C"); } C(): i(0),j(0) { Form1->Memo1->Lines->Add("Standardkonstruktor C"); } ~C() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor C"); } }; class D : public C { int k,a,b; C c; public: D(int x):C(x,17),a(x),b(0),c(x,1),k(19) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor-1 D"); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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8 Objektorientierte Programmierung D(int x,int y, int z):C(x,y),a(1),b(2),c(x,y),k(z) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor-2 D"); } ~D() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor D"); } }; class E : public D { int m; C c; public: E(int x,int y, int z):D(x,3,z),m(z) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor E"); } ~E() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor E"); } }; void test() { C c(1,2); D d(1,2,3); E e(1,2,3); }
2. Einen eindimensionalen Punkt kann man sich als Zahl auf einem Zahlenstrahl vorstellen. Definieren Sie analog zu den Beispielen im Text eine Klasse C1DPunkt, die eine Zahl darstellt. Von dieser Klasse soll C2DPunkt und von C2DPunkt soll C3DPunkt abgeleitet werden. Definieren Sie für jede dieser Klassen Konstruktoren, die alle Koordinaten initialisieren, sowie Funktionen toStr und display wie im Text. 3. Überarbeiten Sie die Lösung von Aufgabe 8.1.5.4. a) Definieren Sie für die Klassen CGrundstueck usw. eine Klassenhierarchie. b) Welche dieser Klassen benötigt einen explizit definierten Copy-Konstruktor, Zuweisungsoperator und Destruktor. Definieren Sie diese bei Bedarf. c) Vergleichen Sie diese Hierarchie mit den Klassen aus Aufgabe 8.1.5.4. d) Welche dieser Klassen würde einen explizit definierten Copy-Konstruktor, Zuweisungsoperator und Destruktor benötigen, wenn Strings der Klassen string bzw. AnsiString statt nullterminierten Strings verwendet würden. 4. Manchmal hat man mehrere Möglichkeiten, verschiedene Klassen voneinander abzuleiten: a) Da ein Quadrat eine und ein Rechteck zwei Seitenlängen hat, kann man eine Klasse für ein Rechteck von einer Klasse für ein Quadrat ableiten und so die Seitenlänge des Quadrats im Rechteck verwenden. b) Man kann ein Quadrat aber auch als Rechteck mit zwei gleichen Seiten betrachten. Definieren Sie eine Basisklasse für ein Rechteck und leiten Sie von dieser eine Klasse für ein Quadrat ab, bei der im Konstruktor die beiden Seitenlängen auf denselben Wert gesetzt werden. c) Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile der beiden Hierarchien. 5. Eine Klasse C soll einen explizit definierten Standardkonstruktor, einen Copy-Konstruktor, einen überladenen Zuweisungsoperator und einen Destruktor haben. Für eine von C abgeleitete Klasse D soll keine dieser Funktionen explizit definiert sein. a) Welche Funktionen werden dann durch die folgenden Anweisungen aufgerufen? D d1; D d2=d1; d2=d1;
b) Überprüfen Sie Ihre Vermutungen mit einer Klasse C, deren Konstruktoren bzw. deren Zuweisungsoperator eine Meldung ausgeben, dass sie aufgerufen wurden.
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8.3 Vererbung
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6. Die Klassen der C++-Standardbibliothek kann man ebenso wie jede andere Klasse als Basisklasse für eigene abgeleitete Klassen verwenden. Da die Klasse string z.B. keinen Konstruktor hat, der ein int- oder double-Argument in einen String umwandelt, kann man eine abgeleitete Klasse mit einem solchen Konstruktor definieren. Welche Vor- und Nachteile sind mit einer solchen Erweiterung verbunden? 8.3.6 Vererbung bei Formularen im C++Builder 8.3.7 OO Design: public Vererbung und „ist ein“-Beziehungen 8.3.8 OO Design: Komposition und „hat ein“-Beziehungen 8.3.9 Konversionen zwischen public abgeleiteten Klassen
Aufgaben 8.3.9 1. Besteht zwischen den Konzepten unter a) bis d) eine „ist ein“- oder eine „hat ein“-Beziehung? Da es oft nicht einfach ist, sich für eine der beiden zu entscheiden, sollen Sie möglichst für beide Sichtweisen Argumente suchen. a) b) c) d)
Automobil, Motor, Räder Katze, Hund, Tier Fahrzeug, Landfahrzeug, Wasserfahrzeug, Automobil, Segelboot Mitarbeiter, Abteilungsleiter, Sekretärin
2. In Aufgabe 8.3.5.4 wurde eine Klasse für ein Quadrat von einer Klasse für ein Rechteck abgeleitet und auch umgekehrt. In Abschnitt 8.3.7 wurde gezeigt, dass die Ableitung eines Quadrats von einem Rechteck mit einer Elementfunktion wie setze_Seitenlaengen nicht unproblematisch ist. Prüfen Sie, ob die Elementfunktionen Flaeche und Umfang aus der Basisklasse in jeder der beiden Hierarchien auch in der abgeleiteten Klasse korrekt sind? 3. Zur Lösung der Aufgabe 8.3.5.3 wird oft diese Hierarchie vorgeschlagen: CImmobilie
CGrundstueck
CEigentWohnung
CSchloss CGewerbeobj
CEinFamHaus
a) Zwischen welchen voneinander abgeleiteten Klassen scheint die „ist ein“-Beziehung auch für die Konzepte gerechtfertigt zu sein? b) Ändern Sie diese Hierarchie so ab, dass alle voneinander abgeleiteten Klassen Konzepte darstellen, zwischen denen eine „ist ein“-Beziehung besteht? 4. Ein C2DQuadrat soll wie in Abschnitt 8.3.8 ein Quadrat mit einer Position (ein C2DPunkt) darstellen. Damit das C2DQuadrat durch die Seitenlänge und die Position eindeutig bestimmt ist, sollen die Seiten parallel zu den Koordinatenachsen und die Position der Mittelpunkt sein. Wenn ein C2DPunkt Funktionen wie Abstand (Abstand vom Nullpunkt) oder drehe(double Winkel) (dreht den Punkt um den Winkel Winkel um den Nullpunkt) hat, dann sind diese nur bei einer Ableitung, aber nicht bei einer Komposition in einem C2DQuadrat verfügbar. Betrachten Sie die Alternative zwischen einer Komposition und einer Vererbung unter dem Gesichtspunkt, ob das sinnvoll ist. 5. Wieso gibt es keine implizite Konversion einer Basisklasse in eine abgeleitete Klasse?
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8 Objektorientierte Programmierung
8.3.10 protected und private abgeleitete Klassen ⊕
8.3.11 Mehrfachvererbung und virtuelle Basisklassen
Aufgaben 8.3.11 1. Eine Klasse CKreis soll die Funktionen Flaeche, Umfang und toStr haben, und ein C2DPunkt die Funktionen Abstand und toStr. Vergleichen Sie die folgenden Design-Alternativen für eine Klasse, die einen Kreis zusammen mit seiner Position darstellt: a) b) c) d)
Die Klasse C2DKreis soll durch Mehrfachvererbung von einem CKreis und einem C2DPunkt abgeleitet werden. Die Klasse C2DKreis soll einen CKreis und einen C2DPunkt als Element enthalten. Die Klasse C2DKreis soll von einem CKreis abgeleitet werden und einen C2DPunkt als Element enthalten. Die Klasse C2DKreis soll wie in Aufgabe 8.2.2.2 den Radius und die Position des Kreises als Element des Typs C2DPunkt enthalten.
Definieren Sie die Klassen in a) bis d) mit Konstruktoren, die wie in Aufgabe 8.2.2.2 aufgerufen werden können. Welche dieser Alternativen ist am besten geeignet, einen Kreis mit seiner Position darzustellen? 2. a) Definieren Sie die Klassenhierarchie: C
D3
C
D4
D5
E
b) In welcher Reihenfolge werden die Konstruktoren und Destruktoren der Basisklassen beim Erzeugen eines Objekts der Klasse E aufgerufen?
8.4 Virtuelle Funktionen, späte Bindung und Polymorphie 8.4.1 Der statische und der dynamische Datentyp 8.4.2 Virtuelle Funktionen 8.4.3 Die interne Realisierung von virtuellen Funktionen: vptr und vtbl
Aufgabe 8.4.3 1. Überarbeiten Sie die Klassen C1DPunkt, C2DPunkt und C3DPunkt der Lösung von Aufgabe 8.3.5.2 so, dass die in jeder Klasse definierte Funktion toStr virtuell ist. Wie in den Beispielen in diesem Abschnitt soll die Elementfunktion display nur in C1DPunkt definiert sein und toStr() ausgeben. a) Rufen Sie display mit p1, p2 und p3 auf. Verfolgen Sie im Debugger (schrittweise Ausführung mit F7), welche der Funktionen toStr dabei aufgerufen werden. C1DPunkt p1(1); C2DPunkt p2(1,2); C3DPunkt p3(1,2,3);
b) Erweitern Sie diese Klassen um die virtuellen Funktionen double C1DPunkt::length() { return fabs(x); // benötigt #include <math.h> }; double C2DPunkt::length() { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.4 Virtuelle Funktionen, späte Bindung und Polymorphie
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return sqrt(x*x + y*y); }; double C3DPunkt::length() { return sqrt(x*x + y*y + z*z); };
Welche Funktionen werden dann mit der globalen Funktion void show(C1DPunkt& p) { Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(p.length())); };
und p1, p2 und p3 von a) aufgerufen durch show(p1); show(p2); show(p3);
2. Die Klassen C1DPunkt usw. sollen wie in Aufgabe 1 definiert sein. Sie sollen alle um eine Funktion setze erweitert werden, die einen Punkt an die als Argument übergebene Position setzen, wie z.B.: void C1DPunkt::setze(C1DPunkt Ziel); void C2DPunkt::setze(C2DPunkt Ziel);
Kann man diese Funktionen virtuell definieren und so erreichen, dass immer die richtige Funktion zu einem Objekt aufgerufen wird? 3. Überarbeiten Sie die Klassenhierarchie der Lösung von Aufgabe 8.3.5.3 mit den Klassen CImmobilie, CGrundstueck usw. a) Eine einzige globale Funktion display soll beliebige Objekte der Hierarchie mit ihrer Elementfunktion toStr in ein Memo ausgeben. b) In einer Object-Datei können auch Klassen mit virtuellen Funktionen enthalten sein. Legen Sie mit Datei|Neu|Neu|Unit eine neue Unit an. Übertragen Sie die Definition der Basisklasse CImmobilie in die HeaderDatei und die Definitionen der Elementfunktionen in die Cpp-Datei dieser Unit. Beim Kompilieren des Projekts wird dann eine Object-Datei erzeugt. Entfernen Sie dann mit den entsprechenden Menüoptionen unter Projekt die Cpp-Datei aus dem Projekt und fügen Sie diesem die Object-Datei hinzu. 4. Welche Werte erhalten i und j bei den Initialisierungen: struct C { virtual int f(int i=1) };
{ return i; }
struct D:public C { virtual int f(int i=2) };
{ return i; }
C* pc=new D; int i=pc->f(); C* pd=new D; int j=pd->f();
5. Damit eine Funktion in einer abgeleiteten Klasse eine gleichnamige Funktion in einer Basisklasse überschreibt, muss die Parameterliste in beiden Funktionen identisch sein. Falls einer der Parameter einen anderen Datentyp hat, verdeckt die Funktion in der abgeleiteten Klasse die der Basisklasse. Das gilt insbesondere auch dann, wenn der Datentyp des Parameters eine abgeleitete Klasse des Parameters der Basisklasse ist. Welche Probleme könnten entstehen, wenn eine Funktion f in einer abgeleiteten Klasse D eine gleichnamige Funktion in einer Basisklasse C überschreiben würde und ein Parameter von D::f eine abgeleitete Klasse des entsprechenden Parameters von C::f ist? Sie können dazu die folgenden Klassen und die Funktion g verwenden: struct C { virtual void f(C& c) { }; };
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8 Objektorientierte Programmierung struct D : public C { int e; void f(D& d) { d.e=0; }; }; void g(C& x, C& y) { x.f(y); };
8.4.4 OO-Design: Der Einsatzbereich von virtuellen Funktionen 8.4.5 Komposition und private Mehrfachvererbung ⊕
8.4.6 Virtuelle Konstruktoren und Destruktoren 8.4.7 Virtuelle Funktionen in Konstruktoren und Destruktoren ⊕
8.4.8 Virtuelle Funktionen und Erweiterbarkeit 8.4.9 Rein virtuelle Funktionen und abstrakte Klassen 8.4.10 OO-Design: Virtuelle Funktionen und abstrakte Basisklassen
Aufgabe 8.4.10 1. In Aufgabe 8.4.4.1 wurde gezeigt, dass sowohl die Ableitung eines Quadrats von einem Rechteck als auch die eines Rechtecks von einem Quadrat problematisch sein kann. Entwerfen Sie eine Hierarchie für diese Klassen, die diese Probleme vermeidet. In dieser Hierarchie sollen die Funktionen Flaeche, Umfang und toStr zur Verfügung stehen. 2. Ein Programm soll Zeichnungen mit Geraden, Kreisen, Rechtecken usw. verwalten und zeichnen können. Für diese Figuren sollen die Klassen CGerade, CKreis und CRechteck entworfen werden. a) Alle diese Klassen sollen die Funktionen zeichne und toStr haben, die eine Figur auf einem TImage zeichnen bzw. als String darstellen. b) Eine Zeichnung mit solchen Figuren soll durch eine Klasse CZeichnung dargestellt werden, in der die verschiedenen Figuren in einem Container (z.B. einem Array oder einem vector) enthalten sind. Ihre Elementfunktion zeichne soll alle Figuren der Zeichnung zeichnen. Falls das Zeichenprogramm später einmal um weitere Figuren erweitert wird, sollen auch diese ohne eine Änderung des Quelltextes der Klasse CZeichnung gezeichnet werden können. Testen Sie diese Funktionen mit einer einfachen Zeichnung. c) Damit eine Zeichnung in einer Datei gespeichert werden kann, sollen die Klassen um eine Funktion write erweitert werden. Diese Funktion soll bei einer Figur die Figur und bei einer Zeichnung alle Figuren der Zeichnung in einen ofstream schreiben. Damit man beim Lesen der Datei erkennen kann, zu welcher Figur die Daten gehören, soll vor den Daten eines Objekts der Name der Figur stehen (z.B. im Klartext „Gerade“, „Kreis“ usw.). d) Eine mit den Funktionen von c) angelegte Datei soll mit einer Funktion LeseZeichnung der Klasse CZeichnung gelesen werden. Dabei muss immer zuerst der Name der Figur gelesen werden. Danach können die Daten zur Figur gelesen werden. Die entsprechende Figur kann mit einem Konstruktor erzeugt werden, der die Daten aus der Datei liest. Entwerfen Sie zu diesen Klassen eine Hierarchie, so dass das Programm später auch noch um weitere Figuren erweitert werden kann. 3. Für welche der Klassen in a) bis c) ist ein virtueller Destruktor notwendig? Ergänzen Sie die Klassen gegebenenfalls: a) die Klassen CKreis, CQuadrat und CRechteck aus Aufgabe 8.1.5.3. b) die Klassen CGrundstueck, CEigentumswohnung, CEinfamilienhaus und CGewerbeobjekt aus Aufgabe 8.4.3.2. c) die Klasse MeinString.
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8.4 Virtuelle Funktionen, späte Bindung und Polymorphie
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8.4.11 Protokollklassen und Programmgerüste
Aufgabe 8.4.11 1. Ergänzen Sie das Programm aus Aufgabe 8.4.10.2 um die folgenden Funktionen: a) Die Funktion loesche soll eine auf einem TImage gezeichnete Figur dadurch löschen, dass sie diese in der Hintergrundfarbe zeichnet. b) Die Funktion verschiebe_um(const C2DPunkt& delta) soll eine Figur zunächst löschen und dann an der Position neu zeichnen, die sich aus der Verschiebung um die Koordinaten delta.x und delta.y ergibt. Mit einer gleichnamigen Funktion soll auch eine Zeichnung verschoben werden können. 2. Eine Bibliothek soll Funktionen zur Datenübertragung über verschiedene Protokolle (z.B. ISDN, Analogmodems, UMTS usw.) zur Verfügung stellen. Bei jedem Protokoll soll zunächst eine Verbindung hergestellt werden. Dann sollen die Daten übertragen und anschließend die Verbindung beendet werden. Skizzieren Sie eine geeignete Programmstruktur, die sich leicht auf zukünftige Protokolle erweitern lässt. 8.4.12 Muster (Patterns)
Aufgabe 8.4.12 Gamma illustriert das Muster Abstract Factory am Beispiel einer Bibliothek, die Elemente für verschiedene grafische Benutzeroberflächen (z.B. MS-Windows, XWindow, MacWindows) zur Verfügung stellen soll. Eine Anwendung soll mit ihr Programme für verschiedene Benutzeroberflächen erzeugen können. Die abstrakte Factory wird dabei durch eine Klasse GUIFactory dargestellt: class GUIFactory { public: virtual Button* CreateButton()=0; virtual Scrollbar* CreateScrollbar()=0; ~ virtual CFileHandler() {} };
Diese enthält die Schnittstelle, die abstrakte Produkte wie Button, Scrollbar usw. konstruiert. Von dieser sind konkrete Factorys (MSWindowsFactory, XWindowFactory usw.) abgeleitet, die jedes konkrete Produkt (MSWindowsButton, MSWindowsScrollbar usw.) für jede Benutzeroberfläche erzeugen. Eine Anwendung soll dann allein über die abstrakten Produkte der abstrakten Factory definiert werden können: void CreateAppWindow(GUIFactory* guiFactory) {//verwendet nur abstrakte Factory und abstrakte Produkte Button* b=guiFactory->CreateButton(); b->OnClick(); Scrollbar* s=guiFactory->CreateScrollbar(); }
Das Argument für den Parameter guiFactory legt dann fest, für welche Benutzeroberfläche die Anwendung erzeugt wird: CreateAppWindow(new MSWindowsFactory); // bzw. CreateAppWindow(new XWindowFactory);
Simulieren Sie eine solche Architektur, indem Sie in den einzelnen Funktionen entsprechende Meldungen ausgeben. 8.4.13 UML-Diagramme für Vererbung und Komposition 8.4.14 Zeiger auf Klassenelemente ⊕
Aufgabe 8.4.14 Definieren Sie eine Klassenhierarchie mit einer Basisklasse und zwei davon abgeleiteten Klassen, ähnlich wie die Klassen CBasisklasse, CBestellung und CLagerbestand im Text. Alle Elementfunktionen der Basisklasse sollen rein virtuell sein, denselben Datentyp haben und in den abgeleiteten Klassen überschrieben werden. Bei ihrem Aufruf sollen Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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8 Objektorientierte Programmierung
sie eine Meldung ausgeben, aus der hervorgeht, welche Funktion aufgerufen wurde und zu welcher Klasse sie gehört. In einer Funktion wie dispatch soll eine dieser Funktionen über ein Array von Zeigern auf Elementfunktionen aufgerufen werden. Rufen Sie dispatch für alle Kombinationen von Klassen und Elementfunktionen auf. Überprüfen Sie, ob so auch tatsächlich die erwarteten Funktionen aufgerufen werden.
8.5 Laufzeit-Typinformationen 8.5.1 Typinformationen mit dem Operator typeid ⊕
8.5.2 Typkonversionen mit dynamic_cast ⊕
8.5.3 Anwendungen von Laufzeit-Typinformationen ⊕
8.5.4 static_cast mit Klassen ⊕
8.5.5 Laufzeit-Typinformationen für die Klassen der VCL ⊕
Aufgaben 8.5 1. Die folgenden Teilaufgaben verwenden die Klassen: class C { virtual void f(){}; // damit C1 polymorph ist } c; class D1:public C { } d1; class D2:public C { } d2;
a) Geben Sie den Wert der booleschen Variablen b1, ..., b9 an: c=d1; bool b1= typeid(c)==typeid(d1); c=d2; bool b2= typeid(c)==typeid(d2); D1* pd1=&d1; D2* pd2=&d2; C* pc=pd1; bool b3= typeid(*pc)==typeid(d1); bool b4= typeid(pc)==typeid(pd1); pc=&c; bool b5= typeid(*pc)==typeid(d1); C& rc=c; bool b6= typeid(rc)==typeid(d1); bool b7= typeid(c)==typeid(d1); rc=d1; bool b8= typeid(rc)==typeid(d1); C& rc1=d1; bool b9= typeid(rc1)==typeid(d1);
b) Welche Ergebnisse würde man in Aufgabe a) erhalten, wenn die Funktion f in der Klasse C nicht virtuell wäre? c) Zusätzlich zu den Klassen von oben sollen die Klassen E1 und E2 sowie die Zeiger pd1 usw. definiert sein: class E1:public D2 { } e1; class E2:public D2 { } e2; D1* pd1=&d1; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
8.5 Laufzeit-Typinformationen
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D2* pd2=&d2; E1* pe1=&e1; E2* pe2=&e2; C* pc=&c;
Geben Sie an, ob die Zeiger p1, ..., p4 nach den folgenden Anweisungen den Wert 0 (Null) oder einen anderen Wert haben: D2* p1= pc=pd1; D2* p2= pc=pe1; D2* p3= pc=pe2; D2* p4=
dynamic_cast(pc); dynamic_cast(pc); dynamic_cast(pc); dynamic_cast(pc);
d) Welche der folgenden dynamic_cast-Ausdrücke lösen eine Exception aus? C& C& C& C& C& D2 D2 D2 D2 D2
rc=c; rd1=d1; rd2=d2; re1=e1; re2=e2; x1= dynamic_cast(c); x2= dynamic_cast(rd1); x3= dynamic_cast(rd2); x4= dynamic_cast(re1); x5= dynamic_cast(re2);
rd1=e1; D2 x6= dynamic_cast(rd1);
2. Was wird beim Aufruf der Funktion test ausgegeben: class C { public: virtual void f() { Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(*this).name()); }; C() { f(); } ~C() { f(); } }; class D:public C { public: D() { f(); } ~D() { f(); } }; void test() { D d; }
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9 Die Bibliothek der visuellen Komponenten (VCL)
9.1 Besonderheiten der VCL 9.2 Visuelle Programmierung und Properties (Eigenschaften) 9.2.1 Lesen und Schreiben von Eigenschaften
Aufgabe 9.2 Definieren Sie eine einfache Klasse mit einer Eigenschaft mit Lese- und Schreibmethoden. Verfolgen Sie im Debugger schrittweise, zu welchen Aufrufen Zuweisungen von und an diese Eigenschaft führen. 9.2.2 Array-Properties 9.2.3 Indexangaben 9.2.4 Speicherangaben 9.2.5 Überschriebene Eigenschaften
9.3 Die Klassenhierarchie der VCL Aufgabe 9.3 Verändert man die Größe eines Formulars während der Laufzeit eines Programms, behalten die Komponenten dieses Fensters ihre ursprüngliche Position und Größe. Dann kann ein Button, der beim Entwurf des Programms in der Mitte des Formulars zentriert war, völlig außerhalb der Mitte liegen. Schreiben Sie eine Unit ResizeUnit mit einer Klasse TResize und einer Methode Resize. Beim ersten Aufruf von Resize sollen die Positionen Top, Left, Width und Height aller Komponenten des Formulars in einem Array gespeichert werden. Bei jedem Aufruf von Resize sollen dann die Positionsangaben aufgrund der aktuellen Größe des Fensters neu berechnet und gesetzt werden (z.B. mit SetBounds). Ruft man Resize beim Ereignis OnResize auf, werden die Positionen aller Komponenten bei jeder Änderung der Größe des Formulars angepasst.
9.4 Selbst definierte Komponenten und ihre Ereignisse Aufgabe 9.4 1. Die Reaktion auf ein Ereignis kann während der Laufzeit eines Programms dadurch verändert werden, dass man dem Methodenzeiger für dieses Ereignis eine andere Methode zuweist. Realisieren Sie dies mit einem Formular, das einen Button und drei RadioButtons enthält. Durch das Anklicken eines der RadioButtons soll eine von drei Ereignisbehandlungsroutinen für das Ereignis OnClick des Buttons ausgewählt werden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
9.5 MDI-Programme
101
2. Definieren Sie eine Klasse MyForm, deren Konstruktor ein Formular wie das Folgende ohne die Hilfsmittel der visuellen Programmierung erzeugt:
Als Reaktion auf ein Anklicken des Buttons mit der Aufschrift – Eingabe löschen soll jedes Edit-Fenster mit Clear gelöscht werden. – Daten speichern soll von jedem Edit-Fenster das Textfeld gelesen werden, ohne die Daten weiter zu verwenden. – Programm beenden soll das Formular durch einen Aufruf von Close geschlossen werden.
9.5 MDI-Programme Aufgabe 9.5 1. Entwerfen Sie analog zum Beispiel mit den MDI-Memos ein Programm, das in einem MDI-Fenster ein Bild auf einem TImage (aus der Seite „Zusätzlich“ der Komponentenpalette) anzeigt. Sie können zur Auswahl des Bildes einen OpenPictureDialog verwenden und es mit Picture->LoadFromFile laden. Die Menüleiste soll lediglich die Option „Datei“ mit dem Unterpunkt „Öffnen“ und die Option „Fenster“ mit dem Unterpunkt „cascade“ anbieten. 2. Der C++Builder erzeugt nach der Auswahl von MDI-Anwendung in der Objektgalerie (unter Datei|Neu|Projekte) den Rahmen für eine MDI-Anwendung mit einem Memo auf dem Child-Formular. Ändern Sie eine solche Anwendung so ab, dass anstelle eines Memos eine RichEdit-Komponente (Seite Win32 der Komponentenpalette).
9.6 Klassenreferenztypen und virtuelle Konstruktoren Aufgabe 9.6 Zeigen Sie wie in ShowBaseNames für eine Klasse (z.B. TButton) und alle ihre Basisklassen den jeweils von einem Objekt der Klasse belegten Speicherplatz an. Sie können dazu die Funktion InstanceSize von TMetaClass verwenden.
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102
9 Die Bibliothek der visuellen Komponenten (VCL)
9.7 Botschaften (Messages) 9.7.1 Die Message Queue und die Window-Prozedur 9.7.2 Botschaften für eine Anwendung 9.7.3 Die Behandlung von Botschaften in der VCL 9.7.4 Selbst definierte Message-Handler für Windows-Steuerelemente 9.7.5 Botschaften versenden
Aufgaben 9.7 1. Wie schon erwähnt wurde, stellt Windows einen großen Teil seiner Funktionen über Botschaften zur Verfügung. Dazu gehören für Eingabefenster (TEdit und TMemo) die Botschaften WM_COPY // kopiert den markierten Bereich in die Zwischenablage // löscht den markierten Bereich WM_CUT WM_PASTE // kopiert die Zwischenablage in das Eingabefenster Schreiben Sie Funktionen, die diese Operationen mit SendMessage realisieren. Die letzten beiden Argumente für SendMessage sind dabei 0. 2. In einem Formular mit verschiedenen Edit-Fenstern soll nach dem Drücken der Enter-Taste automatisch das nächste Edit-Fenster den Fokus erhalten, ohne dass extra die Tab-Taste gedrückt wird. Die Weitergabe des Fokus kann man dadurch erreichen, dass man dem Formular die Botschaft WM_NEXTDLGCTL sendet, wobei die Parameter wParam und lParam den Wert 0 bekommen. Diese Botschaft kann man von jedem Edit-Fenster an das Formular senden, wenn das Ereignis OnKeyPress eintritt und die Enter-Taste (CharCode = 13) gedrückt wird. Noch einfacher ist es, wenn man für das Formular die Eigenschaft KeyPreview auf true setzt und diese Botschaft beim Ereignis OnKeyPress versendet, wenn die Enter-Taste gedrückt wird. 3. Schreiben Sie eine von TEdit abgeleitete Komponente TTabEdit. Über eine boolesche Eigenschaft EnterNextDlgCtl soll entschieden werden können, ob das Drücken der Enter-Taste den Fokus auf das nächste Dialogfeld setzt oder nicht. Sie können sich dazu an der letzten Aufgabe orientieren. 4. Schreiben Sie eine von TEdit abgeleitete Komponente TFocusColorEdit. Diese soll automatisch eine auswählbare Hintergrundfarbe erhalten, sobald sie den Fokus erhält. Verliert sie den Fokus, soll sie wieder die in Color festgelegte Hintergrundfarbe erhalten und ansonsten mit TEdit identisch sein. Sie können dazu die Botschaften WM_SetFocus und WM_Killfocus abfangen. Diese werden einem Dialogelement immer dann zugesandt, wenn es den Fokus erhält oder verliert. 5. Schreiben Sie eine von TMemo abgeleitete Komponente TResizableMemo. Wenn die linke Maustaste über dieser Komponente gedrückt wird, soll der rechte Rand bei jeder Mausbewegung an die aktuelle x-Koordinate der Mausposition angepasst werden. 6. Schreiben Sie eine von TCustomLabel abgeleitete Komponente TColBorderLabel, die ein Label mit einem farbigen Rand darstellt. TCustomLabel hat einen Canvas, in den man die Randlinien zeichnen kann. Die Farbe der Randlinien soll durch eine Eigenschaft BorderColor und deren Dicke durch die Eigenschaft BorderWidth dargestellt werden. Die boolesche Eigenschaft ShowBorder soll entscheiden, ob der farbige Rand dargestellt wird oder nicht. Falls der Eigenschaft BlinkIntervall (Datentyp int) ein Wert größer Null zugewiesen wird, soll der Rand blinken. Dazu kann ein Timer verwendet werden, der mit dem in BlinkIntervall angegebenen Zeitintervall tickt: Bei jedem Tick wird der Rand neu gezeichnet. 7. Viele Zeichenprogramme verwenden zum Zeichnen von Figuren (Linien, Rechtecken, Kreisen usw.) so genannte „Gummibandfiguren“. Dabei merkt sich das Programm beim Drücken der linken Maustaste die Anfangsposition der zu zeichnenden Figur. Bei jeder Mausbewegung wird dann die zuvor gezeichnete Figur wieder gelöscht und bis zur
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9.8 Die Erweiterung der Komponentenpalette
103
aktuellen Mausposition neu gezeichnet. Durch dieses Neuzeichnen bei jeder Mausbewegung entsteht der Eindruck, dass die Figur mit einem Gummiband gezogen wird. Das Löschen und Neuzeichnen der Figur ist besonders einfach, wenn für Canvas.Pen.Mode der Wert pmNot gewählt wird (siehe dazu außerdem die Beschreibung von SetROP2 in der Online-Hilfe zum Windows SDK). Dieser Modus bewirkt, dass anschließende Zeichenoperationen mit der inversen Bildschirmfarbe durchgeführt werden. Damit bewirken zwei aufeinander folgende Zeichenoperationen, dass der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt wird, ohne dass man sich um die Hintergrundfarbe kümmern muss (was bei einem mehrfarbigen Hintergrund recht mühsam sein kann). Entwerfen Sie eine Komponente TRubberShape als Nachfolger von TImage, auf der man so Linien, Kreise und Rechtecke zeichnen kann. Diese Komponente ist bereits ein kleines Grafikprogramm, mit dem man einfache Zeichnungen erstellen kann:
9.8 Die Erweiterung der Komponentenpalette Aufgabe 9.8 Erweitern Sie die Komponentenpalette um die in den Aufgaben des letzten Abschnitts entwickelten Komponenten TTabEdit TColBorderLabel
TFocusColorEdit TRubberShape
TResizableMemo
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10 Templates und die STL
10.1 Generische Funktionen: Funktions-Templates 10.1.1 Die Deklaration von Funktions-Templates mit Typ-Parametern 10.1.2 Spezialisierungen von Funktions-Templates 10.1.3 Funktions-Templates mit Nicht-Typ-Parametern ⊕
10.1.4 Explizit instanziierte Funktions-Templates ⊕
10.1.5 Explizit spezialisierte und überladene Templates 10.1.6 Rekursive Funktions-Templates
Aufgabe 10.1 1. Überarbeiten Sie die Funktion Auswahlsort void AuswahlSort(int A[],int n) { for (int i=0;i
zu einem Funktions-Template, mit dem man Arrays beliebiger Elementtypen sortieren kann, wenn für die Elemente der Operator < und die Funktions-Templates kleiner wie oben definiert sind. Die Funktion kleiner ist hier deswegen notwendig, weil der Operator < für die fundamentalen Datentypen nicht überladen werden kann. Da in der Version 5 des C++Builders allerdings überladene Funktions-Templates nicht richtig ausgewählt werden, kann diese Lösung hier nicht getestet werden. 2. Definieren Sie mit Hilfe der Stringstream-Klassen (siehe Abschnitt 4.6.7) zwei Funktions-Templates ToStr und StrTo, die den Wert eines Arguments in einen String umwandeln bzw. einen Wert aus einem String lesen. Der Funktion StrTo soll der Datentyp, in den die Umwandlung erfolgen soll, als explizit spezifiziertes TemplateArgument übergeben werden. Überzeugen Sie sich am Beispiel einer selbstdefinierten Klasse mit überladenen Ein- und Ausgabe-Operatoren (z.B. der Klasse CBruch aus Aufgabe 6.9.3) davon, dass diese Funktionen auch mit Objekten dieser Klassen aufgerufen werden können. 3. Definieren Sie globale Operatorfunktionen als Funktions-Templates, die a) den Operator „!=“ auf den Operator „==“ zurückführen und b) die Operatoren „<=“, „>“ und „>=“ auf den Operator „<“zurückführen. Überzeugen Sie sich am Beispiel einer selbstdefinierten Klasse mit den Operatoren „==“ und „<“ (z.B. der Klasse CBruch aus Aufgabe 6.9.2) davon, dass die anderen Operatoren über die Templates verfügbar sind. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
10.2 Generische Klassen: Klassen-Templates
105
4. In Aufgabe 6.8.1 haben die verschiedenen überladenen Funktionen Abs alle dieselben Anweisungen. Da sie sich nur im Datentyp unterscheiden, liegt es nahe, sie als Funktions-Template zu definieren. a) Definieren Sie die Funktion Abs als Funktions-Template. b) Wie viele Spezialisierungen von Abs werden mit den folgenden Aufrufen erzeugt: long L=1; unsigned int u=1; int i1=Abs('c'); int i3=Abs(L); int i5=Abs(u+L); int i7=Abs(1.5L);
int i2=Abs(1); int i4=Abs(u); int i6=Abs(1.5);
Überprüfen Sie Ihre Überlegungen, indem Sie in Abs den Datentyp des Parameters anzeigen. Sie können dazu nach #include die Funktion typeid(T).name() verwenden. c) Neben dem Funktions-Template Abs soll auch noch die Funktion Abs definiert sein: int Abs(int x) { if (x<0) return -x; else return x; } template<> double Abs<double>(double x) { if (x<0) return -x; else return x; }
Welche dieser Funktionen bzw. welche Spezialisierungen der Funktions-Templates werden dann durch die Aufrufe von Abs in b) aufgerufen?
10.2 Generische Klassen: Klassen-Templates 10.2.1 Die Deklaration von Klassen-Templates mit Typ-Parametern 10.2.2 Spezialisierungen von Klassen-Templates 10.2.3 Templates mit Nicht-Typ-Parametern ⊕
10.2.4 Explizit instanziierte Klassen-Templates ⊕
10.2.5 Partielle und vollständige Spezialisierungen ⊕
10.2.6 Elemente und friend-Funktionen von Klassen-Templates ⊕
10.2.7 Ableitungen von Templates ⊕
10.2.8 Exportierte Templates 10.2.9 UML-Diagramme für parametrisierte Klassen ⊕
Aufgabe 10.2 1. Diese Aufgabe ist lediglich als Übung zu Templates gedacht. Die Lösung ist der Container-Klasse list aus der Standardbibliothek in vielerlei Hinsicht unterlegen. Überarbeiten Sie die Klasse MeineListe zu einem Template, so dass Werte beliebiger Datentypen in einer solchen Liste gespeichert werden können: class MeineListe { typedef int T; // T: der Datentyp der "Nutzdaten" struct list_node {// Knoten der verketteten Liste Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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10 Templates und die STL T data; list_node* next; }; list_node *first,*last; public: MeineListe():first(0),last(0) {}; ~MeineListe() { // Destruktor gibt alles wieder frei while (first!=0) { list_node* tmp = first; first = first->next; delete tmp; } }; void insert(T data) // Erzeugt einen neuen Knoten { // der Liste und fügt diesen nach last ein. // last zeigt anschließend auf das letzte und // first auf das erste Element der Liste. list_node* tmp=new list_node; tmp->data = data; tmp->next = 0; if (last == 0) first = tmp; else last->next = tmp; last = tmp; } void show() { for (list_node* tmp=first; tmp!=0; tmp=tmp->next) Form1->Memo1->Lines->Add(tmp->data); } };
2. Definieren Sie ein Klassen-Template für ein Array, das im Wesentlichen wie ein gewöhnliches Array verwendet werden kann. Beim Zugriff auf ein Element mit dem Indexoperator [] soll eine Exception ausgelöst werden, wenn der Index nicht im Bereich der definierten Elemente liegt. Die Anzahl der Elemente eines solchen Arrays soll als Template-Parameter des Datentyps int übergeben werden. 3. Bei einem Klassen-Template müssen die Datentypen der Template-Argumente immer explizit angegeben werden. Deshalb ist es mit etwas viel Schreibaufwand verbunden, mit dem Klassen-Template pair der Standardbibliothek ein Objekt zu definieren, das man z.B. in einem assoziativen Container ac ablegen will: map<string,string> ac; ac.insert(pair<string,string>("Daniel","13.11.79"));
Bei einem Funktions-Template werden die Datentypen der Template-Argumente dagegen aus den Datentypen der Funktionsargumente abgeleitet. Schreiben Sie ein Funktions-Template make_pair, das ein pair aus den Funktionsargumenten erzeugt und das so verwendet werden kann: ac.insert(make_pair("Daniel","13.11.79"));
4. Der Aufruf der Funktionen read und write der Stream-Klassen fstream usw. ist mit etwas viel Schreibaufwand verbunden, da man die Daten nach char* konvertieren und außerdem die Anzahl der zu schreibenden Bytes angeben muss: f.write((char*)&x,sizeof(x)); f.read((char*)&x,sizeof(x));
Definieren Sie ein Klassen-Template binary_fstream, das wie in test_binary_fstream verwendet werden kann. Die Elementfunktionen read und write sollen immer eine Variable des Datentyps des Template-Parameters lesen oder schreiben. Außer diesen Funktionen sollen auch alle Funktionen aus einem fstream in einem binary_fstream verfügbar sein. Der Konstruktor soll eine Datei immer als Binärdatei zum Lesen und Schreiben öffnen. void test_binary_fstream() { binary_fstream f("c:\\test\\bin"); for (int i=0; i<10; i++) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
10.3 Funktionsobjekte in der STL
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f.write(i); }
5. Das in Abschnitt 5.10.10 beschriebene Klassen-Template auto_ptr der Standardbibliothek enthält einen Zeiger auf ein Objekt. Der Destruktor einer aus diesem Klassen-Template erzeugten Klasse ruft für diesen Zeiger delete auf. Dadurch wird beim Verlassen eines Blocks, in dem ein Objekt einer solchen Klasse definiert wurde, immer der Destruktor für das Objekt aufgerufen, auf das dieser Zeiger zeigt. Deshalb wird in der Funktion g auch dann der mit new int angelegte Speicherplatz wieder freigegeben, wenn beim Aufruf von f eine Exception auftritt: void g() { // T ist ein Datentyp auto_ptr p(new T); // Mit T* p=new T Speicherleck, f(); // falls Exception beim Aufruf f() }
Wäre p hier kein auto_ptr, sondern ein gewöhnlicher Zeiger, hätte das ein Speicherleck zur Folge, wenn beim Aufruf von f eine Exception auftritt. a) Definieren Sie ein Klassen-Template MeinAutoPtr, das wie in der Funktion g verwendet werden kann. Dieses Template soll einen Zeiger enthalten, der auf das Element zeigt, mit dem es initialisiert wird. Die Funktion get soll diesen Zeiger als Funktionswert liefern. Im Destruktor soll der Speicherbereich wieder freigegeben werden, auf den der Zeiger zeigt. b) Bei der Zuweisung eines Objekts y an ein Objekt x der Klasse auto_ptr sowie bei der Initialisierung von x mit y erhält x den in y enthaltenen Zeiger und der Zeiger in y den Wert Null. Definieren Sie für MeinAutoPtr einen Zuweisungsoperator und einen Copy-Konstruktor, der diese Anforderungen erfüllt. Das Klassen-Template MeinAutoPtr ist natürlich nur eine stark vereinfachte Version von auto_ptr und soll auto_ptr nicht ersetzen.
10.3 Funktionsobjekte in der STL 10.3.1 Der Aufrufoperator () 10.3.2 Prädikate und arithmetische Funktionsobjekte 10.3.3 Binder, Funktionsadapter und Negatoren
Aufgabe 10.3 1. Schreiben Sie ein Funktions-Template is_sorted, das den Funktionswert true zurückgibt, wenn die Elemente im Bereich [first,last) aufsteigend sortiert sind. Verwenden Sie dazu den STL-Algorithmus adjacent_find. 2. Die Windows-API-Funktion int lstrcmp(LPCTSTR lpString1, // address of first null-terminated string LPCTSTR lpString2); // address of second null-terminated string vergleicht die beiden als Argument übergebenen nullterminierten Strings gemäß dem Zeichensatz, der sich aus den Ländereinstellungen in der Systemsteuerung von Windows ergibt. Bei der Ländereinstellung Deutsch werden so auch Umlaute berücksichtigt. Der Funktionswert von lstrcmp ist kleiner als Null, falls das erste Argument vor dem zweiten kommt, gleich Null, falls beide gleich sind, und andernfalls größer als Null. a) Definieren Sie mit lstrcmp eine Funktion, die bei sort für Compare eingesetzt werden kann, um zwei Strings des Datentyps string zu vergleichen. b) Verwenden Sie die Funktion von a) zum Sortieren eines vector v1 mit Elementen des Datentyps string. Damit der Unterschied zu c) deutlich wird, sollen diese Strings auch Umlaute enthalten. c) Sortieren Sie einen Vektor v2 mit denselben Elementen wie v1 mit der Funktion sort, wobei für Compare kein Argument übergeben wird. d) Erzeugen Sie aus den Elementen von v1 und v2 mit transform die Elemente eines dritten Vektors v3, die mit dem Funktionsobjekt plus<string> aus den Strings der Vektoren v1 und v2 zusammengesetzt werden. Geben Sie die Elemente von v3 mit for_each und einer geeigneten Funktion print (wie auf Seite 981) aus. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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10 Templates und die STL
3. Definieren Sie eine Klassenhierarchie, in der eine virtuelle Funktion f einer Basisklasse C in einer abgeleiteten Klasse D und in einer von D abgeleiteten Klasse E überschrieben wird. Die Funktion f soll keine Parameter haben. a) Ein Container v soll Zeiger auf Objekte dieser Klassenhierarchie enthalten. Überzeugen Sie sich davon, dass mit for_each(v.begin(),v.end(),mem_fun(&C::f));
die virtuelle Funktion f für jedes Element aus dem Container aufgerufen wird. Geben Sie dazu in jeder Funktion den Namen der Klasse aus, zu der sie gehört. b) Erweitern Sie diese Klassenhierarchie um eine virtuelle Funktion g mit einem Parameter des Datentyps int und rufen Sie g mit for_each auf. c) Ein Container soll Objekte dieser Klassenhierarchie enthalten. Rufen Sie die virtuelle Funktion f mit for_each und mem_fun_ref für jedes Element des Containers auf. 4. Ein Container soll Datensätze des Typs CName enthalten: struct CName { string Vorname; string Nachname; CName(string v, string n):Vorname(v),Nachname(n) {} };
Geben Sie mit dem Algorithmus find_if alle Elemente des Containers aus, die einen bestimmten Nachnamen haben. a) Verwenden Sie für das Prädikat pred in find_if eine Funktion, die von einem ersten Parameter des Typs CName den Nachnamen mit einem zweiten Parameter des Datentyps string vergleicht und den Wert true zurückgibt, wenn beide gleich sind. Diese Funktion kann mit bind2nd und ptr_fun in find_if verwendet werden. b) Verwenden Sie für das Prädikat pred in find_if ein von der Klasse unary_function abgeleitetes Funktionsobjekt.
10.4 Iteratoren und die STL-Algorithmen 10.4.1 Die verschiedenen Arten von Iteratoren 10.4.2 Umkehriteratoren 10.4.3 Einfügefunktionen und Einfügeiteratoren 10.4.4 Stream-Iteratoren 10.4.5 Container-Konstruktoren mit Iteratoren 10.4.6 STL-Algorithmen für alle Elemente eines Containers
Aufgabe 10.4 1. Verwenden Sie zur Definition der folgenden Funktions-Templates die STL-Algorithmen sort und copy sowie geeignete Iteratoren. Alle Datensätze, die in eine Datei geschrieben werden, sollen in eine eigene Zeile geschrieben werden. a) Das Funktions-Template WriteToFile soll die Elemente aus dem Bereich [first, last) in eine Datei schreiben, deren Name als Parameter übergeben wird. int a[3]={1,2,3}; WriteToFile(a,a+3,"c:\\test\\s.txt");
b) Das Funktions-Template CopyFile soll eine Datei in eine zweite kopieren. Die Namen der Dateien sollen als Parameter übergeben werden. CopyFile("c:\\test\\s.txt","c:\\test\\sc.txt");
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10.5 Die Algorithmen der STL
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c) Das Funktions-Template SortFile soll eine Datei sortieren. Dazu sollen die Elemente in einen vector eingelesen und dieser dann sortiert werden. Der sortierte vector soll dann in die Zieldatei geschrieben werden. SortFile("c:\\test\\s.txt","c:\\test\\ss.txt");
d) Das Funktions-Template FileIsSorted soll den booleschen Wert true zurückgeben, wenn die Datei sortiert ist, deren Name als Parameter übergeben wird, und andernfalls false. Verwenden Sie dazu die Funktion is_sorted aus Aufgabe 3.2. bool b1=FileIsSorted("c:\\test\\s.txt");
e) Das Funktions-Template ShowFile soll die Elemente einer Datei, deren Namen als Parameter übergeben wird, am Bildschirm ausgeben. f) Testen Sie die Funktions-Templates von a) bis d) mit einer sortierten, einer unsortierten, einer leeren und einer Datei mit einem Element des Datentyps int. Geben Sie die dabei erzeugten Dateien mit ShowFile aus. g) Testen Sie WriteToFile mit einem selbstdefinierten Datentyp, für den der Ein- und Ausgabeoperator definiert ist (wie z.B. CBruch von 6.9.3) 2. Konstruieren Sie einen vector und einen vector mit den Werten aus einer Datei, die in Aufgabe 1 angelegt wurde.
10.5 Die Algorithmen der STL 10.5.1 Lineares Suchen 10.5.2 Zählen 10.5.3 Der Vergleich von Bereichen 10.5.4 Suche nach Teilfolgen 10.5.5 Minimum und Maximum
Aufgabe 10.5.5 Bei den Aufgaben 1. bis 3. können Sie sich an den Ausführungen in Abschnitt 10.4.6 orientieren. Die Lösungen sollen Algorithmen der STL verwenden. 1. Schreiben Sie die folgenden Funktions-Templates: a) Equal soll genau dann den Wert true zurückgeben, wenn zwei als Parameter übergebene Container der STL dieselben Elemente enthalten. Diese Container sollen verschieden sein können, z.B. ein vector und ein set. b) Count soll die Anzahl der Elemente als Funktionswert zurückgeben, die in einem als ersten Parameter übergebenen Container der STL enthalten sind und einen als zweiten Parameter übergebenen Wert haben. c) CountFileElements soll die Anzahl der Elemente als Funktionswert zurückgeben, die in einer Datei, deren Name als Parameter übergeben wird, einen ebenfalls als Parameter übergebenen Wert hat. 2. Schreiben Sie jeweils ein Funktions-Template MinValue, das den minimalen Wert a) aus einer Datei zurückgibt, deren Name als Parameter übergeben wurde. c) eines Containers zurückgibt, der als Parameter übergeben wurde. b) eines Arrays zurückgibt, das als Parameter übergeben wird. Dieser Funktion soll außerdem die Anzahl der Elemente des Arrays übergeben werden. 3. Schreiben Sie in a) bis c) jeweils ein Funktions-Template for_each_if, das für alle Werte aus einem Container, für die ein als Argument übergebenes Prädikat den Wert true hat, eine ebenfalls als Parameter übergebene Operation f aufruft. Die Operation soll eine Funktion oder ein Funktionsobjekt sein können. a) for_each_if soll mit einem Container der STL aufgerufen werden können. b) for_each_if soll mit einer Datei aufgerufen werden können, deren Name als Parameter übergeben wird. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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10 Templates und die STL
c) for_each_if soll mit einem Array aufgerufen werden können, das ebenso wie die Anzahl seiner Elemente als Parameter übergeben wird. 4. Bei einem Gruppenwechsel (siehe Abschnitt 4.6.9) betrachtet man alle aufeinanderfolgenden Elemente aus einer Sequenz als Gruppe, für die ein vorgegebenes binäres Prädikat den Wert true hat. Am Anfang und am Ende einer jeden solchen Gruppe führt man dann bestimmte Anweisungen aus. Schreiben Sie ein Funktions-Template, dem ein Datentyp, ein Container und ein binäres Prädikat als TemplateParameter übergeben wird. In diesem Template soll mit adjacent_find und dem Prädikat der Anfang und das Ende einer Gruppe im Container bestimmt werden. Am Anfang und Ende einer jeden Gruppe sollen dann eine globale Funktion aufgerufen werden. Für jedes Element in einer Gruppe soll eine weitere globale Funktion aufgerufen werden, die das Element ausgibt. Testen Sie dieses Funktions-Template mit einem sequentiellen Container mit int-Werten. Dabei sollen alle aufeinander folgenden Werte, die bei einer Division durch 10 gleich sind, als Gruppe betrachtet werden. Geben Sie am Anfang und Ende einer Gruppe eine Meldung aus, die anzeigt, dass eine Gruppe erkannt wurde. Innerhalb einer Gruppe sollen die Werte im Container ausgegeben werden. 5. Definieren Sie die folgenden Funktions-Templates der STL selbst. Sie können sich dazu an den Algorithmen orientieren, deren Quelltext in diesem Abschnitt gezeigt wurde. Testen Sie diese mit verschiedenen Containerklassen, z.B. vector, list, set, string sowie mit einem Array. template iterator_traits::difference_type count(InputIterator first, InputIterator last, const T& value); template iterator_traits::difference_type count_if(InputIterator first, InputIterator last, Predicate pred); template ForwardIterator min_element(ForwardIterator first, ForwardIterator last); template ForwardIterator adjacent_find(ForwardIterator first, ForwardIterator last);
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10.5 Die Algorithmen der STL
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10.5.6 Elemente vertauschen 10.5.7 Kopieren von Bereichen 10.5.8 Elemente transformieren und ersetzen 10.5.9 Elementen in einem Bereich Werte zuweisen 10.5.10 Elemente entfernen 10.5.11 Die Reihenfolge von Elementen vertauschen 10.5.12 Permutationen 10.5.13 Partitionen 10.5.14 Bereiche sortieren 10.5.15 Binäres Suchen in sortierten Bereichen 10.5.16 Mischen von sortierten Bereichen 10.5.17 Mengenoperationen auf sortierten Bereichen 10.5.18 Heap-Operationen 10.5.19 Verallgemeinerte numerische Operationen
Aufgabe 10.5.19 Verwenden Sie bei den Lösungen dieser Aufgaben Algorithmen der STL. 1. In einer Folge mit einer ungeraden Anzahl von Werten ist der Median der Wert, der nach einer Sortierung der Folge in der Mitte steht. Bei einer geraden Anzahl von Werten ist der Median der Mittelwert der beiden mittleren Werte. Schreiben Sie ein Funktions-Template Median, das den Median der Werte aus einem Container der STL zurückgibt. 2. Schreiben Sie in a) bis c) jeweils ein Funktions-Template MaxElements, das die n größten Werte einer Quelle in einen Zielbereich kopiert. Der Zielbereich soll ein beliebiger sequentieller Container der STL sein, der ebenso wie n und die Quelle als Parameter übergeben wird. In den verschiedenen Versionen soll die Quelle sein: a) ein Container der STL, b) eine Datei, deren Name als Parameter übergeben wird, c) ein Array. 3. Schreiben Sie ein Funktions-Template Remove, das die Elemente mit einem bestimmten Wert aus einem Container der STL entfernt. Sowohl der Container als auch der Wert sollen als Parameter übergeben werden. 4. Schreiben Sie ein Funktions-Template, das zwei verschiedene sortierte Dateien zu einer einzigen sortierten Datei zusammenmischt, deren Namen als Parameter übergeben werden. 5. Eine mit 4 Parametern des Datentyps int definierte Funktion f soll zum Testen mit allen Permutationen der Werte 1, 2, 3 und 4 aufgerufen werden. Schreiben Sie eine Funktion, die diese Aufrufe als Datei erzeugt.
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11 Verschiedenes
11.1 3D-Grafik mit OpenGL 11.1.1 Initialisierungen 11.1.2 Grafische Grundelemente: Primitive 11.1.3 Modelltransformationen 11.1.4 Vordefinierte Körper 11.1.5 Lokale Transformationen 11.1.6 Beleuchtungseffekte 11.1.7 Texturen
Aufgaben 11.1 Schreiben Sie ein Programm, das in einer Menüleiste die Optionen Scene, Lights und Texture anbietet. 1. Unter Scene sollen die folgenden Optionen angeboten werden: a) Nach der Auswahl „coordinate system“ soll ein Koordinatenkreuz gezeichnet werden. Verwenden Sie dazu eine Funktion Arrow, die einen Pfeil der Länge 1 vom Ursprung auf der x-Achse zeichnet. Erzeugen Sie aus drei solchen Pfeilen dasselbe Koordinatenkreuz wie mit der Funktion CoordinateSystem von Seite 1034. b) Ein Modell eines Wassermoleküls soll aus einer Kugel für das Sauerstoffatom und zwei Kugeln für die beiden Wasserstoffatome bestehen. Die Wasserstoffatome sollen mit den Sauerstoffatomen durch dünne Stäbchen (Zylinder) verbunden werden, die einen Winkel von 120 Grad einschließen. c) In einer Funktion RotatingCubeAndCylinder sollen ein Würfel und ein Kegel gezeichnet werden. Bei wiederholten Aufrufen dieser Funktion sollen sich diese Figuren unabhängig voneinander drehen. d) Die Stadt wie im Beispiel auf Seite 1035 soll nicht durch eine absolute Positionierung der Quader erzeugt werden, sondern durch einen Quader im Ursprung, der mit glTranslate an die richtige Position gesetzt wird. e) In einer Funktion Robot soll ein einfacher Roboter gezeichnet werden, der z.B. aus einer Kugel für den Kopf und Zylindern für den Körper und die Arme besteht. Bei wiederholten Aufrufen soll sich der Winkel der Arme zum Körper leicht ändern, so dass der Eindruck einer kontinuierlichen Bewegung entsteht. f) Ergänzen Sie das Solarsystem von Seite 1040 so, dass sich die Erde um eine Achse durch den Nord- und Südpol dreht. Außerdem soll sich ein zweiter Mond um die Erde drehen. g) Eine Funktion AnimatedPaperplanes soll einige Papierflieger (siehe Seite 1036) zeichnen. Ihre Position soll sich zwischen zwei aufeinander folgenden Aufrufen leicht verändern, so dass der Eindruck entsteht, dass sie (z.B. auf einer spiralförmigen Bahn) durch den Raum segeln. 2. Die jeweils dargestellte Szene soll mit den Pfeiltasten gedreht und verschoben werden können. Verwenden Sie dazu in der Funktion FormKeyDown geeignete Transformationen. 3. Unter der Menüoption Lights soll eine Lichtquelle aktiviert und deaktiviert werden können. Falls die Lichtquelle aktiviert ist, sollen in einem weiteren Formular die Position und Intensität der RGB-Werte des ambienten und spekulären Lichts sowie die ambienten, spekulären und diffusen Reflektionswerte der Oberflächen gesetzt werden können (z.B. mit einem ScrollBar). Dabei sollen die diffusen und spekulären Lichtwerte jeweils gleich sein, ebenso die ambienten und diffusen Materialwerte.
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11 Verschiedenes
4. Unter der Option Textures sollen die folgenden Optionen angeboten werden: a) Ein einfaches Bild wie das Schachbrett von Seite 1047 soll als Textur geladen werden. b) Ein Windows-Bitmap soll mit einem OpenPictureDialog als Textur geladen werden. c) Die unter a) oder b) geladene Textur soll bei einfachen Figuren wie einem Quadrat oder einer Kugel verwendet werden. d) Ergänzen Sie das Solarsystem so, dass die Erde mit der unter a) oder b) gewählten Textur gezeichnet wird. e) Schreiben Sie eine Funktion TexturedCube, die einen Würfel mit der aktuell gewählten Textur auf den Seitenflächen zeichnet. In einem genügend großen Würfel kann man sich dann wie in einem Raum bewegen.
11.2 Win32-Funktionen zur Dateibearbeitung 11.2.1 Elementare Funktionen 11.2.2 Der gleichzeitige Zugriff von mehreren Anwendern auf eine Datei 11.2.3 Record-Locking 11.2.4 VCL-Funktionen zur Dateibearbeitung und die Klasse TFileStream
Aufgaben 11.2 Verwenden Sie hier nur die Win32-Funktionen zur Dateibearbeitung. 1. Legen Sie eine einfache Datei (z.B. mit 10 aufeinander folgenden Werten des Datentyps int) an. Lesen Sie anschließend die Daten aus dieser Datei. Prüfen Sie nach jedem Aufruf einer Win32-Funktion, ob ein Fehler aufgetreten ist, und geben Sie dann mit einer Funktion wie ShowLastError eine Meldung aus. 2. Geben Sie einige dieser Fehlermeldungen aus, indem Sie mit CreateFile eine Datei mit einem unzulässigen Dateinamen öffnen oder aus einer nicht geöffneten bzw. nur zum Schreiben geöffneten Datei lesen. 3. Die Datei von Aufgabe 1 soll so geöffnet werden, dass andere Anwender sie lesen oder beschreiben können. Bieten Sie die Möglichkeit an, einzelne Datensätze der Datei zu sperren, und prüfen Sie vor dem Lesen oder Schreiben von Datensätzen, ob sie gesperrt ist. Testen Sie das Programm, indem sie es mehrfach starten.
11.3 Datenübertragung über die serielle Schnittstelle 11.3.1 Grundbegriffe 11.3.2 Standards für die serielle Schnittstelle: RS-232C bzw. V.24 11.3.3 Win32-Funktionen zur seriellen Kommunikation
Aufgabe 11.3 Schreiben Sie ein Programm, das Daten über ein Kabel von der seriellen Schnittstelle COM1 an die serielle Schnittstelle COM2 sendet. Die übertragenen Daten sollen aus einem Edit-Fenster gelesen werden. Als Reaktion auf einen Timer soll geprüft werden, ob Daten empfangen wurden. Die empfangenen Daten sollen in einem Memo angezeigt werden.
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11.4 Datenbank-Komponenten der VCL
11.4 Datenbank-Komponenten der VCL 11.4.1 Tabellen und die Komponente TTable 11.4.2 Die Anzeige von Tabellen mit der Komponente DBGrid 11.4.3 Indizierte Tabellen 11.4.4 Datenbanken mit mehreren Tabellen 11.4.5 SQL-Abfragen 11.4.6 Transaktionen und Cached Updates 11.4.7 Die BDE am Beispiel von ODBC und MS Access Datenbanken 11.4.8 Visuell gestaltete Datenbank-Ausdrucke mit QuickReport
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12 Lösungen
Da die Zeilen in den Quelltexten der Lösungen manchmal länger sind als eine Druckseite breit ist, kommt es gelegentlich zu unschönen Formatierungen. Angaben wie // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.2\HaushSanU.cpp
bezeichnen die Datei mit den Quelltexten auf der CD, die im Buch enthalten ist. Auf dieser CD findet man diese Lösungen als Projekte für die Version 5 des Borland C++Builders.
12.1 Lösungen Kapitel 2
12.1.1 Aufgabe 2.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.2\HaushSanU.cpp
#include "HaushSanU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BloeschenClick(TObject *Sender) { EVorname->Clear(); ENachname->Clear(); EOrdnungswidrigkeit->Clear(); EBussgeld->Clear(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BEndeClick(TObject *Sender) { Close(); }
12.1.2 Aufgabe 2.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.3\LabelsU.cpp
#include "LabelsU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BLinksAusrichtenClick(TObject *Sender) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ Label1->Caption = "Label links"; Label1->Alignment = taLeftJustify; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BRechtsAusrichtenClick(TObject *Sender) { Label1->Caption = "Label rechts"; Label1->Alignment = taRightJustify; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BUnsichtbarClick(TObject *Sender) { Label1->Visible = false; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BSichtbarClick(TObject *Sender) { Label1->Visible = true; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BLinksClick(TObject *Sender) { Label1->Left = 0; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BRechtsClick(TObject *Sender) { Label1->Left = Form1->ClientWidth-Label1->Width; }
12.1.3 Aufgabe 2.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.4\Tr1U.cpp
#include "TR1U.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::BRechneIntClick(TObject *Sender) { EErgebnis->Text=IntToStr(StrToInt(EOperand1->Text)+ StrToInt(EOperand2->Text)); } void __fastcall TForm1::BLoeschenClick(TObject *Sender) { EOperand1->Clear(); EOperand2->Clear(); EErgebnis->Clear(); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::BRechneFloatClick(TObject *Sender) { EErgebnis->Text=FloatToStr(StrToFloat(EOperand1->Text)+ StrToFloat(EOperand2->Text)); }
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12 Lösungen
12.1 Lösungen Kapitel 2 // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.4\Tr4U.cpp
#include "TR4U.h" //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::BAddiereClick(TObject *Sender) { LPlus->Caption="+"; EErgebnis->Text=FloatToStr( StrToFloat(EOperand1->Text)+StrToFloat(EOperand2->Text)); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BSubtrahiereClick(TObject *Sender) { LPlus->Caption="-"; EErgebnis->Text=FloatToStr( StrToFloat(EOperand1->Text)-StrToFloat(EOperand2->Text)); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BMultipliziereClick(TObject *Sender) { LPlus->Caption="*"; EErgebnis->Text=FloatToStr( StrToFloat(EOperand1->Text)*StrToFloat(EOperand2->Text)); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BDividiereClick(TObject *Sender) { LPlus->Caption="/"; EErgebnis->Text=FloatToStr( StrToFloat(EOperand1->Text)/StrToFloat(EOperand2->Text)); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BLoeschenClick(TObject *Sender) { EOperand1->Clear(); EOperand2->Clear(); EErgebnis->Clear(); }
12.1.4 Aufgabe 2.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.5\StringsU.cpp
#include "StringsU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(Edit1->Text); ListBox1->Items->Add(Edit1->Text); ComboBox1->Items->Add(Edit1->Text); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::ListBox1Click(TObject *Sender) { Label1->Caption=ListBox1->Items->Strings[ListBox1->ItemIndex]; } //-------------------------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender) { Label2->Caption=ComboBox1->Text; }
12.1.5 Aufgabe 2.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.6\EventsU.cpp
#include "EventsU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestClick(TObject *Sender) { EOnClick->Text="OnClick"; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestEnter(TObject *Sender) { EOnEnter->Text="OnEnter"; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestExit(TObject *Sender) { EOnExit->Text="OnExit"; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestKeyDown(TObject *Sender, WORD &Key, TShiftState Shift) { EOnKeyDown->Text=IntToStr(Key); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestKeyPress(TObject *Sender, char &Key) { EOnKeyPress->Text=Key; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestKeyUp(TObject *Sender, WORD &Key, TShiftState Shift) { EOnKeyUp->Text=Key; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestMouseDown(TObject *Sender,TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { EOnMouseDown->Text="MouseDown"; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestMouseUp(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { EOnMouseUp->Text="MouseUp"; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BTestMouseMove(TObject *Sender, TShiftState Shift, int X, int Y) { EOnMouseMove->Text=IntToStr(X)+","+IntToStr(Y); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::BClearClick(TObject *Sender) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.1 Lösungen Kapitel 2
{ EOnClick->Clear(); EOnEnter->Clear(); EOnExit->Clear(); EOnMouseDown->Clear(); EOnMouseMove->Clear(); EOnMouseUp->Clear(); EOnKeyPress->Clear(); EOnKeyUp->Clear(); EOnKeyDown->Clear(); }
12.1.6 Aufgabe 2.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.7\IfBspU.cpp
#include "IfBspU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::TestClick(TObject *Sender) { if (CheckBox1->Checked) Button1->Enabled=false; else Button1->Enabled=true; // oder Button1->Enabled=!CheckBox1->Checked; if (CheckBox2->Checked) Button1->Caption="Halli"; else Button1->Caption="Hallo"; if (CheckBox3->Checked) Button1->Hide(); else Button1->Show(); if (RadioButton1->Checked) Label1->Caption="extra Info"; else Label1->Caption=""; if (RadioButton2->Checked) Label1->Hide(); else Label1->Show(); } //--------------------------------------------------------------------
12.1.7 Aufgabe 2.9
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.9\AnalogRU.cpp
#include "AnalogRU.h" /* Die Anweisungen in den Funktionen aChange, bChange und dChange sind alle gleich. Sobald Funktionen behandelt sind, liegt es nahe, diese in einer einzigen Funktion zusammenzufassen. */ //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::aChange(TObject *Sender) { if (b->Position*b->Position != a->Position*d->Position) x->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - d->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); else x->Caption = "Division durch 0"; if (b->Position != d->Position) y->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - a->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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else y->Caption = "Division durch 0"; Edita->Text = IntToStr(a->Position); Editb->Text = IntToStr(b->Position); Editc->Text = IntToStr(d->Position); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::bChange(TObject *Sender) { if (b->Position*b->Position != a->Position*d->Position) x->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - d->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); else x->Caption = "Division durch 0"; if (b->Position != d->Position) y->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - a->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); else y->Caption = "Division durch 0"; Edita->Text = IntToStr(a->Position); Editb->Text = IntToStr(b->Position); Editc->Text = IntToStr(d->Position); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::dChange(TObject *Sender) { if (b->Position*b->Position != a->Position*d->Position) x->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - d->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); else x->Caption = "Division durch 0"; if (b->Position != d->Position) y->Caption = FloatToStr((0.0+b->Position - a->Position)/ (b->Position*b->Position - a->Position*d->Position)); else y->Caption = "Division durch 0"; Edita->Text = IntToStr(a->Position); Editb->Text = IntToStr(b->Position); Editc->Text = IntToStr(d->Position); }
12.1.8 Aufgabe 2.11
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.11\MenuU.cpp
#include "MenuU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Farbe1Click(TObject *Sender) { if (ColorDialog1->Execute()) Memo1->Brush->Color = ColorDialog1->Color; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Schriftart1Click(TObject *Sender) { if (FontDialog1->Execute()) Memo1->Font->Assign(FontDialog1->Font); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Dateiffnen1Click(TObject *Sender) { OpenDialog1->Filter = "Textdateien|*.TXT"; if (OpenDialog1->Execute()) Memo1->Lines->LoadFromFile(OpenDialog1->FileName); } //-------------------------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.1 Lösungen Kapitel 2
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void __fastcall TForm1::Allesmarkieren1Click(TObject *Sender) { Memo1->SelectAll(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Ausschneiden1Click(TObject *Sender) { Memo1->CutToClipboard(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Kopieren1Click(TObject *Sender) { Memo1->CopyToClipboard(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Dateispeichern1Click(TObject *Sender) { if (SaveDialog1->Execute()) Memo1->Lines->SaveToFile(OpenDialog1->FileName); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Suchen1Click(TObject *Sender) { FindDialog1->Execute(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::SuchenundErsetzen1Click(TObject *Sender) { ReplaceDialog1->Execute(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Drucken1Click(TObject *Sender) { if (PrintDialog1->Execute()) Form1->Print(); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Druckereinrichten1Click(TObject *Sender) { PrinterSetupDialog1->Execute(); }
12.1.9 Aufgabe 2.12
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.12\Form1U.cpp
#include "Form1U.h" #include "Unit2.h" // Manuell einfügen oder mit 'Datei|Unit Header einschließen' void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { Form2->ShowModal(); }
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.12\Form2U.cpp
#include "Form2U.h" TForm2 *Form2; __fastcall TForm2::TForm2(TComponent* Owner) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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: TForm(Owner) { } // Die Dialoge werden mit Datei|Neu|Dialoge dem Projekt hinzugefügt. // Manuell einfügen oder mit 'Datei|Unit Header einschließen': #include "OKHelpDlg.h" #include "PasswDlg.h" #include "StdDlg.h" void __fastcall TForm2::Button1Click(TObject *Sender) { OKHelpBottomDlg->ShowModal(); } void __fastcall TForm2::Button2Click(TObject *Sender) { PasswordDlg->ShowModal(); } void __fastcall TForm2::Button3Click(TObject *Sender) { OKBottomDlg1->ShowModal(); }
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.12\OKHelpDlg.h
#ifndef OKHelpDlgH #define OKHelpDlgH #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include class TOKHelpBottomDlg : public TOKBottomDlg { __published: TButton *HelpBtn; void __fastcall HelpBtnClick(TObject *Sender); private: public: virtual __fastcall TOKHelpBottomDlg(TComponent* AOwner); }; extern PACKAGE TOKHelpBottomDlg *OKHelpBottomDlg; #endif // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.12\StdDlg.h
#ifndef StdDlgH #define StdDlgH #include #include #include #include #include #include #include #include Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.1 Lösungen Kapitel 2
#include #include class TOKBottomDlg1 : public TForm { __published: TButton *OKBtn; TButton *CancelBtn; TBevel *Bevel1; private: public: virtual __fastcall TOKBottomDlg1(TComponent* AOwner); }; extern PACKAGE TOKBottomDlg1 *OKBottomDlg1; #endif // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.12\PasswDlg.h
#ifndef PasswDlgH #define PasswDlgH #include #include #include #include #include #include #include #include #include class TPasswordDlg : public TForm { __published: TLabel *Label1; TEdit *Password; TButton *OKBtn; TButton *CancelBtn; private: public: virtual __fastcall TPasswordDlg(TComponent* AOwner); }; extern PACKAGE TPasswordDlg *PasswordDlg; #endif
12.1.10 Aufgabe 2.13
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.13\DrawU.cpp
#include "DrawU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Pen1Click(TObject *Sender) { if (ColorDialog1->Execute()) Image1->Canvas->Pen->Color=ColorDialog1->Color; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Brush1Click(TObject *Sender) { if (ColorDialog1->Execute()) Image1->Canvas->Brush->Color=ColorDialog1->Color; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Hier sind alle relevanten Einstellungen zusammengefaßt. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// Man kann diese Werte ebenso im Objektinspektor setzen. Panel1->Align =alTop; SpeedButtonLine->GroupIndex=1; SpeedButtonRect->GroupIndex=1; SpeedButtonCircle->GroupIndex=1; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Image1MouseDown(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { if (SpeedButtonLine->Down) Image1->Canvas->MoveTo(X,Y); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Image1MouseUp(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { if (SpeedButtonLine->Down) Image1->Canvas->LineTo(X,Y); else if (SpeedButtonRect->Down) Image1->Canvas->Rectangle(X,Y,X+10,Y+10); else if (SpeedButtonCircle->Down) Image1->Canvas->Ellipse(X,Y,X+10,Y+10); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::ffnen1Click(TObject *Sender) { if (OpenDialog1->Execute()) Image1->Picture->LoadFromFile(OpenDialog1->FileName); }
12.1.11 Aufgabe 2.14
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.14\ABOUT.CPP
#include "About.h" TAboutBox *AboutBox; __fastcall TAboutBox::TAboutBox(TComponent *Owner) : TForm(Owner) { } // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.14\Logo.cpp
#include "About.h" #include "Logo.h" #include "LogoStrs.h" #include "MAPI.hpp" TLogoAppForm *LogoAppForm; template class TOpenOptions; __fastcall TLogoAppForm::TLogoAppForm(TComponent *Owner) : TForm(Owner) { } void __fastcall TLogoAppForm::FormCreate(TObject *Sender) { Application->OnHint = ShowHint; } void __fastcall TLogoAppForm::FileNew(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.1 Lösungen Kapitel 2
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FFileName = LoadStr(sUntitled); RichEdit1->Lines->Clear(); RichEdit1->Modified = false; } void __fastcall TLogoAppForm::FileOpen(TObject *Sender) { if (OpenDialog->Execute()) { RichEdit1->Lines->LoadFromFile(OpenDialog->FileName); FFileName = OpenDialog->FileName; RichEdit1->SetFocus(); RichEdit1->Modified = false; RichEdit1->ReadOnly = OpenDialog->Options.Contains(ofReadOnly); } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSave(TObject *Sender) { if (FFileName == LoadStr(sUntitled)) FileSaveAs(Sender); else { RichEdit1->Lines->SaveToFile(FFileName); RichEdit1->Modified = false; } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSaveAs(TObject *Sender) { String str; TVarRec vrs[1]; if (SaveDialog->Execute()) { if (FileExists(SaveDialog->FileName)) { str = FmtLoadStr(sOverwrite, OPENARRAY(TVarRec, (SaveDialog->FileName))); if (MessageDlg(str, mtConfirmation, TMsgDlgButtons() << mbYes << mbNo << mbCancel, 0) != IDYES) return; } RichEdit1->Lines->SaveToFile(SaveDialog->FileName); FFileName = SaveDialog->FileName; RichEdit1->Modified = false; } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSend(TObject *Sender) { TMapiMessage MapiMessage; Cardinal MError; MapiMessage.ulReserved = 0; MapiMessage.lpszSubject = NULL; MapiMessage.lpszNoteText = RichEdit1->Lines->Text.c_str(); MapiMessage.lpszMessageType = NULL; MapiMessage.lpszDateReceived = NULL; MapiMessage.lpszConversationID = NULL; MapiMessage.flFlags = 0; MapiMessage.lpOriginator = NULL; MapiMessage.nRecipCount = 0; MapiMessage.lpRecips = NULL; MapiMessage.nFileCount = 0; MapiMessage.lpFiles = NULL; MError = MapiSendMail(0, 0, MapiMessage, MAPI_DIALOG | MAPI_LOGON_UI | MAPI_NEW_SESSION, 0); if (MError) MessageDlg(LoadStr(sSendError), mtError, TMsgDlgButtons() << mbOK, 0); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TLogoAppForm::FileExit(TObject *Sender) { Close(); } void __fastcall TLogoAppForm::About(TObject *Sender) { AboutBox->ShowModal(); } void __fastcall TLogoAppForm::ShowHint(TObject *Sender) { StatusBar->SimpleText = Application->Hint; } void __fastcall TLogoAppForm::Schriftart1Click(TObject *Sender) { FontDialog1->Font->Assign(RichEdit1->SelAttributes); if (FontDialog1->Execute()) RichEdit1->SelAttributes->Assign(FontDialog1->Font); } // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.14\logoapp.cpp
USEFORM("LogoMain.cpp", LogoAppForm); USERC("LogoStrs.rc"); USERES("LogoApp.res"); USEFORM("about.cpp", AboutBox); WINAPI WinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, LPSTR, int) { Application->Initialize(); Application->CreateForm(__classid(TLogoAppForm), &LogoAppForm); Application->CreateForm(__classid(TAboutBox), &AboutBox); Application->Run(); return 0; } // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.14\LogoMain.cpp
#include #include #include #include
"About.h" "LogoMain.h" "LogoStrs.h" "MAPI.hpp"
//----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------TLogoAppForm *LogoAppForm; __fastcall TLogoAppForm::TLogoAppForm(TComponent *Owner) : TForm(Owner) { FileNew1->Execute(); /* sets the default file name and clears the RichEdit Control */ } void __fastcall TLogoAppForm::FileNew1Execute(TObject *Sender) { FFileName = LoadStr(sUntitled); RichEdit1->Lines->Clear(); RichEdit1->Modified = false; } void __fastcall TLogoAppForm::FileOpen1Execute(TObject *Sender) { if (OpenDialog->Execute()) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.1 Lösungen Kapitel 2
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RichEdit1->Lines->LoadFromFile(OpenDialog->FileName); FFileName = OpenDialog->FileName; RichEdit1->SetFocus(); RichEdit1->Modified = false; RichEdit1->ReadOnly = OpenDialog->Options.Contains(ofReadOnly); } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSave1Execute(TObject *Sender) { if (FFileName == LoadStr(sUntitled)) FileSaveAs1Execute(Sender); else { RichEdit1->Lines->SaveToFile(FFileName); RichEdit1->Modified = false; } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSaveAs1Execute(TObject *Sender) { String str; TVarRec vrs[1]; if (SaveDialog->Execute()) { if (FileExists(SaveDialog->FileName)) { str = FmtLoadStr(sOverwrite, OPENARRAY(TVarRec, (SaveDialog->FileName))); if (MessageDlg(str, mtConfirmation, TMsgDlgButtons() << mbYes << mbNo << mbCancel, 0) != IDYES) return; } RichEdit1->Lines->SaveToFile(SaveDialog->FileName); FFileName = SaveDialog->FileName; RichEdit1->Modified = false; } } void __fastcall TLogoAppForm::FileSend1Execute(TObject *Sender) { TMapiMessage MapiMessage; Cardinal MError; MapiMessage.ulReserved = 0; MapiMessage.lpszSubject = NULL; MapiMessage.lpszNoteText = RichEdit1->Lines->Text.c_str(); MapiMessage.lpszMessageType = NULL; MapiMessage.lpszDateReceived = NULL; MapiMessage.lpszConversationID = NULL; MapiMessage.flFlags = 0; MapiMessage.lpOriginator = NULL; MapiMessage.nRecipCount = 0; MapiMessage.lpRecips = NULL; MapiMessage.nFileCount = 0; MapiMessage.lpFiles = NULL; MError = MapiSendMail(0, reinterpret_cast(Application->Handle), MapiMessage, MAPI_DIALOG | MAPI_LOGON_UI | MAPI_NEW_SESSION, 0); if (MError) MessageDlg(LoadStr(sSendError), mtError, TMsgDlgButtons() << mbOK, 0); } void __fastcall TLogoAppForm::FileExit1Execute(TObject *Sender) { Close(); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
void __fastcall TLogoAppForm::HelpAbout1Execute(TObject *Sender) { AboutBox->ShowModal(); } void __fastcall TLogoAppForm::Schriftart1Click(TObject *Sender) { FontDialog1->Font->Assign(RichEdit1->SelAttributes); if (FontDialog1->Execute()) RichEdit1->SelAttributes->Assign(FontDialog1->Font); } // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.14\PageCtlU.cpp
#include "PageCtlU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { RadioButton1->Caption="Icon"; RadioButton2->Caption="List"; RadioButton3->Caption="Small"; RadioButton4->Caption="Report"; GroupBox1->Caption="Ansicht"; StatusBar1->SimplePanel=true; PageControl1->Align=alClient; } // a) void __fastcall TForm1::TabSheet1MouseMove(TObject *Sender, TShiftState Shift, int X, int Y) { StatusBar1->SimpleText="TabSheet1"; } void __fastcall TForm1::Button1MouseMove(TObject *Sender, TShiftState Shift, int X, int Y) { StatusBar1->SimpleText="Button1"; } void __fastcall TForm1::Label1MouseMove(TObject *Sender, TShiftState Shift, int X, int Y) { StatusBar1->SimpleText="Label1"; } // b) void __fastcall TForm1::TrackBar1Change(TObject *Sender) { ProgressBar1->Max = TrackBar1->Max; ProgressBar1->Min = TrackBar1->Min; ProgressBar1->Position=TrackBar1->Position; } void __fastcall TForm1::UpDown1Click(TObject *Sender, TUDBtnType Button) { TrackBar1->LineSize=StrToInt(Edit2->Text); } // c) void __fastcall TForm1::AddClick(TObject *Sender) { ListView1->Items->Add(); ListView1->Items->Item[ListView1->Items->Count-1]->Caption=EName->Text; ListView1->Items->Item[ListView1->Items->Count-1]->SubItems->Add(EAdresse->Text); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.1 Lösungen Kapitel 2
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ListView1->Items->Item[ListView1->Items->Count-1]->SubItems->Add(ETelefon->Text); } void __fastcall TForm1::RadioButton1Click(TObject *Sender) { ListView1->ViewStyle=vsIcon; } void __fastcall TForm1::RadioButton2Click(TObject *Sender) { ListView1->ViewStyle=vsList; } void __fastcall TForm1::RadioButton3Click(TObject *Sender) { ListView1->ViewStyle=vsSmallIcon; } void __fastcall TForm1::RadioButton4Click(TObject *Sender) { ListView1->ViewStyle=vsReport; }
12.1.12 Aufgabe 2.15
// Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.15\MediaPlU.cpp
#include "MediaPlU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { if (OpenDialog1->Execute()) { MediaPlayer1->FileName = OpenDialog1->FileName; MediaPlayer1->DeviceType = dtAutoSelect; MediaPlayer1->Open(); } } // Datei: d:\Loesungen\kap-2\2.15\TimerU.cpp
#include "TimerU.h" //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(FloatToStr(double(Now())*24*60*60)); Memo1->Lines->Add(TimeToStr(Now())); } void __fastcall TForm1::Edit1Enter(TObject *Sender) { Timer2->Enabled=true; Timer2->Interval=100; Edit1->Color=clYellow; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
void __fastcall TForm1::Edit1Exit(TObject *Sender) { Timer2->Enabled=false; Edit1->Color=clWindow; } void __fastcall TForm1::Timer2Timer(TObject *Sender) { if (Edit1->Color==clYellow) Edit1->Color=clWindow; else Edit1->Color=clYellow; }
12.2 Lösungen Kapitel 3
12.2.1 Aufgabe 3.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.3\VarDeklU.cpp
#include "VarDeklU.h" void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { /* int Preis_in_$, // unzulässig wegen Sonderzeichen $ x kleiner y, // unzulässig wegen der Leerzeichen " " Zinssatz_in_%, // unzulässig wegen Sonderzeichen % x/y, // unzulässig wegen Sonderzeichen / this, // unzulässig, da Schlüsselwort Einwohner_von_Tübingen; // unzulässig wegen Umlaut "ü" */ }
12.2.2 Aufgaben 3.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.4\IntU.cpp
#include "IntU.h" //---- Aufgaben 3.4.2
-----------------------------------------------
void __fastcall TForm1::Aufg342Click(TObject *Sender) { // 1. a) // 37 im Binärsystem: // 37dez = 1*2^5 + 0*2^4 + 0*2^3 + 1*2^2 + 0*2^1 + 1*2^0 = 0010 0101bin //
b)
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12.2 Lösungen Kapitel 3
133
// -37 im Zweierkomplement: Einerkomplement(37) +1 // 1101 1010 + 1 = 1101 1011bin = -37dez // c) // 37dez = 2*16^1 + 5*16^0 = 25hex, // Alternativ - Die Blöcke aus der Binärdarstellung sind die hex-Ziffern: // 0010bin = 2hex, 0101bin = 5hex // //
37dez = 0010 0101bin = 25 hex -37dez = 1101 1011bin = db hex
Memo1->Lines->Add("Aufgabe 1:"); int i1=37; Memo1->Lines->Add(IntToStr(i1)+ "dez: "+IntToHex(i1,2)+ "hex"); int j1=-37; Memo1->Lines->Add(IntToStr(j1)+ "dez: "+IntToHex(j1,2)+ "hex"); // 2. a) // Zweierkomplement von ab=1010 1011: 0101 0101 bin = 55 hex = 85 dez, // also -85 Memo1->Lines->Add("Aufgabe 2:"); signed char i2=0xab; Memo1->Lines->Add(IntToStr(i2)+ "dez: "+IntToHex(i2,2)+ "hex"); //
b)
// ab = 10*16 + 11 = 171 unsigned char j2=0xab; Memo1->Lines->Add(IntToStr(j2)+ "dez: "+IntToHex(j2,2)+ "hex"); // 3. Memo1->Lines->Add("Aufgabe 3:"); Memo1->Lines->Add(IntToStr(030)); // Vorwahl Berlin // 24, // da wegen der führenden 0 ein Oktalliteral Memo1->Lines->Add(IntToStr(017+15)); // 30 Memo1->Lines->Add(IntToStr(0x12+10)); // 28 } //---- Aufgaben 3.4.4 -----------------------------------------------// 1. void __fastcall TForm1::Aufg3441Click(TObject *Sender) { unsigned char b = 255; unsigned char c = 0; short i = 20000; b = b + 1; // 0 c = c - 1; // 255 short j = i/8; // 2500 short k = i/-8; // -2500 short l = i%8; // 0 short m = i%-8; // 0 Memo1->Lines->Add(IntToStr(b)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(c)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(j)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(k)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(l)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(m)); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
} // 2. void __fastcall TForm1::FormResize(TObject *Sender) { int frei = (Form1->ClientWidth - Button1->Width - Button2->Width)/3; Button1->Left = frei; Button2->Left = 2*frei + Button1->Width; } // 3. void __fastcall TForm1::Aufg3443Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Falls die beiden Zahlen i und j verschieden sind, ist immer einer der " "beiden Faktoren in (i/j)*(j/i) Null (Ganzzahldivision). Wenn i und j " "dagegen gleich sind, ist das Produkt immer Eins."; Memo1->Lines->Add(s); } //---- Aufgaben 3.4.6 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg346Click(TObject *Sender) { // 1. a) char c; bool Grossbuchstabe = (c>='A') && (c<='Z'); // 1. b) bool Buchstabe = ((c>='A') && (c<='Z')) || ((c>='a') && (c<='z')); // 1. c) bool alphanumerisch = ((c>='A') && (c<='Z')) || ((c>='a') && (c<='z'))|| ((c>='0') && (c<='9')); // 2. int Jahr; bool Schaltjahr =((Jahr%4 == 0) && (Jahr%100 != 0)) || (Jahr%400 == 0); // 3. int j1,j2,m1,m2,t1,t2; bool vorher = (j1<j2) || ((j1==j2) && ((m1<m2) || ((m1==m2) && (t1< t2)))); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg3464Click(TObject *Sender) { ffnen1->Enabled = !ffnen1->Enabled; // zum Unterpunkt Öffnen des Menüs GroupBox1->Visible = !GroupBox1->Visible; // zum Unterpunkt Groupbox }
12.2.3 Aufgaben 3.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.5\FktU.cpp
#include "FktU.h"
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12.2 Lösungen Kapitel 3
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void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Damit es keinen Konversionsfehler gibt, wenn man vergißt, einen // ganzzahligen Wert in das Eingabefenster einzugeben. Edit1->Text="50"; } //---- Aufgabe 1
----------------------------------------------------
void __fastcall TForm1::unsign_forClick(TObject *Sender) { int n=StrToInt(Edit1->Text); for (unsigned int u=0; u<=n-1; u++) // Warnung: Vergleich von signed- und Memo1->Lines->Add(IntToStr(u)); // unsigned-Werten // a), b) // Da u den Datentyp unsigned int hat, wird der Datentyp von n-1 im // Ausdrucku<=n-1 ebenfalls in unsigned int konvertiert. Für n=0 führt // das zu einer Endlosschleife. Für Werte n>=1 erhält man das erwartete // Ergebnis. // c) Mit der Bedingung uLines->Add(IntToStr(u));// unsigned-Werten } //
Aufgabe 2 --------------------------------------------------
int Quersumme(int n) { if (n<0) n=-n; // falls n < 0 int s=0; while (n>0) { s = s+n%10; n = n/10; } return s; } void Zeige_QuerSummen(int a, int b) { Form1->Memo1->Lines->Add("Quersummen"); for (int i=a; i<=b; i++) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+ IntToStr(Quersumme(i))); } void __fastcall TForm1::QuersummeClick(TObject *Sender) { Zeige_QuerSummen(1,StrToInt(Edit1->Text)); } //----- Aufgabe 3 -------------------------------------------------int Fibonacci(int n) { int fib=0,f0=0,f1=1; for (int i=0; i
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void zeige_Fibonacci(int n) { Form1->Memo1->Lines->Add("Fibonacci-Zahlen:"); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+IntToStr(Fibonacci(i))); } void __fastcall TForm1::FibonacciClick(TObject *Sender) { zeige_Fibonacci(StrToInt(Edit1->Text)); } //----- Aufgabe 4 -------------------------------------------------bool prim(int n) { if (n<2) return false; else if (n==2) return true; else { int i=2; while (i*i<=n) { if (n%i==0) return false; i++; } return true; } } void zeige_Primzahlen(int n) { Form1->Memo1->Lines->Add("Primzahlen: "); for (int i=1;iMemo1->Lines->Add(IntToStr(i)); } void __fastcall TForm1::PrimzahlenClick(TObject *Sender) { zeige_Primzahlen(StrToInt(Edit1->Text)); } int Goldbach(int n) { if ((n<6) || (n%2==1)) return -1; else { int k=0; for (int i=2; iMemo1->Lines->Add("Goldbach'sche Vermutung:"); for (int i=6; i<100; i=i+2) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": g="+IntToStr(Goldbach(i))); } void __fastcall TForm1::GoldbachClick(TObject *Sender) { zeige_Goldbach(StrToInt(Edit1->Text)); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.2 Lösungen Kapitel 3
//----- Aufgabe 5 -------------------------------------------------void zeige_PythagZahlentripel(int n) { for (int a=1; aMemo1->Lines->Add("a="+IntToStr(a)+" b="+ IntToStr(b)+" c= "+ IntToStr(c)); } void __fastcall TForm1::PythagTripClick(TObject *Sender) { zeige_PythagZahlentripel(StrToInt(Edit1->Text)); } //----- Aufgabe 6 -------------------------------------------------int f3nplus1(int n, bool show) { if (n<=1) return 0; int m=0; while (n!=1) { m++; if (n%2==1) n=3*n+1; else n=n/2; if (show) Form1->Memo1->Lines->Add(" n="+IntToStr(n)); } return m; } void zeige_3nplus1(int n) { for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" k="+IntToStr(k)); } } void __fastcall TForm1::f3nplus1Click(TObject *Sender) { zeige_3nplus1(StrToInt(Edit1->Text)); } //----- Aufgabe 7 -------------------------------------------------void Lottozahlen() { Form1->Memo1->Lines->Add("Lottozahlen: "); for (int i=0; i<7; i++) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(1+rand()%49)); } void __fastcall TForm1::LottoClick(TObject *Sender) { Lottozahlen(); }
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12.2.4 Aufgabe 3.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.6\OsternU.cpp
#include "OsternU.h" AnsiString Osterdatum(int J) { int A,B,C,D,E,M,N,OTag,PTag; AnsiString s; if (J < 1583) s = " Formel gilt nicht "; else if (J < 1700) { M = 22; N = 2; } else if (J < 1800) { M = 23; N = 3; } else if (J < 1900) { M = 23; N = 4; } else if (J < 2100) { M = 24; N = 5; } else if (J < 2200) { M = 24; N = 6; } else if (J < 2300) { M = 25; N = 0; } else s = " Formel gilt nicht "; A = J % 19; B = J % 4; C = J % 7; D = (19*A + M) % 30; E = (2*B + 4*C + 6*D + N) % 7; if ((22 + D + E >= 1) && (22 + D + E <= 31)) // in [1..31]) { OTag =22 + D + E; PTag = OTag+49; s = s+IntToStr(J)+" Ostern: "+IntToStr(OTag)+ ". März Pfingsten: "; if (PTag>31+30+31) // Tage im März + April + Mai s = s+IntToStr(PTag-92) + ". Juni"; else if (PTag > 30+31) // Tage im April + Mai s = s+IntToStr(PTag-61) + ". Mai"; else s = s + " unmöglich"; // Wegen OTag >= 22 ist PTag >= 71 } else { OTag = D + E - 9; PTag = OTag+49; if (OTag == 26) OTag = 19; else if ((OTag==25) && (D==28) && (E==6) && (A>10)) OTag = 18; s= s+IntToStr(J)+" Ostern: "+IntToStr(OTag)+ ". April Pfingsten: "; if (PTag > 30+31) // Tage im April + Mai s = s+IntToStr(PTag-61) + ". Juni"; else if (PTag > 30) // Tage im April s = s+IntToStr(PTag-30) + ". Mai"; else s = s + " unmöglich"; // wegen OTag >= -9 ist PTag >= 40 } return s; } void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { int von=StrToInt(Edit1->Text); int bis=StrToInt(Edit2->Text); for (int J=von; J<=bis; J++) Memo1->Lines->Add(Osterdatum(J)); } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { Edit1->Text="1970"; Edit2->Text="1980"; Memo1->Lines->Clear(); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.2 Lösungen Kapitel 3
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12.2.5 Aufgaben 3.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.7\GleitKU.cpp
#include "GleitKU.h" //----------- Aufgabe 1. --------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg371Click(TObject *Sender) { int j=10,k=6; double x=j,y=3.14,z=10; double d1 = j/k; double d2 = x/k; int i1 = j/k; int i2 = x/k; // int i3 = 3(j+k); int i4 = j/k/k; int i5 = j/(z/y); int i6 = j/(y-j/k);
// // // //
1 1.666.. 1 1 // i3 = 3*(j+k) würde gehen // 0 // 3 // 4
Memo1->Lines->Add(FloatToStr(d1)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(d2)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(i1)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(i2)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(i4)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(i5)); Memo1->Lines->Add(FloatToStr(i6)); } //---------- Aufgabe 2 ----------------------------------------------// Diese Lösung ist im Projekt Daniel enthalten. //---------- Aufgabe 3 ----------------------------------------------// #include <stdlib.h> // bei manchen Versionen des C++Builders notwendig für rand double RegentropfenPi(int n) { int Treffer=0; for (int i = 0; iLines->Add(FloatToStr(RegentropfenPi(10000))); }
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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//--------- Aufgabe 4. ----------------------------------------------int Fakulaet(int n) { int f=1; for (int i=2; i<=n; i++) f = f*i; return f; } double doubleFakulaet(int n) { double f=1; for (int i=2; i<=n; i++) f = f*i; return f; } void __fastcall TForm1::FakultaetClick(TObject *Sender) { for (int i=1; i<30; i++) Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+"! = "+IntToStr(Fakulaet(i))); for (int i=1; i<30; i++) { double f = doubleFakulaet(i); double Sekunden = f/1000000.0; double Jahre = Sekunden/(60.0*60*24*365); Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+"! = "+FloatToStr(f)+ " t="+FloatToStr(Sekunden)+ " j="+FloatToStr(Jahre)); } } //-------- Aufgabe 5. -----------------------------------------------#include <math.h> // für fabs void __fastcall TForm1::ReihenfSummClick(TObject *Sender) { int n = 1000000; float f,uf=0,of=0; double d,ud=0,od=0; long double e,ue=0,oe=0; for (int i= 1; i<=n; i++) { e = (1.0/i)*(1.0/i); // 1/(i*i) ergibt für i=65536 Division by 0 f = e; // Da (1/i)*(1/i) den Datentyp Extended d = e; // s = (1/i)*(1/i) usw. uf = uf + f; ud = ud + d; ue = ue + e; } for (int i=n; i>=1; i--) { e = (1.0/i)*(1.0/i); f = e; d = e; of = of + f; od = od + d; oe = oe + e; } Memo1->Lines->Add("n="+IntToStr(n)); Memo1->Lines->Add("of="+FloatToStr(of)); Memo1->Lines->Add("uf="+FloatToStr(uf)+ " df="+FloatToStr(fabs(of-uf))); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.2 Lösungen Kapitel 3
Memo1->Lines->Add("od="+FloatToStr(od)); Memo1->Lines->Add("ud="+FloatToStr(ud)+ " dd="+FloatToStr(fabs(od-ud))); Memo1->Lines->Add("oe="+FloatToStr(oe)); Memo1->Lines->Add("ue="+FloatToStr(ue)+ " de="+FloatToStr(fabs(oe-ue))); Memo1->Lines->Add("ex="+FloatToStr(M_PI*M_PI/6)); } //------- Aufgabe 6. ------------------------------------------------long double Trapez(double a, double b, int n) { long double s,h; s = (sqrtl(1-a*a) + sqrtl(1-b*b))/2; h = (b-a)/n; for (int i=1; iLines->Add("T="+FloatToStr(4*t)); } //------ Aufgabe 7. -------------------------------------------------double Mises(int n) { double q=1; for (int i=2; i<=n; i++) q = q*(365-i+1)/365; return 1-q; // 0 für n<=1 } void __fastcall TForm1::GebProbMisesClick(TObject *Sender) { for (int i=1; i<50; i++) // if (i%5 == 0) Memo1->Lines->Add("n="+IntToStr(i)+" p="+FloatToStr(Mises(i))); } //------- Aufgabe 8. ------------------------------------------------int fib(int n) { int fib=0,f0=0,f1=1; for (int i=2; i
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12 Lösungen
}; double { double double return };
fib_db(int n) x0 = (1+sqrt(5))/2; x1 = (1-sqrt(5))/2; (pow(x0,n) - pow(x1,n))/sqrt(5);
long double fib_ld(int n) { long double x0 = (1+sqrtl(5))/2; long double x1 = (1-sqrtl(5))/2; return (powl(x0,n) - powl(x1,n))/sqrtl(5); }; void __fastcall TForm1::FibonacciClick(TObject *Sender) { for (int i=0; i<50; i++) Memo1->Lines->Add(Format("fib(%d)=%d fl=%g db=%g ld=%g ", OPENARRAY(TVarRec,(i,fib(i),fib_fl(i),fib_db(i),fib_ld(i))))); } //------- Aufgabe 9. ------------------------------------------------int round(double x) { return int(x+0.5); } void __fastcall TForm1::RoundClick(TObject *Sender) { for (double x=10; x<11; x=x+0.1) Memo1->Lines->Add(FloatToStr(x)+": "+IntToStr(round(x))); } // Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.7\DanielU.cpp
#include "DanielU.h" //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); } // Dieses Programm hat noch viele Schwächen: So erhält man nur eine Fehler// meldung ohne konkrete Hinweise, wenn eine Datei nicht vorhanden ist, // oder wenn die Werte im Memo keine Zahlen sind. void __fastcall TForm1::DurchschnClick(TObject *Sender) { double Summe=0, k=0; int n=Memo1->Lines->Count; for (int i=0; iLines->Strings[i]!="") // Leerzeilen (z.B. die letzte Zeile) { // nicht mitzählen Summe = Summe+StrToFloat(Memo1->Lines->Strings[i]); k++; } Edit1->Text = FloatToStr(Summe/k); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.2 Lösungen Kapitel 3
} void __fastcall TForm1::RBDeutschClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->LoadFromFile("c:\\test\\noten.deu"); } void __fastcall TForm1::RBMatheClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->LoadFromFile("c:\\test\\noten.mat"); } void __fastcall TForm1::RBEnglischClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->LoadFromFile("c:\\test\\noten.eng"); } void __fastcall TForm1::RBFranzClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->LoadFromFile("c:\\test\\noten.fra"); } void __fastcall TForm1::RBChemieClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->LoadFromFile("c:\\test\\noten.che"); } void __fastcall TForm1::SpeichernClick(TObject *Sender) { if (RBDeutsch->Checked) Memo1->Lines->SaveToFile("c:\\test\\noten.deu"); if (RBMathe->Checked) Memo1->Lines->SaveToFile("c:\\test\\noten.mat"); if (RBEnglisch->Checked) Memo1->Lines->SaveToFile("c:\\test\\noten.eng"); if (RBFranz->Checked) Memo1->Lines->SaveToFile("c:\\test\\note.fra"); if (RBChemie->Checked) Memo1->Lines->SaveToFile("c:\\test\\noten.che"); }
12.2.6 Aufgaben 3.9
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.9\ZeigerU.cpp
#include "ZeigerU.h" //-------- Aufgabe 1 ------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg391Click(TObject *Sender) { int i=5; int *pi, pj; char *pc, pd; // a) // pi=i; // Fehler: Konvertierung von 'int' nach 'int*' nicht möglich // b) pi=&i; // *pi=5 // c) *pi=i; // *pi=5 // d) // *pi=&i; // Fehler: Konvertierung von 'int*' nach 'int' nicht möglich Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// e) // pi=pj; // Fehler: Konvertierung von 'int' nach 'int*' nicht möglich // f) pc=&pd; // *pc=pd // g) // pi=pc; // Fehler: Konvertierung von 'char*' nach 'int*' nicht möglich // h) pd=*pi; // pd=5, wegen f) auch *pc=5 // h) *pi=i**pc; // *pi=5*5 //f) pi=0; // *pi undefiniert } //-------- Aufgabe 2 ------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg392Click(TObject *Sender) { int i=10; int* p=&i; *p=17; // Wegen p=&i: i=17 Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)); // 17 Memo1->Lines->Add(IntToStr(*p)); // 17 } //-------- Aufgabe 3 ------------------------------------------------// a)
Fibonacci-Zahlen
int Fibonacci(int n) { int fib=0,*f0=new int(0),*f1=new int(1); /* Wenn der Wert der Variablen fib anschließend mit return zurückgegeben werden soll, kann der von fib reservierte Speicherplatz nicht mit delete freigegeben werden, da die Funktion mit dem Aufruf von return verlassen wird. Deswegen können nur die beiden lokalen Variablen f0 und f1 dynamisch vereinbart werden. */ for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("Fibonacci-Zahlen:"); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+IntToStr(Fibonacci(i))); } // b)
Quersumme
int Quersumme(int n) { if (n<0) n=-n; // falls n < 0 int s=0; /* Wenn der Wert der Variablen s anschließend mit return zurückgegeben werden soll, kann der von s reservierte Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.2 Lösungen Kapitel 3
Speicherplatz nicht mit delete freigegeben werden, da die Funktion mit dem Aufruf von return verlassen wird. */ while (n>0) { s = s+n%10; n = n/10; } return s; } void Zeige_QuerSummen(int a, int b) { Form1->Memo1->Lines->Add("Quersummen"); for (int i=a; i<=b; i++) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+":"+IntToStr(Quersumme(i)) ); } void __fastcall TForm1::Aufg383Click(TObject *Sender) { Zeige_QuerSummen(1,50); zeige_Fibonacci(20); } //-------- Aufgabe 4 ------------------------------------------------int Leerzeichen(char* s) { int n=0; while (*s) { if (*s==' ') n++; s++; } return n; } void __fastcall TForm1::LeerzeichClick(TObject *Sender) { Form1->Memo1->Lines->Add(Leerzeichen("")); Form1->Memo1->Lines->Add(Leerzeichen("1")); Form1->Memo1->Lines->Add(Leerzeichen("1 ")); Form1->Memo1->Lines->Add(Leerzeichen(" 1")); Form1->Memo1->Lines->Add(Leerzeichen(" 1 ")); } //-------- Aufgabe 5 ------------------------------------------------void ShowTempPath() { LPTSTR lpBuffer=new char[MAX_PATH]; DWORD result=GetTempPath(MAX_PATH,lpBuffer); if (result == 0) Form1->Memo1->Lines->Add("Fehler"); else if (result > MAX_PATH) Form1->Memo1->Lines->Add("Puffer zu klein"); Form1->Memo1->Lines->Add(lpBuffer); delete[] lpBuffer; } void __fastcall TForm1::TempPathClick(TObject *Sender) { ShowTempPath(); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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//-------- Aufgabe 6 ------------------------------------------------void ShowDriveStrings() { DWORD BufSize = 4*('Z'-'A'+1)+1; LPTSTR lpBuffer=new char[BufSize]; DWORD result=GetLogicalDriveStrings(BufSize,lpBuffer); if (result == 0) Form1->Memo1->Lines->Add("Fehler"); else if (result > BufSize) Form1->Memo1->Lines->Add("Puffer zu klein"); char* b['Z'-'A'+1]; // Die folgende for-Schleife bewirkt: // b[0]=lpBuffer; // b[1]=lpBuffer+4; // b[2]=lpBuffer+8; // usw. for (int i=0; i<('Z'-'A'+1); i++) b[i]=lpBuffer+4*i; int i=0; while (*b[i]) { Form1->Memo1->Lines->Add(b[i]); i++; } delete[] lpBuffer; } void __fastcall TForm1::DriveStringsClick(TObject *Sender) { ShowDriveStrings(); }
12.2.7 Aufgabe 3.11
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.11\TypedU.cpp
#include "TypedU.h" #include using namespace std; void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(typeid(PBOOL).name()); // int* Memo1->Lines->Add(typeid(LPLONG).name()); // long* Memo1->Lines->Add(typeid(LPDWORD).name()); // unsigned long* Memo1->Lines->Add(typeid(LPVOID).name()); // void* Memo1->Lines->Add(typeid(LPCVOID).name()); // const void* }
12.2.8 Aufgabe 3.12
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.12\EnumU.cpp Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.2 Lösungen Kapitel 3
#include "EnumU.h" //------Aufgabe 1 ---------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg3131Click(TObject *Sender) { // a) Ohne den Umlaut in "März" möglich enum Monate{Januar=1, Februar, /* März, */ April, Mai, Juni, Juli, August, September, Oktober, November, Dezember}; // // // //
b) Nicht möglich, da die Enumeratoren Ganzzahlkonstanten sein müssen. enum Monate {Jan = "Januar", Februar = "Februar"};
// c) // möglich enum {max=100}; int a[max]; } //------Aufgabe 2 a) ------------------------------------------------void __fastcall TForm1::DialogClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsDialog; } void __fastcall TForm1::SingleClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsSingle; } void __fastcall TForm1::SizeableClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsSizeable; } void __fastcall TForm1::NoneClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsNone; } void __fastcall TForm1::ToolWindowClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsToolWindow; } void __fastcall TForm1::SizeToolWinClick(TObject *Sender) { Form1->BorderStyle = bsSizeToolWin; } //------Aufgabe 2 b) ------------------------------------------------/* In der Online-Hilfe findet man: typedef TFormBorderStyle TBorderStyle; und enum TFormBorderStyle { bsNone, bsSingle, bsSizeable, bsDialog, bsToolWindow, bsSizeToolWin }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Damit ergibt sich die Lösung z. B. folgendermaßen: */ TFormBorderStyle bs=bsNone; void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { // Aufg3131->Visible=false; if (bsBorderStyle = bs; }
12.2.9 Aufgabe 3.14
// Datei: d:\Loesungen\kap-3\3.14\PraeprU.cpp
#include "PraeprU.h" //-------------------------------------------------------------------#include void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { int clBlack=1; // Falls clBlack ein Makro ist, hat diese Definition eine Fehlermeldung des // Compilers zur Folge. }
12.3 Lösungen Kapitel 4
12.3.1 Aufgaben 4.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.1\StringU.cpp
#include "StringU.h" #include <string> using namespace std; //------ Aufgabe 1 -------------------------------------------------// a) void zerlegeDatum(AnsiString Datum) { AnsiString tstr = Datum.SubString(1,Datum.Pos('.')-1); int Tag = StrToInt(tstr); Datum.Delete(1,Datum.Pos('.')); int p = Datum.Pos('.'); AnsiString mstr = Datum.SubString(1,p-1); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
int Monat = StrToInt(mstr); AnsiString jstr = Datum.SubString(p+1,Datum.Length()-p+1); int Jahr = StrToInt(jstr); Form1->Memo1->Lines->Add(Tag); Form1->Memo1->Lines->Add(Monat); Form1->Memo1->Lines->Add(Jahr); } // b) void zerlegeDatum(string Datum) { int StartMonat = Datum.find("."); string tstr = Datum.substr(0,StartMonat); int StartJahr = Datum.find(".",StartMonat+1); string mstr = Datum.substr(StartMonat+1,StartJahr-StartMonat-1); string jstr = Datum.substr(StartJahr+1,Datum.length()-StartMonat); Form1->Memo1->Lines->Add(tstr.c_str()); Form1->Memo1->Lines->Add(mstr.c_str()); Form1->Memo1->Lines->Add(jstr.c_str()); } void Test_zerlegeDatum(AnsiString d) { Form1->Memo1->Lines->Add(d+":"); zerlegeDatum(d); string s=d.c_str(); zerlegeDatum(s); } void __fastcall TForm1::Aufg411Click(TObject *Sender) { Test_zerlegeDatum("2.1.98"); Test_zerlegeDatum("11.12.2001"); } //------ Aufgabe 2 -------------------------------------------------// Die Lösung der Aufgabe 2 ist das Projekt Telefon //------ Aufgabe 3 -------------------------------------------------// a) void parseString(string s) { Form1->Memo1->Lines->Add("string Test: "+AnsiString(s.c_str())); string Separatoren=";.,- "; string::size_type pos_tok=s.find_first_not_of(Separatoren); while (pos_tok!=string::npos) { string::size_type pos_sep=s.find_first_of(Separatoren,pos_tok); if (pos_sep==string::npos) pos_sep=s.length(); string token=s.substr(pos_tok,pos_sep-pos_tok); Form1->Memo1->Lines->Add("'"+AnsiString(token.c_str())+"'"); pos_tok=s.find_first_not_of(Separatoren,pos_sep+1); } } // b) // Am einfachsten mit den Funktionen FindFirstOf und FindFirstNotOf // für AnsiStrings: int FindFirstOf(const AnsiString s, const AnsiString Delimiter,int start) { // analog zu den Funktionen für die Klasse string für AnsiString for (int i=start; i<=s.Length(); i++) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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if (s.IsDelimiter(Delimiter,i)) return i; return -1; } int FindFirstNotOf(const AnsiString s, const AnsiString Delimiter, int start) { // analog zu den Funktionen für die Klasse string für AnsiString for (int i=start; i<=s.Length(); i++) if (!s.IsDelimiter(Delimiter,i)) return i; return -1; } // b) void parseString(AnsiString s) { Form1->Memo1->Lines->Add("AnsiString Test: "+s); AnsiString Separatoren=";.,- "; int pos_tok=FindFirstNotOf(s,Separatoren,1); while (pos_tok!=-1) { int pos_sep=FindFirstOf(s,Separatoren,pos_tok+1); if (pos_sep==-1) pos_sep=s.Length()+1; AnsiString token=s.SubString(pos_tok,pos_sep-pos_tok); Form1->Memo1->Lines->Add("'"+token+"'"); pos_tok=FindFirstNotOf(s,Separatoren,pos_sep+1); } } // c) void __fastcall TForm1::Aufg413Click(TObject *Sender) { parseString(AnsiString("")); // leerer String , keine parseString( string("")); // leerer String , keine parseString(AnsiString(" ")); // nur Separator, keine parseString( string(" ")); // nur Separator, keine parseString(AnsiString("123")); parseString( string("123")); parseString(AnsiString(";123")); "123" parseString( string(";123")); "123" parseString(AnsiString("123;")); parseString( string("123;")); parseString(AnsiString(";123;")); Ausgabe "123" parseString( string(";123;")); Ausgabe "123"
Ausgabe Ausgabe Ausgabe Ausgabe
// nur token, Ausgabe "123" // nur token, Ausgabe "123" // Separator am Anfang, ein token, Ausgabe // Separator am Anfang, ein token, Ausgabe // Separator am Ende, ein token, Ausgabe "123" // Separator am Ende, ein token, Ausgabe "123" // Separator am Anfang und Ende, ein token, // Separator am Anfang und Ende, ein token,
parseString(AnsiString("456 ab.xy")); parseString( string("456 ab.xy")); parseString(AnsiString(" 456 ab.xy")); "789","ab","xy" parseString( string(" 456 ab.xy")); "789","ab","xy" parseString(AnsiString("456 ab.xy;")); "789","ab","xy" parseString( string("456 ab.xy;")); "789","ab","xy" parseString(AnsiString(" 456 ab.xy;")); Ausgabe "789","ab","xy" parseString( string(" 456 ab.xy;")); Ausgabe "789","ab","xy" }
//Ausgabe "456", "ab", "xy" //Ausgabe "456", "ab", "xy" // Separator am Anfang, Ausgabe // Separator am Anfang, Ausgabe // Separator am Ende, Ausgabe // Separator am Ende, Ausgabe // Separator am Anfang und am Ende, // Separator am Anfang und am Ende,
//------ Aufgabe 4 -------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
void __fastcall TForm1::Aufg414Click(TObject *Sender) { Memo1->Font->Name="Courier"; double K=100; // Currency K=StrToCurr(Form1->Edit1->Text); // bzw. K=100 for (int p=5; p<=15; p++) { // Currency z = K*p/100; double z = K*p/100; AnsiString s=Format("K=%8.2f p=%2d%% z=%7.2f",OPENARRAY(TVarRec,(K,p,z))); Memo1->Lines->Add(s); }; } //------ Aufgabe 5 -------------------------------------------------AnsiString BinaerDarst(int n) { AnsiString s; for (int i=1; i<=8*sizeof(n); i++) { if (n%2==1) s = "1"+s; else s = "0"+s; n = n/2; } return s; } void __fastcall TForm1::Aufg415Click(TObject *Sender) { for (int i=0; i<=8; i++) Memo1->Lines->Add(BinaerDarst(i)); } //------ Aufgabe 6 -------------------------------------------------int Max(int a, int b) { if (a>b) return a; else return b; } AnsiString BigIntAdd1(AnsiString a, AnsiString b) { // Mit AnsiStrings AnsiString s; int m=Max(a.Length(),b.Length()); int ue=0; for (int i=1; i<=m; i++) { int ai,bi; if (i<=a.Length()) ai=a[a.Length()-i+1]-'0'; else ai=0; if (i<=b.Length()) bi=b[b.Length()-i+1]-'0'; else bi=0; int r=(ai+bi+ue)%10; ue=(ai+bi+ue)/10; AnsiString ziffer[10]={"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9"}; s=ziffer[r]+s; } if (ue>0) s="1"+s; return s; } #include <string> using namespace std; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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string BigIntAdd2(string a, string b) { // mit den Strings der Standardbibliothek string s; string::size_type m=Max(a.length(),b.length()); int ue=0; for (string::size_type i=0; i<m; i++) { string::size_type ai,bi; if (i0) s='1'+s; return s; } void __fastcall TForm1::Aufg416Click(TObject *Sender) { AnsiString b="1"; for (int i=1; i<=100; i++) { b=BigIntAdd1(b,b); Memo1->Lines->Add(AnsiString("2^")+IntToStr(i)+"="+b); } string c="1"; for (int i=1; i<=100; i++) { c=BigIntAdd2(c,c); Memo1->Lines->Add(AnsiString("2^")+IntToStr(i)+"="+c.c_str()); } } //------ Aufgabe 7 -------------------------------------------------AnsiString SoundexCode(AnsiString s) { // ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ AnsiString code= "01230120022455012623010202"; // In Grossbuchstaben umwandeln: s = s.UpperCase(); // Umlaute wirken sich nur an der ersten Stelle aus: if (s.Length() >0) if (s[1]=='Ä') s[1]='A'; else if (s[1]=='Ö') s[1]='O'; else if (s[1]=='Ü') s[1]='U'; // Entferne alle Zeichen, die keine Buchstaben sind AnsiString t; for (int i=1; i<=s.Length(); i++) if (('A'<=s[i]) && (s[i]<= 'Z')) t = t+s[i]; // Ersetze jedes Buchstabenpaar durch den Buchstaben for (int i=1; i<=t.Length(); i++) if ((i < t.Length()) && (t[i]==t[i+1])) t.Delete(i,1); // Erzeuge den Soundex-Code snd AnsiString snd; if (s.Length()>0) snd = s[1]; for (int i=2; i<=t.Length();i++) if (snd.Length() < 4) { int j = t[i]-'A'+1; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.3 Lösungen Kapitel 4
if (code[j]!='0') snd = snd + code[j]; }; for (int i=snd.Length(); i<=4-1;i++) snd = snd + "0"; return snd; } void __fastcall TForm1::Aufg417Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Euler")); Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Ellery")); Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Gauss")); Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Ghosh")); Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Hilbert")); Memo1->Lines->Add(SoundexCode("Heilbronn")); }
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.1\TelefonU.cpp
#include "TelefonU.h" //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------char* Telefonliste = "c:\\test\\telefon.txt"; void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); Memo2->Lines->Clear(); if (!FileExists(Telefonliste)) // erzeuge leere Datei Memo2->Lines->SaveToFile(Telefonliste); Form1->Caption="Telefonverzeichnis"; Memo2->Lines->LoadFromFile(Telefonliste); Memo1->Lines->Clear(); } // b) void __fastcall TForm1::suchenClick(TObject *Sender) { for (int i=0; i<=Memo2->Lines->Count-1; i++) if (Memo2->Lines->Strings[i].UpperCase().Pos(Edit1->Text.UpperCase()) > 0) Memo1->Lines->Add(Memo2->Lines->Strings[i]); } // c) void __fastcall TForm1::speichernClick(TObject *Sender) { Memo2->Lines->SaveToFile(Telefonliste); } // d) void __fastcall TForm1::Edit1KeyPress(TObject *Sender, char &Key) { if (Key==13) suchenClick(Sender); }
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12.3.2 Aufgaben 4.2.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\EindArU.cpp
#include "EindArU.h" //----Aufgabe 1 ------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg4211Click(TObject *Sender) { // a) int a[10]; for (int i=1; i<=10;i++) a[i] = 0; // Syntaktisch korrekt. Mit i=10 wird allerdings // auf das nicht definierte Arrayelement a[10] // zugegriffen. // b) char *p[]={"Alle","meine","Entchen"}; for (int i=0; i<=3;i++) Memo1->Lines->Add(p[i]); // Syntaktisch korrekt. Mit i=3 wird allerdings // auf das nicht definierte Arrayelement a[3] // zugegriffen. { // c) char* p="schwimmen in", *q="dem See"; if (p==q) Memo1->Lines->Add("gleich"); else Memo1->Lines->Add("verschieden"); // Syntaktisch korrekt. Durch p==q werden allerdings // die Zeiger und nicht die Strings auf Gleichheit // verglichen. } } //----Aufgabe 2 ------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg4212Click(TObject *Sender) { /* char *x;
// // x = "hello"; // //
Diese Definition reserviert Speicher für die Adresse einesZeigers auf char. Hier wird Speicherplatz für das Literal "hello" reserviert und dessen Adresse x zugewiesen.
a) Falsch: Es wird kein nicht reservierter Speicherbereich überschrieben b) Falsch: Diese Anweisung hat keine Zugriffsverletzung zur Folge. c) Richtig: a) und b) sind gleichwertig, wenn man vom unterschiedlichen Zeitpunkt der Zuweisung absieht. d) Auch diese Deklaration ist möglich. Allerdings hat x hier den Datentyp "Array mit Elementen des Datentyps char". */ } //----Aufgabe 3 ------------------------------------------------void SiebEratosthenes() { const int n=1000; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
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bool prim[n+1]; // p[i]==true, falls i eine Primzahl ist, sonst false for (int i=0;iMemo1->Lines->Add(IntToStr(i)); }; void __fastcall TForm1::EratosthenesClick(TObject *Sender) { SiebEratosthenes(); } //----Aufgabe 4 ------------------------------------------------double Geburtagsproblem(int Anzahl_Personen) { int g[365]; int Anzahl_Versuche=1000, Anzahl_Treffer=0; bool gefunden; for (int i=1; i<=Anzahl_Versuche; i++) { for (int j=0; j<365; j++) g[j] = 0; for (int j=1; j<=Anzahl_Personen; j++) g[rand()%365+1]++; gefunden = false; for (int j=0; j<365; j++) if (g[j] > 1) gefunden = true; if (gefunden) Anzahl_Treffer++; }; Form1->Memo1->Lines->Add("n="+IntToStr(Anzahl_Personen)+" w=" +FloatToStr(1.0*Anzahl_Treffer/Anzahl_Versuche)); return 1.0*Anzahl_Treffer/Anzahl_Versuche; } void __fastcall TForm1::MisesSimulationClick(TObject *Sender) { Geburtagsproblem(23); Geburtagsproblem(23); Geburtagsproblem(23); Geburtagsproblem(23); Geburtagsproblem(23); Geburtagsproblem(10); Geburtagsproblem(20); Geburtagsproblem(30); /* Die Simulationsergebnisse mit 1000 Versuchen stimmen recht gut mit den exakten Werten (in Klammern) überein: n=23 n=23 n=23 n=23 n=23
w=0,499 w=0,508 w=0,5 w=0,535 w=0,512
n=10 w=0,116 n=20 w=0,414 n=30 w=0,69
// exakter Wert für n=23
p=0,5073
// exakter Wert für n=10 // exakter Wert für n=20 // exakter Wert für n=30
p=0,1169 p=0,4114 p=0,7063
*/ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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}
12.3.3 Aufgaben 4.2.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\ArrContU.cpp
#include "ArrContU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------const int Max=5; // Mit einem kleinen Wert von Max kann man // auch die Prüfungen auf die Obergrenze // einfach testen. AnsiString A[Max]; int Satzzahl=0; // Anzahl der Arrayelemente // belegt im Array: A[0] .. A[Satzzahl-1] // a) void __fastcall TForm1::EinfuegenClick(TObject *Sender) { if (Satzzahl<Max) { A[Satzzahl]=Edit1->Text; Satzzahl++; } else ShowMessage("Alle Plätze belegt"); } // b) void __fastcall TForm1::AnzeigenClick(TObject *Sender) { for (int i=0; i<Satzzahl; i++) Memo1->Lines->Add(A[i]); } // c) void __fastcall TForm1::LinSuchenClick(TObject *Sender) { for (int i=0; i<Satzzahl; i++) if (Edit1->Text==A[i]) Memo1->Lines->Add(A[i]); } // d) int pos(AnsiString s) { int p=0; bool gefunden=false; while ((p<Satzzahl) && !gefunden) { if (A[p]==s) gefunden=true; else p++; } if (gefunden) return p; else return -1; } void __fastcall TForm1::LoeschenClick(TObject *Sender) { int p=pos(Edit1->Text); if ((0<=p) && (p<Satzzahl)) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
{ A[p]=A[Satzzahl-1]; Satzzahl--; } else ShowMessage(Edit1->Text+" existiert nicht"); } // e) void Asort() { for (int i=0; i<Satzzahl-1; i++) { int min = i; for (int j=i+1; j<Satzzahl; j++) if (A[j] A[L] <= A[R] M = (L + R)/2; // A[L] <= A[M] <= A[R] if (A[M]<s) L = M+1; else if (sText); if (pos>=0) Memo1->Lines->Add(A[pos]); else Memo1->Lines->Add("nicht gefunden"); } // g) void __fastcall TForm1::SortEinfClick(TObject *Sender) { AnsiString X=Edit1->Text; if (Satzzahl<Max) { // Die Position p für das neue Element bestimmen int p=0; while ((p<Satzzahl) && (A[p]<X)) p++; // Reihenfolge der Bedingungen ist relevant (Short-Circuit-Evaluation) // Alle Elemente ab Position p um eine Position nach hinten verschieben for (int i=Satzzahl-1; i>=p; i--) A[i+1]=A[i]; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// Das neue Element in Position p eintragen A[p]=X; // Anzahl der Elemente aktualisieren Satzzahl++; } else ShowMessage("Alle Plätze belegt"); } // h) void __fastcall TForm1::SortLoeschenClick(TObject *Sender) { int p=pos(Edit1->Text); if ((0<=p) && (p<Satzzahl)) { // Alle Elemente ab Position p um eine Position nach vorne for (int i=p; i<Satzzahl-1; i++) A[i]=A[i+1]; // Anzahl der Elemente aktualisieren Satzzahl--; } else ShowMessage(Edit1->Text+" existiert nicht"); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------const int MaxS=5; AnsiString Stack[MaxS]; int SPtr=-1; void __fastcall TForm1::InitStackClick(TObject *Sender) { SPtr=-1; pop->Enabled=false; top->Enabled=false; push->Enabled=true; } void __fastcall TForm1::pushClick(TObject *Sender) { if (SPtr<MaxS) { SPtr++; Stack[SPtr]=Edit2->Text; if (SPtr==MaxS-1) push->Enabled=false; pop->Enabled=true; top->Enabled=true; } } void __fastcall TForm1::topClick(TObject *Sender) { if ((0<=SPtr) && (SPtr<MaxS)) Memo1->Lines->Add(Stack[SPtr]); } void __fastcall TForm1::popClick(TObject *Sender) { if (SPtr>=0) { SPtr--; if (SPtr==-1) { pop->Enabled=false; top->Enabled=false; } push->Enabled=true; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
} } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------const AnsiString pi1000 = "pi=3" // die ersten 1000 Stellen von pi "141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944" "592307816406286208998628034825342117067982148086513282306647" "093844609550582231725359408128481117450284102701938521105559" "644622948954930381964428810975665933446128475648233786783165" "271201909145648566923460348610454326648213393607260249141273" "724587006606315588174881520920962829254091715364367892590360" "011330530548820466521384146951941511609433057270365759591953" "092186117381932611793105118548074462379962749567351885752724" "891227938183011949129833673362440656643086021394946395224737" "190702179860943702770539217176293176752384674818467669405132" "000568127145263560827785771342757789609173637178721468440901" "224953430146549585371050792279689258923542019956112129021960" "864034418159813629774771309960518707211349999998372978049951" "059731732816096318595024459455346908302642522308253344685035" "261931188171010003137838752886587533208381420617177669147303" "598253490428755468731159562863882353787593751957781857780532" "1712268066130019278766111959092164201989"; void __fastcall TForm1::TroepfelPiClick(TObject *Sender) { const int Stellen = 1000, Max = 10*(Stellen/3); int Q[Max+1],U[Max+1],A[Max+1]; AnsiString pistr = "pi="; TDateTime Start = Time(); for (int i=0; i<=Max; i++) A[i] = 2; int S; int qi=0; for (int n=1; n<=Stellen; n++) { U[Max] = 0; for (int i=Max; i>=1; i--) { S = U[i]*i+10*A[i]; A[i] = S % (2*i-1); U[i-1] = S / (2*i-1); } S = U[0]; A[1] = S % 10; S = S / 10; if (S== 9) { Q[qi] = S; qi++; } else if (S==10) { for (int j=0; j<=qi-1;j++) if (Q[j] < 9) Q[j]++; else Q[j] = 0; for (int j=0;j<=qi-1;j++) pistr = pistr+IntToStr(Q[j]); qi = 1; Q[0] = 0; } else { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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for (int j=0;j<=qi-1;j++) pistr = pistr+IntToStr(Q[j]); qi = 1; Q[0] = S; } } TDateTime Ende = Time(); int i=0; // Vergleiche die beiden Strings zum Test int j=1; while ((j < pistr.Length()) && (j < pi1000.Length())) { if(pistr[j]==pi1000[j]) i++; j++; } Memo1->Lines->Add(pistr); Memo1->Lines->Add("n="+IntToStr(Stellen)+" gleich: "+IntToStr(i)); double Laufzeit=24*60*60*(Ende-Start); Memo1->Lines->Add("Laufzeit="+TimeToStr(Ende-Start)+" Laufzeit="+FloatToStr(Laufzeit)); }
12.3.4 Aufgaben 4.2.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\MehrdimArU.cpp
#include "MehrdimArU.h" //----- Aufgabe 1 ---------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg4231Click(TObject *Sender) { // a) const int m=10, n=20; int a2[m][n]; int min_i=0, min_j=0; // Testwerte: for (int i=0; i<m; i++) for (int j=0; jLines->Add(IntToStr(min_i)+":"+IntToStr(min_j)); // b) const int p=10; int a3[m][n][p]; int min_k=0; min_i=0, min_j=0; // Testwerte: for (int i=0; i<m; i++) for (int j=0; j
12.3 Lösungen Kapitel 4
a3[i][j][k]=100-(i+j+k); // Bestimme die gesuchten Positionen for (int i=0; i<m; i++) for (int j=0; jLines->Add(IntToStr(min_i)+":"+IntToStr(min_j)+":"+IntToStr(min_k)); } //----- Aufgabe 2 ---------------------------------------------------void __fastcall TForm1::EntfTabelleClick(TObject *Sender) { // a) int d[][3]={{ 0, 10, 20}, {10, 0, 15}, {20, 15, 0}}; int r[] = {4, 2, 1, 2, 0}; int L=0; for (int i=1; iLines->Add("L="+IntToStr(L)); int s[][10]={{3,1,2,0}, // Route 1 {2,1,2}, // Route 2 {5,0,1,2,1,0} // Route 3 }; // b) int MinL=0, MinInd=0; for (int k=0; k<3; k++) { int L=0; for (int i=1; i<s[k][0]; i++) L=L+d[s[k][i]][s[k][i+1]]; if (k==0) { MinL=L; MinInd=0; } else if (L<MinL) { L=MinL; MinInd=k; } Memo1->Lines->Add("L="+IntToStr(L)); } } //----- Aufgabe 3 ---------------------------------------------------const int n=3; int Zeile_mit_groesstem_Spaltenwert(int i, double a[][n]) { int Max=i; for (int j=i+1; j
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12 Lösungen
if (labs(a[j][i])>labs(a[Max][i])) Max =j; return Max; } void vertausche_Zeilen(int z1, int z2, double a[][n], double b[]) { double h; for (int i=z1; i=0; i--) { x[i]=b[i]; for (int j=n-1; j>i; j--) x[i]=x[i]-a[i][j]*x[j]; x[i]=x[i]/a[i][i]; } // Probe: for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("p"+is+"="+FloatToStr(p[i])); Form1->Memo1->Lines->Add("x"+is+"="+FloatToStr(x[i])); } } void __fastcall TForm1::GaussElimClick(TObject *Sender) { // Eliminationsverfahren von Gauß double a1[n][n]={{1,2,3}, // Koeffizienten Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
{1,4,6}, {2,3,7}}; double b1[n]={1,2,3};
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// rechte Seite
double a2[n][n]={{2,3,-5}, // Koeffizienten {4,8,-3}, {-6,1,4}}; double b2[n]={-10,-19,-11}, // rechte Seite x[n], // Lösung p[n]; // Probe GaussElimination(a1, b1, x ,p, n); Loesung_und_Probe_anzeigen(x, p, n); GaussElimination(a2, b2, x ,p, n); Loesung_und_Probe_anzeigen(x, p, n); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg424Click(TObject *Sender) { #include "Aufg424.cpp" }
12.3.5 Aufgaben 4.2.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\Aufg424.cpp
int a[10]={1,3,5,7}, *p=a; // *p // = a[0] = 1 // *p+1 // = a[0]+1 = 2 // (*p)+1 // = a[0]+1 = 2 // *(p+1) // = a[1] = 3 // *(p+3**p) // = a[3] = 7 // *p**p // = a[0]*a[1] = 1 *(p+*(p+1)); // = a[3] = 7 //int a[10]={1,3,5,7}, *p=a; Memo1->Lines->Add(*p); // = Memo1->Lines->Add(*p+1); // = Memo1->Lines->Add((*p)+1); // = Memo1->Lines->Add(*(p+1)); // = Memo1->Lines->Add(*(p+3**p)); // Memo1->Lines->Add(*p**p); // =
a[0] = 1 a[0]+1 = 2 a[0]+1 = 2 a[1] = 3 = a[3] = 7 a[0]*a[0] = 1
12.3.6 Aufgaben 4.2.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\ArrFktParU.cpp
#include "ArrFktParU.h" //-------- Aufgabe 1 ------------------------------------------------// a) void AuswSort(int A[], int n) { for (int i=0; i
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12 Lösungen
int x = A[i]; A[i] = A[min]; A[min] = x; } } // b) void AuswSortPtr(int A[], int n) { for (int i=0; iA[i+1]) sortiert=false; if (sortiert) return "sortiert"; else return "nicht"; } // d) void Test(int A[], int n) { Form1->Memo1->Lines->Add("vorher: "+TestSort(A,n)); AuswSortPtr(A,n); Form1->Memo1->Lines->Add("nachher: "+TestSort(A,n)); } void __fastcall TForm1::Aufg31151Click(TObject *Sender) { int a1[1]={1}; Test(a1,1); int a21[2]={1,2}; Test(a21,2); int a22[2]={2,1}; Test(a22,2); int a31[3]={0,1,2}; Test(a31,3); int a32[3]={0,2,1}; Test(a32,3); int a33[3]={1,0,2}; Test(a33,3); int a34[3]={1,2,0}; Test(a34,3); int a35[3]={2,0,1}; Test(a35,3); int a36[3]={2,1,0}; Test(a36,3); } //-------- Aufgabe 2 ------------------------------------------------#include <math.h> // notwendig für poly void Wertetabelle(double a, double b, double inc, double p[]) { for (double x=a; x<=b; x=x+inc) Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(x)+" p="+FloatToStr(poly(x,3,p))); } void __fastcall TForm1::Aufg31152Click(TObject *Sender) { double p[4]={3,-2,1,-1}; Wertetabelle(0, 5, 0.5, p); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
12.3.7 Aufgaben 4.2.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.2\DynArrU.cpp
#include "DynArrU.h" //-------------------------------------------------------------------int Zeile_mit_groesstem_Spaltenwert(int i, double** a, int n) { int Max=i; for (int j=i+1; jlabs(a[Max][i])) Max =j; return Max; } void vertausche_Zeilen(int z1, int z2, double** a, double* b, int n) { double h; for (int i=z1; i=0; i--) { x[i]=b[i]; for (int j=n-1; j>i; j--) x[i]=x[i]-a[i][j]*x[j]; x[i]=x[i]/a[i][i]; } // Probe: for (int i=0; i
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12 Lösungen
p[i]=-b[i]; for (int j=0; jMemo1->Lines->Add("p"+is+"="+FloatToStr(p[i])); Form1->Memo1->Lines->Add("x"+is+"="+FloatToStr(x[i])); } } double **Create2DArray(int Dim1, int Dim2) { double** p=new double*[Dim1]; // Dim1 Adressen mit den Adressen for (int i=0; i
12.3 Lösungen Kapitel 4
Edit1->Text=IntToStr(n); StringGrid1->ColCount=n+1; StringGrid1->RowCount=n; StringGrid1->FixedCols=0; // kein Rand StringGrid1->FixedRows=0; StringGrid1->ScrollBars=ssNone; // kein Scrollbars anzeigen StringGrid1->Options<Cells[j][i].Trim()=="") StringGrid1->Cells[j][i]="0"; a[i][j]=StrToFloat(StringGrid1->Cells[j][i]); } for (int j=0; jCells[n][j].Trim()=="") StringGrid1->Cells[n][j]="0"; b[j]=StrToFloat(StringGrid1->Cells[n][j]); } GaussElimination(a, b, x, p, n); Loesung_und_Probe_anzeigen(x ,p, n); Free2DArray(a,n); } void __fastcall TForm1::Edit1Change(TObject *Sender) { // Lese hier die Größe der Matrix ein (sehr einfach): if (Edit1->Text.Trim()!="") { n=StrToInt(Edit1->Text); StringGrid1->ColCount=n+1; StringGrid1->RowCount=n; // Passe die Größe des StringGrid an: StringGrid1->Width=(n+1)*StringGrid1->DefaultColWidth+(n+2)*StringGrid1>GridLineWidth; StringGrid1->Height=n*StringGrid1->DefaultRowHeight+(n+1)*StringGrid1>GridLineWidth; } }
12.3.8 Aufgaben 4.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.3\VectorU.cpp
#include "VectorU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------#include using namespace std;
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
void __fastcall TForm1::Aufg4321Click(TObject *Sender) { // a) int a[10]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}; sort(a,a+10); for (int i=0;i<10; i++) Memo1->Lines->Add(a[i]); // b) int b[10]; copy(a,a+10,b); for (int i=0;i<10; i++) Memo1->Lines->Add(b[i]); // c) if (equal (a,a+10,b)) Memo1->Lines->Add("gleich"); else Memo1->Lines->Add("ungleich"); b[1]=17; if (equal (a,a+10,b)) Memo1->Lines->Add("gleich"); else Memo1->Lines->Add("ungleich"); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------#include #include <list> // für Aufgabe 4.3.6 #include <deque> // für Aufgabe 4.3.6 using namespace std; typedef vector Container; // typedef list Container; // typedef deque Container;
// für Aufgabe 4.3.6 // für Aufgabe 4.3.6
typedef Container::iterator Iterator; Container A; // a) void __fastcall TForm1::EinfuegenClick(TObject *Sender) { A.push_back(Edit1->Text); } // b) void __fastcall TForm1::AnzeigenClick(TObject *Sender) { for (Iterator i=A.begin(); i!=A.end(); i++) Memo1->Lines->Add(*i); /* // Die folgende Variante ist ebenso möglich: for (int i=0; iLines->Add(A[i]); */ } // c) void __fastcall TForm1::LinSuchenClick(TObject *Sender) { for (Iterator i=A.begin(); i!=A.end(); i++) if (*i==Edit1->Text) Memo1->Lines->Add(*i); } // d) void __fastcall TForm1::LoeschenClick(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
Iterator i=find(A.begin(),A.end(),Edit1->Text); if (i!=A.end()) A.erase(i); else Memo1->Lines->Add("nicht gefunden"); } // e) void __fastcall TForm1::SortierenClick(TObject *Sender) { sort(A.begin(),A.end()); // Für vector und deque // A.sort(); // Für list } // f) void __fastcall TForm1::BinSuchenClick(TObject *Sender) { if (binary_search(A.begin(), A.end(), Edit1->Text)) Memo1->Lines->Add(Edit1->Text); else Memo1->Lines->Add("nicht gefunden"); } // g) void __fastcall TForm1::SortEinfClick(TObject *Sender) { Iterator i=lower_bound(A.begin(), A.end(),Edit1->Text); A.insert(i,Edit1->Text); } // h) void __fastcall TForm1::SortLoeschenClick(TObject *Sender) { Iterator i=lower_bound(A.begin(), A.end(),Edit1->Text); if (i!=A.end()) A.erase(i); // Auch der folgende Aufruf ist möglich: // LoeschenClick(Sender); // Er ist aber nicht so schnell, da linear und nicht binär gesucht wird. } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------#include <string> #include using namespace std; void parseString(const string& s, vector<string>& v, const string& Separatoren=";.,- ") { // Form1->Memo1->Lines->Add("Test: "+AnsiString(s.c_str())); string::size_type pos_tok=s.find_first_not_of(Separatoren); while (pos_tok!=string::npos) { string::size_type pos_sep=s.find_first_of(Separatoren,pos_tok); if (pos_sep==string::npos) pos_sep=s.length(); string token=s.substr(pos_tok,pos_sep-pos_tok); v.push_back(token); // Form1->Memo1->Lines->Add("'"+AnsiString(token.c_str())+"'"); pos_tok=s.find_first_not_of(Separatoren,pos_sep+1); } // Form1->Memo1->Lines->Add("Test Ende"+AnsiString(s.c_str()) ); } int FindFirstOf(const AnsiString s, const AnsiString Delimiter,int start) { for (int i=start; i<=s.Length(); i++) if (s.IsDelimiter(Delimiter,i)) return i; return -1; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} int FindFirstNotOf(const AnsiString s, const AnsiString Delimiter, int start) { for (int i=start; i<=s.Length(); i++) if (!s.IsDelimiter(Delimiter,i)) return i; return -1; } void parseString(const AnsiString& s, vector& v, const AnsiString& Separatoren=";.,- ") { // Form1->Memo1->Lines->Add("Test: "+s); ; int pos_tok=FindFirstNotOf(s,Separatoren,1); while (pos_tok!=-1) { int pos_sep=FindFirstOf(s,Separatoren,pos_tok+1); if (pos_sep==-1) pos_sep=s.Length()+1; AnsiString token=s.SubString(pos_tok,pos_sep-pos_tok); // Form1->Memo1->Lines->Add("'"+token+"'"); v.push_back(token); pos_tok=FindFirstNotOf(s,Separatoren,pos_sep+1); } // Form1->Memo1->Lines->Add("Test Ende"+s); } void testParseString(AnsiString s) { vector v; Form1->Memo1->Lines->Add("Test: "+s); parseString(s,v); for (unsigned int i=0; iMemo1->Lines->Add("'"+v[i]+"'"); Form1->Memo1->Lines->Add("Test Ende"+s); Form1->Memo1->Lines->Add(""); } void testParseString(string s) { vector<string> v; Form1->Memo1->Lines->Add("Test: "+AnsiString(s.c_str())); parseString(s,v); for (unsigned int i=0; iMemo1->Lines->Add("'"+AnsiString(v[i].c_str())+"'"); Form1->Memo1->Lines->Add("Test Ende"+AnsiString(s.c_str())); Form1->Memo1->Lines->Add(""); } void testParseStrings() { vector<string> vs; testParseString(AnsiString("456 ab.xy"));//Ausgabe "456", "ab", "xy" testParseString( string("456 ab.xy"));//Ausgabe "456", "ab", "xy" // return; testParseString(AnsiString("123")); // nur token, Ausgabe "123" testParseString( string("123")); // nur token, Ausgabe "123" testParseString(AnsiString("")); // leerer String , keine Ausgabe testParseString( string("")); // leerer String , keine Ausgabe testParseString(AnsiString("789 ab.xy;"));// Sep am Anfang und am Ende testParseString( string("789 ab.xy;"));// Sep am Anfang und am Ende // Ausgabe "789","ab","xy" } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
// #include "\Loesungen\CppUtils\StringUt.cpp" void __fastcall TForm1::Aufg4323Click(TObject *Sender) { testParseStrings(); } //----- Aufgabe 4.3.6 -----------------------------------------------// In der Lösung von Aufgabe 2 wird nur der Datentyp des // Containers geändert.
12.3.9 Aufgabe 4.4.1 a)
// Datei: d:\Loesungen\CppUtils\KBDecl.cpp
#ifndef KBDeclH #define KBDeclH struct CDatum { int Tag; int Monat; int Jahr; }; const MaxLaengeNameInhaber=20; struct CKontobewegung { int KontoNr; char NameInhaber[MaxLaengeNameInhaber]; // nur für einige Dateiaufgaben // als Array - sonst ist string bzw. AnsiString besser CDatum Datum; char BewArt; // Currency Betrag; // Eigentlich angemessener als double. double Betrag; // Aber mit double geht später auch << }; AnsiString KBToString(CKontobewegung K) { return IntToStr(K.KontoNr)+" "+AnsiString(K.NameInhaber)+" "+ AnsiString(K.Datum.Tag)+"."+AnsiString(K.Datum.Monat)+"."+ AnsiString(K.Datum.Jahr)+" "+ AnsiString(K.BewArt)+" "+FloatToStr(K.Betrag); } // ----- Aufgabe 4.6.1.2 c) -----------------------------------------// ----- Funktionen für Zufallsdaten ---// #include <stdlib.h> // für BCB 3 notwendig bool Schaltjahr(int Jahr) { return (Jahr%4==0)||((Jahr%100==0)&&(Jahr%400==0)); } int Zuf(int a, int b) { // int random(int n): Zufallszahl im Bereich 0..n-1 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// return a + random(b-a+1); return a + rand()%(b-a+1); } int eindeutige_Kontonummer=0; CKontobewegung Zufalls_KB() { const int Max_n = 10; // Anzahl der Vor- bzw. Nachnamen AnsiString Nachname[Max_n] = {"Duestrip, ","Sander, ", "König, ", "Blond, ", "Schluck, ", "Parker, ", "Kannt, ", "Pascal, ", "Coldrain, ","Prince, "}; AnsiString Vorname[Max_n] = {"Daniel", "Alek", "Q.", "James", "Donald", "Karl", "Imanuel", "Nikolausi", "John", "Charlie"}; CKontobewegung K; memset(&K, 0, sizeof(K)); eindeutige_Kontonummer++; K.KontoNr = eindeutige_Kontonummer; // Für manche Aufgaben ist es sinnvoller, wenn man eindeutige Datensätze // hat. Bei anderen sind zufällige Schlüsselbegriffe sinnvoller. Je nach // Bedarf kann man die nächste Anweisung auskommentieren: K.KontoNr = Zuf(1000,1099); int z = K.KontoNr % 100; AnsiString Name=Nachname[z/Max_n]+Vorname[z%Max_n]; strcpy(K.NameInhaber,Name.c_str()); K.Datum.Jahr = Zuf(2000,2001); K.Datum.Monat = Zuf(1,12); if ((K.Datum.Monat == 4) || (K.Datum.Monat == 6) || (K.Datum.Monat == 9) || (K.Datum.Monat ==11)) K.Datum.Tag = Zuf(1,30); else if (K.Datum.Monat == 2) { if (Schaltjahr(K.Datum.Jahr)) K.Datum.Tag = Zuf(1,28); else K.Datum.Tag = Zuf(1,29); } else K.Datum.Tag = Zuf(1,31); if (Zuf(0,1)==0) K.BewArt = '+'; else K.BewArt = '-'; K.Betrag = Zuf(1,30000)/100.0; // ".0" für Gleitkomma-Wert return K; } #endif // Datei: d:\Loesungen\CppUtils\KBForms.cpp
#ifndef KBFormsH #define KBFormsH // Für diese Funktionen muß das Formular den Namen // 'KBForm1' bekommen (im Objektinspektor setzen). void KBToForm(CKontobewegung K,TKBForm1* Form1) { // überträgt die Daten von K in das Formular Form1 Form1->EKontoNr->Text=IntToStr(K.KontoNr); Form1->EName->Text=K.NameInhaber; // Entweder Form1->EDatum->Text=IntToStr(K.Datum.Tag)+"."+ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
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IntToStr(K.Datum.Monat)+"."+ IntToStr(K.Datum.Jahr); // oder unsigned short year= K.Datum.Jahr; unsigned short month=K.Datum.Monat; unsigned short day= K.Datum.Tag; TDateTime d=TDateTime(year, month, day); // Form1->EDatum->Text=d.DateString(); Form1->EBewart->Text=K.BewArt; Form1->EBetrag->Text=FloatToStr(K.Betrag); } CKontobewegung FormToKB(TKBForm1* Form1) { // überträgt die Daten des Formulars Form1 in den Funktionswert CKontobewegung K; K.KontoNr = StrToInt(Form1->EKontoNr->Text); strcpy(K.NameInhaber,Form1->EName->Text.c_str()); // Entweder wie in Aufgabe 4.1.1 AnsiString Datum = Form1->EDatum->Text; AnsiString tstr = Datum.SubString(1,Datum.Pos('.')-1); K.Datum.Tag = StrToInt(tstr); Datum.Delete(1,Datum.Pos('.')); int p = Datum.Pos('.'); AnsiString mstr = Datum.SubString(1,p-1); K.Datum.Monat = StrToInt(mstr); AnsiString jstr = Datum.SubString(p+1,Datum.Length()-p+1); K.Datum.Jahr = StrToInt(jstr); // oder TDateTime d; d = StrToDate(Form1->EDatum->Text); unsigned short year, month, day; d.DecodeDate(&year, &month, &day); K.Datum.Tag=day; K.Datum.Monat=month; K.Datum.Jahr=year; // Ende 'oder' Form1->EBewart->Text.Trim(); if (Form1->EBewart->Text.Length() >= 1) K.BewArt =Form1->EBewart->Text[1]; K.Betrag = StrToCurr(Form1->EBetrag->Text); return K; } // Die Funktion ClearKBForm ist nützlich, um Eingabefelder // auf Werte zu setzen, die beim Aufruf von FormToKB // keine Fehler verursachen. void ClearKBForm(TKBForm1* Form1) { Form1->EKontoNr->Text="0"; Form1->EName->Text=""; TDateTime d=d.CurrentDate(); Form1->EDatum->Text=d.DateString(); Form1->EBewart->Text="-"; Form1->EBetrag->Text="0,00"; } #endif
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.3.10 Aufgaben 4.4.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.4\StructU.cpp
#include "StructU.h" TKBForm1 *KBForm1; __fastcall TKBForm1::TKBForm1(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } //------ Aufgabe 1 a) -----------------------------------------------// Damit die Datenstruktur CKontobewegung auch noch in anderen // Programmen verwendet werden können, in eine eigene Datei: #include "\Loesungen\CppUtils\KBDecl.cpp" // Damit die Funktionen FormToKB und KBToForm auch noch in anderen // Programmen verwendet werden können, in eine eigene Datei: #include "\Loesungen\CppUtils\KBForms.cpp" // Für die Funktionen KBToForm und FormToKB muß das Formular // den Namen "KBForm1" haben (im Objektinspektor setzen). #include #include<deque> #include<list> using namespace std; typedef vector Container; // typedef list Container; // geht nicht // typedef deque Container; // das geht auch typedef Container::iterator Iterator; Container c; Iterator pos=c.begin(); //------ Aufgabe 1 g) -----------------------------------------------void EnableButtons() { KBForm1->first->Enabled =!c.empty(); KBForm1->last->Enabled =!c.empty(); KBForm1->prev->Enabled=(!c.empty()) && (pos>c.begin()); KBForm1->next->Enabled=(!c.empty()) && (posLoeschen->Enabled =(!c.empty()) ;//&& (pos<=c.end()-1); // Speichern ist immer enabled und muss nie geändert werden // i) if (c.empty()) KBForm1->Label1->Caption="Container leer"; else KBForm1->Label1->Caption="Satz Nr. "+IntToStr(pos-c.begin()+1)+ " von "+IntToStr(c.end()-c.begin()); } void __fastcall TKBForm1::FormCreate(TObject *Sender) { ClearKBForm(KBForm1); // nur zum Testen, damit man nicht so viele Werte // eingeben muss EnableButtons(); } //------ Aufgabe 1 b) ------------------------------------------------
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12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
void __fastcall TKBForm1::SpeichernClick(TObject *Sender) { c.push_back(FormToKB(KBForm1)); /* /* /* /*
h) h) h) h)
*/ */ */ */
// Durch das Einfügen wird pos ungültig. Deshalb // auf eine Position (z.B. die des angezeigten // Datensatzes, also des letzten - wegen push_back) setzen. pos=c.end()-1;
EnableButtons(); } //------ Aufgabe 1 c) -----------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::prevClick(TObject *Sender) { // Da dieser Button nur unter der Bedingung 'pos>c.begin()' enabled // ist, braucht diese Bedingung hier nicht mit 'if' geprüft werden. // Dazu muss die Funktion EnableButtons nach jeder Veränderung // des Containers oder von pos aufgerufen werden. if (pos>c.begin()) // überflüssig { pos--; KBToForm(*pos,KBForm1); EnableButtons(); } } //------ Aufgabe 1 d) -----------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::nextClick(TObject *Sender) { // Siehe den Kommentar in 'prevClick' if (pos
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/* h) */ pos=c.erase(pos); // eine Position setzen, damit der Iterator // auch nach dem Löschen wieder gültig ist. if (pos!=c.end()) KBToForm(*pos,KBForm1); else // pos == c.end(), d.h. das letzte Element wurde gelöscht { if (!c.empty()) { pos--; KBToForm(*pos,KBForm1); } else // das einzige Element wurde gelöscht ClearKBForm(KBForm1); } EnableButtons(); } //------ Aufgabe 1 h) -----------------------------------------------// In den Lösungen von b) und f) enthalten //------ Aufgabe 1 i) -----------------------------------------------// In EnableButtons() enthalten. //------ Aufgabe 2 b) -----------------------------------------------const int StrLaenge=20; // am einfachsten alle gleichlang struct GT { struct { char Anrede[StrLaenge]; struct { char Vorname[StrLaenge], Nachname[StrLaenge]; } Name; struct { char PLZ[StrLaenge], // wegen Ausland als String Ort[StrLaenge], Strasse[StrLaenge], Hausnummer[StrLaenge];// wegen 7b } Anschrift; char Ausland[StrLaenge]; struct { char Vorwahl[StrLaenge]; // wegen führender Nullen char Telnr[StrLaenge]; } Telefon; }Adresse; int Kontonr; Currency Kontostand, Kreditlimit; }; void test_G() { //------ Aufgabe 2 c) -----------------------------------------------GT G; G.Kontonr=1000; strcpy(G.Adresse.Name.Vorname, "Richard"); strcpy(G.Adresse.Anschrift.PLZ, "72070"); //------ Aufgabe 2 d) -----------------------------------------------GT* GP=new GT; GP->Kontonr=1000; strcpy(GP->Adresse.Name.Vorname, "Richard"); strcpy(GP->Adresse.Anschrift.PLZ, "72070"); }
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
//------ Aufgabe 3 --------------------------------------------------struct TWertepaar { int Erzielt, Eingefangen; }; struct { int Position; char Mannschaftsname[40]; TWertepaar Punkte, Tore, Heimtore, Auswaertstore; } B; void test_B() { B.Position=17; B.Punkte.Erzielt=18; B.Punkte.Eingefangen=19; TWertepaar W={1,2}; B.Punkte=W; }
12.3.11 Aufgabe 4.4.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.4\ListU.cpp
#include "ListU.h" typedef AnsiString DataType ; // Datentyp der Listendaten // DataType muss vor dem include deklariert werden. // #include "\Loesungen\CppUtils\List.cpp" struct list_node { DataType data; // Datenwerte list_node* next; }; void insert_list_node(list_node*& first, list_node*& last,DataType data) { /* Erzeugt einen neuen Listen-Knoten und fügt diesen nach last ein. Last zeigt anschließend auf das letzte Element. */ list_node* tmp=new list_node; tmp->data = data; tmp->next = 0; if (last == 0) first = tmp; else last->next = tmp; last = tmp; } void erase(list_node*& position) { // list.h if (position==0) return; // oder Fehlermeldung list_node* tmp = position; position = position->next; delete tmp; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} void clear(list_node*& first, list_node*& last) { // list.h while (first!=0) erase(first); last=0; } list_node *first=0, *last=0; void __fastcall TForm1::ListInsertClick(TObject *Sender) { insert_list_node(first, last, Edit1->Text); } void __fastcall TForm1::ShowListClick(TObject *Sender) { for (list_node* i=first; i!=0; i=i->next) Memo1->Lines->Add(i->data); } void __fastcall TForm1::ClearMemClick(TObject *Sender) { clear(first,last); } //----- Aufgabe 4.4.3 -----------------------------------------------// Aktivieren Sie CodeGuard unter Projekt-Optionen CodeGuard und beenden // Sie dieses Programm ohne einen Aufruf von ClearMemClick. Dann erhalten // Sie etwa das folgende Protokoll list.cgl: /* Fehler 00029. 0x300010 (Thread 0xFFFC0121): Ressourcen-Leck: Objekt (0xFD5030) wurde nie gel÷scht Objekt (0x00FD5030) [Gr÷_e: 8 Byte] war erzeugt mit new Aufrufhierarchie: 0x004017C2(=LIST.EXE:0x01:0007C2) \CppUtils\List.cpp#10 0x00401B41(=LIST.EXE:0x01:000B41) d:\Loesungen\kap-4\4.4\ListU.cpp#28 0x00428EA8(=LIST.EXE:0x01:027EA8) 0x00408E99(=LIST.EXE:0x01:007E99) 0x0042B8C4(=LIST.EXE:0x01:02A8C4) 0x0041C2B7(=LIST.EXE:0x01:01B2B7) -----------------------------------------Fehler 00030. 0x300010 (Thread 0xFFFC0121): Ressourcen-Leck: Objekt (0xFD5010) wurde nie gelöscht Objekt (0x00FD5010) [Gr÷_e: 8 Byte] war erzeugt mit new Aufrufhierarchie: 0x004017C2(=LIST.EXE:0x01:0007C2) \CppUtils\List.cpp#10 0x00401B41(=LIST.EXE:0x01:000B41) d:\Loesungen\kap-4\4.4\ListU.cpp#28 0x00428EA8(=LIST.EXE:0x01:027EA8) 0x00408E99(=LIST.EXE:0x01:007E99) 0x0042B8C4(=LIST.EXE:0x01:02A8C4) 0x0041C2B7(=LIST.EXE:0x01:01B2B7) -----------------------------------------Fehler 00031. 0x300010 (Thread 0xFFFC0121): Ressourcen-Leck: Objekt (0xFD5050) wurde nie gel÷scht Objekt (0x00FD5050) [Gr÷_e: 8 Byte] war erzeugt mit new Aufrufhierarchie: 0x004017C2(=LIST.EXE:0x01:0007C2) \CppUtils\List.cpp#10 0x00401B41(=LIST.EXE:0x01:000B41) d:\Loesungen\kap-4\4.4\ListU.cpp#28 0x00428EA8(=LIST.EXE:0x01:027EA8) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
0x00408E99(=LIST.EXE:0x01:007E99) 0x0042B8C4(=LIST.EXE:0x01:02A8C4) 0x0041C2B7(=LIST.EXE:0x01:01B2B7) */ // Mit einem Aufruf von ClearMemClick. Dann erhalten Sie dagegen nur etwa // das folgende Protokoll list.cgl: /* Aufgerufene Funktionen: fflush (4 Mal) delete (11 Mal) free (7 Mal) SysReallocMem (5 Mal) new (11 Mal) SysFreeMem (414 Mal) SysGetMem (414 Mal) lstrlenA (1 Mal) lstrcpyA (4 Mal) calloc (1 Mal) strlen (21 Mal) realloc (1 Mal) strdup (1 Mal) malloc (4 Mal) memcpy (2 Mal) Verwendete Ressourcen-Arten: Objekt (11 Allocs, 11 max) Speicherblock (421 Allocs, 260 max) Verwendete Module: 00400000 10/11/2000 23:17:18 d:\Loesungen\kap-4\4.4\ListU.EXE ========================================== */
12.3.12 Aufgabe 4.4.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.4\BitFeldU.cpp
#include "BitFeldU.h" //----- Aufgabe 4.4.8 -----------------------------------------------#include #include <string> using namespace std; AnsiString BinaerDarst(unsigned int n, int max) { AnsiString s; for (int i=1; i<=max; i++) { if (n%2==1) s = "1"+s; else s = "0"+s; n = n/2; } return s; } AnsiString DoubleBitmuster(double d) { union Udouble { double d; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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struct { unsigned unsigned unsigned unsigned } s; } u; u.d=d;
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int int int int
mant2; mant1:20; exp:11; sign:1;
AnsiString s=FloatToStr(d)+ "S:"+BinaerDarst(u.s.sign,1)+ "E:"+BinaerDarst(u.s.exp,11)+ "M:"+BinaerDarst(u.s.mant1,20)+ BinaerDarst(u.s.mant2,32)+" e="+IntToStr(u.s.exp)+" e="+IntToStr(u.s.exp1023); return s; } void __fastcall TForm1::BitmusterClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(0.1)); double x=0; for (int i=0; i<10; i++) x=x+0.1; Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(x)); Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(1)); Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(2)); Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(3)); Memo1->Lines->Add(DoubleBitmuster(4)); }
12.3.13 Aufgabe 4.5.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.5\GrafikU.cpp
#include "GrafikU.h" //------ Aufgaben 4.5.1 ---------------------------------------------//------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------#include void PrintMemo() { if (Form1->FontDialog1->Execute()) Printer()->Canvas->Font->Assign(Form1->FontDialog1->Font); Printer()->BeginDoc(); // Initialisiert Druckauftrag int y=0; // y-Position der Zeile int ZA=10; // Zeilenabstand int LR=10; // linker Rand int Seite=0; // aktuelle Seitenzahl for (int i=0; iMemo1->Lines->Count;i++) { AnsiString z=Form1->Memo1->Lines->Strings[i]; if ((y+Printer()->Canvas->TextHeight(z) > Printer()->PageHeight) || (Seite==0)) { if (Seite>0) Printer()->NewPage(); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
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Seite++; AnsiString Kopfzeile="Kopfzeile Seite: "+IntToStr(Seite); Printer()->Canvas->TextOut(LR,0,Kopfzeile); y=100; // Abstand zum Text } Printer()->Canvas->TextOut(LR,y,z); y=y+ZA+Printer()->Canvas->TextHeight(z); } Printer()->EndDoc(); // Beendet Druckauftrag } void __fastcall TForm1::DruckeMemoClick(TObject *Sender) { PrintMemo(); } //------ Aufgabe 2 --------------------------------------------------// Die Lösung der Aufgaben a) bis c) ist in der Datei GraphUtils.cpp // enthalten: #include "\Loesungen\CppUtils\GraphUtils.cpp"; //------ Aufgabe 2 d) -----------------------------------------------int Funktion=0; void __fastcall TForm1::Function1Click(TObject *Sender) { Funktion++; if (Funktion >5) Funktion=1; double x0, y0, x1, y1, dx, dy; if (Funktion==1) { x0=-4; y0=-1; x1=4; y1=1; dx=1; else if (Funktion==2) { x0=-1; y0=0; x1=6; y1=100; dx=1; else if (Funktion==3) { x0=-2; y0=-2; x1=2; y1=4; dx=1; else if (Funktion==4) { x0= 0; y0=0; x1=4; y1=1; dx=1; else if (Funktion==5) { x0=-2; y0=-6; x1=8; y1=10; dx=1;
dy=0.2; } dy=10; } dy=1; } dy=0.2; } dy=1; }
Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; for (int px=0; px<=Form1->Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Image1->Width); double y; if (Funktion==1) y= sin(x*x); else if (Funktion==2) y= exp(x); else if (Funktion==3) y= x*x; else if (Funktion==4) y= 1/(1+x*x); else if (Funktion==5) y= x*sin(x); // transformiere y in Bildkoordinaten int py=y_Bildschirm(y, y0, y1, Image1->Height); if (0) Image1->Canvas->Pixels[px][py]=clRed; else if (px == 0) Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px,py); else Form1->Image1->Canvas->LineTo(px,py); } Gitternetz(Image1, x0,x1,dx, Image1->ClientWidth, y0,y1,dy, Image1->ClientHeight); } void __fastcall TForm1::ClearImagClick(TObject *Sender) { ClearImage(Image1); TColor PenAlt = Image1->Canvas->Pen->Color; Image1->Canvas->Brush->Color=clWhite; Image1->Canvas->Pen->Color=clWhite; Image1->Canvas->Rectangle(0,0,Image1->ClientWidth,Image1->ClientHeight); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Image1->Canvas->Pen->Color=PenAlt; } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------/* Wie die Aufgabe mit der Fakultät schon gezeigt hat, wachsen die Fakultäten sehr schnell an und liegen bereits ab n=13 außerhalb des mit 32-bit darstellbaren Ganzzahlbereichs. Deshalb ist die folgende Funktion nur für relativ kleine n einsetzbar: */ long double fak(int n) { long double result=1; for (int i=1; i
12.3 Lösungen Kapitel 4
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void __fastcall TForm1::BinomKoeffClick(TObject *Sender) { // Zum Testen: // for (int i=5000; i<5020; i++) // Memo1->Lines->Add(FloatToStr(binom_test(i))+" "+FloatToStr(powl(2.0,i))+" "+FloatToStr(Potenz(2.0,i))); AnsiString s; for (int n=200; n<210; n++) { s = ""; for (int k=0; kLines->Add(s); }; } } int round(double x) { return x+0.5; } void __fastcall TForm1::HistogrammClick(TObject *Sender) { int n=1000; // 100 Image1->Canvas->Pen->Color = clBlack; int w = Image1->Width; int h = Image1->Height; double max = binom(n,n/2); for (int i=0; iCanvas->Rectangle(i*w /(n+1),h-0, (i+1)*w /(n+1),round(h-h*(binom(n,i)/max))); }; //------ Aufgabe 4 --------------------------------------------------double t=0;
// Inkrement für die Figuren
const int epKreis1=0, epKreis2=1, epKreis3=2, epZufall=3; int Endpunkte=epKreis1; // Art der Endpunkte const int fGerade=0, fEllipse=1, fRechteck=2; int Figur=fGerade; // Geraden=0, Kreise=1, Rechteck=2 // für b): int color=0; // Farbe, wird zyklisch durchlaufen // für c): const int MaxF=50; // maximale Anzahl der Figuren const int Endpunkte_pro_Figur=2; int p[MaxF][2*Endpunkte_pro_Figur]; // Koordinaten der Endpunkte int ind=0; // Index der Punkte im Array p int Max=MaxF; // Anzahl der Figuren, die stehenbleiben void init_p() { // z. B. beim Ereignis OnCreate des Formulars aufrufen Form1->Timer1->Interval=100; // 10 Mal pro Sekunde for (int i=0; i<MaxF; i++) for (int j=0; j<2*Endpunkte_pro_Figur; j++) p[i][j]=-1; } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { init_p(); } void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// Mittelpunkt und Radius so, daß es ins Bild paßt int x=Image1->ClientWidth/2; int y=Image1->ClientHeight/2; int r=(x+y)/4; // c) Lösche die alten Figuren wieder if (p[ind]>0) { Form1->Image1->Canvas->Pen->Color=clWhite; if (Figur==fGerade) { // lösche die alte Gerade Form1->Image1->Canvas->MoveTo(p[ind][0],p[ind][1]); Form1->Image1->Canvas->LineTo(p[ind][2],p[ind][3]); } else if (Figur==fEllipse) // lösche den alten Kreis Form1->Image1->Canvas->Ellipse(p[ind][0],p[ind][1],p[ind][2],p[ind][3]); else if (Figur==fRechteck) // lösche das alte Rechteck Form1->Image1->Canvas->Rectangle(p[ind][0],p[ind][1],p[ind][2],p[ind][3]); } // b) Die Farben zyklisch durchlaufen: color=color+1; if (color >= 20) color=0; Image1->Canvas->Pen->Color=PALETTEINDEX(color); // Anstelle von PALETTEINDEX(color) kann auch ein Array oder eine Funktion // verwendet werden, die mehr bzw. "schönere" Farben enthält. if (Endpunkte==epKreis1) { // Endpunkte auf einem Kreis t = t+0.05; p[ind][0]=x+r*sin(t); p[ind][1]=y+r*cos(t); p[ind][2]=x+r*sin(2*t); p[ind][3]=y+r*cos(2+t); } else if (Endpunkte==epKreis2) { // ähnlich wie Animation==0 t = t+0.1; p[ind][0]=x+r*sin(-t); p[ind][1]=y+r*cos(-t); p[ind][2]=x+r*sin(2*t); p[ind][3]=y+r*cos(2+t); } else if (Endpunkte==epKreis3) { // ähnlich wie Animation==0 t = t+0.1; p[ind][0]=x+r*sin(t); p[ind][1]=y+1.5*r*cos(t); p[ind][2]=x+r*sin(2+t); p[ind][3]=y+1.5*r*cos(2+t); } else if (Endpunkte==epZufall) { // Zufallsgeraden t = t+0.1; p[ind][0]=rand()%Image1->ClientWidth; p[ind][1]=rand()%Image1->ClientHeight; p[ind][2]=rand()%Image1->ClientWidth; p[ind][3]=rand()%Image1->ClientHeight; }; if (Figur==fGerade) { // Zeichne Gerade Form1->Image1->Canvas->MoveTo(p[ind][0],p[ind][1]); Form1->Image1->Canvas->LineTo(p[ind][2],p[ind][3]); } else if (Figur==fEllipse) { // zeichne Ellipse Form1->Image1->Canvas->Brush->Style=bsClear; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
Form1->Image1->Canvas->Ellipse(p[ind][0],p[ind][1], p[ind][2],p[ind][3]); } else if (Figur==fRechteck) { // zeichne Rechteck Form1->Image1->Canvas->Brush->Style=bsClear; Form1->Image1->Canvas->Rectangle(p[ind][0],p[ind][1], p[ind][2],p[ind][3]); } // die Arraypositionen werden zyklisch durchlaufen: if (ind<Max-1) ind++; else ind=0; } void __fastcall TForm1::StartStopAnimClick(TObject *Sender) { Timer1->Enabled = !Timer1->Enabled; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::RBKreis1Click(TObject *Sender) { Endpunkte=epKreis1; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::RBKreis2Click(TObject *Sender) { Endpunkte=epKreis2; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::RBKreis3Click(TObject *Sender) { Endpunkte=epKreis3; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::RBZufallClick(TObject *Sender) { Endpunkte=epZufall; } void __fastcall TForm1::LinienClick(TObject *Sender) { Figur=fGerade; Max=MaxF; } void __fastcall TForm1::KreiseClick(TObject *Sender) { Figur=fEllipse; Max=1; } void __fastcall TForm1::RechteckeClick(TObject *Sender) { Figur=fRechteck; Max=5; } //------ Aufgabe 5 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::RaeuberBeuteClick(TObject *Sender) { const double zb = 0.05, fb = 0.001, sr = 0.05, fr = 2*fb; Form1->Caption = "Räuber-Beute-Modell"; // Form1->Image1->Width = 600; // Form1->Image1->Height = 400; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Form1->Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; // Startwerte: double r_alt = 100; double b_alt = 50; // zur Skalierung der y-Werte // x0 = 0; x1 = 1000; double y0 = 300; double y1 = -10; int pr, pb; for (int px=0; px<=Form1->Image1->Width-1; px++) { double r = r_alt - sr*r_alt + fr*r_alt*b_alt; double b = b_alt + zb*b_alt - fb*r_alt*b_alt; Memo1->Lines->Add(Format("r=%.4g b=%.4g",OPENARRAY(TVarRec,(r,b)))); // transformiere y in Bild-Koordinaten int pr_alt = pr; // undefinierte Werte beim int pb_alt = pb; // ersten Durchlauf irrelevant pr = (r-y0)*Form1->ClientHeight/(y1-y0); pb = (b-y0)*Form1->ClientHeight/(y1-y0); Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px-1,pr_alt); Form1->Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; if (px==0) Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px,pr); else Form1->Image1->Canvas->LineTo(px,pr); Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px-1,pb_alt); Form1->Image1->Canvas->Pen->Color = clBlue; if (px==0) Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px,pb); else Form1->Image1->Canvas->LineTo(px,pb); Form1->Image1->Canvas->MoveTo(pr_alt,pb_alt); Form1->Image1->Canvas->Pen->Color = clGreen; if (px==0) Form1->Image1->Canvas->MoveTo(pr,pb); else Form1->Image1->Canvas->LineTo(pr,pb); r_alt = r; b_alt = b; }; }
12.3.14 Aufgabe 4.5.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.5\InternetU.cpp
#include "InternetU.h" #pragma link "SHDocVw_OCX" //-------------------------------------------------------------------AnsiString dir="c:\\test"; // Verwende in FtpDownload dieses Verzeichnis: AnsiString LocalFilename=dir+"\\ftp-1.html"; void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
// Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); } void __fastcall TForm1::LoadPageClick(TObject *Sender) { WideString url="http://www.yahoo.com"; // url="file:///C|\\CBuilder\\Examples\\DDraw\\directdw.htm"; // C:\CBuilder\Examples\DDraw\directdw.htm CppWebBrowser1->Navigate(url,0,0,0,0); } void __fastcall TForm1::goBackClick(TObject *Sender) { CppWebBrowser1->GoBack(); } void __fastcall TForm1::goForwardClick(TObject *Sender) { CppWebBrowser1->GoForward(); } void __fastcall TForm1::SavePageClick(TObject *Sender) { // Bei dieser Lösungsvariante wird der Savedialog des IE aufgerufen: TVariant p1=(dir+"\\HtmlPage1.htm").c_str(); CppWebBrowser1->ExecWB(Shdocvw_tlb::OLECMDID_SAVEAS, Shdocvw_tlb::OLECMDEXECOPT_DONTPROMPTUSER, &p1); // TVariant *pvaIn=TNoParam() // Bei dieser Lösungsvariante wird ohne Savedialog gespeichert: if ( (CppWebBrowser1) && (CppWebBrowser1->Document) ) { IPersistFile *IpersFile; HRESULT hr=CppWebBrowser1->Document->QueryInterface(IID_IPersistFile, (void**)(&IpersFile)); if (SUCCEEDED(hr)) { IpersFile->Save(StringToOleStr(dir+"\\HtmlPage2.htm"),false); IpersFile->Release(); } } } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::PrintPageClick(TObject *Sender) { CppWebBrowser1->ExecWB( Shdocvw_tlb::OLECMDID_PRINT, Shdocvw_tlb::OLECMDEXECOPT_DONTPROMPTUSER ); } void __fastcall TForm1::FtpDownloadClick(TObject *Sender) { NMFTP1->Host="ftp.uni-stuttgart.de"; NMFTP1->Port=21; // siehe "services" im Windows-Verzeichnis NMFTP1->UserID="ftp"; NMFTP1->Password="anonymous"; NMFTP1->Connect(); NMFTP1->Download("index.html",LocalFilename); NMFTP1->Disconnect(); } void __fastcall TForm1::LoadLocalPageClick(TObject *Sender) { AnsiString fn= LocalFilename; int pos=fn.Pos(":"); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
WideString url="file:///"+AnsiString(fn[1])+"|"+fn.SubString(pos+1,fn.Length()); AnsiString s=url; // Nur für Debugger: WideStrings werden nicht angezeigt CppWebBrowser1->Navigate(url,0,0,0,0); }
12.3.15 Aufgaben 4.5.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.5\TimeU.cpp
#include "TimeU.h" //------- Aufgabe 4.5.6.1 -------------------------------------------#include "\Loesungen\CppUtils\TimeUtils.cpp" // Nur ein "\" bei Pfadangaben! //------- Aufgabe 4.5.6.2 -------------------------------------------int TickCount=0; double StartTime=HRTimeInSec(); void __fastcall TForm1::TimerTestClick(TObject *Sender) { if (!Timer1->Enabled) { Timer1->Enabled=true; TickCount=0; StartTime=HRTimeInSec(); } else Timer1->Enabled=false; } void __fastcall TForm1::Timer1Timer(TObject *Sender) { double now=HRTimeInSec(); TickCount++; Memo1->Lines->Add(IntToStr(TickCount)+" t1="+FloatToStr(now-StartTime)); } //------- Aufgabe 4.5.6.3 -------------------------------------------enum TimeMode { tmUserTime, tmKernelTime}; double ProcessTime_NT(TimeMode tm) { // Enables using the process handle: HANDLE h=OpenProcess(PROCESS_QUERY_INFORMATION, // // access flag true, // handle inheritance flag GetCurrentProcessId() ); // process identifier FILETIME CreationTime; FILETIME ExitTime; FILETIME KernelTime; FILETIME UserTime; BOOL b=GetProcessTimes(h, &CreationTime, &ExitTime, &KernelTime, &UserTime);
// // // // // // // // //
DWORD dwDesiredAccess,
when the process was created when the process exited time the process has spent in kernel mode time the process has spent in user mode specifies the process of interest when the process was created when the process exited time the process has spent in kernel mode time the process has spent in user mode
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
FILETIME ft; if (tm==tmUserTime) ft=UserTime; else if (tm==tmKernelTime) ft=KernelTime; else ShowMessage("Invalid TimeMode"); LARGE_INTEGER L; L.u.LowPart=ft.dwLowDateTime; L.u.HighPart=ft.dwHighDateTime; if (b) return L.QuadPart; else return -1; } void MesseNTZeiten() { // funktioniert nur unter Windows-NT const n=10000000L; float f=0; double Start1=HRTimeInSec(); double Start2=ProcessTime_NT(tmUserTime); double Start3=ProcessTime_NT(tmKernelTime); for (int i=1; i<=n; i++) f+=0.1; double End1=HRTimeInSec(); double End2=ProcessTime_NT(tmUserTime); double End3=ProcessTime_NT(tmKernelTime); Form1->Memo1->Lines->Add("t float="+FloatToStr(End1-Start1)+ " sum="+FloatToStr(f)); Form1->Memo1->Lines->Add("tU float="+FloatToStr(End2-Start2)+ " sum="+FloatToStr(f)); Form1->Memo1->Lines->Add("tK float="+FloatToStr(End3-Start3)+ " sum="+FloatToStr(f)); }
12.3.16 Aufgabe 4.5.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.5\SetU.cpp
#include "SetU.h" void __fastcall TForm1::fettClick(TObject *Sender) { if (fett->Checked) Label1->Font->Style=Label1->Font->Style<Font->Style=Label1->Font->Style>>fsBold; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::kursivClick(TObject *Sender) { if (kursiv->Checked) Label1->Font->Style=Label1->Font->Style<Font->Style=Label1->Font->Style>>fsItalic; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::unterstrichenClick(TObject *Sender) { if (unterstrichen->Checked) Label1->Font->Style=Label1->Font->Style<Font->Style=Label1->Font->Style>>fsUnderline; } //-------------------------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TForm1::durchgestrichenClick(TObject *Sender) { if (durchgestrichen->Checked) Label1->Font->Style=Label1->Font->Style<Font->Style=Label1->Font->Style>>fsStrikeOut; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Edit1KeyDown(TObject *Sender, WORD &Key, TShiftState Shift) { AnsiString s; if (Shift.Contains(ssShift)) s=s+"Shift "; if (Shift.Contains(ssAlt)) s=s+"Alt "; if (Shift.Contains(ssCtrl)) s=s+"Ctrl "; // Diese Ereignisse treten bei KeyDown nicht ein: if (Shift.Contains(ssLeft)) s=s+"Left "; if (Shift.Contains(ssRight)) s=s+"Right "; if (Shift.Contains(ssMiddle))s=s+"Middle "; if (Shift.Contains(ssDouble))s=s+"Double "; Memo1->Lines->Add(s); /* ssShift Die Taste Umschalt wird gedrückt. ssAlt Die Taste Alt wird gedrückt. ssCtrl Die Taste Strg wird gedrückt. ssLeft Die linke Maustaste wird gedrückt. ssRight Die rechte Maustaste wird gedrückt. ssMiddle Die mittlere Maustaste wird gedrückt. ssDouble Es wurde mit der Maus doppelgeklickt. */ } //--------------------------------------------------------------------
12.3.17 Aufgaben 4.6.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.6\DatUebU.cpp
#include "DatUebU.h" //----- Aufgabe 4.6.3 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); // Damit die Dateien für die folgenden Aufgaben vorhanden sind: if (!FileExists((dir+"\\config.sys").c_str())) { BOOL b=CopyFile("c:\\config.sys", (dir+"\\config.sys").c_str(), true); if (b) ShowMessage("config.sys copied to "+dir); } if (!FileExists((dir+"\\command.com").c_str())) { BOOL b=CopyFile("c:\\command.com", (AnsiString(dir)+"\\command.com").c_str(), true); if (b) ShowMessage("command.com copied to "+dir); } // Diese Windows-API-Funktionen sind in der Online-Hilfe zum Win32-SDK Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// beschrieben. } //----- Aufgabe 1 a) -----------------------------------------------#include using namespace std; int CountBytesOfFile(char* fn) { char c; int n=0; ifstream f(fn,ios::binary); // ifstream f(fn); // ohne binary ist das Ergebnis falsch if (!f) ShowMessage("Fehler bei open"); while (f.read(&c,sizeof(c))) n++; if (!f.eof()) ShowMessage("Fehler bei read"); f.close(); return n; } void __fastcall TForm1::CountBytesClick(TObject *Sender) { AnsiString fn1="c:\\test\\config.sys"; int n=CountBytesOfFile(fn1.c_str()); Memo1->Lines->Add(fn1+": "+IntToStr(n)); AnsiString fn2="c:\\test\\command.com"; n=CountBytesOfFile(fn2.c_str()); Memo1->Lines->Add(fn2+": "+IntToStr(n)); } //----- Aufgabe 1 b) -----------------------------------------------void CopyFile(char* src, char* dst) { char c; ifstream in(src,ios::binary); AnsiString msg="Fehler bei open "; if (!in) ShowMessage(msg+src); ofstream out(dst,ios::binary); if (!out) ShowMessage(msg+dst); while (in.read(&c,sizeof(c))) { out.write(&c,sizeof(c)); if (!out) ShowMessage("Fehler bei write"); } if (!in.eof()) ShowMessage("Fehler bei read"); in.close(); out.close(); } void __fastcall TForm1::CopyFilesClick(TObject *Sender) { CopyFile("c:\\test\\config.sys", "c:\\test\\configc.sys"); CopyFile("c:\\test\\command.com", "c:\\test\\commandc.com"); } //----- Aufgabe 1 c) -----------------------------------------------bool CompareFiles(char* fn1, char* fn2) { AnsiString msg="Fehler bei open "; ifstream f1(fn1,ios::binary); if (!f1) ShowMessage(msg+fn1); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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ifstream f2(fn2,ios::binary); if (!f2) ShowMessage(msg+fn2); bool gleich=true; // zwei leere Dateien sind gleich while (f1 && f2 && gleich) { char c1,c2; f1.read(&c1,sizeof(c1)); f2.read(&c2,sizeof(c2)); gleich=(c1==c2); } if (!f1 && !f1.eof()) ShowMessage("Fehler bei read f1"); if (!f2 && !f2.eof()) ShowMessage("Fehler bei read f2"); if (gleich) gleich=(f1.eof()==f2.eof()); // Falls die Dateien verschieden lang sind f1.close(); f2.close(); return gleich; /* Die folgende Schleife funktioniert nicht, da wegen der short circuit evaluation von booleschen Ausdrücken beim Ende von f1 in f2 nicht mehr gelesen wird: while (f1.read(&c1,sizeof(c1)) && f2.read(&c2,sizeof(c2)) && gleich) gleich=(c1==c2); */ } void __fastcall TForm1::ComparefilesClick(TObject *Sender) { bool b1=CompareFiles("c:\\test\\config.sys", "c:\\test\\configc.sys"); bool b2=CompareFiles("c:\\test\\command.com", "c:\\test\\commandc.com"); bool b3=CompareFiles("c:\\test\\command.com", "c:\\test\\configc.sys"); bool b4=CompareFiles("c:\\test\\command.com", "c:\\test\\configc.sys"); Memo1->Lines->Add(IntToStr(b1)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(b2)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(b3)); Memo1->Lines->Add(IntToStr(b4)); } //----- Aufgabe 1 d) -----------------------------------------------void WriteNTString(ofstream& f,char* s) { // schreibt alle Zeichen des nullterminierten Strings s // einschließlich des Nullterminators in den stream f f.write(s,strlen(s)+1); } AnsiString ReadNTString(ifstream& f) { // Die globale Funktion getline aus der Standardbibliothek // von C++ ist ähnlich aufgebaut und sollte dieser Funktion // vorgezogen werden. AnsiString s; char c; while (f.read(&c,1) && c!=0) s=s+c; return s; } void __fastcall TForm1::WritNTSClick(TObject *Sender) { char* fn="\\test\\nts.txt"; ofstream out(fn,ios::binary); if (out) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ WriteNTString(out,"123"); WriteNTString(out,"der nächste String ist leer"); WriteNTString(out,""); WriteNTString(out,"A"); } out.close(); ifstream in(fn,ios::binary); if (in) { AnsiString s=ReadNTString(in); while (in) { Memo1->Lines->Add(s); s=ReadNTString(in); } } in.close(); } //----- Aufgabe 1 e) -----------------------------------------------void TextFilter(char* src, char* dst) { AnsiString msg="Fehler bei open "; ifstream in(src,ios::binary); if (!in) ShowMessage(msg+src); ofstream out(dst,ios::binary); if (!out) ShowMessage(msg+dst); char c; while (in.read(&c,sizeof(c))) if ((' '<=c && c<='z') || c=='\n') // bis auf diese Anweisung identisch // mit CopyFile if (!out.write(&c,sizeof(c))) ShowMessage("Fehler bei write"); if (!in.eof()) ShowMessage("Fehler bei read"); in.close(); out.close(); } void __fastcall TForm1::FileFilterClick(TObject *Sender) { TextFilter("c:\\test\\config.sys", "c:\\test\\configf.sys"); TextFilter("c:\\test\\command.com", "c:\\test\\commandf.com"); TextFilter("c:\\test\\AlleMeineEntchen.doc", "c:\\test\\AlleMeineEntchen.txt"); }
12.3.18 Aufgaben 4.6.3, 4.6.4.2, 4.6.8 und 4.6.9
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.6\DatVerwU.cpp
#include "DatVerwU.h" TKBForm1 *KBForm1; __fastcall TKBForm1::TKBForm1(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } //----- Aufgabe 2 a) ------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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#include "\Loesungen\CppUtils\KBDecl.cpp" #include "\Loesungen\CppUtils\KBForms.cpp" #include using namespace std; fstream f; void __fastcall TKBForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); ClearKBForm(KBForm1); // Menüoptionen: Neu1->Enabled=true; ffnen1->Enabled=true; Schliessen1->Enabled=false; // Buttons Aufgabe 4.6.3.2: Speichern->Enabled=false; next->Enabled=false; LinSuchen->Enabled=false; // Buttons Aufgabe 4.6.8: KBForm1->first->Enabled=false; KBForm1->last->Enabled =false; KBForm1->next->Enabled =false; KBForm1->prev->Enabled =false; } void __fastcall TKBForm1::Neu1Click(TObject *Sender) { OpenDialog1->Filter = "KB-Dateien (*.dat)|*.dat"; OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; // "c:\" ist Escape-Sequenz OpenDialog1->FileName="kb.dat"; if (OpenDialog1->Execute()) { // Für Aufgabe 4.6.3.2 reicht // f.open(OpenDialog1->FileName.c_str(),ios::binary|ios::out); // ----- Aufgabe 4.6.5.1 a) --------------------------// Für Aufgabe 4.6.5.1 ist aber dieser Modus notwendig: f.open(OpenDialog1->FileName.c_str(),ios::binary|ios::out|ios::in); if (!f) { ShowMessage("Fehler bei open "+OpenDialog1->FileName); f.clear(); f.close(); } else { // Menüoptionen: Neu1->Enabled=false; ffnen1->Enabled=false; Schliessen1->Enabled=true; // Buttons Aufgabe 4.6.3.2: Speichern->Enabled=true; next->Enabled=false; LinSuchen->Enabled=false; // Buttons Aufgabe 4.6.8: KBForm1->first->Enabled=true; KBForm1->last->Enabled =true; KBForm1->next->Enabled =true; KBForm1->prev->Enabled =true; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} } void EnableButtons(); void __fastcall TKBForm1::SpeichernClick(TObject *Sender) { if (f) { // Für die Aufgabe 4.6.8 muss der Dateizeiger auf die // Position am Dateiende gesetzt werden. CKontobewegung K=FormToKB(KBForm1); f.write((char*)&K,sizeof(K)); // Die folgenden 3 Anweisungen sind nicht notwendig. // Sie sind aber nützlich, falls etwas schiefgeht. if (!f) ShowMessage("Fehler bei write "); f.flush(); if (!f) ShowMessage("Fehler bei flush "); EnableButtons(); } else ShowMessage("Dateifehler"); } void __fastcall TKBForm1::Schliessen1Click(TObject *Sender) { f.close(); // Menüoptionen: ffnen1->Enabled=true; Schliessen1->Enabled=false; Neu1->Enabled=true; // Buttons Aufgabe 4.6.3.2: Speichern->Enabled=false; next->Enabled=false; LinSuchen->Enabled=false; // Buttons Aufgabe 4.6.8: KBForm1->first->Enabled=false; KBForm1->last->Enabled =false; KBForm1->next->Enabled =false; KBForm1->prev->Enabled =false; } //----- Aufgabe 2 b) ------------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::ffnen1Click(TObject *Sender) { OpenDialog1->Filter = "KB-Dateien (*.dat)|*.dat"; OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; // "c:\" ist Escape-Sequenz OpenDialog1->FileName="kb.dat"; if (OpenDialog1->Execute()) { // Für Aufgabe 4.6.3.2 reicht // f.open(OpenDialog1->FileName.c_str(),ios::binary|ios::in); //----- Aufgabe 4.6.8.1 a) --------------------------// Für Aufgabe 4.6.8.1 ist aber dieser Modus notwendig: f.open(OpenDialog1->FileName.c_str(),ios::binary|ios::out|ios::in); if (!f) { ShowMessage("Fehler bei open "+OpenDialog1->FileName); f.clear(); f.close(); } else { // Menüoptionen: Neu1->Enabled=false; ffnen1->Enabled=false; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Schliessen1->Enabled=true; // Buttons Aufgabe 4.6.3.2: Speichern->Enabled=true; next->Enabled=true; LinSuchen->Enabled=true; // Buttons Aufgabe 4.6.8: KBForm1->first->Enabled=true; KBForm1->last->Enabled =true; KBForm1->next->Enabled =true; KBForm1->prev->Enabled =true; nextClick(Sender); // zeigt den ersten Datensatz an } } } void ReadAndDisplayData() { CKontobewegung K; f.read((char*)&K,sizeof(K)); if (f) KBToForm(K,KBForm1); else { if (f.eof()) { ShowMessage("Keine weiteren Daten vorhanden"); f.clear(); // eof ist kein Fehler // Dieses clear ist notwendig, damit 'seekg', 'tellg' usw. // anschließend funktionieren. Diese geben sonst -1 zurück. } else ShowMessage("Fehler bei read "); KBForm1->next->Enabled=false; // ClearKBForm(KBForm1); } } /* ************************************************************** Die etwas mühsamen Abfragen des Dateizustands in jeder der Funktionen ReadAndDisplayData, LinSuchen usw. kann man sich mit Exception-Handling sparen. ************************************************************** */ void __fastcall TKBForm1::nextClick(TObject *Sender) { ReadAndDisplayData(); EnableButtons(); } //----- Aufgabe 2 c) ------------------------------------------------// Zu dieser Aufgabe gehört auch die Funktion Zufalls_KB in // "\Loesungen\CppUtils\KBDecl.cpp" void __fastcall TKBForm1::Zufallsdatei1Click(TObject *Sender) { AnsiString s; srand(1); // jedesmal dieselben Daten erzeugen if (InputQuery("Testdaten erzeugen","Anzahl der zu erzeugenden Datensätze", s)) { int n = StrToInt(s); OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.dat"; OpenDialog1->Filter = "KB-Dateien (*.dat)|*.dat"; if (OpenDialog1->Execute()) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ ofstream f(OpenDialog1->FileName.c_str(),ios::binary); for (int i=0; iText)>0) { KBToForm(K,KBForm1); gefunden=true; } } if (!gefunden) ShowMessage("Kein Datensatz gefunden"); if (f.eof()) { f.clear(); // Damit nach einem Zurücksetzen des Dateizeigers // wie in 'firstClick' weitergesucht werden kann. LinSuchen->Enabled=false; } } else ShowMessage("Dateifehler"); } //---- Aufgabe 4.6.4.2 - Listendruck --------------------------------// // // //
Die Namensgebung und Aufteilung in die Funktionen wurde so gewählt, dass die Funktionen in späteren Aufgaben wiederverwendet werden können. Für diese Aufgaben sind auch die mit /***/ gekennzeichneten Zeilen notwendig. Für die aktuelle Aufgabe sind sie nicht notwendig.
int Zeilenzahl; /***/ CKontobewegung Drucksatz, Altsatz; const int Zeilen_pro_Seite= 72; const int Druckzeilen_pro_Seite= 60; Currency Summe; // wird vor jedem Start initialisiert (in VorlGS0) int Seitenzahl; // " int AnzahlFehler; // " ifstream in; // Datei, die gelesen wird ofstream out; // Ausgabedatei #include void Blattkopf(char* fn) { // druckt Überschriftszeilen am Anfang einer Seite Seitenzahl++; out << "Datei: "<
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<= Druckzeilen_pro_Seite) { Blattvorschub(); Blattkopf(infn); /***/ Drucksatz.KontoNr = K.KontoNr; // der erste DS auf einer neuen Seite soll die Kontonr enthalten }; if (K.BewArt == '+') Summe = Summe + K.Betrag; else if (K.BewArt == '-') Summe = Summe - K.Betrag; else AnzahlFehler++; Drucke_Zeile_0(K); /***/ Altsatz = K; // Altsatz ist der zuletzt verarbeitete Satz der Gruppe }; CKontobewegung Lese_naechsten_Satz() { CKontobewegung K; in.read((char*)&K,sizeof(K)); /***/ Drucksatz = K; /***/ Drucksatz.KontoNr = 0; // innerhalb einer Gruppe soll die Kontonr. // nicht ausgedruckt werden return K; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
void NachlGS0() { // Anweisungen, die am Ende ausgeführt werden out<<setw(38)<<"Gesamtsumme: "<<MyCurrToStr(Summe).c_str()<<endl; Zeilenzahl = Zeilenzahl+2; Blattvorschub(); in.close(); out.close(); } void Listendruck(char* infn, char* outfn) { CKontobewegung K; VorlGS0(infn,outfn); K=Lese_naechsten_Satz(); while (in) { Bearbeite_DS_Stufe_0(infn,K); K=Lese_naechsten_Satz(); } NachlGS0(); }; void __fastcall TKBForm1::Listendruck1Click(TObject *Sender) { OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.sor"; OpenDialog1->Filter = "sortierte KB-Dateien (*.sor)|*.SOR"; if (OpenDialog1->Execute()) // Listendruck("c:\\test\\kb.dat","c:\\test\\kb.out"); Listendruck(OpenDialog1->FileName.c_str(),"c:\\test\\kb.out"); } //----- Aufgabe 4.6.8 b) --------------------------------------------// // // //
Wie bei den Lösungen der Aufgabe 4.6.3.2 wäre es auch bei den folgenden Lösungen sinnvoll, nach jeder Dateioperation zu prüfen, ob diese erfolgreich war: "if (!f) ...". Damit die Logik aber nicht durch zusätzliche Anweisungen verdeckt wird, wurde darauf verzichtet.
// Die folgenden Funktionen beschreiben alle relevanten // Bedingungen und Operation. Mit ihnen kann die Lösung // leicht auf andere Container und Dateien übertragen werden. void EnableButtons() { if (f) { int act_pos=f.tellg(); f.seekg(0,ios::end); // f.clear(); überflüssig: tellg und seekg(0,...) erzeugen nie einen // Fehler int end_pos=f.tellg(); f.seekg(act_pos); KBForm1->first->Enabled =(end_pos>0);// Enabled, falls Datei nicht leer KBForm1->last->Enabled =(end_pos>0);// Enabled, falls Datei nicht leer KBForm1->next->Enabled =(act_pos<end_pos); KBForm1->prev->Enabled =(act_pos>=2*sizeof(CKontobewegung)); } else if (f.eof()) ShowMessage("f.eof() **** "); // dieser Fall dürfte nie // eintreten, da nach dem Lesen in ReadAndDisplayData() bei eof clear // aufgerufen wird. else ShowMessage("Dateifehler: !f"); // Was ging schief? } void __fastcall TKBForm1::prevClick(TObject *Sender) { if (f) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ int pos=f.tellg(); if (pos >= 2*sizeof(CKontobewegung)) { f.seekg(pos-2*sizeof(CKontobewegung)); ReadAndDisplayData(); } else ClearKBForm(KBForm1); EnableButtons(); } else ShowMessage("Dateifehler: !f"); // Was ging schief? } //----- Aufgabe 4.6.8 c) --------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::firstClick(TObject *Sender) { if (f) { f.seekg(0); ReadAndDisplayData(); EnableButtons(); } else ShowMessage("Dateifehler: !f"); // Was ging schief? } //----- Aufgabe 4.6.8 d) --------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::lastClick(TObject *Sender) { if (f) { f.seekg(-1*sizeof(CKontobewegung),ios::end); if (f.tellg() >= 0) ReadAndDisplayData(); EnableButtons(); } else ShowMessage("Dateifehler: !f"); // Was ging schief? } //----- Aufgabe 4.6.8 e) --------------------------------------------void __fastcall TKBForm1::KorrekturClick(TObject *Sender) { if (f) { CKontobewegung K; int pos=f.tellg(); if (pos >= sizeof(K)) { f.seekg(pos-sizeof(K)); K=FormToKB(KBForm1); f.write((char*)&K,sizeof(K)); } else ShowMessage("Keine Korrektur möglich: Datei leer"); } else ShowMessage("Dateifehler: !f"); // Was ging schief? } //----- Aufgabe 4.6.9.1 ---------------------------------------------#include using namespace std; enum TSortierbegriff {sbKontoNr, sbName,sbDatum,sbKontonrUndDatum} Sortierbegriff=sbKontoNr; // Sortierbegriff=sbKontonrUndDatum; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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bool operator<(const CKontobewegung& k1, const CKontobewegung& k2) { if (Sortierbegriff==sbKontoNr) return k1.KontoNr < k2.KontoNr; else if (Sortierbegriff==sbName) return k1.NameInhaber < k2.NameInhaber; else if (Sortierbegriff==sbDatum) { if (k1.Datum.Jahr!=k2.Datum.Jahr) return k1.Datum.Jahr v; CKontobewegung K; ifstream in(infn,ios::binary); while (in.read((char*)&K,sizeof(K))) v.push_back(K); in.close(); sort(v.begin(),v.end()); ofstream out(outfn,ios::binary); for (size_t i=0; iFilter = "KB-Dateien (*.dat)|*.dat"; OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; // "c:\" ist Escape-Sequenz OpenDialog1->FileName="kb.dat"; if (OpenDialog1->Execute()) { AnsiString outfn=OpenDialog1->FileName+".sor"; SortiereKBDatei(OpenDialog1->FileName.c_str(), outfn.c_str()); } } const int n=2; // Anzahl der zu mischenden Dateien ifstream D[n]; ofstream M; CKontobewegung K[n]; int MinIndex(int n) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ int m=0; for (int i=1; i0) ShowMessage(IntToStr(AnzahlFolgefehler)+" Folgefehler"); } void __fastcall TKBForm1::MischFPClick(TObject *Sender) { Mischen2mitFP("c:\\test\\KB0.sor","c:\\test\\KB1.sor","c:\\test\\M.sor"); } //----- Aufgabe 4.6.9.3 ---------------------------------------------Currency GS1Summe; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void VorlGS1(CKontobewegung K) // Anweisungen, die zu Beginn einer Gruppe { // der Stufe 1 ausgeführt werden GS1Summe = 0; Drucksatz.KontoNr = 0; // damit am Anfang einer Gruppe // die Kontonummer nicht ausgedruckt wird out <<setw(4)<= Druckzeilen_pro_Seite) { Blattvorschub(); Blattkopf(infn); Drucksatz.KontoNr = K.KontoNr; // der erste DS auf einer neuen Seite soll die Kontonr enthalten }; if (K.BewArt == '+') GS1Summe = GS1Summe + K.Betrag; else if (K.BewArt == '-') GS1Summe = GS1Summe - K.Betrag; else AnzahlFehler++; Drucke_Zeile_1(); Altsatz = K; // Altsatz ist der zuletzt verarbeitete Satz der Gruppe } void NachlGS1() // Anweisungen, die am Ende einer Gruppe der { // Stufe 1 ausgeführt werden Summe = Summe + GS1Summe; out<<" "<<"Summe Kontonummer "<<setw(4)<
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while (!GW_Stufe_1(K)&& (in)) { Bearbeite_DS_Stufe_1(infn,K); K=Lese_naechsten_Satz(); } NachlGS1(); } NachlGS0(); } void __fastcall TKBForm1::GrW1Click(TObject *Sender) { OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.sor"; OpenDialog1->Filter = "sortierte KB-Dateien (*.sor)|*.SOR"; if (OpenDialog1->Execute()) GW1(OpenDialog1->FileName.c_str(),"c:\\test\\gw1.txt"); }
12.3.19 Aufgabe 4.6.4.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.6\HTMLU.cpp
#include "HTMLU.h" #pragma link "SHDocVw_OCX" //-------------------------------------------------------------------#include #include <string> using namespace std; void PrintTextlines(ostream& o, char* infn) { ifstream in(infn); string s; while (getline(in,s)) { for (string::size_type i=0; i<s.length(); i++) if (s[i]=='ä') s.replace(i,1,"ä"); else if (s[i]=='ö') s.replace(i,1,"ö"); else if (s[i]=='ü') s.replace(i,1,"ü"); else if (s[i]=='ß') s.replace(i,1,"ß"); else if (s[i]=='Ä') s.replace(i,1,"Ä"); else if (s[i]=='Ö') s.replace(i,1,"ö"); else if (s[i]=='Ü') s.replace(i,1,"Ü"); o<<"
"<<s<<endl; } if (!in.eof()) ShowMessage("Fehler bei getline"); } void TextToHTML(char* ifn, char* htmlfn) { ofstream o(htmlfn); o<<""<<endl <<""<<endl <<"<TITLE>" <"<<endl <<""<<endl <<""<<endl; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
PrintTextlines(o, ifn); o<<""<<endl; o<<""<<endl; o.close(); // ³berfl³ssig } void __fastcall TForm1::TextToHtmlClick(TObject *Sender) { TextToHTML("Faust.txt", "c:\\test\\Faust.html"); WideString url="file:///C|\\test\\Faust.html"; CppWebBrowser1->Navigate(url,0,0,0,0); Form1->Caption="Goethe's Faust"; //url="file:///C|\\CBuilder\\Examples\\DDraw\\directdw.htm" // C:\CBuilder\Examples\DDraw\directdw.htm } //-------------------------------------------------------------------#include "\Loesungen\cpputils\kbdecl.cpp" void print_KB(ostream& o, CKontobewegung K) { o<<"" // Neue Tabellenzeile <<""<"<"<"<"<"<<endl <<"| KontoNr" <<" | Name" <<" | Datum" <<" | Bew-Art" <<" | Betrag" <<endl; CKontobewegung K; while(in.read((char*)&K,sizeof(K))) print_KB(o,K); if (!in.eof()) ShowMessage("Fehler bei read"); o<<""<<endl; } void KBToHTML(char* ifn, char* htmlfn) { ifstream in(ifn,ios::binary); ofstream o(htmlfn); o<<""<<endl <<""<<endl <<"<TITLE>" <"<<endl <<""<<endl <<""<<endl; PrintTable(in, o); o<<""<<endl; o<<""<<endl; o.close(); // überflüssig } void __fastcall TForm1::KBToHtmlClick(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.dat"; OpenDialog1->Filter = "Daten (*.dat)|*.DAT"; if (OpenDialog1->Execute()) { KBToHTML(OpenDialog1->FileName.c_str(),"c:\\test\\kb.html"); WideString url="file:///C|\\test\\kb.html"; CppWebBrowser1->Navigate(url,0,0,0,0); Form1->Caption="Kontobewegungen"; } } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); }
12.3.20 Aufgabe 4.6.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.6\KonsAppU.cpp
#include #include #include #include
<stdio.h> <stdlib.h> <string.h>
USERES("ConsApp.res"); #include using namespace std; //------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------int Quersumme(int n) { // genau wie die Lösung 3.4.7.1 if (n<0) n=-n; // falls n < 0 int s=0; while (n>0) { s = s+n%10; n = n/10; } return s; } void Zeige_QuerSummen(int a, int b) { cout<<"Quersummen"<<endl; for (int i=a; i<=b; i++) cout<
12.3 Lösungen Kapitel 4
fib = f0 + f1; f1 = f0; f0 = fib; } return fib; } void zeige_Fibonacci(int n) { cout<<"Fibonacci-Zahlen:"<<endl; for (int i=0; i
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} void zeige_3nplus1(int n) { for (int i=0; i>Menuewahl; int n; if (Menuewahl=='1') Zeige_QuerSummen(1,20); if (Menuewahl=='2') zeige_Fibonacci(50); if (Menuewahl=='3') { cin>>n; zeige_Primzahlen(n); } if (Menuewahl=='4') { cin>>n; zeige_PythagZahlentripel(n); } if (Menuewahl=='5') { cin>>n; zeige_3nplus1(n); } } return 0; }
12.3.21 Aufgabe 4.6.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.6\StrStrU.cpp
#include "StrStrU.h" //----- Aufgabe 4.6.7 -----------------------------------------------#include <string> #include <sstream> using namespace std; double StrToFloat(string s) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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istringstream is(s); is.exceptions(ios::failbit); double d; is>>d; return d; } int StrToInt(string s) { istringstream is(s); is.exceptions(ios::failbit); int i; is>>i; return i; } void TestStrToFloat(string s) { ostringstream out; out<<"'"<<s<<"': "<<StrToFloat(s); Form1->Memo1->Lines->Add(out.str().c_str()); } void TestStrToInt(string s) { ostringstream out; out<<"'"<<s<<"': "<<StrToInt(s); Form1->Memo1->Lines->Add(out.str().c_str()); } void TestStrTo() { TestStrToInt("123"); TestStrToInt("123 "); TestStrToInt("12 3"); TestStrToInt("12A3"); TestStrToInt(" 123A"); TestStrToFloat("1.23"); TestStrToFloat("123 "); TestStrToFloat("1.2 3"); TestStrToFloat("1.2A3"); TestStrToFloat(" 1.23A"); }
// // // // // // // // // //
123 123 12 12 123 1.23 123 1.2 1.2 1.23
void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { TestStrTo(); }
12.3.22 Aufgabe 4.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.7\AssContU.cpp
#include "AssContU.h" #include "\Loesungen\CppUtils\TimeUtils.cpp" #include "\Loesungen\CppUtils\StringUt.cpp" /* In StringUt.cpp ist auch die folgende Funktion:
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12 Lösungen
string getline_BUG_workaround(string z) { // BCB5 Bug: When using the global function getline(istream, std::string) // to fill a string, it adds an extra null terminator to the string. This // nullterminator is separate from the null terminator for the underlying // char*. // Dieser Bug ist im Service-Pack zum C++Builder5 behoben. int n=z.length(); char x=z[n-1]; if (x=='\0') z.erase(n-1,1); // nur zum Testen: n=z.length(); x=z[n-1]; return z; } */ //-------- Aufgabe 1 ---------------------------------------------#include <map> using namespace std; typedef typedef typedef InfoSys
int ValueType; int KeyType; map InfoSys; m;
bool ValueToKey(KeyType Key,ValueType& Value) { InfoSys::iterator pos=m.find(Key); bool found=(pos!=m.end()); if (found) Value=pos->second; return found; } void __fastcall TForm1::InfoSystClick(TObject *Sender) { CHRTimer t; ValueType data; t.Start(); bool found=ValueToKey(StrToInt(Edit1->Text), data); t.End(); if (found) Memo1->Lines->Add(data); else Memo1->Lines->Add("nicht gefunden!"); Memo1->Lines->Add(t.TimeStr()); /* Aufgrund des logarithmischen Komplexität von m.find ist wegen log(1000) ~ log(2^10) = 10 log(1000000) = log(1000*1000) ~ log(2^20) = 20 eine Verdoppelung der Suchzeiten zu erwarten. Tatsächlich konnten aber keine Unterschiede beobachtet werden: Gemessene Suchzeiten bei 1000 Elementen: 7,71048793979115E-5 Sekunden 7,54286863675221E-5 7,79429759131062E-5 7,87810724283008E-5 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.3 Lösungen Kapitel 4
7,79429759131062E-5 Gemessene Suchzeiten bei 1000000 Elementen: 9,7219195762584E-5 7,54286863675221E-5 8,12953619738849E-5 7,79429759131062E-5 7,12382037915486E-5 */ } void __fastcall TForm1::CreateDataClick(TObject *Sender) { m.clear(); const int max=100000; CHRTimer t; t.Start(); for (int i=0;i<max; i++) m[i]=i; t.End(); Memo1->Lines->Add(t.TimeStr()); /* Gemessene Zeiten: 100.000 map-Elemente: 1,5 Sekunden 1.000.000 map-Elemente: 17 Sekunden */ } //-------- Aufgabe 2 ---------------------------------------------#include <set> using namespace std; set RndSet; int NewRand(unsigned int Max) { if (RndSet.size()<Max) { unsigned int Anzahl_vorher=RndSet.size(), i; while (RndSet.size()==Anzahl_vorher) // Endlosschleife, falls { // s.size()>=Max i=rand()%Max; RndSet.insert(i); } return i; } else return -1; // oder Exception auslösen } // Diese Lösungsalternative ist mit jedem Container möglich, der eine // Funktion wie find hat: int NewRand1(unsigned int Max) { if (RndSet.size()<Max) { unsigned int i; do // Endlosschleife, falls RndSet.size()>=Max i=rand()%Max; while (RndSet.find(i)!=RndSet.end()); RndSet.insert(i); return i; } else return -1; // oder Exception auslösen } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TForm1::NewRandClick(TObject *Sender) { int n=10; for (int i=0; iLines->Add(::NewRand1(n)); } //-------- Aufgabe 3 ---------------------------------------------#include <set> #include set <string> Woerterbuch; typedef vector<string> Container; void Woerterbuch_lesen(char* ifn) { Container c; ifstream in(ifn); in.exceptions(ios::badbit); if (in) { string z; while (getline(in,z)) { z=getline_BUG_workaround(z); parseString(z,c); for (Container::iterator i=c.begin();i!=c.end(); i++) Woerterbuch.insert(*i); c.clear(); } } in.close(); // überflüssig, aber kein Fehler } void Text_pruefen(char* ifn) { Container c; ifstream in(ifn); in.exceptions(ios::badbit); if (in) { string z; while (getline(in,z)) { z=getline_BUG_workaround(z); parseString(z,c); for (Container::iterator i=c.begin();i!=c.end(); i++) { if (Woerterbuch.find(*i)==Woerterbuch.end()) { // nicht im Wörterbuch enthaltenene Wörter ausgeben: Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(z.c_str())+ ": "+AnsiString(i->c_str())); } } c.clear(); } } in.close(); // überflüssig, aber kein Fehler } void RechtschrPruefung() { Woerterbuch_lesen("faust.txt"); cout<<Woerterbuch.size()<<endl; Text_pruefen("faust1.txt"); // In Faust1.txt wurden gegenüber Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
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// faust.txt einige Worte verändert } void __fastcall TForm1::RechtSchrPrClick(TObject *Sender) { RechtschrPruefung(); } //-------- Aufgabe 4 ---------------------------------------------typedef multimap<string,int> MMType; MMType mm; void MakeXRef(vector<string> v) // Ein XRef-Generator in 13 Zeilen { // erzeugt eine Crossreference-Liste aus den Strings eines Vektors Container c; int line=1; for (vector<string>::iterator i=v.begin();i!=v.end(); i++) { parseString(*i,c); for (Container::iterator token=c.begin();token!=c.end(); token++) mm.insert(make_pair(*token,line)); c.clear(); line++; } } void MakeXRef(char* fn) // fn: Dateiname { // erzeugt eine Crossreference-Liste aus den Wörtern und ihren Zeilennummern Container c; ifstream in(fn); if (in) { string z; int line=1; while (getline(in,z)) { z=getline_BUG_workaround(z); parseString(z,c); for (Container::iterator token=c.begin();token!=c.end(); token++) mm.insert(make_pair(*token,line)); c.clear(); line++; } } } #include <sstream> void PrintXRef(char* fn=0) { // Schreibt eine XRef-Liste in ein Memo oder in die Datei mit dem Namen fn ofstream of; if (fn!=0) of.open(fn); for (MMType::iterator i=mm.begin(); i!=mm.end(); ) { ostringstream out; MMType::iterator k, first=mm.lower_bound(i->first); MMType::iterator j, last=mm.upper_bound(i->first); k=first; out<first<<": "; for (j=first; j!=last; j++) { out << " "<<j->second; i++; // Mit jedem gefundenen Wert hochzõhlen }; if (fn!=0) of<Memo1->Lines->Add(out.str().c_str()); } } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TForm1::XRefClick(TObject *Sender) { vector<string> v; v.push_back("Alle meine Entchen"); v.push_back("schwimmen auf dem See,"); v.push_back("schwimmen auf dem See,"); MakeXRef(v); PrintXRef(); mm.clear(); MakeXRef("AssContU.cpp"); PrintXRef(); MakeXRef("faust.txt"); PrintXRef("faust.xref"); } //-------- Aufgabe 5 ---------------------------------------------#include "\Loesungen\CppUtils\KBDecl.cpp" fstream f; using namespace std; typedef multimap TKBMap; TKBMap km; void MMReadKeys(char* fn) { CKontobewegung K; f.open(fn,ios::in|ios::out|ios::binary); int pos=f.tellg(); while (f.read((char*)&K,sizeof(K))) { km.insert(make_pair(K.KontoNr,pos)); pos=f.tellg(); } f.clear(); // Damit spätere seek-Zugriffe funktionieren } void __fastcall TForm1::KeysLesenClick(TObject *Sender) { OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.dat"; OpenDialog1->Filter = "KB-Dateien (*.dat)|*.dat"; if (OpenDialog1->Execute()) { MMReadKeys(OpenDialog1->FileName.c_str()); KeySuchen->Enabled=true; Sortieren->Enabled=true; } } bool MMFind(int Key, CKontobewegung& K) { TKBMap::iterator i=km.find(Key); if (i!=km.end()) { f.seekg(i->second); f.read((char*)&K,sizeof(K)); return true; } else return false; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.3 Lösungen Kapitel 4
void __fastcall TForm1::KeySuchenClick(TObject *Sender) { int Key=StrToInt(Edit1->Text); CKontobewegung K; if (MMFind(Key, K)) // hier nur eine ganz "primitive" Ausgabe: Memo1->Lines->Add(IntToStr(K.KontoNr)+": "+K.NameInhaber); else Memo1->Lines->Add(Edit1->Text+": nicht gefunden."); } void MMSort(char* outfn) { CKontobewegung K; ofstream out(outfn,ios::binary); TKBMap::iterator i; for (i=km.begin(); i!=km.end(); i++) { f.seekg(i->first); f.read((char*)&K,sizeof(K)); out.write((char*)&K,sizeof(K)); } out.close(); } void __fastcall TForm1::SortierenClick(TObject *Sender) { OpenDialog1->InitialDir="c:\\test"; OpenDialog1->FileName="kb.sor"; OpenDialog1->Filter = "sortierte KB-Dateien (*.sor)|*.sor"; if (OpenDialog1->Execute()) { MMSort(OpenDialog1->FileName.c_str()); } } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { KeySuchen->Enabled=false; Sortieren->Enabled=false; // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); }
12.3.23 Aufgabe 4.8
// Datei: d:\Loesungen\kap-4\4.8\NumKlassU.cpp
#include "NumKlassU.h" #include "\Loesungen\CppUtils\TimeUtils.cpp" // Nur ein "\" bei Pfadangaben!!! //------- Aufgaben 4.8.1 --------------------------------------------//------- Aufgabe 1 --------------------------------------------------
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#include using namespace std; AnsiString ComplexToStr(complex c) { return FloatToStr(real(c))+"+"+FloatToStr(imag(c))+"i"; } void __fastcall TForm1::QuadGlClick(TObject *Sender) { complex<double> a(2,3), b(4,-5), c(-7,8), x1, x2; // complex<double> a(2,0), b(4,0), c(-7,0), x1, x2; x1= (-b+sqrt(b*b - 4.0*a*c))/(2.0*a); x2= (-b-sqrt(b*b - 4.0*a*c))/(2.0*a); Form1->Memo1->Lines->Add(ComplexToStr(x1)); Form1->Memo1->Lines->Add(ComplexToStr(x2)); // Probe: Form1->Memo1->Lines->Add(ComplexToStr(a*x1*x1+b*x1+c)); Form1->Memo1->Lines->Add(ComplexToStr(a*x2*x2+b*x2+c)); } // Mit typedef lassen sich die Datentypen etwas einfacher schreiben: typedef complex<double> dcomplex; AnsiString DComplexToStr(dcomplex c) { return FloatToStr(real(c))+"+"+FloatToStr(imag(c))+"i"; } //------- Aufgabe 2 -------------------------------------------------void __fastcall TForm1::EinheitswurzelnClick(TObject *Sender) { const int n=100; complex<double> w(cos(2*M_PI/n),sin(2*M_PI/n)); for (int i=0; i z=pow(w,i); Memo1->Lines->Add(ComplexToStr(pow(z,n))); } } //------- Aufgabe 3 -------------------------------------------------#include "\Loesungen\cpputils\GraphUtils.cpp" int Funktion=0; void __fastcall TForm1::ScrollBar1Change(TObject *Sender) { Funktion=1; if (Funktion >5) Funktion=1; double x0, y0, x1, y1, dx, dy; if (Funktion==1) { x0=-2; y0=-0.2; x1=2; y1=5; dx=0.5; dy=0.5;} else if (Funktion==2) { x0=-1; y0=0; x1=6; y1=100; dx=1; dy=10;} else if (Funktion==3) { x0=-2; y0=-2; x1=2; y1=4; dx=1; dy=1;} else if (Funktion==4) { x0=-2; y0=-6; x1=8; y1=10; dx=1; dy=1;} Image1->Canvas->Brush->Color=clWhite; // lösche das alte Bild Image1->Canvas->Rectangle(0,0,Image1->ClientWidth, Image1->ClientHeight); Gitternetz(Form1->Image1,x0,x1,dx, Image1->ClientWidth, y0,y1,dy, Image1->ClientHeight); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.3 Lösungen Kapitel 4
Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; for (int px=0; px<=Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Form1->Image1->Width); double y; dcomplex z(x,ScrollBar1->Position/10.0); // if (Funktion==1) y= abs(sin(z)); else if (Funktion==2) y= abs(exp(z)); else if (Funktion==3) y= abs(z*z); else if (Funktion==4) y= abs(z*sin(z)); // transformiere y in Bildkoordinaten int py=y_Bildschirm(y, y0, y1, Image1->Height); if (px == 0) Image1->Canvas->MoveTo(px,py); else Image1->Canvas->LineTo(px,py); } } //-------
Aufgaben 4.8.2 --------------------------------------------
void Kreuz(int x, int y, int w) { Form1->Image1->Canvas->MoveTo(x-w,y); Form1->Image1->Canvas->LineTo(x+w,y); Form1->Image1->Canvas->MoveTo(x,y+w); Form1->Image1->Canvas->LineTo(x,y-w); } // Die folgenden Variablen nur deshalb global, da // die Teilaufgaben in eigenen Funktionen behandelt // werden: double sxy, sx, sy, sxx, ym, xm; const int n=100; // n=2; n=100; n=10000; #include using namespace std; valarray<double> x(n), y(n); void Kleinste_Quadrate_mit_valarrays() { // Aufgabe a) sxy = (x*y).sum(); sx = x.sum(); sy = y.sum(); sxx = (x*x).sum(); xm = sx/n; ym = sy/n; } void Kleinste_Quadrate_mit_Arrays() { // Aufgabe b) sxy=0; for (int i=0; i
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12 Lösungen
// Aufgabe 4.8.2.1 const double a_=2, b_=3; // Aufgabe 4.8.2.2 a): rnd=0; // Aufgabe 4.8.2.2 b): rnd>0; double rnd=5; // mit positivem Wert ergibt sich eine Streuung for (int i=0; iLines->Add("Kleinste Quadrate: "); Memo1->Lines->Add("a_="+FloatToStr(a_)+ " a="+FloatToStr(a)); Memo1->Lines->Add("b_="+FloatToStr(b_)+ " b="+FloatToStr(b)); // Aufgabe 4.8.2.3 // zeichen die Punkte als Rechtecke // Weltkoordinaten int x0=x.min(); int x1=x.max(); int y0=y.min(); int y1=y.max(); Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; // Kreuze rot zeichnen for (int i=0; iWidth); int py=y_Bildschirm(y[i], y0, y1, Image1->Height); Kreuz(px, py, 5); } Image1->Canvas->Pen->Color = clBlack; // Gerade schwarz // Anfangspunkt der Geraden int px=x_Bildschirm(0, x0,x1,Image1->Width); int py=y_Bildschirm(a*0+b, y0,y1,Image1->Height); Image1->Canvas->MoveTo(px,py); // Endpunkt der Geraden px=x_Bildschirm(n-1, x0,x1,Image1->Width); py=y_Bildschirm(a*(n-1)+b, y0,y1,Image1->Height); Image1->Canvas->LineTo(px,py); }
12.4 Lösungen Kapitel 5
12.4.1 Aufgaben 5.2.19
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.2\ExprU.cpp
#include "ExprU.h"
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert AnsiString dir="c:\\test"; if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); } //----- Aufgabe 1. -----------------------------------------------#include using namespace std; int i=0; void Aufgabe1() { int i=2,j=i,k=-6, m=8, n=10000, x=0, h[5]; unsigned u=40000u,v=u; // Aufgaben int a= k/i/j+n/j; // a = ((k/i)/j)) + (n/j); // = -3/2 + 5000 = 4999 Form1->Memo1->Lines->Add(a); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(k/i/j+n/j).name()); // int int b= k/i/j++ + m/j++; // Das Ergebnis ist undefiniert, da es davon abhängt, ob j++ zuerst im // ersten oder im zweiten Teilausdruck erhöht wird Form1->Memo1->Lines->Add(b); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(k/i/j++ + m/j++).name()); // int int c= i*4%-k*3; // c = ((i*4)%(-k))*3; // = (8%6)*3=6 // Alle Operatoren sind multiplikative Operatoren und werden linksassoziativ ausgewertet: Form1->Memo1->Lines->Add(c); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(i*4%-k*3).name()); // int int d= k/-m-2; // d = (k/-m)-2; // = 0-2 = -2 Form1->Memo1->Lines->Add(d); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(k/-m-2).name()); // int double e= m*n/u/v; // Obwohl die linke Seite den Datentyp double hat, wird der Ausdruck als // Ganzzahlwert ausgewertet. // e = ((m*n)/u)/v; // = 2/40000 = 0 Form1->Memo1->Lines->Add(e); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(m*n/u/v).name()); // unsigned int int f= ++::i%++i; // f = ++::i%++i; // = 1%3 = 1 Form1->Memo1->Lines->Add(f); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(++::i%++i).name()); // int int g = sizeof 17-2; // g = (sizeof 17)-2; // = 4-2 = 2 Form1->Memo1->Lines->Add(g); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(sizeof 17-2).name()); // unsigned int while(x<=5) h[x]=x++; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
// Das Ergebnis der Anweisungen in der Schleife ist // nicht definiert, da nicht klar ist, ob a[x] vor oder nach der Erhöhung // von x angesprochen wird. // Außerdem wird das Arrayelement A[5] angesprochen, für das // kein Speicherplatz reserviert ist. Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(x++).name()); // int } void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { Aufgabe1(); } //----- Aufgabe 2. -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg2Click(TObject *Sender) { // a) int w=1; for (int i=0; i<8*sizeof(w); i++) { Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+IntToStr(w)); // mit "+" werden die verschiedenen Strings zu // einem einzigen "zusammengeklebt" w = w<<1; } // b) w=1; for (int i=0; i<8*sizeof(w); i++) Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)+": "+IntToStr(w<
b) (a<=b & c<=d);// ... Da der Operator <= eine höhere Priorität hat als &, wird dieser Ausdruck wie (a<=b) & (c<=d) behandelt. Die beiden Operanden (a<=b und (c<=d) sind boolesche Werte, die für & in Ganzzahlwerte konvertiert werden. Dabei wird false zu 0 und true zu 1. Für die verschiedenen Kombinationen ergibt sich so dasselbe Ergebnis wie unter a) p true true false false
q true false true false
int(p) 1 1 0 0
int(q) 1 0 1 0
p&q 1 0 0 0
p&&q true false false false
c) (a<=b == c<=d);// ... Da der Operator == eine höhere Priorität hat als <=, wird dieser Ausdruck wie a<=(b == c)<=d behandelt. Der Ausdruck (a<=b == c<=d) wird auf den ersten Blick oft als (a<=b) == (c<=d) interpretiert.
for (int a=0; a<10; a++) for (int b=0; b<10; b++) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
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for (int c=0; c<10; c++) for (int d=0; d<10; d++) // if ( (a<=b == c<=d)==((a<=b) == (c<=d)) ) if ( ((a<=(b == c))<=d)!=((a<=b) == (c<=d)) ) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(a)+" "+IntToStr(b)+" "+IntToStr(c)+" " +IntToStr(d)); // d) for (int i=0; i<5; i++) if (i&1) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)); // // // //
Für ungerade Werte von i hat i&1 den Wert 1 und für gerade den Wert 0. Da der Wert 1 in true und 0 in false konvertiert wird, ist die Bedingung für ungerade Werte von i erfüllt.
// e) for (int i=0; i<5; i++) if (i&1==0) Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(i)); // Da == eine höhere Priorität hat als &, wird dieser Ausdruck wie // i&(1==0) interpretiert und ist immer false. Viele Leser // interpretieren den Ausdruck auf den ersten wie (i&1)==0 } void __fastcall TForm1::Aufg3Click(TObject *Sender) { Aufgabe3(); } //----- Aufgabe 4. -----------------------------------------------#include <stdio.h> // notwendig für sprintf void Aufgabe4() { double x = 3.14; int a=1,b=2; // a) int s = a?b:x; // s=2 Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(a?b:x).name()); // double // b) { int s = (x > 0) ? 1 : (x < 0) ? -1 : 0; s = (x > 0) ? 1 : ((x < 0) ? -1 : 0); if (x>0) s=1; else if (x<0) s=-1; else s=0; } // c) for (int n=0;n<4;n++) { char s[100]; sprintf(s,"%d file%c found",n,(n==1)?' ':'s'); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } // d) // Übersetzen Sie die Anweisung nach d) ins Deutsche. for (int n=0;n<4;n++) { char s[100]; sprintf(s,"%d Datei%s gefunden",n,(n==1)?"":"en"); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
} void __fastcall TForm1::Aufg4Click(TObject *Sender) { Aufgabe4(); } //----- Aufgabe 5. -----------------------------------------------void Aufgabe5() { int i,j,k; i=3;j=1;k=2; k=i+++j; // k=(i++)+j=4, i=4 Form1->Memo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" j="+IntToStr(j)+" i=3;j=1;k=2; k= ++i+j++; // k=(++i)+(j++)=5, i=4, j=2 Form1->Memo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" j="+IntToStr(j)+" i=3;j=1;k=2; k= -i+++j; // k=(-(i++))+j=-2, i=4, Form1->Memo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" j="+IntToStr(j)+" i=3;j=1;k=2; k= +i+-j; // k=(+i)+(-j)=2 Form1->Memo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" j="+IntToStr(j)+" i=3;j=1;k=2; k= i--+--j; // k=(i--)+(--j)=3, i=2, j=0 Form1->Memo1->Lines->Add("i="+IntToStr(i)+" j="+IntToStr(j)+" }
k="+IntToStr(k)); k="+IntToStr(k)); k="+IntToStr(k)); k="+IntToStr(k)); k="+IntToStr(k));
void __fastcall TForm1::Aufg5Click(TObject *Sender) { Aufgabe5(); } //----- Aufgabe 6. -----------------------------------------------// a) void SetROH(const char* FileName) { SetFileAttributes(FileName,FILE_ATTRIBUTE_READONLY|FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN); } // b) bool isSystemFile(const char* FileName) { DWORD attrib=GetFileAttributes(FileName); if (attrib!= 0xFFFFFFFF) return attrib&FILE_ATTRIBUTE_SYSTEM; else return false; // z. B. falls die Datei nicht existiert } // c) bool SetFileAttributeToHidden(const char* FileName) { DWORD attrib=GetFileAttributes(FileName); if (attrib!= 0xFFFFFFFF) return SetFileAttributes(FileName,attrib|FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN); else return false; } // d) bool RemoveFileAttributeHidden(const char* FileName) { DWORD attrib=GetFileAttributes(FileName); if (attrib!= 0xFFFFFFFF) return SetFileAttributes(FileName,attrib&(~FILE_ATTRIBUTE_HIDDEN)); else return false; } #include <string.h> void Aufgabe6() Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
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{ // Vor dem Aufruf dieser Funktion müssen die folgenden Dateien zuerst // angelegt werden: LPCTSTR LPCTSTR LPCTSTR LPCTSTR
FileName1="c:\\test\\test1.dat"; FileName2="c:\\test\\test2.dat"; FileName3="c:\\test\\test3.dat"; FileName4="c:\\test\\test4.dat";
SetROH(FileName1); if (isSystemFile(FileName2)) Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName2)+" ist Systemdatei"); else Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName2)+" ist keine Systemdatei"); if (SetFileAttributeToHidden(FileName3)) Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName3)+" Attribut Hidden gesetzt"); else Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName3)+" Attribut Hidden nicht gesetzt"); if (RemoveFileAttributeHidden(FileName4)) Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName4)+" Attribut Hidden gelöscht"); else Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString(FileName4)+" Attribut Hidden nicht gelöscht"); } void __fastcall TForm1::Aufg6Click(TObject *Sender) { Aufgabe6(); }
12.4.2 Aufgaben 5.3.4
1. n ungerade, d. h. n/2 = (n–1)/2 x x0 p = p*x n = n/2 x = x*x
n n0
p p0 p0*x0
(n0-1)/2 x0*x0
p*xn = (p0*x0)*(x0*x0)(n0–1)/2 = p0*x0*x0no–1 = p0*x0n0 = uv 2. n gerade, d. h. n/2 = n/2: x x0
n n0
n = n/2 x = x*x
p p0
n0/2 x0*x0
p*xn = p0*(x0*x0)(n0/2) = p0*x0n0 = uv 3.
s s0 i = i + 1 s = s + i
i i0 i0 + 1
s0 + i0 + 1
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224
12 Lösungen
Damit gilt anschließend s = s0 + (i0 + 1) = 1 + 2 + ... + i0 + (i0 + 1) = 1 + 2 + ... + (i–1) + i 4. s s0
i i0
i = i + 1
i0 + 1
s = s + i*i
s0 + (i0+1)*(i0+1)
Damit gilt anschließend
s = 1*1 + 2*2 + ... + i*i
5. s s0 s = s + i*i i = i + 1
i i0
s0 + i0*i0 i0 + 1
Damit gilt anschließend s = 1*1 + 2*2 + ... + i0*i0 + i0*i0 = 1*1 + 2*2 + ... + 2*(i–1)*(i–1) und nicht die gefragte Invarianz.
12.4.3 Aufgabe 5.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.5\BlockU.cpp
#include "BlockU.h" void verschachtelt() { int i,j,k=7; AnsiString s,t; { char j; { float i=0,j=i; { AnsiString i,j,k; i = "ckt"; j = "ra"; k = "vert"; // i, j, k: AnsiString s = s+k+j+i+" "; // i, j, k, s: AnsiString } i = 1; j = 2; // i, j: int t = FloatToStr(i)+" + "+FloatToStr(j)+" = "+FloatToStr(k);//i,j,k: int { AnsiString t,j,k,i=s; { char t,j,k; t = 's'; j = 'i'; k = 't'; // t, j, k: char s = AnsiString(' ')+j+t+k+ ' '; // s: AnsiString, t, j, k: char } { char t,j,k; t = 'a'; j = 'D'; k = 's'; // t, j, k: char Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
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s = AnsiString(j) + t + k+s; // s: AnsiString, t, j, k: char } t = "nz sch"; j = "ja ga"; k = "ön "; // t, j, k: AnsiString s = s+j+t+k+i; // s, t, j, k, i: AnsiString } } } Form1->Memo1->Lines->Add(t); Form1->Memo1->Lines->Add(s); }
// t: AnsiString // s: AnsiString
void __fastcall TForm1::VerschachteltClick(TObject *Sender) { verschachtelt(); /* Erzeugt die Ausgabe: 1 + 2 = 7 Das ist ja ganz schön vertrackt */ }
12.4.4 Aufgabe 5.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.6\SpeicherklU.cpp
#include "SpeicherklU.h" int Fibonacci_(int n) { int fib=0,f0=0,f1=1; for (int i=0; iLines->Add(IntToStr(Fibonacci(i))); }
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226
12 Lösungen
12.4.5 Aufgabe 5.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.7\ifu.cpp
#include "ifu.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { float x=17.1,Punkte; int i=0,j; bool b; // a) if (x==17.1) Memo1->Lines->Add("Volltreffer"); // Prüfungen auf Gleichheit mit einer Gleitkommavariablen haben nicht // immer das erwartete Ergebnis. // if // //
b) (i>=1 && i<=10) Edit1->Text = "Volltreffer"; Syntaktisch und semantisch korrekt. Verknüpfte Bedingungen müssen nicht geklammert werden.
// c) // if b && (i=j*x) Edit1->Text = "Volltreffer"; // Syntaxfehler: Die Bedingung in einer if-Anweisung muss in einer Klammer // stehen. "=" ist ein Zuweisung und keine Prüfung auf Gleichheit. // d) if (Punkte >= 0) Edit1->Text="Extremes Pech"; else if (Punkte >= 20) Edit1->Text="Ziemliches Pech"; else if (Punkte >= 40) Edit1->Text="Ein wenig Glück gehabt"; // Syntaktisch korrekt, aber „<" mit „>" verwechselt (der zweite oder // dritte else-Zweig wird nie erreicht). } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------AnsiString NoteToStr(int Note) { if (Note==1) return "sehr gut!!!"; else if (Note==2) return "gut"; else if (Note==3) return "na ja"; else if (Note==4) return "schwach"; else if ((Note==5) || (Note==6)) return "durchgefallen"; else return "Undefinierte Note "+IntToStr(Note); } void __fastcall TForm1::NoteClick(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(NoteToStr(1)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(2)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(3)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(4)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(5)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(6)); Memo1->Lines->Add(NoteToStr(7)); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
//----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------double LA_Summe,LB_Summe,MA_Summe,MB_Summe,MC_Summe,Summe; void LagMat(char Lagergruppe, char Materialgruppe) { if (Lagergruppe == 'A') { if (Materialgruppe == 'A') { LA_Summe = LA_Summe + Summe; MA_Summe = MA_Summe + Summe; } else if (Materialgruppe == 'B') { LA_Summe = LA_Summe + Summe; MB_Summe = MB_Summe + Summe; } else if (Materialgruppe == 'C') { LA_Summe = LA_Summe + Summe; MC_Summe = MC_Summe + Summe; } else ShowMessage("Unzulässige Materialgruppe in Lager A"); } else if (Lagergruppe == 'B') { if (Materialgruppe == 'A') { LB_Summe = LB_Summe + Summe; MA_Summe = MA_Summe + Summe; } else if (Materialgruppe == 'B') { LB_Summe = LB_Summe + Summe; MB_Summe = MB_Summe + Summe; } else ShowMessage("Unzulässige Materialgruppe in Lager B"); } else ShowMessage("Unzulässige Lagergruppe in Lager B"); } void __fastcall TForm1::MatLagClick(TObject *Sender) { LagMat('A','B'); } //----- Aufgabe 4 -----------------------------------------------struct CDatum { int Tag, Monat, Jahr; }; bool vorher (CDatum d1, CDatum d2) { if (d1.Jahr!=d2.Jahr) return d1.Jahr
Falls die boolesche Variable vorher_oder_gleich genau dann den Wert true erhalten soll, wenn das erste Datum zeitlich vor dem zweiten liegt oder gleich dem zweiten ist, muss lediglich die letzte Zeile auf <= geändert werden zu:
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// // }
12 Lösungen
return d1.Tag < d2.Tag;
void testDatumsvergleich(CDatum d1, CDatum d2) { AnsiString s1=IntToStr(d1.Tag)+"."+IntToStr(d1.Monat)+"."+ IntToStr(d1.Jahr); AnsiString s2=IntToStr(d2.Tag)+"."+IntToStr(d2.Monat)+"."+ IntToStr(d2.Jahr); if (vorher(d1,d2)) Form1->Memo1->Lines->Add(s1+" liegt vor "+s2); else Form1->Memo1->Lines->Add(s1+" liegt nicht vor "+s2); } void __fastcall TForm1::DatumsverglClick(TObject *Sender) { CDatum d1={1,2,3}; CDatum d2={1,2,3}; testDatumsvergleich(d1, d2); } //----- Aufgabe 5 -----------------------------------------------// Hier sind die Datentypen double (Funktion dEst) und Currency // (Funktion CEst) angemessen. // typedef double Gleitkommatyp; typedef float Gleitkommatyp; // Mit diesem typedef kann der Gleitkommatyp für die Est-Berechnung leicht // geändert werden, um die float- und die double-Version zu vergleichen. // a) int dEst(Gleitkommatyp x) { // Einkommensteuertarif nach § 32a (1) Gleitkommatyp est; x = (int(x)/54)*54; // Nur zulässig für Werte von x im Wertebereich // von int, bis 2.147.483.647 DM if (x <= 12365) est = 0; // Die Bedingung (0 <= x) && (x <= 12365) würde ESt für negative Werte // von x (negative Einkommen sind mit Abschreibungen oder Verlusten // möglich) undefiniert lassen. else if (x <= 58643) { // Die Bedingung (x > 12095) braucht hier nicht mehr geprüft zu // werden, da sie sich bereits aus der Negation der letzten Bedingung // ergibt. Gleitkommatyp y = (x-12312)/10000; // letzter Absatz (1) est = (91.19*y+2590)*y; } else if (x <= 120041) { Gleitkommatyp z = (x-58590)/10000; // letzter Absatz (1) est = (151.96*z + 3434)*z +13938; } else est = 0.53*x - 22843; return est; // Absatz 3, letzter Satz: runde den Steuerbetrag auf volle // DM ab. Das funktioniert aber nur im Wertebereich von int }; Currency CEst(Currency x) { // Einkommensteuertarif nach § 32a (1) Currency est; x=(x/540000)*540000; // speziell für Currency, schneidet auch // Nachkommastellen ab if (x <= 12365) est = 0; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
// Die Bedingung (0 <= x) && (x <= 12365) würde ESt für negative Werte // von x (negative Einkommen sind mit Abschreibungen oder Verlusten // möglich) undefiniert lassen. else if (x <= 58643) { Currency y = (x-12312)/10000; // letzter Absatz (1) est = (91.19*y+2590)*y; } else if (x <= 120041) { Currency z = (x-58590)/10000;// letzter Absatz (1) est = (151.96*z + 3434)*z +13938; } else est = 0.53*x -22843; return 10000*(est/10000); // so wird für Currency der Steuerbetrag auf // volle DM abgerundet (Absatz 3, letzter Satz) }; void EstVergl(int x,int Soll) { Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(x)+": "+IntToStr(dEst(x))+", " + CurrToStr(CEst(x))+ " Soll="+IntToStr(Soll)); } void test_Est() { EstVergl(10800,0); EstVergl(16200,1020); EstVergl(21600,2484); EstVergl(27000,4000); EstVergl(32400,5570); EstVergl(37800,7193); EstVergl(43200,8870); EstVergl(48600,10599); EstVergl(54000,12381); EstVergl(59400,14217); EstVergl(64800,16129); EstVergl(70200,18129); EstVergl(75600,20218); EstVergl(81000,22396); EstVergl(86400,24663); EstVergl(91800,27018); EstVergl(97200,29461); EstVergl(102600,31994); EstVergl(108000,34615); EstVergl(113400,37324); EstVergl(118800,40123); } void test_compEst(int von, int bis, int delta) { // Diese Funktion zeigt an, bei welchen Werten sich das Ergebnis der float// bzw. double-Version dEst und das der Currency-Version cEst // unterscheiden. Bei meinen Tests waren alle double-Ergebnisse, aber nicht // alle float-Ergebnisse, gleich den Currency-Ergebnissen. for (int x=von; x<=bis; x+=delta) if (dEst(x)!=CEst(x)) Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(x)+": "+ FloatToStr(dEst(x))+" != "+FloatToStr(CEst(x))); } void __fastcall TForm1::EStClick(TObject *Sender) { test_Est(); test_compEst(0,1000000,1); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
} // b) int Splitting(double x) { return 2*dEst(x/2); } //----- Aufgabe 5.7.2 -------------------------------------------//----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void LagMatSwitch(char Lagergruppe, char Materialgruppe) { switch (Lagergruppe) { case 'A': switch (Materialgruppe) { case 'A': LA_Summe = LA_Summe + Summe; MA_Summe = MA_Summe + Summe; break; case 'B': LA_Summe = LA_Summe + Summe; MB_Summe = MB_Summe + Summe; break; case 'C': LA_Summe = LA_Summe + Summe; MC_Summe = MC_Summe + Summe; break; default: ShowMessage("Unzulässige Materialgruppe in Lager A"); } case 'B': switch (Materialgruppe) { case 'A': LB_Summe = LB_Summe + Summe; MA_Summe = MA_Summe + Summe; break; case 'B': LB_Summe = LB_Summe + Summe; MB_Summe = MB_Summe + Summe; break; default: ShowMessage("Unzulässige Materialgruppe in Lager B"); } default: ShowMessage("Unzulässige Lagergruppe in Lager B"); } } void __fastcall TForm1::NoteSwClick(TObject *Sender) { LagMatSwitch('A','B'); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::DatumsverglSwClick(TObject *Sender) { AnsiString s= "Da die Abfragen nicht durch eine Prüfung auf Gleichheit mit einer " "Konstanten gebildet werden, ist eine Lösung mit switch nicht möglich."; Memo1->Lines->Add(s); } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::SteuerClick(TObject *Sender) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
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AnsiString s= "Die Auswahl der Berechnungsvorschrift zur Berechnung der Einkommensteuer " "kann nicht in einer switch-Anweisung erfolgen, da die Bedingungen nicht " "durch eine Prüfung auf Gleichheit gebildet werden und der Datentyp der " "zum Vergleich herangezogenen Ausdrücke ein Gleitkommadatentyp ist."; Memo1->Lines->Add(s); } 12.4.6 Aufgaben 5.7.3 1. Aus Platzgründen steht „t“ für „true“ und „f“ für „false“. a) p
q
r
q or r
t t t t f f f f
t t f f t t f f
t f t f t f t f
t t t f t t t f
p
q
r
q and r
t t t t f f f f
t t f f t t f f
t f t f t f t f
t f f f t f f f
p
q
r
p and q
t t t t f f f f
t t f f t t f f
t f t f t f t f
t t f f f f f f
p and (q or r) t t t f f f f f
p and q
p and r
t t f f f f f f
t f t f f f f f
(p and q) or (p and r) t t t f f f f f
b) p or (q and r) t t t t t f f f
p or q
p or r
(p or q) and (p or r) t t t t t f f f
t t t t t t f f
t t t t t f t f
q or r
p and (q or r)
t t t f t t t f
t t t f f f f f
c) (p and q) or r t t t f t f t f
"(p and q) or r" und "p and (q or r)" sind also nicht gleichwertig.
2.
a) (x >= 0) and (x <= 100) b) (x = 1) or (c <> 'j') c) (i < 1) and (i > 10). Da diese Bedingung für kein i erfüllt sein kann, wird S2 nie ausgeführt.
3. S1: (1 <= x) and (x <= 10) S2: (10 < x) and (x <= 15) S3: (15 > x) S4: (x < 1)
4. Im letzten else-Zweig gilt die Negation der beiden vorangehenden Bedingungen: not((x >= y) and (x >= z)) and not ((y >= x) and (y >= z))
Diese sind wegen de Morgan gleichwertig mit: ((x < y) or (x < z)) and ((y < x) or (y < z))
Zweimal "ausmultiplizieren" mit den Distributivgesetzen ergibt: Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen [(x
Hier wurden die 4 mit or verknüpften Ausdrücke extra mit eckigen Klammern zusammengefasst. Der erste dieser eckig geklammerten Ausdrücke hat immer den Wert false, während alle 3 weiteren jeder für sich gerade bedeuten, dass z das Maximum der drei Werte x, y und z ist. 5. In den Aufgaben 5.3.4.1 und 5.3.4.2 wurden bereits die folgenden beiden Invarianten nachgewiesen: n gerade:
n
// p*x = u n = n/2; x = x*x; n v // p*x = u
n ungerade:
// p*x p = p*x; n = n/2; x = x*x; n v // p*x = u
n
= u
v
v
Das sind aber gerade die Anweisungsfolgen, die durch if (n&1) n = n/2; x = x*x;
p = p*x;
ausgeführt werden, wenn n gerade oder ungerade ist. Damit gilt die gefragte Invarianz n
v
// p*x = u if (n&1) p = p*x; n = n/2; x = x*x; n v // p*x = u
6. Begründen oder widerlegen Sie, dass die Funktion median immer den mittleren der drei als Parameter übergebenen Werte liefert: T median (T a, T b, T c) // T irgendein Datentyp { if (a < b) if (b < c) return b; // a=c }
12.4.7 Aufgabe 5.8
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.8\SchleifU.cpp
#include "SchleifU.h" void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { EKapital->Text="1000"; EZinssatzVerzinsung->Text="3"; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
ELaufzeit->Text="10"; EDarlehen->Text="100000"; EZinssatzHypo->Text="6"; ETilgung->Text="2"; } //----- Aufgabe 5.8.3.1 ---------------------------------------------void Zinsen(Currency Kapital, Currency Zinssatz, int Laufzeit) { int Jahre = 0; if (Jahre < Laufzeit) do { Kapital = Kapital*(1 + Zinssatz/100); Jahre++; Form1->RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(Jahre)+". Jahr: "+FloatToStrF(Kapital,ffFixed,8,2)); } while (Jahre < Laufzeit); } void __fastcall TForm1::BerechneZinsClick(TObject *Sender) { Currency Kapital=StrToCurr(EKapital->Text); Currency Zinssatz=StrToCurr(EZinssatzVerzinsung->Text); int Laufzeit=StrToCurr(ELaufzeit->Text); Zinsen(Kapital, Zinssatz, Laufzeit); } //----- Aufgabe 5.8.3.2 ---------------------------------------------void Hypothek(Currency Betrag, Currency Zinssatz, Currency Tilgungsrate) { Currency Restschuld = Betrag; Currency Annuitaet = Restschuld*(Zinssatz+Tilgungsrate)/100; int Jahre = 0; AnsiString s="Hypothek: "+CurrToStr(Restschuld)+": Annuitaet: "+CurrToStr(Annuitaet); Form1->RichEdit1->Lines->Add(s); while (Restschuld > 0) { Currency Zinsen = Restschuld*Zinssatz/100; Restschuld = Restschuld - (Annuitaet - Zinsen); Jahre++; s="Ende "+IntToStr(Jahre)+".Jahr: Restschuld="+CurrToStr(Restschuld)+ " Zinsen="+CurrToStr(Zinsen)+" Tilgung="+CurrToStr(Annuitaet-Zinsen); Form1->RichEdit1->Lines->Add(s); } }; void __fastcall TForm1::BerechneHypoClick(TObject *Sender) { Currency Darlehen = StrToCurr(EDarlehen->Text); Currency Zinssatz = StrToCurr(EZinssatzHypo->Text); Currency Tilgungsrate = StrToCurr(ETilgung->Text); Hypothek(Darlehen, Zinssatz, Tilgungsrate); } //----- Aufgabe 5.8.3.3 ---------------------------------------------void __fastcall TForm1::for_intClick(TObject *Sender) { // typedef double T; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// // // // //
12 Lösungen
typedef float T; for (T d=0;d<=1;d+=0.1) RichEdit1->Lines->Add(FloatToStr(d)); return; a) Diese for-Schleife gibt die 10 Werte 0, 0.1, 0.2, ..., 0.9, 1.0 aus:
// for (double d=0;d<=1;d+=0.1) for (int i=0;i<=10;i++) RichEdit1->Lines->Add(FloatToStr(i/10.0)); // b) Diese for-Schleife gibt die n Werte ug, ug+d, ug+2*d, ..., ug+(n-1)*d, ug+n*d=og aus: double ug=0; double og=1; double d=1.0/10; int n=(og-ug)/d+0.5; // Die Addition von 0.5 rundet den Wert for (int i=0;i<=n;i++) RichEdit1->Lines->Add(FloatToStr(ug+i*d)); } //----- Aufgabe 5.8.4.1-2 -------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg1_2Click(TObject *Sender) { RichEdit1->Lines->LoadFromFile("Aufg584.rtf"); RichEdit1->Lines->Insert(0,"Wenn man die Datei Aufg584.rtf mit MS Word anzeigt,"); RichEdit1->Lines->Insert(1,"werden die Tabellen übersichtlicher dargestellt als "); RichEdit1->Lines->Insert(2,"mit dieser RichEdit-Komponente. "); RichEdit1->Lines->Insert(3,""); } //----- Aufgabe 5.8.4.3 ---------------------------------------------// FraktalU.cpp wurde dem Projekt hinzugefügt #include "FraktalU.h" void __fastcall TForm1::FraktaleClick(TObject *Sender) { FraktalForm->ShowModal(); } //----- Aufgabe 5.8.5, 1-4 ------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg1_4Click(TObject *Sender) { RichEdit1->Lines->LoadFromFile("Aufg585.rtf"); RichEdit1->Lines->Insert(0,"Wenn man die Datei Aufg585.rtf mit MS Word anzeigt,"); RichEdit1->Lines->Insert(1,"werden die Tabellen übersichtlicher dargestellt als "); RichEdit1->Lines->Insert(2,"mit dieser RichEdit-Komponente. "); RichEdit1->Lines->Insert(3,""); } //----- Aufgabe 5.8.5.5 ---------------------------------------------// Hier mit 'AnsiString' - mit 'string' geht die Lösung analog AnsiString BigIntShiftLeft(AnsiString a) { return a+"0"; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
AnsiString BigIntShiftRight(AnsiString a) { return a.Delete(a.Length(),1); } bool BigIntNull(AnsiString a) { // setzt voraus, dass 0 nicht durch "00" o. ä. dargestellt wird return (a=="0")||(a==""); } int LastDigit(AnsiString a) { // ergibt die letzte Ziffer eines Strings als Zahl return a[a.Length()]-'0'; } AnsiString ziffer[10]={"0","1","2","3","4","5","6","7","8","9"}; AnsiString BigIntMultByDigit(AnsiString a, int n) { // Multipliziert die String-Zahl a mit der int-Zahl n AnsiString s; int ue=0; for (int i=1; i<=a.Length(); i++) { int ai=a[a.Length()-i+1]-'0'; int r=(ai*n + ue)%10; ue=(ai*n + ue)/10; s=ziffer[r]+s; } if (ue>0) s=ziffer[ue]+s; return s; } int Max(int a, int b) { return (a>b)?a:b; } AnsiString BigIntAdd(AnsiString a, AnsiString b) { AnsiString s; int m=Max(a.Length(),b.Length()); int ue=0; for (int i=1; i<=m; i++) { int ai,bi; if (i<=a.Length()) ai=a[a.Length()-i+1]-'0'; else ai=0; if (i<=b.Length()) bi=b[b.Length()-i+1]-'0'; else bi=0; int r=(ai+bi+ue)%10; ue=(ai+bi+ue)/10; s=ziffer[r]+s; } if (ue>0) s="1"+s; return s; } AnsiString BigIntMult(AnsiString u, AnsiString v) { AnsiString z=""; // Null AnsiString x=u,y=v; // assert(z+x*y==u*v); while (!BigIntNull(x)) // (x != 0) { // if (x&1) z = z + y; z=BigIntAdd(z,BigIntMultByDigit(y,LastDigit(x))); y=BigIntShiftLeft(y); // y = y*2; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
x=BigIntShiftRight(x); // x = x/2; } // assert(z+x*y==u*v && x==0) return z; } AnsiString fakultaet(int n) { AnsiString result="1"; for (int i=2; i<=n; i++) result=BigIntMult(result,IntToStr(i)); return result; } double double_fakultaet(int n) { double result=1; for (int i=2; i<=n; i++) result=result*i; return result; } void __fastcall TForm1::StringzahlMultClick(TObject *Sender) { for (int i=1; i<=45; i++) { RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)+"!="+fakultaet(i)); RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)+"!="+double_fakultaet(i)); } } 12.4.8 Aufgaben 5.8.4 1. a) n <= 0 und n gerade. b) Fall I: Fall II:
i <= 0. Der Schleifenkörper wird nie ausgeführt, also erhält man auch keine Endlosschleife. i > 0. Da für i > 0 stets i/2 < i gilt, wird i bei jeder Ausführung des Schleifenkörpers verkleinert.
Deshalb erhält man für keinen Wert von i eine Endlosschleife. Dagegen würde die Schleifenbedingung (i >= 0) anstelle von (i > 0) zu einer Endlosschleife führen, da 0/2 = 0. c) Fall I: Fall II:
i >= n: Der Schleifenkörper wird nie ausgeführt. i < n: Für jeden Wert von i ist i + 1 > i.
Deshalb wird i bei jeder Ausführung vergrößert und erhält schließlich den Wert n. Auch diese Schleife wird also nie zur Endlosschleife. d) Bei einer Prüfung von Gleitkommawerten auf Gleichheit können Ungenauigkeiten in der Zahldarstellung dazu führen, dass eine erwartete Gleichheit doch nicht eintritt. Deshalb sollten Schleifen nie durch eine Prüfung von Gleitkommawerten auf Gleichheit kontrolliert werden. Eine Kontrolle der Schleife durch die Bedingung d >= 10 wäre allerdings relativ unproblematisch. Jedoch bietet auch diese Bedingung keine Sicherheit dafür, dass der Schleifenkörper so oft ausgeführt wird, wie man das gerne hätte. Es kann durchaus vorkommen, dass er einmal zu oft oder einmal zu wenig ausgeführt wird. e) Wird für i > 0 immer zur Endlosschleife, da die Kontrollvariable in der Schleife nicht verändert wird. f) siehe b).
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12.4 Lösungen Kapitel 5
237
Wie die Lösungen der Aufgaben b) und c) nahe legen, ist die endliche Wiederholung einer Schleife z.B. dann gesichert, wenn sie durch eine ganzzahlige Variable i kontrolliert wird, wobei entweder 1. die wiederholte Ausführung des Schleifenkörpers stets i >= n (bzw. i > n) voraussetzt und i bei jeder Wiederholung verkleinert wird oder 2. die wiederholte Ausführung des Schleifenkörpers stets i <= n (bzw. i < n) voraussetzt und i bei jeder Wiederholung vergrößert wird. Insbesondere sollte eine Schleife nie durch eine Prüfung von zwei Gleitkommawerten auf Gleichheit kontrolliert werden, da Ungenauigkeiten bei der Darstellung von Gleitkommawerten leicht zu Endlosschleifen führen. 2. 1. Mit den Regeln von de Morgan ergibt sich aus !((n > 0) && (c != 'q')) die Bedingung (n <= 0) || (c == 'q').
2. Die Bedingung (n <= 0) aus der Lösung von 1. lässt sich zu (n = 0) verschärfen.
12.4.9 Aufgabe 5.8.4.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.8\FraktalU.cpp
#include "FraktalU.h" TFraktalForm *FraktalForm; __fastcall TFraktalForm::TFraktalForm(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } // Die folgenden beiden Variablen werden in FormCreate // bei mehr als 256 Bildschirmfarben bool moreThan256Colors=false; // auf true gesetzt bool usePalette=true; // auf false gesetzt // a) double double
x0= -2; y0= 1.25;
// links oben
double double
x1 = 0.5; // rechts unten y1 = -1.25;
// e) enum {Mandelbrot, Julia} Art_des_Fraktals=Mandelbrot; long double jx= -0.745, jy= 0.1125; // für die Julia-Mengen // c) bool aborted=false; // Damit die Schleife unterbrochen werden kann // b) TColor IndexColor(int i) { // return PALETTEINDEX (i%16); if (moreThan256Colors) { i=i%256; // maximal 255 Farben Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
238
12 Lösungen
int r30=i%30; // i->[0..29] int t=255-5*r30; // [0..29]->[255..145] if (i<30) return RGB(255-8*i,255,255); // weiss..türkis else if (i<60) return RGB(0,255-8*r30,255); // türkis..blau else if (i<90) return RGB(0,0,t); // blau .. dunkelblau else if (i<120) return RGB(0,t,0); // grün .. dunkelgrün else if (i<150) return RGB(t,0,0); // rot .. dunkelrot else if (i<180) return RGB(t,t,0); else if (i<210) return RGB(t,0,t); else if (i<240) return RGB(0,t,t); else return RGB(t,t,t); // Graustufen } else if (usePalette) return PALETTEINDEX (i); else { static TColor c[17]={clWhite, clLtGray, clGray, clDkGray, clGreen, clLime, clNavy, clOlive, clAqua, clBlue, clPurple, clRed, clFuchsia, clMaroon, clSilver, clTeal, clYellow}; return c[i%17]; } } // a) #include "\Loesungen\CppUtils\GraphUtils.cpp" void ZeichneFraktal(TImage* Image) { const int max_it = 250; // 50,100,200 aborted = false; // für b) for (int px=0; (px <= Image->Width-1) && (!aborted); px++) { for (int py=0;(py<=Image->Height-1) && (!aborted); py++) { double x = x_Welt(px,x0,x1,Image->Width); double y = y_Welt(py,y1,y0,Image->Height); long double x_it_alt = x; long double y_it_alt = y; long double dist; int i = 0; do { i++; /* Eigentlich müssen diese Berechnungen durchgeführt werden: x_it = x_it_alt*x_it_alt - y_it_alt*y_it_alt + x; y_it = 2*x_it_alt*y_it_alt + y; dist = x_it*x_it+y_it*y_it; Die folgenden Operationen sparen aber einige Multiplikationen: */ long double sqr_x = x_it_alt*x_it_alt; long double sqr_y = y_it_alt*y_it_alt; long double pr_xy = x_it_alt*y_it_alt; long double x_it,y_it; /* e) */ if (Art_des_Fraktals==Mandelbrot) { x_it = sqr_x - sqr_y + x; y_it = pr_xy + pr_xy + y; } else if (Art_des_Fraktals==Julia) { x_it = sqr_x - sqr_y + jx; y_it = pr_xy + pr_xy + jy; } dist = sqr_x + sqr_y; x_it_alt = x_it; y_it_alt = y_it; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
//
239
while ((i <= max_it) && (dist <= 4)); TColor color=IndexColor(i); TColor color=IndexColor(py);// Zum Test der Farbverläufe if (i > max_it) color = clBlack; Image->Canvas->Pixels[px][py] = color;
} // c) Damit ein eventuelles Anklicken des Buttons "Abbruch" // erkannt wird und die Pixel gezeichnet werden. if (!usePalette && px%5==0) Application->ProcessMessages(); } int i=0; i++; return; } void __fastcall TFraktalForm::ZeichneClick(TObject *Sender) { FraktalForm->Caption="Fraktal: x0="+FloatToStr(x0)+" y0="+FloatToStr(y0)+ " x1="+FloatToStr(x1)+" y1="+FloatToStr(y1); // Form1->Width = 400; // Form1->Height = 400; // Form1->Image1->Align = alClient; HPALETTE hpal; if (usePalette) // nur bei 256 Farben { HPALETTE CreateMyPalette(); // Prototyp, Definition unten HPALETTE hpal=CreateMyPalette(); SelectPalette(Image1->Canvas->Handle,hpal,true); RealizePalette(Image1->Canvas->Handle); } ZeichneFraktal(Image1); if (usePalette) DeleteObject(hpal); FraktalForm->Image1->Picture->SaveToFile("c:\\Fraktal.bmp"); } // c) void __fastcall TFraktalForm::AbbruchClick(TObject *Sender) { // Da das Zeichnen eines Fraktals relativ lange dauern kann, // kann man es durch ein Anklicken dieses Buttons abbrechen. aborted=true; } // d) double x_start, y_start; // Position bei MouseDown void __fastcall TFraktalForm::Image1MouseDown(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { x_start = x_Welt(X,x0,x1,Image1->Width); y_start = y_Welt(Y,y1,y0,Image1->Height); } void __fastcall TFraktalForm::Image1MouseUp(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { x1 = x_Welt(X,x0,x1,Image1->Width); y1 = y_Welt(Y,y1,y0,Image1->Height); x0 = x_start; y0 = y_start; } // f) struct TMandelbrotParam { char* Name; // AnsiString Name; // geht nicht Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
240
12 Lösungen
double x0; double y0; double x1; double y1; }; const int nMBAW=13; TMandelbrotParam MBPar[nMBAW]= { // {AnsiString("Apfelmännchen"), -2, 1.25, 0.5, {"Apfelmännchen", -2, 1.25, 0.5, -1.25}, {"Seepferdchen", -0.88, 0.18, -0.70, 0.0}, {"Seepferdchen", -0.73206,0.1570,-0.73196,0.1569}, {"Apfelmännchen unten", -0.17, -1.02, -0.15, -1.04}, {"Apfelmännchen links",-1.80, 0.03, -1.74, -0.03}, {"Spirale", -0.750, 0.105, -0.740, 0.095} };
-1.25},
struct TJuliaParam { char* Name; // AnsiString Name; // geht nicht double x0; double y0; double x1; double y1; double jx; double jy; }; const int nJAW=9; TJuliaParam JPar[nJAW]= { // Bezeichnungen teilweise nach Peitgen u. a. (1986) { "Peitgen Fig. 15", -1.6, -1.2, 1.6, 1.2, -0.74543, 0.11301}, { "Peitgen Map 18", -1, -1.2, 1, 1.2, 0.32, 0.043}, { "Peitgen Map 20", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.12375, 0.56508}, { "Siegel Disk", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.39054, -0.58679}, { "Fatou Staub", -2, -1.5, 2, 1.5, 0.11031, -0.67037}, { "Zweig", -2, -1.5, 2, 1.5, 0, 1}, { "Zweig mit Perlen", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.15652, 1.03225}, { "Julia 1", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.72, 0.53}, { "Julia 2", -2, -1.5, 2, 1.5, -1.776, 0.4}, }; void __fastcall TFraktalForm::ListBox1Click(TObject *Sender) { Art_des_Fraktals=Mandelbrot; int i=ListBox1->ItemIndex; if (i<0) i=0; x0 = MBPar[i].x0; y0 = MBPar[i].y0; // links oben x1 = MBPar[i].x1; y1 = MBPar[i].y1; // rechts unten } void __fastcall TFraktalForm::ListBox2Click(TObject *Sender) { Art_des_Fraktals=Julia; int i=ListBox2->ItemIndex; if (i<0) i=0; x0 = JPar[i].x0; y0 = JPar[i].y0; x1 = JPar[i].x1; y1 = JPar[i].y1; jx = JPar[i].jx; jy = JPar[i].jy; } void __fastcall TFraktalForm::FormCreate(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Clear(); Memo1->Lines->Add("In der Zeichnung kann ein " "rechteckiger Bereich mit der Maus " "markiert werden. Die linke obere " Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
241
"Ecke des Rechtecks erhält man beim " "Drücken und die rechte untere Ecke " "beim Loslassen der Maustaste. Mit " "dem Button 'Zeichne' wird dieser " "Ausschnitt gezeichnet (Zoom)."); int n=GetDeviceCaps(Image1->Canvas->Handle,NUMCOLORS); moreThan256Colors = (n==-1); // -1, falls Farbtiefe größer als 8 Bits (256 Farben) if (moreThan256Colors) usePalette=false; // f) for (int i=0; i< nMBAW; i++) ListBox1->Items->Add(MBPar[i].Name); for (int i=0; i< nJAW; i++) ListBox2->Items->Add(JPar[i].Name); } HPALETTE CreateMyPalette() { // Diese Funktion ist nur dann notwendig, wenn für den Bildschirm nur 256 // Farben eingestellt sind. Sie erzeugt eine eigene Farbpalette, damit // auch mit dieser Einstellung mehr als die ca. 20 Systemfarben verfügbar // sind. const int nColMyPalette=6*6*6; // Anzahl der Farben in der eigenene Palette: // Weniger als 256-20, damit bei einer Bildschirmeinstellung // mit 256 Farben die 20 Systemfarben nicht beeinflußt werden. PLOGPALETTE pPal = (PLOGPALETTE)LocalAlloc(LPTR, sizeof(LOGPALETTE) + nColMyPalette * sizeof(PALETTEENTRY)); // pPal = (COLORREF *)LocalAlloc(LPTR, sizeof(COLORREF) *(N+1)); if (!pPal) return(NULL); pPal->palVersion = 0x300; pPal->palNumEntries = nColMyPalette; int i=0; // Da schwarz eine spezielle Bedeutung hat, // hier nicht mit schwarz=(0,0,0) anfangen for (int r=1; r<=6; r++) // wie in nColMyPalette for (int g=1; g<=6; g++) // wie in nColMyPalette for (int b=1; b<=6; b++) // wie in nColMyPalette if (ipalPalEntry[i].peRed = r*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peGreen = g*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peBlue = b*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peFlags = 0; i++; } HPALETTE hLogPal = CreatePalette(pPal); LocalFree(pPal); return(hLogPal); }
12.4.10 Aufgaben 5.8.5
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
242
12 Lösungen
1. a) n = 4
f 1
f=1 for (int i=2;i<=n;i++) i=2
i
i<=n
2
i<=n f=f*i i++
1*2 = 2
i<=n f=f*i i++
3*3 = 6
i<=n f=f*i i++
6*4 = 24
true 3
true 4
true 5
i<=n
false 24
b) u = 3, v = 5
x=u y=v z=0 while (x!=0) x!=0 if (x&1) z=z+y y=y*2 x=x/2 x!=0 if (x&1) z=z+y y=y*2 x=x/2 x!=0
x 3
y
z
x!=0
5 0
true 0+5=5 2*5=10 3/2=1
true 5+10=15 2*10=20 1/2=0
false 0
20
15
c) u = 0, v = 5
x=u y=v z=0 while (x!=0)
x 0
y
z
x!=0
5 0 0
5
0
d) u = 3, v = 2
p=1 n=v x=u while (n>0) n>0 if (n&1) p=p*x n=n/2 x=x*x n>0 if (n&1) p=p*x n=n/2 x=x*x n>0
p 1
n
x
n > 0
2 3
true 1 3*3=9
true 1*9=9 0 9*9=81
false 9
0
81
2. In Aufgabe 5.7.3.5 wurde nachgewiesen, dass die Beziehung p*xn = uv
eine Invariante für diese Anweisungen ist. Diese Beziehung gilt wegen Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
243
p = 1; n = v; x = u;
auch vor der ersten Ausführung der while-Schleife. Da nach dem Verlassen der Schleife n=0 gilt, falls die Funktion mit n >= 0 aufgerufen wird, ist das Ergebnis der gesamten Anweisungsfolge p = uv.
Nach Aufgabe 5.8.4.1 b) wird diese Schleife auch nicht zu einer Endlosschleife, falls beim Aufruf der Schleife n >= 0 gilt. Deshalb wird diese Schleife immer verlassen, und anschließend gilt tatsächlich p = uv. 3. int ggt(int x, int y) { // x=x0, y=y0, ggT(x,y) = ggT(x0,y0) if (x<0) x=-x; // Damit die Funktion auch mit negativen if (y<0) y=-y; // Argumenten das richtige Ergebnis hat. // ggT(x,y) = ggT(x0,y0) while (y != 0) // Ablaufprot. für den Schleifenkörper {// x y r // ggT(x,y)=ggT(x0,y0) x0 y0 int r = x%y; // x0%y0 x = y; // y0 y = r; // x0%y0 // ggT(x,y) = ggT(y0,x0%y0) = ggT(x0,y0) } // ggT(x,y) = ggT(x0,y0) und y=0 return x; // ggT(x,y)==x; }
4. a) Am Anfang des Schleifenkörpers gilt nach den ersten Durchläufen der while-Schleife jeweils i = 1, s = 0, i = 2, s = p[n] i = 3, s = p[n]*x + p[n–1] i = 4, s = p[n]*x2 + p[n–1]*x + p[n–2]
Diese Beziehungen lassen die Schleifeninvariante s = p[n]*xi–2 + p[n–1]*xi–3 + ... + p[n–i+2]*x0
erwarten, die sich mit dem folgenden symbolischen Ablaufprotokoll auch nachweisen lässt. Dabei wurde io anstelle von i0 geschrieben, da ich – oder mein Textverarbeitungssystem – nicht doppelt tief indizieren kann: i io
s s0 = p[n]*xio–2 + p[n–1]*xio–3 + ... + p[n – io + 2]
s = s*x + p[n–i+1];
i++ ;
s0*x+p[n–io+1] = p[n]*xio–1 + p[n–1]*xio–2 + ... + p[n–io+2]*x + p[n–io+1]
io+1
p[n]*xio–2 + p[n–1]*xio–3 + ... + p[n–io+3]*x + p[n–io+2]
Damit gilt nach dem Verlassen der while-Schleife wegen i=n+2 tatsächlich die Behauptung.
Dass die Schleife auch verlassen wird, ergibt sich aus der Konstruktion der Schleife: Ausgehend von i = 1 wird i hochgezählt, bis i einen Wert größer als n hat. Diese Funktion entspricht den im C++Builder (aber nicht im C++-Standard) vordefinierten Funktionen (ohne die Ableitung) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
double poly(double x, int degree, double coeffs[]); bzw.
long double polyl(long double x, int degree, long double coeffs[]); b) const int n = 10; // Der Grad des Polynoms. double horner(double x, double* p, double& Ableitung) { double s = 0; int i = 1; Ableitung = 0; while (i <= n+1) { Ableitung = Ableitung*x + s; s = s*x + p[n-i+1]; i++; } return s; }
12.4.11 Aufgaben 5.10.8
// Datei: d:\Loesungen\kap-5\5.10\ExceptU.cpp
#include "ExceptU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------/* a) in keiner der Funktionen f1, f2 usw. eine Exception ausgelöst wird: Lösung: f1, f2, f4 b) in f1 eine Exception ausgelöst wird Lösung: f1, f3, f4 c) in f2 eine Exception ausgelöst wird Lösung: f1, f2, f3, f4 d) in f1 und f3 eine Exception ausgelöst wird Lösung: f1, f3, f5 e) in f1 und f4 eine Exception ausgelöst wird Lösung: f1, f3, f4, f5 */ void f1(char c) { Form1->Memo1->Lines->Add("f1"); if (c=='b') throw 1; if (c=='d') throw 1; if (c=='e') throw 1; }; void f2(char c) { Form1->Memo1->Lines->Add("f2"); if (c=='c') throw 2; }; void f3(char c) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
{ Form1->Memo1->Lines->Add("f3"); if (c=='d') throw 3; }; void f4(char c) { Form1->Memo1->Lines->Add("f4"); if (c=='e') throw 4; }; void f5(char c) { Form1->Memo1->Lines->Add("f5"); }; void f_(char c) { Form1->Memo1->Lines->Add(c); try { try { f1(c); f2(c); } catch(...) { f3(c); } f4(c); } catch (...) { f5(c); } } void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { f_('a'); f_('b'); f_('c'); f_('d'); f_('e'); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------#include <exception> #include <stdexcept> // für logic_error using namespace std; void Aufg2(int i) { if (i==0) throw i+1; else if (i==1) throw 'A'; else if (i==2) throw 1.0*i; else if (i==3) throw "Hallo"; else if (i==3) throw exception(); else throw logic_error("Vorbedingung nicht erfüllt"); } void test_Aufg2(int i) { try { Aufg2(i); } catch(int i) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Form1->Memo1->Lines->Add("int Exception i="+IntToStr(i)); } catch(char i) { Form1->Memo1->Lines->Add("char Exception i="+IntToStr(i)); } catch(double i) { Form1->Memo1->Lines->Add("double Exception i="+FloatToStr(i)); } catch(char* i) { Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString("char* Exception i=")+i); } catch(logic_error& i) { Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString("Exception i=")+i.what()); } catch(exception& i) { Form1->Memo1->Lines->Add(AnsiString("Exception i=")+i.what()); } }; void __fastcall TForm1::Aufg2Click(TObject *Sender) { test_Aufg2(0); test_Aufg2(1); test_Aufg2(2); test_Aufg2(3); test_Aufg2(4); test_Aufg2(5); } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------#include <stdexcept> void f(int i) { if (i==0) throw exception(); else if (i==1) throw logic_error("logic error"); else if (i==2) throw range_error("range error"); else if (i==3) throw out_of_range("out of range error"); else throw exception(); } // a) void g1(int i) { try { f(i); } catch(logic_error& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("logisch"); } catch(out_of_range& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("range"); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add("exception"); } }; void test_Aufg3a() { g1(0); // exception g1(1); // logisch g1(2); // exception g1(3); // logisch } // b) void g2(int i) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ try { f(i); } catch(logic_error& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(out_of_range& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } }; void test_Aufg3b() { g2(0); // exception::what(), "no named exception thrown" g2(1); // logic_error::what(), "logic error" g2(2); // range_error::what(), "range error" g2(3); // out_of_range::what(), "out of range error" // Dieses Ergebnis erhält man einfacher wie in d) } // c) void g3(int i) { try { f(i); } catch(exception e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } }; void test_Aufg3c() { g3(0); // exception::what(), "no named exception thrown" g3(1); // exception::what(), "no named exception thrown" g3(2); // exception::what(), "no named exception thrown" g3(3); // exception::what(), "no named exception thrown" // Da der Datentyp im Exception-Handler keine Referenz // ist, wird immer die Funktion 'what' von 'exception' // aufgerufen. } // d) void g4(int i) { try { f(i); } catch(exception& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.what()); } catch(...) { Form1->Memo1->Lines->Add("irgendeine Exception"); } }; void test_Aufg3d() { g4(0); // exception::what(), g4(1); // logic_error::what(), g4(2); // range_error::what(), g4(3); // out_of_range::what(),
"no named exception thrown" "logic error" "range error" "out of range error"
} void __fastcall TForm1::Aufg3Click(TObject *Sender) { test_Aufg3a(); test_Aufg3b(); test_Aufg3c(); test_Aufg3d(); } //----- Aufgabe 4 -----------------------------------------------#include <sstream> Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
unsigned int except_flags=ios::failbit; double StrToFloat(string s) { istringstream is(s); is.exceptions(except_flags); double d; is>>d; return d; } int StrToInt(string s) { istringstream is(s); is.exceptions(ios::failbit|ios::badbit); int i; is>>i; return i; } void test_StrToInt1(string str) { string s; int i=-17; try { // i=StrToInt(str); i=StrToFloat(str); } catch(exception& e) { s=e.what(); } catch(...) { s="StrToError"; } Form1->Memo1->Lines->Add(s.c_str()+AnsiString(": ")+IntToStr(i)); } void test_StrToFloat2(unsigned flag) { Form1->Memo1->Lines->Add(" ##"+IntToStr(flag)); except_flags=flag; test_StrToInt1("123"); test_StrToInt1(" 123 "); test_StrToInt1("1 23"); test_StrToInt1("12A3"); test_StrToInt1("123A"); test_StrToInt1(""); } void __fastcall TForm1::Aufg4Click(TObject *Sender) { // Mit IntToStr: test_StrToFloat2(0); // 123 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::failbit); // 123 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::eofbit); // 123 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::badbit); // 123 123 1 12
123
failbit
123
failbit
123
failbit
123
failbit
123
0
123
failbit
// Mit FloatToStr: test_StrToFloat2(0); // 123 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::failbit); // 123 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::eofbit);
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12.4 Lösungen Kapitel 5
// eofbit 123 1 12 test_StrToFloat2(ios::badbit); // 123 123 1 12
249
123
eofbit
123
0
} //----- Aufgabe 5 -----------------------------------------------class my_exception:public exception { string str; public: my_exception(const string& msg):str(msg) { const char* what() const { return str.c_str(); } };
};
void f() { throw my_exception("ich war's"); } void Aufgabe5() { try { f(); } catch (exception& e) { // fängt alle von exception abgeleiteten Exceptions ab ShowMessage(e.what()); } } void __fastcall TForm1::Aufg5Click(TObject *Sender) { Aufgabe5(); } //----- Aufgabe 6 -----------------------------------------------class so_nicht:public exception { char* str; public: so_nicht(char* msg):str(msg) { }; const char* what() const { return str; } }; void f1() { char s[]="ich war's"; // existiert nach dem Verlassen von f1 nicht mehr throw so_nicht(s); } void Aufgabe6() { try { f1(); } catch (exception& e) { // fängt alle von exception abgeleiteten Exceptions ab ShowMessage(e.what()); } } void __fastcall TForm1::Aufg6Click(TObject *Sender) { Aufgabe6(); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
//----- Aufgabe 7 -----------------------------------------------// Siehe auch Betrand Meyer, Object Oriented Software Construction, // Abschnitt 12.2 class ENegative {}; double Sqrt(double d) { try { if (d<0) throw ENegative(); return sqrt(d); } catch(...) { ShowMessage("negativ"); return 0; } } void __fastcall TForm1::Aufg7Click(TObject *Sender) { double d=Sqrt(1)+Sqrt(-1); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(d)); } //----- Aufgabe 8 -----------------------------------------------struct CDatum { int Tag; int Monat; int Jahr; }; CDatum StrToCDatum(AnsiString s) { // Das Datum kann man wie in Aufgabe 4.1.1 konvertieren oder so: // Ende Datum TDateTime d; d = StrToDate(s); unsigned short year, month, day; d.DecodeDate(&year, &month, &day); CDatum dat={day,month,year}; return dat; } struct CKontobewegung { int KontoNr; AnsiString NameInhaber; CDatum Datum; char BewArt; Currency Betrag; }; #include vector v; CKontobewegung getData1(TForm1* Form) { // TForm1 soll ein Formular sein, das die Edit-Felder EKontoNr->Text usw. enthält // Exceptions nicht abfangen, nur weitergeben CKontobewegung k; k.KontoNr=StrToInt(Form->EKontoNr->Text); k.NameInhaber=Form->EName->Text; k.Datum=StrToCDatum(Form->EDatum->Text.c_str()); Form->EBewart->Text.Trim(); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.4 Lösungen Kapitel 5
if (Form->EBewart->Text.Length() >= 1) k.BewArt =Form1->EBewart->Text[1]; // sehr einfach k.Betrag = StrToCurr(Form->EBetrag->Text); return k; } void saveData1(TForm1* Form) { try { CKontobewegung k; k=getData1(Form); v.push_back(k); } catch(...) { ShowMessage("Fehler"); } }
CKontobewegung getData2(TForm1* Form) { // Alle Exceptions in einem einzigen try abfangen: // schlecht, da undefinierte Werte zurückgegeben werden können CKontobewegung k; try { k.KontoNr=StrToInt(Form->EKontoNr->Text); k.NameInhaber=Form->EName->Text; k.Datum=StrToCDatum(Form->EDatum->Text.c_str()); Form->EBewart->Text.Trim(); if (Form->EBewart->Text.Length() >= 1) k.BewArt =Form1->EBewart->Text[1]; // sehr einfach k.Betrag = StrToCurr(Form->EBetrag->Text); } catch(...) { ShowMessage("Fehler"); } return k; } void saveData2(TForm1* Form) { try { CKontobewegung k; k=getData2(Form1); v.push_back(k); } catch(...) { ShowMessage("Fehler"); } } CKontobewegung getData3(TForm1* Form) { // Jede Exceptions in einem eigenen try abfangen CKontobewegung k; Form->EBewart->Text.Trim(); if (Form->EBewart->Text.Length() >= 1) k.BewArt =Form1->EBewart->Text[1]; // sehr einfach k.Betrag = StrToCurr(Form->EBetrag->Text); try { k.KontoNr =StrToInt(Form->EKontoNr->Text); } catch(...) { Form1->EKontoNr->SetFocus(); throw; // } k.NameInhaber=Form->EName->Text; // müsste immer gehen try { k.Datum=StrToCDatum(Form->EDatum->Text.c_str()); } catch(...) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ Form1->EDatum->SetFocus(); throw; } return k; } // kann mit saveData1 verwendet werden void saveData3(TForm1* Form) { try { CKontobewegung k; k=getData3(Form); v.push_back(k); } catch(...) { ShowMessage("Fehler"); } } void __fastcall TForm1::Aufg8Click(TObject *Sender) { saveData1(Form1); } //----- Aufgabe 9 -----------------------------------------------void h1() { // kann zu einem Speicherleck führen vector v; int* p=new int(17); v.push_back(p); f(); for (vector::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); i++) delete i; } class C { vector v; public: void push_back(int* p) { v.push_back(p); } ~C() { for (vector::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); i++) delete i; } }; void h2() { C v; v.push_back(new int(17)); f(); } void __fastcall TForm1::Aufg9Click(TObject *Sender) { h1(); h2(); }
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12 Lösungen
12.5 Lösungen Kapitel 6
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12.5 Lösungen Kapitel 6
12.5.1 Aufgabe 6.3.5 und 6.3.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.3\FktParmU.cpp
#include "FktParmU.h" //----- Aufgaben 6.3.5 ----------------------------------------------//----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------int a=0; void Init1() { a=1; // globale Variable } void call_Init1() { Init1; // Ohne den Aufrufoperator ist das kein Funktionsaufruf. Richtig wäre: // Init1(); } void __fastcall TForm1::Aufg6351Click(TObject *Sender) { call_Init1(); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------char* Nachkommastellen(char *s) { char w[200]; strcpy(w, s); return strstr(w, ",")+1; // Diese Funktion gibt einen Zeiger auf eine Variable auf dem Stack zurück, // die nach dem Aufruf nicht mehr existiert. Mit return strstr(s, ",")+1; // erhält man das erwartete Ergebnis. } void __fastcall TForm1::Aufg6352Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Add(Nachkommastellen("0,123")); Memo1->Lines->Add(Nachkommastellen("1,23")); Memo1->Lines->Add(Nachkommastellen("12,3")); } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg6353Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Text=Memo1->Lines->Text+ "\nBei der Parameterübergabe im Stil von C müssen in der " "Funktionsdefinition alle Verwendungen des Parameters dereferenziert werden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
"
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12 Lösungen
"In allen Aufrufen der Funktion muss der Parameter durch seine Adresse " "ersetzt werden. Bei Referenzparametern muss dagegen nur der Datentyp in " "der Funktionsdefinition in einen Referenzparameter geändert werden. \n"; } //----- Aufgabe 4 -----------------------------------------------void Aendere_Zeiger_ptr(int** p) { (*p)=0; } void Aendere_Zeiger_ref(int*& p) { p=0; } void __fastcall TForm1::Aufg6354Click(TObject *Sender) { int i=17,j=18; int* p=&i; Aendere_Zeiger_ptr(&p); int* q=&j; Aendere_Zeiger_ref(q); } //----- Aufgabe 5 -----------------------------------------------void zero(void* p, int n) { for (int i=0; i
12.5 Lösungen Kapitel 6
{ { // a) wenn x den Datentyp int hat. int x; x = 0; int y1=f6(x)+g6(x); x = 0; int y2=g6(x)+f6(x); Memo1->Lines->Add("y1="+IntToStr(y1)+" y2="+IntToStr(y2)); // Da hier das Argument denselben Datentyp wie der Parameter hat, werden // die Anweisungen in den Funktionen mit dem Argument durchgeführt, was // einen Seiteneffekt zur Folge hat. } { // b) wenn x den Datentyp double hat. double x; x = 0; int y1=f6(x)+g6(x); x = 0; int y2=g6(x)+f6(x); Memo1->Lines->Add("y1="+IntToStr(y1)+" y2="+IntToStr(y2)); // In b) und c) hat das Argument einen anderen Datentyp als der // Parameter. Deswegen werden die Anweisungen in den Funktionen nicht // mit dem Argument durchgeführt, sondern mit einer temporären // Variablen. Deshalb haben diese Funktionen hier keinen Seiteneffekt. } { // c) wenn x den Datentyp char hat. char x; x = 0; int y1=f6(x)+g6(x); x = 0; int y2=g6(x)+f6(x); Memo1->Lines->Add("y1="+IntToStr(y1)+" y2="+IntToStr(y2)); // siehe b) } }
//----- Aufgaben 6.3.8 ----------------------------------------------//----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------struct C2DPunkt { int x, y; }; C2DPunkt InitPunkt(int x=0, int y=0) { C2DPunkt p={x,y}; return p; } void __fastcall TForm1::AInitPunktClick(TObject *Sender) { C2DPunkt p1, p2, p3; p1=InitPunkt(); p2=InitPunkt(1); p3=InitPunkt(2,3); } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------void f1(void) {}; int f2(int,int) {return 0;}; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
double f3(double) {return 0;}; char* f4(char*) {return "";}; // a1) typedef typedef typedef typedef F1 F2 F3 F4
void (*F1)(); int (*F2)(int,int); double (*F3)(double); char* (*F4)(char*);
A1[10]; A2[10]; A3[10]; A4[10];
// a2) void int double char*
(*a1[10])(void); (*a2[10])(int,int); (*a3[10])(double); (*a4[10])(char*);
// b) void test() { a1[0]=f1; a1[0](); a2[0]=f2; a2[0](1,1); a3[0]=f3; a3[0](1); a4[0]=f4; a4[0](""); A1[0]=f1; A1[0](); A2[0]=f2; A2[0](1,1); A3[0]=f3; A3[0](1); A4[0]=f4; A4[0](""); } // c) #include void __fastcall TForm1::FktTypenClick(TObject *Sender) { test(); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(F1).name()); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(F2).name()); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(F3).name()); Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(F4).name()); } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
typedef double(*real_func)(double) ; #include <math> #include // für numeric_limits<double>::epsilon // a) Für die Ableitung wird ein Näherungswert berechnet. void Newton_Nullstelle(double x0, real_func f, int& i, double& x) { const double eps=std::numeric_limits<double>::epsilon()*100; // epsilon ist der Unterschied zwischen 1 und der nächstgrößeren // double-Zahl. // const double eps=1E-12 kann ebenso anstelle von epsilon verwendet werden // i zählt die Iterationen - zur Vermeidung von Endlosschleifen // Abl: Näherungswert für die Ableitung bei x0 double Abl, h = 0.00001; // für die Berechnung der Ableitung: möglichst // klein, aber doch so groß, daß f(x+h)<>f(x) i = 0; x = x0; do { x0=x; // Startwert für die nächste Iteration i++; Abl = (f(x0 + h) - f(x0))/h; x = x0 - f(x0)/Abl; } while ((fabs(x-x0) >= eps) && (i <= 100)); }; // b) Die Ableitung wird ebenfalls als Funktion übergeben. void Newton_Nullstelle_mit_Abl(double x0, real_func f, real_func Abl, int& i, double& x) { const double eps=std::numeric_limits<double>::epsilon()*100; // const double eps=1E-12; // i zählt die Iterationen - zur Vermeidung von Endlosschleifen i = 0; x = x0; do { x0 =x; // Startwert für die nächste Iteration i++; x = x0 - f(x0)/Abl(x0); } while ((fabs(x-x0) >= eps) && (i <= 100)); } // c) Testen mit der Funktion f(x) = x^2–r und Vergleich // der Ergebnisse mit sqrt(r). int r; // damit r an die Quadratfunktion übergeben werden // kann, ohne die Parameterliste zu ändern - nicht schön double quadrat(double x) { return x*x - r; } double quadrat_abl(double x) { return 2*x; } void Teste_Newton1() { for (r=1; r<=100; r++) { int i; double x; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Newton_Nullstelle(r, quadrat, i, x); Form1->Memo1->Lines->Add(Format("r=%g it=%d newt=%g sqrt=%g d=%g", OPENARRAY(TVarRec,(1.0*r,i,x,sqrt(r),fabs(x-sqrt(r)))))); Newton_Nullstelle_mit_Abl(r, quadrat,quadrat_abl, i, x); Form1->Memo1->Lines->Add(Format("r=%g it=%d newt=%g sqrt=%g d=%g", OPENARRAY(TVarRec,(1.0*r,i,x,sqrt(r),fabs(x-sqrt(r)))))); }; } void __fastcall TForm1::NewtonClick(TObject *Sender) { Teste_Newton1(); } //----- Aufgabe 4 -----------------------------------------------// a) double Trapezsumme(real_func f, double a, double b, int n) { double s = (f(a) + f(b))/2; double h = (b-a)/n; for (int i=1; i eps) { x_alt = x; n = 2*n; x = I(f,a,b,n); }; return x; }; // c) Testprogramm für die Integrationsverfahren: double q2,q1,q0; double quadratPoly(double x) { return q2*x*x + q1*x + q0; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
double quadrat_Stamm(double x) { return q2*x*x*x/3 + q1*x*x/2 + q0*x; } void Teste_Integration() { q2 = 1; q1 = 0; q0 = 0; for (int i=-10; i<=10; i++) for (int j=i+1; j<=10;j++) { double a=i; double b=j; double t=iterate(a,b,quadratPoly,Trapezsumme); double s=iterate(a,b,quadrat,Simpsonsumme); double x=quadrat_Stamm(b) - quadrat_Stamm(a); Form1->Memo1->Lines->Add(Format("t=%g s=%g x=%g", OPENARRAY(TVarRec,(t,s,x)))); Application->ProcessMessages(); } }; void __fastcall TForm1::NumIntClick(TObject *Sender) { double t=Trapezsumme(f,0,1,10000); Memo1->Lines->Add("T="+FloatToStr(4*t)); double s=Simpsonsumme(f,0,1,10000); Memo1->Lines->Add("S="+FloatToStr(4*s)); Teste_Integration(); } //----- Aufgabe 5 -----------------------------------------------#include "\Loesungen\CppUtils\GraphUtils.cpp" void PlotFunction(double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1) { // a) das alte Bild löschen: Image1->Canvas->Brush->Color = clWhite; Image1->Canvas->Rectangle(0,0,Image1->Width,Image1->Height); // b) bestimme den minimalen und maximalen Wert von f(x) im Bereich [x0,x1]: double y0=f(x_Welt(0, x0, x1, Image1->Width)); // y0=min(f(x)) double y1=y0; // y1=max(f(x)) for (int px=1; px<=Form1->Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Image1->Width); double y=f(x); if (yy1) y1=y; }; // zeichne die Kurve: Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; for (int px=0; px<=Form1->Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Image1->Width); // transformiere y in Bildkoordinaten int py=y_Bildschirm(f(x), y0, y1, Image1->Height); if (px == 0) Form1->Image1->Canvas->MoveTo(px,py); else Form1->Image1->Canvas->LineTo(px,py); } // c) zeichne das Gitternetz: double dx=(x1-x0)/10; // 10 Gitterlinien double dy=(y1-y0)/10; // 10 Gitterlinien Gitternetz(Image1, x0,x1,dx, Image1->ClientWidth, y0,y1,dy, Image1->ClientHeight); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} // d) const int max_n_functions=10; real_func pf=sin; real_func f_arr[max_n_functions]; void __fastcall TForm1::PlotFunctionClick(TObject *Sender) { ::PlotFunction(-10, 10, pf, Image1); } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { ListBox1->Items->Add("sin"); f_arr[0]=sin; ListBox1->Items->Add("cos"); f_arr[1]=cos; ListBox1->Items->Add("exp"); f_arr[2]=exp; } void __fastcall TForm1::ListBox1Click(TObject *Sender) { pf=f_arr[ListBox1->ItemIndex]; }
12.5.2 Aufgabe 6.3.8.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.3\Fraktal2U.cpp
#include "Fraktal2U.h" #include // for
_control87
//----- Aufgabe 6.3.8.6 ---------------------------------------------// Die folgenden beiden Variablen werden in FormCreate // bei mehr als 256 Bildschirmfarben bool moreThan256Colors=false; // auf true gesetzt bool usePalette=true; // auf false gesetzt // a) double double
x0= -2; y0= 1.25;
double double
x1 = 0.5; // rechts unten y1 = -1.25;
enum
// links oben
{Mandelbrot, Julia} Art_des_Fraktals=Mandelbrot;
long double jx= -0.745, jy= 0.1125; // für die Julia-Mengen bool aborted=false; // b) Damit die Schleife unterbrochen werden kann TColor IndexColor(int i) { // return PALETTEINDEX (i%16); if (moreThan256Colors) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
{ i=i%256; // maximal 255 Farben int r30=i%30; // i->[0..29] int t=255-5*r30; // [0..29]->[255..145] if (i<30) return RGB(255-8*i,255,255); // weiss..türkis else if (i<60) return RGB(0,255-8*r30,255); // türkis..blau else if (i<90) return RGB(0,0,t); // blau .. dunkelblau else if (i<120) return RGB(0,t,0); // grün .. dunkelgrün else if (i<150) return RGB(t,0,0); // rot .. dunkelrot else if (i<180) return RGB(t,t,0); else if (i<210) return RGB(t,0,t); else if (i<240) return RGB(0,t,t); else return RGB(t,t,t); // Graustufen } else if (usePalette) return PALETTEINDEX (i); else { static TColor c[17]={clWhite, clLtGray, clGray, clDkGray, clGreen, clLime, clNavy, clOlive, clAqua, clBlue, clPurple, clRed, clFuchsia, clMaroon, clSilver, clTeal, clYellow}; return c[i%17]; } } #include "\Loesungen\CppUtils\GraphUtils.cpp" void ZeichneFraktal(TImage* Image) { const int max_it = 200; // 50,100,200 aborted = false; // für b) for (int px=0; (px <= Image->Width-1) && (!aborted); px++) { for (int py=0;(py<=Image->Height-1) && (!aborted); py++) { double x = x_Welt(px,x0,x1,Image->Width); double y = y_Welt(py,y1,y0,Image->Height); long double x_it_alt = x; long double y_it_alt = y; long double dist; int i = 0; do { i++; /* Eigentlich müssen diese Berechnungen durchgeführt werden: x_it = x_it_alt*x_it_alt - y_it_alt*y_it_alt + x; y_it = 2*x_it_alt*y_it_alt + y; dist = x_it*x_it+y_it*y_it; Die folgenden Operationen sparen aber einige Multiplikationen: */ long double sqr_x = x_it_alt*x_it_alt; long double sqr_y = y_it_alt*y_it_alt; long double pr_xy = x_it_alt*y_it_alt; long double x_it,y_it; if (Art_des_Fraktals==Mandelbrot) { x_it = sqr_x - sqr_y + x; y_it = pr_xy + pr_xy + y; } else if (Art_des_Fraktals==Julia) { x_it = sqr_x - sqr_y + jx; y_it = pr_xy + pr_xy + jy; } dist = sqr_x + sqr_y; x_it_alt = x_it; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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y_it_alt = y_it; } while ((i <= max_it) && (dist <= 4)); TColor color=IndexColor(i); if (i > max_it) color = clBlack; Image->Canvas->Pixels[px][py] = color; } // Damit ein eventuelles Anklicken des Buttons "Abbruch" erkannt wird // und die Pixel gezeichnet werden. if (!usePalette && px%5==0) Application->ProcessMessages(); } } void __fastcall TForm1::AbbruchClick(TObject *Sender) { // Da das Zeichnen eines Fraktals relativ lange dauern kann, // kann man es durch ein Anklicken dieses Buttons abbrechen. aborted=true; } // c) double x_start, y_start; // Position bei MouseDown void __fastcall TForm1::Image1MouseDown(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { x_start = x_Welt(X,x0,x1,Image1->Width); y_start = y_Welt(Y,y1,y0,Image1->Height); } void __fastcall TForm1::Image1MouseUp(TObject *Sender, TMouseButton Button, TShiftState Shift, int X, int Y) { x1 = x_Welt(X,x0,x1,Image1->Width); y1 = y_Welt(Y,y1,y0,Image1->Height); x0 = x_start; y0 = y_start; } // f) struct TMandelbrotParam { char* Name; double x0; double y0; double x1; double y1; }; const int nMBAW=13; TMandelbrotParam MBPar[nMBAW]= { {"Apfelmännchen", -2, 1.25, 0.5, -1.25}, {"Seepferdchen", -0.88, 0.18, -0.70, 0.0}, {"Seepferdchen", -0.73206,0.1570,-0.73196,0.1569}, {"Apfelmännchen unten", -0.17, -1.02, -0.15, -1.04}, {"Apfelmännchen links",-1.80, 0.03, -1.74, -0.03}, {"Spirale", -0.750, 0.105, -0.740, 0.095} }; struct TJuliaParam { char* Name; double x0; double y0; double x1; double y1; double jx; double jy; }; const int nJAW=9; TJuliaParam JPar[nJAW]= Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
{ // Bezeichnungen teilweise nach Peitgen u. a. (1986) { "Peitgen Fig. 15", -1.6, -1.2, 1.6, 1.2, -0.74543, 0.11301}, { "Peitgen Map 18", -1, -1.2, 1, 1.2, 0.32, 0.043}, { "Peitgen Map 20", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.12375, 0.56508}, { "Siegel Disk", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.39054, -0.58679}, { "Fatou Staub", -2, -1.5, 2, 1.5, 0.11031, -0.67037}, { "Zweig", -2, -1.5, 2, 1.5, 0, 1}, { "Zweig mit Perlen", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.15652, 1.03225}, { "Julia 6", -2, -1.5, 2, 1.5, -0.72, 0.53}, { "Julia 7", -2, -1.5, 2, 1.5, -1.776, 0.4}, }; void __fastcall TForm1::ListBox1Click(TObject *Sender) { Art_des_Fraktals=Mandelbrot; int i=ListBox1->ItemIndex; if (i<0) i=0; x0 = MBPar[i].x0; y0 = MBPar[i].y0; // links oben x1 = MBPar[i].x1; y1 = MBPar[i].y1; // rechts unten } void __fastcall TForm1::ListBox2Click(TObject *Sender) { Art_des_Fraktals=Julia; int i=ListBox2->ItemIndex; if (i<0) i=0; x0 = JPar[i].x0; y0 = JPar[i].y0; x1 = JPar[i].x1; y1 = JPar[i].y1; jx = JPar[i].jx; jy = JPar[i].jy; } HPALETTE CreateMyPalette() { // Diese Funktion ist nur dann notwendig, wenn für den Bildschirm nur 256 // Farben eingestellt sind. Sie erzeugt eine eigene Farbpalette, damit auch // mit dieser Einstellung mehr als die ca. 20 Systemfarben verfügbar sind. const int nColMyPalette=6*6*6; // Anzahl der Farben in der eigenene Palette: // Weniger als 256-20, damit bei einer Bildschirmeinstellung // mit 256 Farben die 20 Systemfarben nicht beeinflußt werden. PLOGPALETTE pPal = (PLOGPALETTE)LocalAlloc(LPTR, sizeof(LOGPALETTE) + nColMyPalette * sizeof(PALETTEENTRY)); // pPal = (COLORREF *)LocalAlloc(LPTR, sizeof(COLORREF) *(N+1)); if (!pPal) return(NULL); pPal->palVersion = 0x300; pPal->palNumEntries = nColMyPalette; int i=0; // Da schwarz eine spezielle Bedeutung hat, // hier nicht mit schwarz=(0,0,0) anfangen for (int r=1; r<=6; r++) // wie in nColMyPalette for (int g=1; g<=6; g++) // wie in nColMyPalette for (int b=1; b<=6; b++) // wie in nColMyPalette if (ipalPalEntry[i].peRed = r*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peGreen = g*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peBlue = b*nColMyPalette/6; pPal->palPalEntry[i].peFlags = 0; i++; } HPALETTE hLogPal = CreatePalette(pPal); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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LocalFree(pPal); return(hLogPal); } void __fastcall TForm1::CountColorsClick(TObject *Sender) { const int max_col=257; int a[max_col]; int s=0; for (int i=0; i<max_col; i++) a[i]=0; for (int px=0; (px <= Form1->Image1->Width-1) ; px++) { for (int py=0;(py<=Form1->Image1->Height-1) ; py++) { int col=Image1->Canvas->Pixels[px][py]; bool gefunden=false; for (int j=0; j<s && !gefunden; j++) if (a[j]==col) gefunden=true; if (!gefunden) { if (0<=s && s<max_col-1) a[s]=col; s++; Application->ProcessMessages(); CountColors->Caption=IntToStr(s)+" "+IntToStr(px); } } } int n=0; for (int i=0; i<max_col; i++) if (a[i]>0) n++; CountColors->Caption=IntToStr(n); } // 6. a) #include using namespace std; typedef complex<double> Complex; typedef Complex (*FComplex)(const Complex&); void ZeichneFraktalComplex(TImage* Image, FComplex f) { const int max_it = 200; // 50,100,200 aborted = false; // für b) for (int px=0; (px <= Image->Width-1) && (!aborted); px++) { for (int py=0;(py<=Image->Height-1) && (!aborted); py++) { Complex z(x_Welt(px,x0,x1,Image->Width), y_Welt(py,y1,y0,Image->Height)); Complex // z_it_alt=z, z_it=z; int i = 0; do { i++; if (Art_des_Fraktals==Mandelbrot) z_it=f(z_it)+z; else if (Art_des_Fraktals==Julia) z_it=f(z_it)+Complex(jx,jy); } while ((i <= max_it) && (norm(z_it)<= 4)); TColor color=IndexColor(i); if (i > max_it) color = clBlack; Image->Canvas->Pixels[px][py] = color; } // Damit ein eventuelles Anklicken des Buttons "Abbruch" erkannt wird // und die Pixel gezeichnet werden. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
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if (!usePalette && px%5==0) Application->ProcessMessages(); } } Complex CFQuadr(const Complex& z) Complex CFQuadr1(const Complex& z) Complex CFQuadr2(const Complex& z) Complex CFKubik(const Complex& z) Complex CFxxexp(const Complex& z) Complex CFNewtKubik(const Complex& 1.0)/(3.0*z*z+0.5*Complex(0,1));}
{ return z*z; } { return z*z - 0.5*z; } { return z*z +0.3*z.real(); } { return z*z*z; } { return z*z*exp(-z)+1.0; } z) { return z-(z*z*z-
struct TFktItParam { char* Name; FComplex f; }; const int nFktItPar=6; TFktItParam FktItPar[nFktItPar]= { { "z^2, reell ", 0}, { "z^2, komplex", CFQuadr}, { "z^2-0.5z", CFQuadr2}, { "z^3", CFKubik}, { "z*z*exp(-z)+1", CFxxexp}, { "z-(z*z*z-1)/(3*z*z+0.5*Complex(0,1)",CFNewtKubik }, }; FComplex ItFkt=0; void __fastcall TForm1::ListBox4Click(TObject *Sender) { int i=ListBox4->ItemIndex; if (i<0) i=0; ItFkt = FktItPar[i].f; } void __fastcall TForm1::ZeichneClick(TObject *Sender) { Form1->Caption="Fraktal: x0="+FloatToStr(x0)+" y0="+FloatToStr(y0)+ " x1="+FloatToStr(x1)+" y1="+FloatToStr(y1); HPALETTE hpal; if (usePalette) // nur bei 256 Farben { HPALETTE CreateMyPalette(); // Prototyp, Definition unten HPALETTE hpal=CreateMyPalette(); SelectPalette(Image1->Canvas->Handle,hpal,true); RealizePalette(Image1->Canvas->Handle); } if (ItFkt==0) ZeichneFraktal(Image1); else ZeichneFraktalComplex(Image1,ItFkt); if (usePalette) DeleteObject(hpal); // Form1->Image1->Picture->SaveToFile("c:\\Fraktal.bmp"); } // 6. b) TColor NewtonColor(int col,Complex z0, int n) { // nur für eine Bildschirmeinstellung mit mehr als 256 Farben col=col%256; for (int i=0; i
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12 Lösungen
if (col < 64) { col=col*4; // if (i%3==0) return RGB(256-col,0,0); else if (i%3==1) return RGB(0,256-col,0); else return RGB(0,0,256-col); } else return RGB(0,256-col,256-col); // türkis } } // falls keine Lösung paßt: return RGB(256-col,256-col,256-col); // grau } int GradEinheitsPolynom; void ZeichneNewtonFraktale(TImage* Image, FComplex f, FComplex abl) { const int max_it = 200; // 50,100,200 aborted = false; // für b) for (int px=0; (px <= Image->Width-1) && (!aborted); px++) { for (int py=0;(py<=Image->Height-1) && (!aborted); py++) { Complex z0, z(x_Welt(px,x0,x1,Image->Width), y_Welt(py,y1,y0,Image->Height)); int i = 0; do { z0 = z; z = z0 - f(z0)/abl(z0); i++; } while ((i <= max_it) && (norm(z-z0)>1E-10)); TColor color; if (GradEinheitsPolynom==0) color=IndexColor(i); else color=NewtonColor(i,z0,GradEinheitsPolynom); if (i > max_it) color = clBlack; Image->Canvas->Pixels[px][py] = color; } // Damit ein eventuelles Anklicken des Buttons "Abbruch" erkannt wird // und die Pixel gezeichnet werden. if (!usePalette && px%5==0) Application->ProcessMessages(); } // Form1->Image1->Picture->SaveToFile("c:\\Newton.bmp"); } Complex fu2(const Complex& z) { return z*z-1.0; } Complex fu2_abl(const Complex& z) { return 2.0*z; } Complex fu3(const Complex& z) { return z*z*z-1.0; } Complex fu3_abl(const Complex& z) { return 3.0*z*z; } Complex fu4(const Complex& z) { return z*z*z*z-1.0; } Complex fu4_abl(const Complex& z) { return 4.0*z*z*z; } Complex fu5(const Complex& z) { return z*z*z*z*z-1.0; } Complex fu5_abl(const Complex& z) { return 5.0*z*z*z*z; } Complex fu6(const Complex& z) { return z*z*z*z*z*z-1.0; } Complex fu6_abl(const Complex& z) { return 6.0*z*z*z*z*z; } Complex f1(const Complex& z) Complex f1_abl(const Complex& z)
{ return z*z+1.0; } { return 2.0*z; }
Complex f3(const Complex& z) Complex f3_abl(const Complex& z)
{ return z*z*z-z; } { return 3.0*z*z-1.0; }
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12.5 Lösungen Kapitel 6
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Complex f4(const Complex& z) Complex f4_abl(const Complex& z)
{ return exp(z)-z; } { return exp(z)-1.0; }
Complex f5(const Complex& z) Complex f5_abl(const Complex& z)
{ return z*z*z-z*z+z+1.0; } { return 3.0*z*z-2.0*z+1.0; }
struct TNewtonParam { char* Name; double x0; double y0; double x1; double y1; FComplex f; FComplex abl; int GradEinheitsPolynom; }; const int nNewtPar=10; TNewtonParam NPar[nNewtPar]= { { "z^2-1", -10, -10, 10, { "z^3-1", -10, -10, 10, { "z^4-1", -10, -10, 10, { "z^5-1", -10, -10, 10, { "z^6-1", -10, -10, 10, { { { { { };
10, 10, 10, 10, 10,
fu2, fu3, fu4, fu5, fu6,
fu2_abl, fu3_abl, fu4_abl, fu5_abl, fu6_abl,
2}, 3}, 4}, 5}, 6},
"z^2+1", -10, -10, 10, 10, f1, f1_abl, 0}, "z^3-z", -10, -10, 10, 10, f3, f3_abl, 0}, "sin", -10, -10, 10, 10, sin, cos, 0}, "e^z-z", -10, -10, 10, 10, f4, f4_abl, 0}, "z^3-z^2+z+1", -10, -10, 10, 10, f5, f5_abl,0},
FComplex fNewt=f1, fNewt_abl=f1_abl; void __fastcall TForm1::ListBox3Click(TObject *Sender) { int i=ListBox3->ItemIndex; if (i<0) i=0; x0 = NPar[i].x0; y0 = NPar[i].y0; // links oben x1 = NPar[i].x1; y1 = NPar[i].y1; // rechts unten fNewt=NPar[i].f; fNewt_abl=NPar[i].abl; GradEinheitsPolynom=NPar[i].GradEinheitsPolynom; } void __fastcall TForm1::NewtonClick(TObject *Sender) { Form1->Caption="Newton-Fraktal: x0="+FloatToStr(x0)+" y0="+FloatToStr(y0)+ " x1="+FloatToStr(x1)+" y1="+FloatToStr(y1); ZeichneNewtonFraktale(Image1, fNewt, fNewt_abl); } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { int n=GetDeviceCaps(Image1->Canvas->Handle,NUMCOLORS); moreThan256Colors = (n==-1); // -1, falls Farbtiefe größer als 8 Bits (256 Farben) if (moreThan256Colors) usePalette=false; // CountColors->Caption=IntToStr(n); for (int i=0; i< nMBAW; i++) ListBox1->Items->Add(MBPar[i].Name); for (int i=0; i< nJAW; i++) ListBox2->Items->Add(JPar[i].Name); for (int i=0; i< nNewtPar; i++) ListBox3->Items->Add(NPar[i].Name); for (int i=0; i< nFktItPar; i++) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
ListBox4->Items->Add(FktItPar[i].Name); }
12.5.3 Aufgabe 6.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.5\LogStilU.cpp
#include "LogStilU.h" //--------- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Text= "\nAufgabe 1 \n" "Die Namen der Funktionen \n" " \n" " Quersumme, ZeigeQuersumme \n" " Fibonacci, zeige_Fibonacci \n" " prim, zeige_Primzahlen, zeige_Goldbach \n" " zeige_PythagZahlentripel \n" " f3nplus1, zeige_3nplus1 \n" " \n" "beschreiben die Aufgaben dieser Funktionen im jeweiligen Zusammenhang recht " "präzise. \n"; } //--------- Aufgabe 2 -----------------------------------------------double Mehrwertsteuer(double p2,double p3) {}; double druckeAdressaufkleber(double p2){}; double doitbabe(double i, int *p1, int p2, float p3) { int y=0; if (p2==1) for (int j=0;j<=i;j++) y=y+i; else if (i==2) y=Mehrwertsteuer(p2,5); else if (i==3) y=druckeAdressaufkleber(p2); return y; }; void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender) { int p1=17; double p3=18; double z=doitbabe(19, &p1, 20, p3); Memo1->Lines->Text= "\nAufgabe 2 \n" "Die Funktion 'doitbabe' führt in den verschiedenen if-Zweigen völlig verschiedene " "Aufgaben durch, die durch keinen Namen zusammengefasst werden können. " "\n" "Ein Aufruf dieser Funktion wird besser durch einen Aufruf der Funktionen " "Mehrwertsteuer, druckeAdressaufkleber sowie einer Funktion Summe (für den " "ersten Zweig) ersetzt. ";
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12.5 Lösungen Kapitel 6
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} //--------- Aufgabe 3 -----------------------------------------------int ggt(int x, int y) { // x=x0, y=y0, ggT(x,y) = ggT(x0,y0) if (x<0) x=-x; if (y<0) y=-y; // ggT(x,y) = ggT(x0,y0) while (y != 0) // Ablaufprot. für den Schleifenkörper {// x y r // ggT(x,y)=ggT(x0,y0) x0 y0 int r = x%y; // x = y; // y0 y = r; // x0%y0 // ggT(x,y) = ggT(y0,x0%y0) = ggT(x0,y0) } // ggT(x,y) = ggT(x0,y0) und y=0 return x; // ggT(x,y)==x; }
x0%y0
double horner(double x, int n, double* p) { double s = 0; int i = 1; while (i <= n+1) { s = s*x + p[n-i+1]; i++; } return s; } void __fastcall TForm1::Button3Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Text= "\nAufgabe 3 \n" "Für diesen Nachweis ist der Nachweis notwendig, dass die Funktion " "immer das entsprechende Ergebnis hat. Das wurde aber gerade in den " "Aufgaben von Kapitel 5.8.5 nachgewiesen. " "\n" "Da die Funktionen tatsächlich das machen, was ihr Name erwarten lässt, " "ist der entsprechende Kommentar überflüssig, da er eine reine Wiederholung " "der Anweisung davor ist. "; int a=2,b=4; double y=ggt(a,b); // y==ggt(a,b) int x=1,n=2; double p[3]={1,2,3}; double z=horner(x,n,p); // z==Horner(x,n,p) }
12.5.4 Aufgaben 6.6.4 und 6.6.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\RekursU.cpp
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#include "RekursU.h" //----- Aufgabe 6.6.4.1 ---------------------------------------------// Rekursive Funktionen // a) int rek_Fak(int n) { // Fakultät rekursiv berechnen if (n<=0) return 1; else return n*rek_Fak(n-1); } // b) int rek_Fib(int n) { // Fibonacci rekursiv berechnen if (n<=0) return 0; else if (n==1) return 1; else return rek_Fib(n-1) + rek_Fib(n-2); } // c) int rek_ggT(int m, int n) { // ggT rekursiv berechnen if (n==0) return m; else return rek_ggT(n, m%n); } // a) int it_Fak(int n) { int f=1; for (int i=2; i<=n; i++) f = f*i; return f; } // b) int it_Fib(int n) { // Fibonacci iterativ berechnen int fib=0,f0=0,f1=1; for (int i=0; i
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12.5 Lösungen Kapitel 6
}; void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { RichEdit1->Lines->Add("No news are good news"); for (int i=1; i<50; i++) for (int j=1; j<50; j++) if (rek_ggT(i,j)!=it_ggT(i,j)) Form1->RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)+" "+IntToStr(j)); for (int i=1; i<50; i++) if (rek_Fak(i)!=it_Fak(i)) Form1->RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)); for (int i=1; i<30; i++) if (rek_Fib(i)!=it_Fib(i)) Form1->RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)); } //----- Aufgabe 6.6.4.2 ---------------------------------------------int ack(int n, int m) { if (n==0) return m+1; else if (m==0) return ack(n-1,1); else return ack(n-1,ack(n,m-1)); } #include <math> void __fastcall TForm1::Aufg2Click(TObject *Sender) { /* ack(0,m) = m+1 ack(1,m) = m+2 ack(2,m) = 2*m+3 ack(3,m) = 2m+3+1 */ RichEdit1->Lines->Add("No news are good news"); for (int m=0; m<50; m++) if (ack(0,m)!=m+1) RichEdit1->Lines->Add(m); for (int m=0; m<50; m++) if (ack(1,m)!=m+2) RichEdit1->Lines->Add(m); for (int m=0; m<50; m++) if (ack(2,m)!=2*m+3) RichEdit1->Lines->Add(m); // für m>10 dauert das recht lange: for (int m=0; m<10; m++) { int a=ack(3,m); int e=pow(2,m+3)-3; if (a!=e) RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(a)+" "+e); } } //----- Aufgabe 6.6.4.3 ---------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg3Click(TObject *Sender) { RichEdit1->Lines->Add("Die Lösung ist das Programm 'Rechner'"); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} //----- Aufgabe 6.6.4.4 ---------------------------------------------AnsiString dir="c:\\test"; void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { // Erzeuge das Verzeichnis, falls es nicht existiert if (CreateDirectory(dir.c_str(),0)) ShowMessage("directory '"+dir+"' created"); fnMask->Text="*.*"; fnMask->Text="*"; DriveComboBox1->Drive='C'; } void Ausgabe(AnsiString Name) { static int i=0; i++; Form1->RichEdit1->Lines->Add(IntToStr(i)+" "+Name); } void SearchSubdirs(const AnsiString Pfad,const AnsiString Mask) { WIN32_FIND_DATA FindFileData; char FileName[MAX_PATH]; strcpy(FileName,(Pfad+Mask).c_str()); HANDLE h=FindFirstFile( FileName, // Zeiger auf den Dateinamen &FindFileData); // Zeiger auf struct if (h!=INVALID_HANDLE_VALUE) { int found=1; while (found) { if ((FindFileData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)!=0) { // Unterverzeichnis if (strcmp(FindFileData.cFileName,".")==0) ; // "." ignorieren else if (strcmp(FindFileData.cFileName,"..")==0) ; // ".." ignorieren else // Verzeichnis, rekursiv durchsuchen { Ausgabe(Pfad+FindFileData.cFileName); SearchSubdirs(Pfad+FindFileData.cFileName+"\\",Mask); } } else Ausgabe(Pfad+FindFileData.cFileName); found=FindNextFile(h,&FindFileData); } FindClose(h); } }; void __fastcall TForm1::RecurseDirClick(TObject *Sender) { AnsiString Pfad=AnsiString(DriveComboBox1->Drive)+":\\"; AnsiString Mask=fnMask->Text; RichEdit1->Enabled=false; SearchSubdirs(Pfad,Mask); RichEdit1->Enabled=true; } #include "TVFormU.h" void SearchSubdirsTV(const AnsiString Pfad,const AnsiString Mask, TTreeNode* T); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
void __fastcall TForm1::TreeViewClick(TObject *Sender) { AnsiString Pfad=AnsiString(Form1->DriveComboBox1->Drive)+":\\"; AnsiString Mask=Form1->fnMask->Text; TVForm->TreeView1->Items->Add(TVForm->TreeView1->TopItem, Pfad); // Add fügt einen neuen Baumknoten am Ende der Liste ein, // zu der TreeView1->TopItem gehört. // TreeView1->TopItem ist der oberste Baumknoten in TreeView1. SearchSubdirsTV(Pfad,Mask,TVForm->TreeView1->Items->Item[TVForm->TreeView1>Items->Count-1]); // TreeView1->Items ist die Liste der Baumknoten in TreeView1. // TreeView1->Items->Item[0] ist der erste Baumknoten in dieser Liste TVForm->ShowModal(); } //----- Aufgabe 6.6.4.5 ---------------------------------------------#include "RekFigU.h" void __fastcall TForm1::Aufg5Click(TObject *Sender) { FormRekFig->ShowModal(); } //----- Aufgabe 6.6.6.1 ---------------------------------------------typedef AnsiString DataType ; // Datentyp der Listendaten typedef AnsiString KeyType ; // Datentyp der Schlüsselwerte #include "\Loesungen\CppUtils\BinTree.cpp" tree_node* t=0; void __fastcall TForm1::TreeInsertClick(TObject *Sender) { insert_tree_node(t, Edit1->Text, Edit2->Text); } void process_tree_node(tree_node* n) { Form1->RichEdit1->Lines->Add(n->key); for (list_node* i=n->first; i!=0; i=i->next) Form1->RichEdit1->Lines->Add(" "+i->data); }; void __fastcall TForm1::ShowTreeClick(TObject *Sender) { traverse_tree(t); } //----- Aufgabe 6.6.6.2 ---------------------------------------------/* // Eigentlich wäre hier der Datentyp int für die Listendaten angemessen: typedef int DataType ; // Datentyp der Listendaten typedef AnsiString KeyType ; // Datentyp der Schlüsselwerte #include "\CppUtils\BinTree.cpp" Damit die Definitionen von Aufgabe 6.6.6.1 verwendet werden können, wird der Datentyp AnsiString verwendet. */ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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/* bool use_map() { return Form1->MultiMap->Checked; } */ #include "\Loesungen\CppUtils\StringUt.cpp" #include tree_node *W; void Text_lesen(char* ifn) { ifstream in; in.exceptions(ios::badbit); in.open(ifn); int LineNr=0; if (in) { string z; // string und nicht AnsiString, da getline einen String // als Parameter hat vector v; while (getline(in,z)) { LineNr++; v.clear(); parseString(AnsiString(z.c_str()),v); for (vector::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); i++) // if (use_map) mm.insert(MMType::value_type(token.c_str(),LineNr)); // else insert_tree_node(W, *i, IntToStr(LineNr).c_str()); } } in.close(); // überflüssig } #include
// notwendig für setw
ofstream out; void print_tree_node(tree_node* n) { const int Druckpos_Seitenzahl = 25; const int n_pl = 80; // 8 // Anzahl Zahlen pro Zeile im Ausdruck const int fw_pn = 6; // Feldbreite eine Zahl im Ausdruck list_node* X=n->first; out<key.c_str()<<setw(Druckpos_Seitenzahl-n->key.Length())<<' '<<':'; int niLine = 0; while (X!=0) { if (niLine == n_pl) { out<<endl; niLine = 0; out<<setw(Druckpos_Seitenzahl+1)<<' '; }; niLine++; out<<setw(fw_pn)<<(X->data).c_str(); X = X->next; }; out<<endl; }; void print_tree(tree_node* n) { // wie traverse_tree if (n!=0) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
{ print_tree(n->left); print_tree_node(n); print_tree(n->right); } } void GenerateConcordanceList(AnsiString infn,char* outfn) { Text_lesen(infn.c_str()); out.open(outfn,ios::trunc); // if (use_map()) PrintMap(); // else traverse_tree(W); print_tree(W); out.close(); } void __fastcall TForm1::KonkordanzClick(TObject *Sender) { OpenDialog1->Filter = "Textdateien|*.TXT"; OpenDialog1->InitialDir = dir; if (OpenDialog1->Execute()) { AnsiString fn=OpenDialog1->FileName; RichEdit1->Lines->Add("Ausgabedatei: "+fn+".kon"); Application->ProcessMessages(); TCursor Save_Cursor = Screen->Cursor; Screen->Cursor = crHourGlass; // Sanduhr-Cursor anzeigen Application->ProcessMessages(); GenerateConcordanceList(fn,(fn+".kon").c_str()); Screen->Cursor = Save_Cursor; // Alten Zustand wiederherstellen } }
12.5.5 Aufgabe 6.6.4.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\RechnerU.cpp
#include "RechnerU.h" //-------------------------------------------------------------------void whitespace_ueberlesen(AnsiString s, int& i) { // läßt sich auf Tabs usw. erweitern while ((i <= s.Length()) && (s[i]==' ')) i++; // (s[i] <> ' ') or "fertig" } bool SubstrInStr(AnsiString Substr, AnsiString Str) { // true, falls SubStr in Str enthalten ist return Str.Pos(Substr); // SubstrInStr("a","abc"); // true // SubstrInStr("abc","a"); // false // SubstrInStr("abc","abc");// true // SubstrInStr("",""); // false } double Zahl_lesen(AnsiString s, int& i) { AnsiString ops; while ((i<=s.Length())&& SubstrInStr(s[i],"0123456789,")) ops = ops + s[i++]; // s[i] zuweisen, anschließend i++ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
// (s[i] keine Ziffer) or (fertig) try {return StrToFloat(ops);} catch(...) { // Falls s[i] keine Ziffer war ist ops=="" ShowMessage("Unerwartetes Zeichen: '"+AnsiString(s[i])+"'"); return 0; } } char Operand_einlesen(AnsiString s, int& i) { if (i <= s.Length()) return s[i++]; return ' '; //damit kein undefinierter Wert zurückgegeben // wird und der Fehler anschl. erkannt werden kann } double MultExpr(AnsiString s, int& i); // Prototyp für die rekursiven Aufrufe double PrimExpr(AnsiString s, int& i); // Prototyp für die rekursiven Aufrufe void errormessage(int i, AnsiString msg, AnsiString s) { AnsiString m=s; m.Insert("<---",i+1); if (msg=="") ShowMessage("Syntaxfehler bei Pos. "+IntToStr(i)+"\n"+m); else ShowMessage(msg+IntToStr(i)+"\n"+m); } double AdditiveExpr(AnsiString s, int& i) { whitespace_ueberlesen(s,i); double result = MultExpr(s,i); /* 1 */ while ( (i<=s.Length()) && (SubstrInStr(s[i],"+-")) ) { char op = Operand_einlesen(s,i); whitespace_ueberlesen(s,i); switch (op) { case '+': result = result + MultExpr(s,i); // term break; case '-': result = result - MultExpr(s,i); // term break; } whitespace_ueberlesen(s,i); } return result; } double MultExpr(AnsiString s, int& i) { double result = PrimExpr(s,i); whitespace_ueberlesen(s,i); while ( (i <= s.Length()) && (SubstrInStr(s[i],"*/")) ) { char op = Operand_einlesen(s,i); whitespace_ueberlesen(s,i); switch (op) { case '*': result = result * PrimExpr(s,i); // factor break; case '/': result = result / PrimExpr(s,i); // factor break; } whitespace_ueberlesen(s,i); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
return result; } //----- Aufgabe 6.4.3. ----------------------------------------------#include AnsiString id_lesen(AnsiString s, int& i) { // ähnlich wie die Syntax für einen identifier AnsiString result; while ((i<=s.Length())&& (isalpha(s[i]) || isdigit(s[i]) || (s[i]=='_') )) { result = result + UpCase(s[i]); // s[i] zuweisen, anschließend i++ i++; } return result; } #include <math.h> // Ende Lösung Aufgabe 3 double PrimExpr(AnsiString s, int& i) { double result; if (SubstrInStr(s[i],"1234567890,")) result=Zahl_lesen(s,i); else if (s[i]=='(') { i++; // weiterlesen nach "(" nicht vergessen whitespace_ueberlesen(s,i); result = AdditiveExpr(s,i); if (s[i]== ')') { i++; whitespace_ueberlesen(s,i); } else errormessage(i,"')' expected: ",s); } else if (s[i]=='-') { i++; // weiterlesen nach "-–" nicht vergessen whitespace_ueberlesen(s,i); result = -PrimExpr(s,i); } // Lösung von Aufgabe 3. else if (isalpha(s[i])) { AnsiString id=id_lesen(s,i); whitespace_ueberlesen(s,i); if (id=="PI") result=M_PI; else if(id=="PIQ") result=M_PI*M_PI; else if (s[i]=='(') { i++; if (id=="SIN") result = sin(AdditiveExpr(s,i)); else if (id=="COS") result = cos(AdditiveExpr(s,i)); else { result = 0; errormessage(i,"invalid function: ",s); } if (s[i]==')') i++; else errormessage(i,"')' expected: ",s); } else errormessage(i,"'(' expected: ",s); } // Ende Lösung von Aufgabe 3. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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else errormessage(i,"",s); return result; } double expression(AnsiString t) { int i=1; return AdditiveExpr(t,i); } void __fastcall TForm1::rechneClick(TObject *Sender) { if (Edit1->Text.Trim()!="") { double result=expression(Edit1->Text); Memo1->Lines->Add(Edit1->Text+" = "+result); } } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Edit1KeyPress(TObject *Sender, char &Key) { if (Key==13) rechneClick(Sender); } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { Edit1->Text=""; Memo1->Clear(); } //--------------------------------------------------------------------
void testeZeile(AnsiString s, double erg) { double r = expression(s); if (erg != r) Form1->Memo1->Lines->Add(s+"="+FloatToStr(r)+ " nicht: "+FloatToStr(erg)); } void teste_parser1() { testeZeile("1+(2 + 3 testeZeile("1+(2 - 3 testeZeile("1+(2 * 3 testeZeile("1+(6 / 3
) ) ) )
", ", ", ",
6); 0); 7); 3);
testeZeile("1-(2 testeZeile("1-(2 testeZeile("1-(2 testeZeile("1-(6
+ * /
3 3 3 3
) ) ) )
", ", ", ",
-4); 2); -5); -1);
testeZeile("3*(2 testeZeile("3*(2 testeZeile("3*(2 testeZeile("3*(6
+ * /
3 3 3 3
) ) ) )
", ", ", ",
15); -3); 18); 6);
testeZeile("10/(2 testeZeile("10/(2 testeZeile("12/(2 testeZeile("10/(6 }
+ * /
3 3 3 3
) ) ) )
", ", ", ",
2); -10); 2); 5);
void teste_parser() Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
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{ testeZeile(" 1+2/(1 + 1 ) ", 2); testeZeile("4 - 5 + (10 / 10)", 0); testeZeile(" 1/sin(1) ", 1.188395105778); testeZeile("sin(3)*sin(3)+cos(3)*cos(3) ",1); testeZeile(" 1+2/(1 + 1 ) ",2); testeZeile(" -(3 + 4 ) ",-7); testeZeile(" 10 -(3 + 4 ) ",3); testeZeile(" 1 ",1); testeZeile(" -1 ",-1); testeZeile(" 1,1+ 2,2",3.3); testeZeile("1,1+2,2+3,3",6.6 ); testeZeile("3*4 + 5*6 ",42); testeZeile("(4 - 5) *10 / 10",-1); testeZeile("4 -(5 + 10) / 10",2.5); testeZeile("4 - 5 + -10 / 10",-2); testeZeile("4 - 5 + (10) / 10)",0); testeZeile("4 - 5 + (10 / 10)",0); testeZeile(" sin(1) ",0.841470984807897); testeZeile(" 1/sin(1) ",1.18839510577812); testeZeile(" sin(1+sin(1)) ",0.963590724541833); testeZeile(" sin(2) ",0.909297426825682); testeZeile(" sin(1)+sin(2) ",1.75076841163358); testeZeile(" 1/(sin(1)+sin(2)) ",0.571177771631678); testeZeile(" 2+1/(sin(1)+sin(2)) ",2.57117777163168); testeZeile("sin(3)*sin(3)+cos(3)*cos(3) ",1); testeZeile(" 1+ pi ",4.14159265358979); testeZeile(" 1/(1+ pi) ",0.241453007005224); testeZeile(" piq/(pi*pi) ",1); } void __fastcall TForm1::TestClick(TObject *Sender) { teste_parser(); teste_parser1(); }
12.5.6 Aufgabe 6.6.4.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\TVFormU.cpp
#include "TVFormU.h" TTVForm *TVForm; __fastcall TTVForm::TTVForm(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } void SearchSubdirsTV(const AnsiString Pfad,const AnsiString Mask, TTreeNode* T) { WIN32_FIND_DATA FindFileData; char FileName[MAX_PATH] ; strcpy(FileName,(Pfad+Mask).c_str()); HANDLE h=FindFirstFile(FileName, // Zeiger auf den Dateinamen &FindFileData); // Zeiger auf struct if (h!=INVALID_HANDLE_VALUE) { int found=1; while (found) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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if ((FindFileData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)!=0) { // Unterverzeichnis if (strcmp(FindFileData.cFileName,".")==0) ; // "." ignorieren else if (strcmp(FindFileData.cFileName,"..")==0) ; // ".." ignorieren else // Verzeichnis, rekursiv durchsuchen { TVForm->TreeView1->Items->AddChild(T,FindFileData.cFileName); // AddChild fügt TreeView1 einen neuen Knoten am Ende der Liste // hinzu, auf die T zeigt int n=T->Count; // Anzahl der Knoten in der Liste, auf die T zeigt SearchSubdirsTV(Pfad+FindFileData.cFileName+"\\",Mask,T->Item[n1]); // T->Item[n-1] ist der letzte Knoten in der Liste, auf die T zeigt } } //else Ausgabe(Pfad+FindFileData.cFileName); found=FindNextFile(h,&FindFileData); } FindClose(h); T=T->Parent; } }; /* void __fastcall TForm1::SortClick(TObject *Sender) { TreeView1->SortType=stBoth; TreeView1->AlphaSort(); } */ // #include "RekursU.h" void __fastcall TTVForm::FormCreate(TObject *Sender) { TreeView1->Align=alClient; }
12.5.7 Aufgabe 6.6.4.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\RekFigU.cpp
#include "RekFigU.h" TFormRekFig *FormRekFig; __fastcall TFormRekFig::TFormRekFig(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } //----------Koch'sche Kurven ------------------------------------int round(double x) { return int(x+0.5); } #include void Koch(TCanvas* C, int n, double leftx, double lefty, double rightx, double righty) { const double r = std::sqrt(3)/6;//ca. r=0.29; if (n<=1) { C->MoveTo(round(leftx), round(lefty)); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
C->LineTo(round(rightx), round(righty)); } else { Koch(C, n-1, leftx, lefty, (rightx + 2.0*leftx)/3.0,(righty + 2.0*lefty)/3.0); Koch(C,n-1, (rightx + 2.0*leftx)/3.0,(righty + 2.0*lefty)/3.0, 0.5*(rightx+leftx) - r*(lefty-righty), 0.5*(righty + lefty) + r*(leftx-rightx)); Koch(C,n-1, 0.5*(rightx + leftx) - r*(lefty-righty), 0.5*(righty + lefty) + r*(leftx-rightx), (2.0*rightx + leftx)/3.0,(2.0*righty + lefty)/3.0); Koch(C,n-1, (2.0*rightx + leftx)/3.0,(2.0*righty + lefty)/3.0, rightx, righty); } } void ClearImages(int W, int H) { FormRekFig->Image1->Canvas->Brush->Color=clWhite;// FillRect(TRect(0,H,W,H)); FormRekFig->Image2->Canvas->Brush->Color=clWhite;// FillRect(TRect(0,H,W,H)); FormRekFig->Image3->Canvas->Brush->Color=clWhite;// FillRect(TRect(0,H,W,H)); FormRekFig->Image4->Canvas->Brush->Color=clWhite;// FillRect(TRect(0,H,W,H)); FormRekFig->Image1->Canvas->FillRect(TRect(0,0,W,H)); FormRekFig->Image2->Canvas->FillRect(TRect(0,0,W,H)); FormRekFig->Image3->Canvas->FillRect(TRect(0,0,W,H)); FormRekFig->Image4->Canvas->FillRect(TRect(0,0,W,H)); } int level=1; void __fastcall TFormRekFig::Koch_Click(TObject *Sender) { FormRekFig->Caption = "Koch'sche Kurven, n=2, 3, 4, 5"; int W=Image1->ClientWidth-1; int H=Image1->ClientHeight-3; ClearImages(W, H+2); Koch(FormRekFig->Image1->Canvas,2,0,H,W,H); Koch(FormRekFig->Image2->Canvas,3,0,H,W,H); Koch(FormRekFig->Image3->Canvas,4,0,H,W,H); Koch(FormRekFig->Image4->Canvas,5,0,H,W,H); } //----- Aufgabe 6.6.4.5 ---------------------------------------------void Dreieck(TCanvas* C, int n, double x, double y, double L) { const double r = std::sqrt(3); if (n<=1) { // zeichnet ein gleichseitiges Dreieck im Punkt (x,y) // mit der Seitenlänge L TPoint Eckpunkte[4]; Eckpunkte[0]=Point(x,y); Eckpunkte[1]=Point(x+L,y); Eckpunkte[2]=Point(x+L/2,y-L*r/2); Eckpunkte[3]=Point(x,y); C->Brush->Color = clBlack; C->Polygon(Eckpunkte, 3); } else { Dreieck(C, n-1, x, y, L/2); Dreieck(C, n-1, x+L/2, y, L/2); Dreieck(C, n-1, x+L/4, y-L*r/4, L/2); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} } void __fastcall TFormRekFig::rekDreiecke_Click(TObject *Sender) { FormRekFig->Caption = "Rekursive Dreiecke , n=1, 2, 5, 9"; int W=Image1->ClientWidth-1; int H=Image1->ClientHeight-3; ClearImages(W,H+2); Dreieck(FormRekFig->Image1->Canvas,1,0,H,H); Dreieck(FormRekFig->Image2->Canvas,2,0,H,H); Dreieck(FormRekFig->Image3->Canvas,5,0,H,H); Dreieck(FormRekFig->Image4->Canvas,9,0,H,H); }
12.5.8 Aufgabe 6.6.6.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\DupFilesU.cpp
#include "DupFilesU.h" //----- Aufgabe 6.6.6.3 ---------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { DriveComboBox1->Drive='C'; RichEdit1->ScrollBars=ssVertical; Form1->Caption="Duplicate Files"; Form1->MultiMap->Checked=true; OneDrive->Caption="Ein Laufwerk"; AllDrives->Caption="Alle Laufwerke"; } typedef AnsiString DataType ; // Datentyp der Listendaten typedef AnsiString KeyType ; // Datentyp der Schlüsselwerte #include "\Loesungen\CppUtils\BinTree.cpp" tree_node* W=0; void process_tree_node(tree_node* n) { if (n->first->next!=0) { // nur Listen mit mehr als einem Knoten ausgeben Form1->RichEdit1->Lines->Add(n->key.Trim()); for (list_node* i=n->first; i!=0; i=i->next) Form1->RichEdit1->Lines->Add(" "+i->data); } }; #include <map> using namespace std; typedef multimap MMType; MMType mm; void PrintMap() { for (MMType::iterator i=mm.begin(); i!=mm.end(); ) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.5 Lösungen Kapitel 6
MMType::iterator k, first=mm.lower_bound((*i).first); MMType::iterator j, last=mm.upper_bound((*i).first); k=first; k++; if (k!=last) // nur doppelte Einträge anzeigen { Form1->RichEdit1->Lines->Add((*i).first.Trim()); for (j=first; j!=last; j++) { Form1->RichEdit1->Lines->Add(" "+(*j).second); i++; // Mit jedem gefundenen Wert hochzählen }; } else i++; } } bool use_map() { return Form1->MultiMap->Checked; } AnsiString AddLeadingBlanks(AnsiString s, int n) { // Ergänzt den String s um so viele führende Nullen, daß // der Funktionswert die Länge n hat. Mit dieser Funktion // wird erreicht, daß ein Vergleich der Strings "12" < " 2" // dasselbe Ergebnis hat wie der Vergleich der Zahlen 12<2. // Ohne führendes Leerzeichen wäre das Ergebnis verschieden. return s.StringOfChar(' ',n-s.Length())+s; } void SearchSubdirs(AnsiString Pfad) { WIN32_FIND_DATA FindFileData; char FileName[MAX_PATH] ; AnsiString Mask="*.*"; strcpy(FileName,(Pfad+Mask).c_str()); HANDLE h=FindFirstFile( FileName, // Zeiger auf den Dateinamen &FindFileData); // Zeiger auf struct if (h!=INVALID_HANDLE_VALUE) { int found=1; while (found) { if ((FindFileData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)!=0) { // Unterverzeichnis if (strcmp(FindFileData.cFileName,".")==0) ; // "." ignorieren else if (strcmp(FindFileData.cFileName,"..")==0) ; // ".." ignorieren else // Verzeichnis, rekursiv durchsuchen SearchSubdirs(Pfad+FindFileData.cFileName+"\\"); } else { AnsiString Low=IntToStr(FindFileData.nFileSizeLow); AnsiString High=IntToStr(FindFileData.nFileSizeHigh); if (High=="0") High=" "; KeyType Key=AddLeadingBlanks(High,10)+AddLeadingBlanks(Low,10)+" "+FindFileData.cFileName; DataType Data=Pfad+FindFileData.cFileName; if (use_map()) mm.insert(MMType::value_type(Key,Data)); else insert_tree_node(W, Key, Data); } found=FindNextFile(h,&FindFileData); } FindClose(h); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} }; void __fastcall TForm1::OneDriveClick(TObject *Sender) { // Durchsucht nur das ausgewählte Laufwerk TCursor Save_Cursor = Screen->Cursor; Screen->Cursor = crHourGlass; // Cursor als Sanduhr RichEdit1->Clear(); AnsiString Laufwerk=AnsiString(DriveComboBox1->Drive)+":\\"; SearchSubdirs(Laufwerk); if (use_map()) PrintMap(); else traverse_tree(W); Screen->Cursor = Save_Cursor; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::AllDrivesClick(TObject *Sender) { // Durchsucht alle Laufwerke TCursor Save_Cursor = Screen->Cursor; Screen->Cursor = crHourGlass; // Cursor als Sanduhr RichEdit1->Clear(); for (int i=0; iItems->Count; i++) { AnsiString Laufwerk=AnsiString(DriveComboBox1->Items->Strings[i][1])+":\\"; SearchSubdirs(Laufwerk); } if (use_map()) PrintMap(); else traverse_tree(W); Screen->Cursor = Save_Cursor; } //--------------------------------------------------------------------
12.5.9 Aufgabe 6.6.6.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.6\DirTreeU.cpp
#include #include "DirTreeU.h" #pragma link "cdiroutl" //----- Aufgabe 6.6.6.4 ---------------------------------------------// a) struct File_list_node; // Vorwärtsreferenz, da // dir_node einen Zeiger auf File_list_node und // umgekehrt struct dir_node { AnsiString DirName; double FilesSize; File_list_node* first; File_list_node* last; };
// für Teil d)
struct File_list_node { AnsiString FileName; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
dir_node* sub_dir; File_list_node* next; }; void insert_File(AnsiString dn, AnsiString fn, dir_node* dir) { // fügt einen Knoten in die Liste ein File_list_node* tmp=new File_list_node; // (1) tmp->FileName = fn; tmp->next = 0; tmp->sub_dir = 0; // kein Unterverzeichnis if (dir->last==0) // erster Knoten dir->first = tmp; else // zweiter oder weiterer Knoten dir->last->next = tmp; dir->last = tmp; } void insert_Dir_node(AnsiString DirName, dir_node*& dir) { if (dir==0) { dir = new dir_node; dir->first=0; dir->last=0; dir->DirName=DirName; dir->FilesSize=0; } else ShowMessage("dir!=0: "+DirName); } // b) double // Teil d), sonst void SearchSubdirs(AnsiString Pfad, dir_node*& dir) { insert_Dir_node(Pfad,dir); // <-- Änderung WIN32_FIND_DATA FindFileData; char FileName[MAX_PATH] ; AnsiString Mask="*.*"; strcpy(FileName,(Pfad+Mask).c_str()); HANDLE h=FindFirstFile( FileName, // Zeiger auf den Dateinamen &FindFileData); // Zeiger auf struct if (h!=INVALID_HANDLE_VALUE) { int found=1; while (found) { if ((FindFileData.dwFileAttributes & FILE_ATTRIBUTE_DIRECTORY)!=0) { // Unterverzeichnis if (strcmp(FindFileData.cFileName,".")==0) ; // "." ignorieren else if (strcmp(FindFileData.cFileName,"..")==0) ; // ".." ignorieren else // Verzeichnis, rekursiv durchsuchen { insert_File(Pfad,FindFileData.cFileName, dir); // <-- Änderung dir->FilesSize += // Teil d) SearchSubdirs(Pfad+FindFileData.cFileName+"\\", dir->last->sub_dir); // <-- Änderung } } else insert_File(Pfad,FindFileData.cFileName,dir); // <-- Änderung LARGE_INTEGER c; // Teil d) c.u.LowPart=FindFileData.nFileSizeLow; // Teil d) c.u.HighPart=FindFileData.nFileSizeHigh; // Teil d) dir->FilesSize+=c.QuadPart; // Teil d) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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found=FindNextFile(h,&FindFileData); } FindClose(h); return dir->FilesSize;
// Teil d)
} return -1; }; /* nur zum Testen void ShowDir(dir_node* Dirs) { //Form1->Memo1->Lines->Add(Dirs->DirName+FloatToStr(Dirs->FilesSize)); for (File_list_node* i=Dirs->first; i!=0; i=i->next) { // Form1->Memo1->Lines->Add(i->FileName); if (i->sub_dir!=0) ShowDir(i->sub_dir); } } */ // c) void ShowDirTree(dir_node* Dirs, TTreeNode* T) { for (File_list_node* i=Dirs->first; i!=0; i=i->next) if (i->sub_dir!=0) { Form1->TreeView1->Items->AddChild(T, i->FileName+": "+ FloatToStrF(i>sub_dir->FilesSize,ffNumber,18,0)); ShowDirTree(i->sub_dir,T->Item[T->Count-1]); } } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { Form1->Caption="Show directory tree and size "; TreeView1->Align=alLeft; } //-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::ShowDirClick(TObject *Sender) { // GetLogicalDriveStrings(BufSize,lpBuffer); // ermöglicht es, die Laufwerke zu lesen dir_node* Dirs=0; AnsiString Laufwerk=AnsiString(DriveComboBox1->Drive)+":\\"; SearchSubdirs(Laufwerk,Dirs); if (Dirs!=0) { TreeView1->Items->Add(TreeView1->TopItem, Dirs->DirName+": "+ FloatToStrF(Dirs->FilesSize,ffNumber,18,0)); ShowDirTree(Dirs, TreeView1->Items->Item[TreeView1->Items->Count-1]); } } void __fastcall TForm1::SortClick(TObject *Sender) { TreeView1->SortType=stBoth; TreeView1->AlphaSort(); }
12.5.10 Aufgabe 6.8
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6 // Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.8\OvrLoadU.cpp
#include "OvrLoadU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------int Abs(int x) { if (x<0) return -x; else return x; } double Abs(double x) { if (x<0) return -x; else return x; } long double Abs(long double x) { if (x<0) return -x; else return x; } void __fastcall TForm1::Abs_Click(TObject *Sender) { short b1; Abs(b1); // Abs(int) unsigned b2; //Abs(b2); // Ambiguity between 'Abs(int)' and 'Abs(long double)' enum {e1= -1, e2=1} b3; Abs(b3); // Abs(int); char b6; Abs(b6); // Could not find a match for Abs(char*) } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------typedef double(*real_func)(double); #include void Newton_Nullstelle_mit_Abl(double x0, real_func f, real_func Abl, int& i, double& x) { const double eps=std::numeric_limits<double>::epsilon()*100; // i zählt die Iterationen - zur Vermeidung von Endlosschleifen i = 0; x = x0; do { x0 =x; // Startwert für die nächste Iteration i++; x = x0 - f(x0)/Abl(x0); } while ((Abs(x-x0) >= eps) && (i <= 100)); } typedef long double(*ld_real_func)(long double); void Newton_Nullstelle_mit_Abl(long double x0, ld_real_func f, ld_real_func Abl, int& i, long double& x) { const long double eps=std::numeric_limits::epsilon()*100; // i zählt die Iterationen - zur Vermeidung von Endlosschleifen i = 0; x = x0; do { x0 =x; // Startwert für die nächste Iteration Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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i++; x = x0 - f(x0)/Abl(x0); } while ((Abs(x-x0) >= eps) && (i <= 100)); } int r; // damit r an die Quadratfunktion übergeben werden // kann, ohne die Parameterliste zu ändern - nicht schön double quadrat(double x) { return x*x - r; } double quadrat_abl(double x) { return 2*x; } long double quadrat_ld(long double x) { return x*x - r; } long double quadrat_abl_ld(long double x) { return 2*x; } void __fastcall TForm1::NewtonClick(TObject *Sender) { for (r=1; r<=100; r++) { int i; long double xd; Newton_Nullstelle_mit_Abl(r, quadrat_ld,quadrat_abl_ld, i, xd); Form1->Memo1->Lines->Add(Format("LD r=%g it=%d newt=%g sqrt=%g d=%g", OPENARRAY(TVarRec,(1.0*r,i,xd,sqrt(r),Abs(xd-sqrt(r)))))); double x; Newton_Nullstelle_mit_Abl(r, quadrat,quadrat_abl, i, x); Form1->Memo1->Lines->Add(Format("r=%g it=%d newt=%g sqrt=%g d=%g", OPENARRAY(TVarRec,(1.0*r,i,x,sqrt(r),Abs(x-sqrt(r)))))); }; } //----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------void f(bool b) { } void f(int i) { } void __fastcall TForm1::BoolClick(TObject *Sender) { f(true); // f(bool) f(TRUE); // f(int) } //----- Aufgabe 4 -----------------------------------------------void g(char *) { } void g(const char *) { } void h(char *, double d=0) { } void h(const char *, int i=0) { }
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12.5 Lösungen Kapitel 6
void __fastcall TForm1::FktAufrufeClick(TObject *Sender) { g("abc"); // g(char*) const char* s1="abc"; char* s2="abc"; char* const s3="abc"; g(s1); // g(const char*) g(s2); // g(char*) g(s3); // g(char*) const char s4[20]="abc"; char s5[20]="abc"; char const s6[20]="abc"; g(s4); // g(const char*) g(s5); // g(char*) g(s6); // g(const char*) // // //
h(s1,1); // h(const char*,int) h(s2,1); // Ambiguity between h(char*,double) and h(const char*,int) h(s3,1); // Ambiguity between h(char*,double) and h(const char*,int) h(s4,1); // h(const char*,int) h(s5,1); // Ambiguity between h(char*,double) and h(const char*,int) h(s6,1); // h(const char*,int)
}
12.5.11 Aufgaben 6.9
// Datei: d:\Loesungen\kap-6\6.9\GlOpFktU.cpp
#include "GlOpFktU.h" //----- Aufgabe 1 -----------------------------------------------void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { Memo1->Lines->Text= "Der Operator ^ kann nur für selbstdefinierte Datentypen überladen " "werden. Da '-' eine höhere Priorität als '^' hat, wird x^n-1 als " "x^(n-1) ausgewertet. Üblicherweise ist das aber (x^n)-1"; } //----- Aufgabe 2 -----------------------------------------------struct CBruch { int z,n; // z: Zähler, n: Nenner }; // a) ==, != inline bool operator==(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n==q2.z*q1.n; } // Die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen aus utility.h // übernommen. Die Definitionen aus utility.h gehören zum C++-Standard: inline bool operator!=(const CBruch& x, const CBruch& y) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ return !(x == y); } // b) <, <=, >, >= inline bool operator<(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n < q2.z*q1.n; } // Die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen aus utility.h // übernommen. Die Definitionen aus utility.h gehören zum C++-Standard: inline bool operator>(const CBruch& x, const CBruch& y) { return y < x; } inline bool operator<=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(y < x); } inline bool operator>=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(x < y); } // c) +, -, *, /, skalare Multiplikation mit kürzen (-) == *(-1) int ggT(int a, int b) { // siehe Aufgabe 5.8.5.3 int x=a; int y=b; while (y != 0) { int r = x%y; x = y; y = r; } return x; // ggT(a,b)==x; } CBruch kuerze_Bruch(CBruch q) { int t = ggT(q.z,q.n); if (t==0) return q; CBruch result = {q.z/t,q.n/t}; return result; }; inline CBruch operator+(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch result={p.z*q.n + q.z*p.n , p.n*q.n}; return kuerze_Bruch(result); }; inline CBruch operator-(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch result={p.z*q.n - q.z*p.n , p.n*q.n}; return kuerze_Bruch(result); }; inline CBruch operator*(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch result={p.z*q.z,p.n*q.n}; return kuerze_Bruch(result); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.5 Lösungen Kapitel 6
}; inline CBruch operator/(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch result={p.z*q.n,p.n*q.z}; return kuerze_Bruch(result); }; AnsiString BruchToAnsiString(CBruch q) { return IntToStr(q.z)+'/'+IntToStr(q.n); }; // d) Zum Initialisieren: CBruch InitCBruch(int z,int n=1) { // InitBruch(x): x/1 CBruch b={z,n}; return b; } CBruch Test_geom_Reihe1(CBruch p,int n) { // summiere die Potenzen: 1 + q + q^2 ... + q^n CBruch s=InitCBruch(1), q=InitCBruch(1); for (int i=1; i<=n; i++) { q=q*p; s=s+q; } return s; } CBruch Test_geom_Reihe2(CBruch p,int n) { // Summenformel: (p^(n+1) - 1)/(p-1) CBruch q=p, Eins=InitCBruch(1); for (int i=2; i<=n+1; i++) q=q*p; return (q-Eins)/(p-Eins); } #include <math.h> // für pow void Test_geom_Reihe(int max_z, int max_n) { for (int z=-max_z; z<max_z; z++) for (int n=-max_n; n<max_n; n++) if (z!=n && n!=0) { int N=abs(n); CBruch p=InitCBruch(z,n); // z/n CBruch g1=Test_geom_Reihe1(p,N); CBruch g2=Test_geom_Reihe2(p,N); // x: setze z/n in die Summenformel ein CBruch x=kuerze_Bruch(InitCBruch(pow(z,N+1)-pow(n,N+1),pow(n,N)*(z-n))); if (g1!=g2 || g1!=x) // no news are good news Form1->Memo1->Lines->Add("p="+BruchToAnsiString(p)+ " g1="+BruchToAnsiString(g1)+ " g2="+BruchToAnsiString(g2)+ " x="+BruchToAnsiString(x)); } } void __fastcall TForm1::BruchClick(TObject *Sender) { Test_geom_Reihe(7,7); // größere Werte: Bereichsüberlauf }
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//----- Aufgabe 3 -----------------------------------------------#include using namespace std; ostream& operator<<(ostream& f, const CBruch& b) { return f<>(istream& f, CBruch& b) { char Bruchstrich; f>>b.z>>Bruchstrich>>b.n; return f; } #include <string> #include <sstream> string BruchToStr(CBruch b) { ostringstream o; o<>b; return b; } void __fastcall TForm1::Bruch_IO_OpClick(TObject *Sender) { CBruch b1={1,2}; Memo1->Lines->Add(BruchToStr(b1).c_str()); string s="3/4"; CBruch b2=StrToBruch(s); Memo1->Lines->Add(BruchToStr(b2).c_str()); }
12.6 Lösungen Kapitel 7
12.6.1 Aufgaben 7.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.1\Unit0.cpp
// Diese include-Anweisung für Aufgabe b) ausklammern: // #include "Unit0.h" double x0;
// // double x1=1; // // const double c=3; // //
a) b) a) b) a) b)
Compiler Fehler: Bezeichner 'x0' mehrfach deklariert Linker Warnung: Public symbol defined in both ... Compiler Fehler: Bezeichner 'x1' mehrfach deklariert Keine Meldung des Linkers Compiler Fehler: Bezeichner 'c' mehrfach deklariert Keine Meldung des Linkers
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12.6 Lösungen Kapitel 7
extern const double d=3;// // extern const int e=3; // // void f(double) // { // x0++; };
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a) b) a) b) a) b)
Compiler Fehler: Bezeichner 'd' mehrfach deklariert Keine Meldung des Linkers Compiler Fehler: Bezeichner 'd' mehrfach deklariert Keine Meldung des Linkers Keine Meldung des Compilers Linker-Fehler: Unresolved external 'f(int)'
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.1\Unit1.cpp
#include "Unit1.h" //------------ Aufgaben 7.1 -----------------------------------------//------------ Aufgabe 1 --------------------------------------------// Die Datei Unit0.cpp wurde mit "Projekt|Dem Projekt hinzufügen" // dem Projekt hinzugefügt. // Damit die Aufgaben 2 und 3 kompiliert werden können, muss // das Makro Aufgabe1 auf den Wert 0 gesetzt werden: // #define Aufgabe1 1 #define Aufgabe1 0 #if Aufgabe1 #include "Unit0.h" #endif void call_f() { #if Aufgabe1 f(4); // Damit die Funktion aus Unit0.cpp aufgerufen wird. #endif } //------------ Aufgabe 2 --------------------------------------------#include "Unit2.h" // manuell eingefügt #include "Unit3.h" // manuell eingefügt void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { call_f(); MischeKarten(Spielkarten); if (AnzahlVerteilteKarten+AnzahlKartenProHandCaption="n="+IntToStr(AnzahlVerteilteKarten); zeigeHand(Memo1,Hand[0]); } //------------ Aufgabe 3 --------------------------------------------#include "\Loesungen\CppLib\GraphUtils.h"; #include "\Loesungen\CppLib\TimeUtils.h"; // b) // Die Dateien \Loesungen\CppLib\GraphUtils.cpp und // \Loesungen\CppLib\TimeUtils.cpp werden in das Projekt aufgenommen // c) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// Entweder werden die folgenden obj-Dateien in das Projekt aufgenommen // oder mit #pragma link eingebunden: // #pragma link "\\Loesungen\\CppLib\\GraphUtils.obj" // #pragma link "\\Loesungen\\CppLib\\TimeUtils.obj" // d) // Die Bibliothek "Mylib.lib" wird durch // tlib MyLib +GraphUtils.obj+TimeUtils.obj // angelegt und in das Projekt aufgenommen (tlib aus dem Verzeichnis // 'bin' des C++Builders). #include <math> // für sin void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender) { double Start1=HRTimeInSec(); PlotFunction(-10, 10, sin, Image1); double End1=HRTimeInSec(); Form1->Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); }
12.6.2 Aufgabe 7.1.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.1\Unit3.h
#ifndef Unit3H #define Unit3H struct TSpielkarte { char* Farbe; int Wert; }; const int AnzahlKartenProHand=5; typedef TSpielkarte THand[AnzahlKartenProHand]; const int AnzahlSpielkarten=16; extern TSpielkarte Spielkarten[AnzahlSpielkarten]; extern int AnzahlVerteilteKarten; extern int AnzahlMitspieler; const int MaxAnzahlMitspieler=100; extern THand Hand[MaxAnzahlMitspieler]; void MischeKarten(TSpielkarte*); #include // für TMemo void zeigeHand(TMemo* Memo, THand H); inline void verteileKarten(TSpielkarte* K, THand H) { for (int i=0; i
12.6 Lösungen Kapitel 7
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.1\Unit3.cpp
#include "Unit3.h" TSpielkarte Spielkarten[AnzahlSpielkarten] = { {"Pik",9},{"Pik",10}, {"Pik",11}, {"Pik",12}, {"Herz",9},{"Herz",10}, {"Herz",11}, {"Herz",12}, {"Kreuz",9},{"Kreuz",10}, {"Kreuz",11}, {"Kreuz",12}, {"Karo",9},{"Karo",10}, {"Karo",11}, {"Karo",12} }; // zur Vereinfachung nur wenig Karten int AnzahlVerteilteKarten=0; int AnzahlMitspieler=2; THand Hand[MaxAnzahlMitspieler]; #include // für swap #include <stdlib> // für rand() void MischeKarten(TSpielkarte* K) { for (int i=0; i<50;i++) { int p=rand()%AnzahlSpielkarten; int q=rand()%AnzahlSpielkarten; std::swap(K[p],K[q]); } } void zeigeHand(TMemo* Memo, THand H) { Memo->Clear(); for (int i=0; iLines->Add(AnsiString(H[i].Farbe)+" "+H[i].Wert); }
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.1\Unit2.cpp
#include "Unit2.h" #include "Unit3.h" // manuell eingefügt TForm2 *Form2; __fastcall TForm2::TForm2(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { Show(); } void __fastcall TForm2::Button1Click(TObject *Sender) { MischeKarten(Spielkarten); if (AnzahlVerteilteKarten+AnzahlKartenProHandCaption="n="+IntToStr(AnzahlVerteilteKarten); zeigeHand(Memo1,Hand[1]); }
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12.6.3 Aufgabe 7.1.3
// Datei: d:\Loesungen\CppLib\GraphUtils.h
#ifndef GraphUtilsH #define GraphUtilsH double x_Welt(int px, double x0, double x1, double W); // transformiert px aus [0,W] in Welt-Koordinaten [x0,x1] double y_Welt(int py, double y0, double y1, double H); // transformiert py aus [0,H] in Welt-Koordinaten [y1,y0] int x_Bildschirm(double x, double x0, double x1, double W); // transformiert x aus [x0,x1] in Bildkoordinaten [0,W] int y_Bildschirm(double y, double y0, double y1, double H); // transformiert y aus [y0,y1] in Bildkoordinaten [H,0] void Gitternetz(TImage* Image1, double x0,double x1,double dx, int W, double y0,double y1,double dy, int H); // void __fastcall TForm1::ClearImageClick(TObject *Sender) void ClearImage(TImage* Image1); typedef double(*real_func)(double) ; void PlotFunction(double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1); #endif
// Datei: d:\Loesungen\CppLib\GraphUtils.cpp
#include "GraphUtils.h" double x_Welt(int px, double x0, double x1, double W) { // transformiert px aus [0,W] in Welt-Koordinaten [x0,x1] return x0 + px*(x1-x0)/W; } double y_Welt(int py, double y0, double y1, double H) { // transformiert py aus [0,H] in Welt-Koordinaten [y1,y0] return y1 + py*(y0-y1)/H; } int x_Bildschirm(double x, double x0, double x1, double W) { // transformiert x aus [x0,x1] in Bildkoordinaten [0,W] return (x-x0)*W/(x1-x0); } int y_Bildschirm(double y, double y0, double y1, double H) { // transformiert y aus [y0,y1] in Bildkoordinaten [H,0] return (y-y1)*H/(y0-y1); } #include <math.h> #include
// für fabs // für TImage
void Gitternetz(TImage* Image1, double x0,double x1,double dx, int W, double y0,double y1,double dy, int H) { bool xAchse_sichtbar=false; bool yAchse_sichtbar=false; int xt=x_Bildschirm(0,x0,x1,W); if (0<=xt && xt<= W) xAchse_sichtbar=true; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.6 Lösungen Kapitel 7
else xt=0; int yt=y_Bildschirm(0,y0,y1,H); if (0<=yt && yt<=H) yAchse_sichtbar=true; else yt=0; int x=0, i=0; Image1->Canvas->Pen->Color = clGray; while (x<W) { // zeichne Parallelen zur y-Achse Image1->Canvas->MoveTo(x,H); Image1->Canvas->LineTo(x,0); Image1->Canvas->TextOut(x,yt,FloatToStrF(x0+i*dx,ffGeneral,4,4)); i++; x = x_Bildschirm(x0+i*dx,x0,x1,W); } int y=0; i=0; while (yCanvas->MoveTo(0,y); Image1->Canvas->LineTo(W,y); if (fabs(y1-i*dy) > 0.001) // sonst Schönheitsfehler Image1->Canvas->TextOut(xt,y,FloatToStrF(y1-i*dy,ffGeneral,4,4)); i++; y = y_Bildschirm(y1-i*dy,y0,y1,H); } // Koordinatenkreuz schwarz nachzeichnen: Image1->Canvas->Pen->Color = clBlack; if (xAchse_sichtbar) { Image1->Canvas->MoveTo(xt,H); Image1->Canvas->LineTo(xt,0); } if (yAchse_sichtbar) { Image1->Canvas->MoveTo(0,yt); Image1->Canvas->LineTo(W,yt); } } void ClearImage(TImage* Image1) { TColor PenAlt = Image1->Canvas->Pen->Color; Image1->Canvas->Brush->Color=clWhite; Image1->Canvas->Pen->Color=clWhite; Image1->Canvas->Rectangle(0,0,Image1->ClientWidth,Image1->ClientHeight); Image1->Canvas->Pen->Color=PenAlt; } typedef double(*real_func)(double) ; void PlotFunction(double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1) { // a) das alte Bild löschen: Image1->Canvas->Brush->Color = clWhite; Image1->Canvas->Rectangle(0,0,Image1->Width,Image1->Height); // b) bestimme den minimalen und maximalen Wert von f(x) im Bereich [x0,x1]: double y0=f(x_Welt(0, x0, x1, Image1->Width)); // y0=min(f(x)) double y1=y0; // y1=max(f(x)) for (int px=1; px<=Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Image1->Width); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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double y=f(x); if (yy1) y1=y; }; // zeichne die Kurve: Image1->Canvas->Pen->Color = clRed; for (int px=0; px<=Image1->Width-/*–*/1; px++) { // transformiere px in Welt-Koordinaten double x=x_Welt(px, x0, x1, Image1->Width); // transformiere y in Bildkoordinaten int py=y_Bildschirm(f(x), y0, y1, Image1->Height); if (px == 0) Image1->Canvas->MoveTo(px,py); else Image1->Canvas->LineTo(px,py); } // c) zeichne das Gitternetz: double dx=(x1-x0)/10; // 10 Gitterlinien double dy=(y1-y0)/10; // 10 Gitterlinien Gitternetz(Image1, x0,x1,dx, Image1->ClientWidth, y0,y1,dy, Image1->ClientHeight); }
// Datei: d:\Loesungen\CppLib\TimeUtils.h
#ifndef TimeUtilsH #define TimeUtilsH // double GetHRFrequency(); // extern double HRFrequency; double HRTimeInSec(); // Diese Routinen können wie folgt verwendet werden: /* double Start1=HRTimeInSec(); s=Sum1(n); double End1=HRTimeInSec(); Form1->Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); */ #endif
// Datei: d:\Loesungen\CppLib\TimeUtils.cpp
#include "TimeUtils.h" double GetHRFrequency() { LARGE_INTEGER f; BOOL bf=QueryPerformanceFrequency(&f); if (bf) return f.QuadPart; else return -1; } double HRFrequency=GetHRFrequency();; double HRTimeInSec() { LARGE_INTEGER c; BOOL bc=QueryPerformanceCounter(&c); if (bc) return c.QuadPart/HRFrequency; else return -1; }
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.6 Lösungen Kapitel 7
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// Diese Routinen können wie folgt verwendet werden: /* double Start1=HRTimeInSec(); s=Sum1(n); double End1=HRTimeInSec(); Form1->Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); */
12.6.4 Aufgabe 7.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.2\UseDLLExplU.cpp
#include "UseDLLExplU.h" HINSTANCE hTimeDLL, hGraphDLL; void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { hTimeDLL = LoadLibrary("TimeDLL.dll"); if (hTimeDLL==0) ShowMessage("'TimeDLL' nicht geladen"); hGraphDLL = LoadLibrary("GraphDLL.dll"); if (hGraphDLL==0) ShowMessage("'GraphDLL' nicht geladen"); } #include <math> // für sin extern double HRFrequency; void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { typedef int __stdcall TMin(int X, int Y); typedef double(*real_func)(double) ; /* Das Ergebnis "timedll.def" von "impdef timedll timedll.dll": LIBRARY
TIMEDLL.DLL
EXPORTS @HRTimeInSec$qv ___CPPdebugHook
@1 @2
; HRTimeInSec() ; ___CPPdebugHook
Das Ergebnis "graphdll.def" von "impdef graphdll graphdll.dll": LIBRARY
GRAPHDLL.DLL
EXPORTS @ClearImage$qp15Extctrls@TImage @6 ; ClearImage(Extctrls::TImage *) @Gitternetz$qp15Extctrls@TImagedddidddi @5 ; Gitternetz(Extctrls::TImage *, double, double, double, int, double, double, double, int) @PlotFunction$qddpqd$dp15Extctrls@TImage @7 ; PlotFunction(double, double, double (*)(double), Extctrls::TImage *) @x_Bildschirm$qdddd @3 ; x_Bildschirm(double, double, double, double) @x_Welt$qiddd @1 ; x_Welt(int, double, double, double)
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@y_Bildschirm$qdddd double) @y_Welt$qiddd ___CPPdebugHook
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@4
; y_Bildschirm(double, double, double,
@2 @8
; y_Welt(int, double, double, double) ; ___CPPdebugHook
*/ typedef double __stdcall THRTimeInSec(); THRTimeInSec* HRTimeInSec=(THRTimeInSec*) GetProcAddress(hTimeDLL,"@HRTimeInSec$qv"); if (HRTimeInSec== 0) ShowMessage("'HRTimeInSec' nicht gefunden"); double Start1=HRTimeInSec(); typedef void __stdcall TPlotFunction(double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1); TPlotFunction* PlotFunction=(TPlotFunction*) GetProcAddress(hGraphDLL,"@PlotFunction$qddpqd$dp15Extctrls@TImage"); if (PlotFunction== 0) ShowMessage("'PlotFunction' nicht gefunden"); PlotFunction(-10, 10, sin, Image1); double End1=HRTimeInSec(); Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); }
12.6.5 Aufgabe 7.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.2\UseDLLImplU.cpp
#include "UseDLLImplU.h" //-------------------------------------------------------------------// Die Importdatei wurde dem Projekt hinzugefügt typedef double(*real_func)(double) ; __declspec(dllimport) void PlotFunction (double x0, double x1, real_func f, TImage* Image1); __declspec(dllimport) double HRTimeInSec(); extern double HRFrequency; #include <math> // für sin void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { double Start1=HRTimeInSec(); PlotFunction(-10, 10, sin, Image1); double End1=HRTimeInSec(); Form1->Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); }
12.6.6 Aufgabe 7.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.3\NameSpU.cpp Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.6 Lösungen Kapitel 7
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#include "NameSpU.h" //----------- Aufgabe 7.3.1. ----------------------------------------void f(){}; void g(){}; namespace A { void f(){}; void g(){}; } namespace B { using ::f; // a) global f using A::g; // b) A’s g } void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { using namespace B; f(); // c) calls ::f //g(); // d) calls A::g } //----------- Aufgabe 7.3.2. ----------------------------------------#include <math> #include "GraphUtils.h" #include "TimeUtils.h" void __fastcall TForm1::Aufg2Click(TObject *Sender) { using namespace TimeUtils; using namespace GraphUtils; double Start1=HRTimeInSec(); PlotFunction(-10, 10, sin, Form1->Image1); double End1=HRTimeInSec(); Form1->Memo1->Lines->Add("t1="+FloatToStr(End1-Start1)); } //----------- Aufgabe 7.3.3. ----------------------------------------// Man kann die beiden Dateien einfach in einen eigenen Namensbereich aufnehmen: /* N1.h: #ifndef N1H #define N1H namespace N1 { #include "f1.h" } #endif N1.cpp: #include "N1.h" namespace N1 { #include "f1.cpp" } Analog für N2. */ #include "N1.h"
// außerdem N1.cpp dem Projekt hinzufügen
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#include "N2.h"
12 Lösungen
// außerdem N2.cpp dem Projekt hinzufügen
void __fastcall TForm1::Aufg3Click(TObject *Sender) { int i1=N1::N::f(1); int i2=N2::N::f(1); }
//--------------------------------------------------------------------
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.3\f1.cpp
#include "f1.h" namespace N{ int f(const int i) { return i; } } // end of namespace
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.3\f2.cpp
#include "f2.h" namespace N{ int f(int i) { return i+1; } } // end of namespace
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.3\N1.cpp
#include "N1.h" namespace N1 { #include "f1.cpp" }
// Datei: d:\Loesungen\kap-7\7.3\N2.cpp
#include "N2.h" namespace N2 { #include "f2.cpp" }
12.7 Lösungen Kapitel 8
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12.7 Lösungen Kapitel 8
12.7.1 Aufgabe 8.1.5 und 8.1.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.1\KlassenU.cpp
#include "KlassenU.h" // --- Aufgabe 1 ----------------------------------------------------/* Ein Konstruktor hat die Aufgabe, alle Datenelemente einer Klasse so zu initialisieren, dass sie beim Aufruf einer beliebigen Elementfunktion in einem definierten Zustand sind. In einem Destruktor sollen alle Ressourcen wieder freigegeben werden, die in einem Konstruktor reserviert wurden. */ class C { int n, max; int* a; public: C() { max=100; a=new int[max]; } // Fehler: n wird nicht initialisiert, aber in show_data verwendet C(int i) { n=1; a=new int[100]; a[0]=i; }; // Fehler: max wird nicht initialisiert, aber in add_data verwendet C(int i,int j) { n=2; max=100; a=new int[100]; a[1]=i; a[2]=j; }; // Fehler: max und a[0] werden nicht initialisiert void add_data(int d) { if (n<max-1) { n++; a[n]=d; } } void show_data() { for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(IntToStr(a[i])); } // Der Destruktor mit delete[] a fehlt }; void __fastcall TForm1::Aufg1Click(TObject *Sender) { // }
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12 Lösungen
// --- Aufgabe 2 ----------------------------------------------------// a) class C1 { int x,y,z; public: C1(int x_=0, int y_=0, int z_=0) { x=x_; y=y_; z=z_; } }; // Da die Elemente nur initialisiert und keine Ressourcen reserviert // werden, ist kein Destruktor notwendig // b) class C2 { int* x; public: C2(int n) { x=new int[n]; } }; // Destruktor mit delete[] x ist notwendig // c) #include using namespace std; class C3 { ifstream f; public: C3(char* FileName) { f.open(FileName); } }; // Da für die Klasse C3 kein expliziter Konstruktor definiert wird, // erzeugt der Compiler einen. Dieser ruft die Destruktoren aller // Elemente von C3 auf, also auch den von f. Da ifstream eine Klasse // der Standardbibliothek von C++ ist und alle Klassen dieser Bibliothek // Destruktoren haben, die sich anständig verhalten und alle ihre // Ressourcen wieder freigeben, ist für C3 kein Destruktor notwendig. // Ein Destruktor mit close ist aber auch kein Fehler. void __fastcall TForm1::Aufg2Click(TObject *Sender) { // } // --- Aufgabe 3 ----------------------------------------------------const double pi=3.14159265358979323846; // a) class CKreis{ double r; public: CKreis(double Radius) { r=Radius; } double Radius() { return r; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
void setzeRadius(double Radius) { r=Radius; } double Flaeche() { return r*r*pi; } double Umfang() { return 2*r*pi; } AnsiString toStr() { return "Kreis mit Radius "+FloatToStr(r); } }; // b) class CQuadrat{ // Elementfunktionen außerhalb definieren double a; public: CQuadrat(double Seitenlaenge):a(Seitenlaenge){}; double Seitenlaenge(); void setze_Seitenlaengen(double Seitenlaenge); double Flaeche(); double Umfang(); AnsiString toStr(); }; double CQuadrat::Seitenlaenge() { return a; } void CQuadrat::setze_Seitenlaengen(double Seitenlaenge) { a=Seitenlaenge; } double CQuadrat::Flaeche() { return a*a; } double CQuadrat::Umfang() { return 4*a; } AnsiString CQuadrat::toStr() { return "Quadrat mit Seitenlänge "+FloatToStr(a); } // c) class CRechteck{ double a,b; // Seitenlängen public: CRechteck(double a_, double b_) { a=a_; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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b=b_; }; double Seitenlaenge_a() { return a; } double Seitenlaenge_b() { return b; } void setze_Seitenlaengen(double a_,double b_) { a=a_; b=b_; } double Flaeche() { return a*b; } double Umfang() { return 2*(a+b); } AnsiString toStr() { return "Rechteck mit a="+FloatToStr(a)+" b="+FloatToStr(b); } }; // e) void test_Figuren() { CKreis k1(10); Form1->Memo1->Lines->Add(k1.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(k1.Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(k1.Flaeche()); CKreis* pk=new CKreis(10); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->Flaeche()); CQuadrat q(10); Form1->Memo1->Lines->Add(q.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(q.Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(q.Flaeche()); CQuadrat* pq=new CQuadrat(10); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->Flaeche()); CRechteck r(10,20); Form1->Memo1->Lines->Add(r.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(r.Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(r.Flaeche()); CRechteck* pr=new CRechteck(7.5,12.5); Form1->Memo1->Lines->Add(pr->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(pr->Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(pr->Flaeche()); } void __fastcall TForm1::Aufg3Click(TObject *Sender) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.7 Lösungen Kapitel 8
{ test_Figuren(); } // --- Aufgabe 4 ----------------------------------------------------class CGrundstueck { char* Anschrift; double Kaufpreis; double Flaeche; public: CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); Kaufpreis=Kaufpreis_; Flaeche=Flaeche_; } ~CGrundstueck() { delete[] Anschrift; } AnsiString toStr() const // const: konstante Elementfunktion, siehe { // Abschnitt 8.2.10 "Konstante Klassenelemente und Objekte" return "Grundstück in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+ FloatToStr(Kaufpreis)+ " DM Flaeche: "+FloatToStr(Flaeche); } }; void display(const CGrundstueck& g) { Form1->Memo1->Lines->Add(g.toStr()); } /* In den Klassen CGrundstueck usw. muss im Konstruktor der Speicherplatz für die Anschrift mit new reserviert und das Argument Anschrift_ in diesen Speicherbereich kopiert werden, da die Anschrift ein Zeiger auf einen nullterminierten String ist. Wegen new ist außerdem ein Destruktor notwendig. Würde man als Datentyp für die Anschrift eine Stringklasse (z.B. string oder AnsiString) wählen, wäre diese Klasse einfacher, da auch kein Destruktor notwendig ist: class CGrundstueck { string Anschrift; double Kaufpreis; double Flaeche; public: CGrundstueck(AnsiString Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_) { Anschrift = Anschrift; Kaufpreis=Kaufpreis_; Flaeche=Flaeche_; } string toStr() const // const: konstante Elementfunktion, siehe { // Abschnitt 8.2.10 "Konstante Klassenelemente und Objekte" return "Grundstück in "+Anschrift+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis)+ " DM Flaeche: "+FloatToStr(Flaeche); } }; Deshalb sollte man Stringklassen immer dem Datentyp char* vorziehen. Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
Es liegt nahe, die gemeinsamen Datenelemente 'Anschrift' und 'Kaufpreis' der verschiedenen Klassen wiederzuverwenden. Diese Möglichkeit wird im Kapitel über Vererbung behandelt. Die folgenden Klassen sind ähnlich aufgebaut wie die Klasse CGrundstueck und zeigen, welche Ersparnis an Arbeits- und Testaufwand die Stringklassen anstelle von nullterminierten Strings hätten. */ class CEigentumswohnung { char* Anschrift; double Kaufpreis; double Wohnflaeche; int AnzahlZimmer; public: CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); Kaufpreis=Kaufpreis_; Wohnflaeche=Wohnflaeche_; AnzahlZimmer=AnzahlZimmer_; } ~CEigentumswohnung() { delete[] Anschrift; } AnsiString toStr() const { return "ETW in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis)+ " DM Wohnfläche: "+FloatToStr(Wohnflaeche)+" Zimmer: "+IntToStr(AnzahlZimmer); } }; void display(const CEigentumswohnung& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.toStr()); } class CEinfamilienhaus { char* Anschrift; double Kaufpreis; double Wohnflaeche; double Grundstuecksgroesse; int AnzahlZimmer; public: CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); Kaufpreis=Kaufpreis_; Wohnflaeche=Wohnflaeche_; Grundstuecksgroesse=Grundstuecksgroesse_; AnzahlZimmer=AnzahlZimmer_; } ~CEinfamilienhaus() { delete[] Anschrift; } AnsiString toStr() const Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
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{ return "EFH in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis)+ " DM Wohnfläche: "+FloatToStr(Wohnflaeche)+" Anzahl Zimmer: "+ IntToStr(AnzahlZimmer)+" Grundstück: "+FloatToStr(Grundstuecksgroesse); } }; void display(const CEinfamilienhaus& e) { Form1->Memo1->Lines->Add(e.toStr()); } class CSchloss { char* Anschrift; double Kaufpreis; int AnzahlSchlossgeister; public: CSchloss(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, int AnzahlSchlossgeister_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); Kaufpreis=Kaufpreis_; AnzahlSchlossgeister=AnzahlSchlossgeister_; } ~CSchloss() { delete[] Anschrift; } AnsiString toStr() const { return "Schloss in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis) +" DM Schlossgeister: "+IntToStr(AnzahlSchlossgeister); } }; void display(const CSchloss& g) { Form1->Memo1->Lines->Add(g.toStr()); } class CGewerbeobjekt { char* Anschrift; double Kaufpreis; double Nutzflaeche; char* Nutzungsart; // z. B. Büro, Fabrik, Restaurant public: CGewerbeobjekt(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Nutzflaeche_, char* Nutzungsart_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); Kaufpreis=Kaufpreis_; Nutzflaeche=Nutzflaeche_; Nutzungsart=new char[strlen(Nutzungsart_)+1]; strcpy(Nutzungsart,Nutzungsart_); } ~CGewerbeobjekt() { delete[] Anschrift; delete[] Nutzungsart; } AnsiString toStr() const { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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AnsiString s="Gewerbeobjekt in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+ FloatToStr(Kaufpreis)+" DM Nutzfläche: "+ FloatToStr(Nutzflaeche)+" Nutzungsart: "+Nutzungsart; return s; } }; void display(const CGewerbeobjekt& g) { Form1->Memo1->Lines->Add(g.toStr()); } void test_Immo() { // CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_) CGrundstueck g("Tübingen",100000,400); display(g); // CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, // double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_) CEigentumswohnung etw("Stuttgart",500000,120,5); display(etw); // CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, // double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_) CEinfamilienhaus efh("Kiel",300000,150,900,5); display(efh); CSchloss s("Neuschwanstein",30000000,5); display(s); // CGewerbeobjekt(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, // double Nutzflaeche_, char* Nutzungsart_) CGewerbeobjekt gew("München",400000,200,"Lagerhalle"); display(gew); } void __fastcall TForm1::Aufg4Click(TObject *Sender) { test_Immo(); } // --- Aufgabe 5 ----------------------------------------------------namespace N_Aufgabe5 { void display(AnsiString s, int i=-1) { if (i>=0) s=s+IntToStr(i); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class C{ int x; public: C (int x_=0) { // Beim Aufruf ohne Argument ein Standardx=x_; // konstruktor display(" Konstruktor: ", x); } ~C () { display(" Destruktor: ",x); } }; void f1(C c) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
{ display(" };
in f1(): Werteparameter");
void f2(const C& c) { display(" in f2(): Referenzparameter"); }; C f3(int i) { display(" in f3(): return-Wert"); return C(i); }; void test1() { C x(1); C* z=new C(2); display("vor x=C(3)"); x=C(3); display("vor f1(4)"); f1(4); display("vor f2(x)"); f2(x); display("vor f3(5)"); x=f3(5); delete z; display("Ende von test()"); } /* Die Anweisungen der Funktion test1 erzeugen die eingerückten Meldungen: C x(1); Konstruktor: 1 C* z=new C(2); Konstruktor: 2 display("vor x=C(3)"); vor x=C(3) x=C(3); Konstruktor: 3 Destruktor: 3 display("vor f1(4)"); vor f1(4) f1(4); Konstruktor: 4 in f1(): Werteparameter Destruktor: 4 display("vor f2(x)"); vor f2(x) f2(x); in f2(): Referenzparameter display("vor f3(5)"); vor f3(5) x=f3(5); in f3(): return-Wert Konstruktor: 5 Destruktor: 5 delete z; Destruktor: 2 display("Ende von test()"); Ende von test() } Destruktor: 5 */ Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
void test2() { display("vor p1"); C* p1=new C[2]; delete[] p1; display("vor p2"); C* p2=new C[2]; delete p2; display("vor p3"); C* p3=new C; delete[] p3; display("vor p4"); C* p4=new C(4); delete[] p4; display("Ende von test()"); } /* b) Die Funktion test2 erzeugt unter anderem die folgende Ausgabe: vor p1 Konstruktor: 0 Konstruktor: 0 Destruktor: 0 Destruktor: 0 vor p2 Konstruktor: 0 Konstruktor: 0 Destruktor: 0 Die Anweisungen nach display(„vor p3") sind falsch, da ein mit new[] reservierter Speicherbereich mit delete (und nicht mit delete[]) wieder freigegeben wird, bzw. ein mit new reservierter Speicherbereich mit delete[] (und nicht mit delete). Gibt man bei dem Ausdruck nach new runde Klammern an, sind die Werte in den Klammern Argumente für den Konstruktor und nicht etwa Arraygrenzen. Deswegen muss nach diesem Aufruf delete und nicht delete[] aufgerufen werden. */ } // end of namespace N_Aufgabe5 void __fastcall TForm1::Aufg5Click(TObject *Sender) { N_Aufgabe5::test1(); N_Aufgabe5::test2(); } // --- Aufgabe 6 ----------------------------------------------------class MeinString { char* s; // Zeiger auf nullterminierten String int n; // Länge des Strings public: MeinString(const char* p) // 1 { // p muss auf einen nullterminierten String zeigen n=strlen(p); s=new char[n+1]; strcpy(s,p); }; MeinString(char c) // 2 { // kann auch mit einem int-Argument aufgerufen werden n=1; s=new char[n+1]; *s=c; *(s+1)='\0'; }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
const char* c_str() { // 'strcpy(s1.c_str(),"abc")' geht ohne "const", aber nicht mit. // Da ein solcher Aufruf die Klasseninvariante zerstören kann, // ist hier const notwendig. return s; } void replace(int from, char* x); // für Aufgabe 8.1.7.2 }; void test_6() { MeinString s("abc"); Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(strlen(s.c_str()))); } void __fastcall TForm1::Aufg6Click(TObject *Sender) { test_6(); } // --- Aufgabe 7 ----------------------------------------------------namespace N_Aufgabe_7 { class C { typedef int T; T x; public: C(T x_) { x=x_; } T& data() // T data() wäre zu langsam { return x; } }; void test() { C c(1); c.data()=17; // Da der Funktionswert von data ein Referenztyp ist, kann man mit dieser // public Funktion den Wert des private Elements x verändern und damit die // Einschränkung des Zugriffsrechts außer Kraft setzen. // Diesen vermutlich nicht beabsichtigten Effekt kann man verhindern, // indem man den Rückgabetyp der Funktion data als konstanten // Referenzparameter definiert: // Mit einer Elementfunktion, die eine Referenz zurückgibt, können auch // Datenelemente von Objekten angesprochen werden, die nicht mehr // existieren. } } // end of namespace N_Aufgabe_7 void __fastcall TForm1::Aufg7Click(TObject *Sender) { N_Aufgabe_7::test(); } // --- Aufgabe 8 ----------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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class CHRTimer { LARGE_INTEGER HRFrequency, start, end; bool HRTimerSupported; public: CHRTimer() { HRTimerSupported= QueryPerformanceFrequency(&HRFrequency); QueryPerformanceCounter(&start); } void Start() { QueryPerformanceCounter(&start); } void End() { QueryPerformanceCounter(&end); } AnsiString TimeStr() { if (HRTimerSupported) // QuadPart hat den Datentyp int64 return FloatToStr((double(end.QuadPart)-start.QuadPart)/ HRFrequency.QuadPart); else return "No High Resolution Timer supported"; } }; struct Ct { int a[1000]; Ct(int i_) { a[0]=i_;}; }; int ft(const Ct& x) { return x.a[0]; } void time_test(int n) { CHRTimer t1,t2; t1.Start(); Ct c(1); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(t1.TimeStr()); t2.Start(); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(t2.TimeStr()); } void __fastcall TForm1::Aufg8Click(TObject *Sender) { time_test(1000); time_test(10000); time_test(100000); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.7 Lösungen Kapitel 8
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} // --- Aufgabe 9 ----------------------------------------------------// //
Mit diesem Trick lassen sich alle Vorteile des Zugriffsrechts private zunichte machen.
//
#undef private ist hier unpassend.
// // //
Wenn eine Klasse aber nicht alle Elementfunktionen zur Verfügung stellt, die ein Anwender benötigt (also nicht vollständig ist), kann dieser Trick aber doch eine gewisse Berechtigung haben.
// --- Aufgabe 10 ---------------------------------------------------class MeinStack { // ein Stack mit einem dynamisch reservierten Array typedef int T; // damit der Datentyp leicht geändert werden kann int SPtr; // Index des "obersten" Elements T* Array; // Zeiger auf das erste Element int Max; // Anzahl der reservierten Arrayelemente public: MeinStack(int s):SPtr(-1),Max(s) { Array=new T[s];} ~MeinStack() { delete [] Array; } void push(T a) { Array[++SPtr]=a; } T pop() { return Array[SPtr--]; } bool full() { return SPtr>=Max; } bool empty() { return SPtr<0; } }; void test_stack(int n) { Form1->Memo1->Lines->Add("test_stack n="+IntToStr(n)); MeinStack s(n); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(s.pop()); } void __fastcall TForm1::Aufg9Click(TObject *Sender) { for (int i=0; i<10; i++) test_stack(i); } // --- Aufgabe 11 ---------------------------------------------------class MeineListe { typedef int T;
// T: der Datentyp der "Nutzdaten"
struct list_node { // Knoten einer verketteten Liste. T data; // Kann auch lokal in der Klasse list_node* next; // definiert werden. }; list_node *first,*last; public: MeineListe():first(0),last(0) {}; void insert(T data) { /* Erzeugt einen neuen Listen-Knoten und fügt diesen nach last ein. Last zeigt anschließend auf das letzte und first auf das erste Element der Liste. */ list_node* tmp=new list_node; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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tmp->data = data; tmp->next = 0; if (last == 0) first = tmp; else last->next = tmp; last = tmp; }
12 Lösungen
// // // //
2. 3.2 von insert 1. 3.
void show() { for (list_node* tmp=first; tmp != 0; tmp = tmp->next) Form1->Memo1->Lines->Add(tmp->data); } ~MeineListe() { // verwendet die private Hilfsfunktion von unten while (first!=0) erase(first); last=0; } void test_MeineListe(int n) { Form1->Memo1->Lines->Add("test_MeineListe n="+IntToStr(n)); MeineListe L; for (int i=0; inext; delete tmp; }; }; void __fastcall TForm1::Aufg10Click(TObject *Sender) { MeineListe list; for (int i=0; i<10; i++) list.test_MeineListe(i); } // --- Aufgabe 8.1.7 ------------------------------------------------AnsiString s2b1, s2b2; void MeinString::replace(int from, char* x) { // ersetze die Zeichen ab 'from' durch die von x int xn=strlen(x); // Vorbedingung für strlen: x zeigt auf einen // nullterminierten String for (int i=0; from+i
12.7 Lösungen Kapitel 8
void __fastcall TForm1::Aufg_817_12Click(TObject *Sender) { AnsiString s1a= "Bei den geometrischen Figuren müssen die Seitenlängen bzw. der " "Radius >= 0 sein."; AnsiString s1b= "Damit die Fläche und der Umfang immer stimmen, müssen sie in jeder " "Elementfunktion aktualisiert werden. Das ist aber aufwendiger " "als die Lösung mit den Funktionen."; Memo1->Lines->Add("1. a)"); Memo1->Lines->Add(s1a); Memo1->Lines->Add("1. b)"); Memo1->Lines->Add(s1b); MeinString s("abcd"); s.replace(2,"12345"); Memo1->Lines->Add("2."); Memo1->Lines->Add(s2b1); Memo1->Lines->Add(s2b2); }
12.7.2 Aufgabe 8.2.2
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\Aufg2U.cpp
// --- Aufgabe 1 ----------------------------------------------------class E { public: E() { Form1->Memo1->Lines->Add("Standardkonstruktor"); } E(int) { Form1->Memo1->Lines->Add("int-Konstruktor"); } }; class C { E e1,e2; public: C() { } C(int i):e1(i) { } C(int i,int j):e1(i),e2(j) { } }; void Konstruktoren() { // Die folgenden Definitionen erzeugen die Meldungen: C c0; // Standardkonstruktor C c1(1); // Standardkonstruktor // int-Konstruktor C c2(1,2); // Standardkonstruktor // int-Konstruktor // int-Konstruktor Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
} // --- Aufgabe 2 ----------------------------------------------------class C2DPunkt{ public: // Für CRechteck1 müssen x und y public sein double x,y; public: C2DPunkt(const double& x_, const double& y_):x(x_),y(y_) { } C2DPunkt(const C2DPunkt& pos):x(pos.x),y(pos.y) { } // Später wird gezeigt, daß dieser zweite Konstruktor ein // Copy-Konstruktor ist, der automatisch erzeugt wird und deswegen nicht // definiert werden muß. AnsiString toStr() { return "("+FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y)+")"; }// { z. B. (2,345|3,45678) } }; class C2DKreis{ double r; C2DPunkt Position; public: C2DKreis(double Radius=1, double x=0, double y=0): r(Radius), Position(x,y) { } // Reihenfolge der Deklaration C2DKreis(double Radius, C2DPunkt pos): r(Radius), Position(pos) { } // Reihenfolge der Deklaration /* Alternativ zu diesen beiden Konstruktoren sind auch die folgenden möglich. Beim zweiten dieser Konstruktoren wird ein temporäres Objekt als Default-Argument verwendet: C2DKreis(double Radius, double x, double y): r(Radius), Position(x,y) { } // Reihenfolge der Deklaration C2DKreis(double Radius=0, C2DPunkt pos=C2DPunkt(0,0)): r(Radius), Position(pos) { } // Reihenfolge der Deklaration */ AnsiString toStr() { return "Kreis mit Radius "+FloatToStr(r)+" in "+Position.toStr(); } }; void Kreis() { C2DKreis k1(1,2,3); Form1->Memo1->Lines->Add(k1.toStr()); C2DKreis k2(4); Form1->Memo1->Lines->Add(k2.toStr()); C2DKreis k3; Form1->Memo1->Lines->Add(k3.toStr()); C2DPunkt p(6,7); C2DKreis k5(5,p); Form1->Memo1->Lines->Add(k5.toStr()); C2DKreis k6(8,C2DPunkt(9,10)); Form1->Memo1->Lines->Add(k6.toStr()); } // --- Aufgabe 3 ----------------------------------------------------class CRechteck1 { C2DPunkt LinksOben; // Eckpunkt links oben Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
double a,b; // Seitenlängen public: CRechteck1(C2DPunkt Mittelpunkt, double a_, double b_):a(a_), b(b_), LinksOben(Mittelpunkt.x-a/2, Mittelpunkt.y-b/2){ } AnsiString toStr() { return FloatToStr(LinksOben.x)+"|"+FloatToStr(LinksOben.y); } AnsiString Kommentar() { return "Die Elemente eines Objekts werden in der Reihenfolge initialisiert, " "in der sie in der Klasse aufgeführt werden. Deshalb wird zuerst " "LinksOben initialisiert, und dann erst a und b. Linksoben verwendet " "dazu die bisher nicht initialisierten Werte a und b.\n\n" "Wenn man die Elemente in einer Initialisiererliste in der Reihenfolge " "ihrer Definition in der Klasse aufführt, ist die Gefahr eines solchen " "Missverständnisses geringer.\n\n" "Die fehlerhafte Initialisierung in der Klasse CRechteck1 vermeidet " "man, indem man die Reihenfolge der Datenelemente ändert."; } }; class CRechteck2 { // Reihenfolge der Deklarationen vertauscht double a,b; // Seitenlängen C2DPunkt LinksOben; // Eckpunkt links oben public: CRechteck2(C2DPunkt Mittelpunkt, double a_,double b_): a(a_),b(b_), LinksOben(Mittelpunkt.x-a/2, Mittelpunkt.y-b/2){ } AnsiString toStr() { return FloatToStr(LinksOben.x)+"|"+ FloatToStr(LinksOben.y); } }; void Rechteck1() { C2DPunkt mp(100,100); CRechteck1 r1(mp, 10, 20); Form1->Memo1->Lines->Add(r1.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(r1.Kommentar()); CRechteck2 r2(mp, 10, 20); Form1->Memo1->Lines->Add(r2.toStr()); } // --- Aufgabe 4 ----------------------------------------------------void MeinString_Konstr() { Form1->Memo1->Lines->Add( "Da dieser Standardkonstruktor die anderen Konstruktoren ergänzen soll, " "kann im Destruktor nicht mehr entschieden werden, ob der reservierte " "Speicher mit delete oder mit delete[] freigegeben werden soll." ); }
12.7.3 Aufgabe 8.2.4
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\Aufg4U.cpp
//--- Aufgabe 1 -----------------------------------------------------/* Für Zähler und Nenner über 7 liegen bei diesen Rechnungen Zwischenergebnisse außerhalb des Bereichs von int. Mit dem Datentyp __int64 anstelle von int können diese Rechnungen auf Zähler und Nenner bis 14 erweitert werden. */ // c) int ggT(int x, int y) { if (x<0) x=-x; if (y<0) y=-y; while (y != 0) { int r = x%y; x = y; y = r; } return x; // ggT(x,y)==x; } class CBruch { int z,n; // z: Zähler, n: Nenner public: CBruch(int z_, int n_=1):z(z_),n(n_) { int t = ggT(z,n); if (t==0) { ShowMessage("t=0"); return; } z=z/t; n=n/t; }; friend inline bool operator==(const CBruch& q1, const CBruch& q2); friend inline bool operator<(const CBruch& q1, const CBruch& q2); friend CBruch operator+(const CBruch& p, const CBruch& q); friend CBruch operator-(const CBruch& p, const CBruch& q); friend CBruch operator*(const CBruch& p, const CBruch& q); friend CBruch operator/(const CBruch& p, const CBruch& q); AnsiString toStr() { // Mit __int64 FloatToStr anstelle IntToStr return FloatToStr(z)+"/"+FloatToStr(n); } }; // a) inline bool operator==(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n==q2.z*q1.n; } // Die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen aus // include\utility.h übernommen. Die Definitionen aus utility.h // gehören zum C++-Standard. // Da die folgende Funktion nicht auf die Elemente von CBruch zugreift, // muß sie kein friend sein: inline bool operator!=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(x == y); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
// b) inline bool operator<(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n < q2.z*q1.n; } // Auch die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen // aus utility übernommen. inline bool operator>(const CBruch& x, const CBruch& y) { return y < x; } inline bool operator<=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(y < x); } inline bool operator>=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(x < y); }; CBruch operator+(const CBruch& p, const CBruch& q) { int g=ggT(p.n,q.n); return CBruch(p.z*(q.n/g) + q.z*(p.n/g) , p.n*(q.n/g)); }; CBruch operator-(const CBruch& p, const CBruch& q) { int g=ggT(p.n,q.n); return CBruch(p.z*(q.n/g) - q.z*(p.n/g) , p.n*(q.n/g)); }; CBruch operator*(const CBruch& p, const CBruch& q) { return CBruch (p.z*q.z,p.n*q.n); }; CBruch operator/(const CBruch& p, const CBruch& q) { return CBruch(p.z*q.n,p.n*q.z); }; // d) const CBruch Eins(1,1); CBruch Test_geom_Reihe1(CBruch p,int n) { // summiere die Potenzen: 1 + p + p^2 ... + p^n CBruch s=Eins, q=Eins; for (int i=1; i<=n; i++) { q=q*p; s=s+q; } return s; } CBruch Test_geom_Reihe2(CBruch p,int n) { // Summenformel: (p^(n+1) - 1)/(p-1) CBruch q=Eins; for (int i=1; i<=n+1; i++) q=q*p; // q=p^(n+1) return (q-Eins)/(p-Eins); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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int pot(int x, int n) { int p=1; for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("p="+p.toStr()+" g1="+g1.toStr()+ " g2="+g2.toStr()+ " x="+x.toStr()); } } } //--- Aufgabe 2 -----------------------------------------------------class AssozContainer { // Dieser Container ist eine starke Vereinfachung und // zeigt nur, wie man den Indexoperator so überladen kann, // dass er sich wie in std::map verhält. int n; // Anzahl der Elemente im Container typedef AnsiString T1; typedef AnsiString T2; public: struct Paar { T1 first; T2 second; }; Paar a[100]; // nur zur Vereinfachung so einfach AssozContainer():n(0) {}; // a) T1& operator[](T2 s) { // lineares Suchen: sehr einfach for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(a[i].first+": "+a[i].second); } // b) class iterator { Paar* Position; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.7 Lösungen Kapitel 8
public: iterator(Paar* pos):Position(pos) { } bool operator!= (const iterator& y) { return Position != y.Position; } iterator& operator++(int) { Position++; return *this; } Paar& operator* () { return *Position; } Paar* operator-> () { return Position; } }; iterator begin() { return a; } iterator end() { return a+n; } }; void test_AssozCont() { AssozContainer a; Form1->Memo1->Lines->Add("1. "); a.show_all(); a["Luigi Mafiosi"]="[email protected]"; Form1->Memo1->Lines->Add("2. "); a.show_all(); a["Karl Erbschleicher"]="[email protected]"; Form1->Memo1->Lines->Add("3. "); a.show_all(); a["Luigi Mafiosi"]="[email protected]"; // palermo.net war zu langsam Form1->Memo1->Lines->Add("4. "); a.show_all(); Form1->Memo1->Lines->Add(a["Karl Erbslaicher"]); // Schreibfehler Form1->Memo1->Lines->Add("5. "); a.show_all(); }
12.7.4 Aufgabe 8.2.6
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\Aufg6U.cpp
// --- Aufgabe 1 ----------------------------------------------------void SpezEltFktNotwendig() { const int n=10; AnsiString a[n]={ "a) Nicht notwendig, da alle Klassen keine Zeiger enthalten.", "b) Nicht notwendig, da CBruch keine Zeiger enthält.", "c) Notwendig, da alle Klassen Zeiger enthalten.", "d) Mit string anstelle char* ist keine dieser Funktionen notwendig.", "e) Mit char[100] anstelle char* ist keine dieser Funktionen notwendig.", "f) Falls das Array mit new angelegt wird, sind diese Funktionen notwendig.", "g) Mit einem vector sind diese Funktionen nicht notwendig.", "Diese Beispiele zeigen insbesondere, dass man sich viel Arbeit " "sparen kann, wenn man Stringklassen anstelle von nullterminierten " "Strings verwendet.", "", "Wenn man alles richtig macht, ist es kein Fehler, diese Funktionen " "selbst zu definieren, obwohl sie auch vom Compiler erzeugt werden. " "Allerdings haben die selbst definierten Funktionen keine Vorteile " "gegenüber den vom Compiler erzeugten. Sie haben aber den Nachteil, " "dass sie bei jeder Änderung der Klasse angepasst werden müssen, " "was leicht vergessen werden kann. Am besten ist es, wenn man alle" "Klassen ohne Zeiger definieren kann."}; for (int i=0; iMemo1->Lines->Add(a[i]); } // --- Aufgabe 2 ----------------------------------------------------void display(AnsiString s, int i=-1) { if (i>=0) s=s+IntToStr(i); Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class C{ int x; public: C (int x_=0) { // Beim Aufruf ohne Argument ein Standardx=x_; // konstruktor display(" Konstruktor: ", x); } C (const C& c) { x=c.x; display(" Kopierkonstruktor: ", x); } C& operator=(const C& c) { x=c.x; display(" operator=: ", x); return *this; } ~C () { display(" }
Destruktor: ",x);
friend int f3(C c); friend int f4(const C& c); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
325
friend C operator+(const C& c1,const C& c2); }; C f1(int i) { return C(i); } C f2(int i) { C tmp(i); return tmp; } int f3(C c) { return c.x; } int f4(const C& c) { return c.x; } void test1() { display("vor C x=C(1)"); C x=C(1); // Konstruktor: 1 C y=x; // Kopierkonstruktor: display("vor x=y"); x=y; // operator=: 1 display("vor C z(x)"); C z(x); // Kopierkonstruktor: display("vor f1(2)"); f1(2); // Konstruktor: 2 // Destruktor: 2 display("vor f2(3)"); f2(3); // Konstruktor: 3 // Kopierkonstruktor: // Destruktor: 3 // Destruktor: 3 display("vor f3(4)"); f3(4); // Konstruktor: 4 // Destruktor: 4 display("vor f3(x)"); f3(x); // Kopierkonstruktor: // Destruktor: 1 display("vor f4(4)"); f4(4); // Konstruktor: 4 // Destruktor: 4 display("vor f4(x)"); f4(x); // keine Ausgabe display("Ende von test1"); } // Destruktor: 1 // Destruktor: 1 // Destruktor: 1
1
1
3
1
class D { C c1; C c2; }; void test2() { display("vor D d1"); D d1; // Konstruktor: 0 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// Konstruktor: 0 display("vor D d2=d1"); D d2=d1; // Kopierkonstruktor: 0 // Kopierkonstruktor: 0 display("vor d2=d1"); d2=d1; // operator=: 0 // operator=: 0 display("nach d2=d1"); } // Destruktor: 0 // Destruktor: 0 // Destruktor: 0 // Destruktor: 0
// --- Aufgabe 3 ----------------------------------------------------class CBruch { int z,n; // z: Zähler, n: Nenner public: CBruch(int z_, int n_=1):z(z_),n(n_){ int t = ggT(z,n); // ggT: siehe Aufgabe 8.2.4 if (t==0) { ShowMessage("t=0"); return; } z=z/t; n=n/t; }; friend inline bool operator==(const CBruch& q1, const CBruch& q2); friend inline bool operator<(const CBruch& q1, const CBruch& q2); CBruch& operator+=(const CBruch& q) { int g=ggT(n,q.n); z=z*(q.n/g) + q.z*(n/g); n=n*(q.n/g); return *this; }; CBruch& operator-=(const CBruch& q) { int g=ggT(n,q.n); z=z*(q.n/g) - q.z*(n/g); n=n*(q.n/g); return *this; }; CBruch& operator*=(const CBruch& q) { z=z*q.z; n=n*q.n; return *this; }; CBruch& operator/=(const CBruch& q) { z=z*q.n; n=n*q.z; return *this; }; AnsiString toStr() { // Mit __int64 FloatToStr anstelle IntToStr return IntToStr(z)+"/"+IntToStr(n); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.7 Lösungen Kapitel 8
}; // a) inline bool operator==(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n==q2.z*q1.n; } // Die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen aus // utility übernommen. Die Definitionen aus utility gehören // zum C++-Standard: inline bool operator!=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(x == y); } // b) inline bool operator<(const CBruch& q1, const CBruch& q2) { return q1.z*q2.n < q2.z*q1.n; } // Auch die folgenden Anweisungen wurden mit leichten Änderungen // aus utility übernommen. inline bool operator>(const CBruch& x, const CBruch& y) { return y < x; } inline bool operator<=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(y < x); } inline bool operator>=(const CBruch& x, const CBruch& y) { return !(x < y); }; inline CBruch& operator+(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch tmp=p; return tmp+=q;; }; inline CBruch& operator-(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch tmp=p; return tmp-=q;; }; inline CBruch operator*(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch tmp=p; return tmp*=q;; }; inline CBruch operator/(const CBruch& p, const CBruch& q) { CBruch tmp=p; return tmp/=q;; }; // d) CBruch Test_geom_Reihe1(CBruch p,int n) { // summiere die Potenzen: 1 + p + p^2 ... + p^n CBruch s(1), q(1); for (int i=1; i<=n; i++) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
q=q*p; s=s+q; } return s; } CBruch Test_geom_Reihe2(CBruch p,int n) { // Summenformel: (p^(n+1) - 1)/(p-1) CBruch q(1); for (int i=1; i<=n+1; i++) q=q*p; // q=p^(n+1) return (q-CBruch(1))/(p-CBruch(1)); } int pot(int x, int n) { int p=1; for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("p="+p.toStr()+" g1="+g1.toStr()+ " g2="+g2.toStr()+ " x="+x.toStr()); } } } // --- Aufgabe 4 ----------------------------------------------------void MemCpy() { AnsiString s="Das kann zu flachen Kopien führen."; Form1->Memo1->Lines->Add(s); } // --- Aufgabe 5 ----------------------------------------------------#include "\Loesungen\CppUtils\TimeUtils.cpp" class C1 { public: C1():x(0),y(0) {} C1(int a):x(a),y(a) {} int x,y; }; void test_PrefixPostfixClick() { const int n=100000; typedef vector T; T v(n); for (int i=0; i
12.7 Lösungen Kapitel 8
329
CHRTimer t1,t2; int s=0; t1.Start(); for (T::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); i++) s+=*i;; t1.End(); t2.Start(); for (T::iterator i=v.begin(); i!=v.end(); ++i) s+=*i;; t2.End(); CHRTimer t10,t20; t10.Start(); for (int i=0; iMemo1->Lines->Add("Postfix:"+t1.TimeStr()); Form1->Memo1->Lines->Add("Präfix: "+t2.TimeStr()); Form1->Memo1->Lines->Add("int Postfix:"+t10.TimeStr()); Form1->Memo1->Lines->Add("int Präfix: "+t20.TimeStr()); /* Projekt|Optionen|Compiler: Endgültige Version Mit "typedef vector T;" ergaben sich die folgenden Zeiten: Postfix:0,00211703179738179 Präfix: 0,00133927823128111 Postfix:0,00205333646222699 Präfix: 0,00133927823128111 Mit "typedef vector T;" sind dagegen überraschenderweise die Postfix-Operationen schneller: Postfix:0,00133927823128111 Präfix: 0,0020365745319231 Postfix:0,00140548785598149 Präfix: 0,00200640305737609 */ } // --- Aufgabe 6 ----------------------------------------------------class Festkomma64 { __int64 i; public: Festkomma64(): i(0) { } Festkomma64(int i_): i(i_*10000) { } Festkomma64(double d_): i((d_+0.000005)*10000) { } Festkomma64(const Festkomma64& f_): i(f_.i) { } AnsiString toStr() { AnsiString s=FloatToStr(i); while (s.Length()<5) s = "0"+s; s.Insert(",",s.Length()-3); return s; } Festkomma64& operator+=(Festkomma64 a) Festkomma64& operator-=(Festkomma64 a)
{i+=a.i; return *this;} {i-=a.i; return *this; }
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Festkomma64& operator*=(Festkomma64 a) Festkomma64& operator/=(Festkomma64 a)
12 Lösungen
{i*=a.i; i /= 10000; return *this; } {i*=10000; i/=a.i; return *this; }
friend bool operator<=(Festkomma64 a,Festkomma64 b); }; bool operator<=(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { return a.i<=b.i; } Festkomma64 operator+(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { return a+=b; } Festkomma64 operator*(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { return a*=b; } Festkomma64 operator-(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { return a-=b; } Festkomma64 operator/(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { return a/=b; } Festkomma64 est(Festkomma64 x) { // Einkommensteuertarif nach § 32a (1) Festkomma64 est; x=(x/54)*54; if (x <= 12365) est = 0; else if (x <= 58643) { Festkomma64 y = (x-12312)/10000; est = (91.19*y+2590)*y; } else if (x <= 120041) { Festkomma64 z = (x-58590)/10000; est = (151.91*z + 3434)*z +13938; } else est = 0.53*x -22843; return 10000*(est/10000); }; // Der Datentyp Currency ist im wesentlichen so definiert wie hier der // Datentyp Festkomma64. //typedef Festkomma64 T; typedef Currency T; T Est(T x) { // Einkommensteuertarif nach § 32a (1) T est; x=(x/54)*54; if (x <= 12365) est = 0; else if (x <= 58643) { T y = (x-12312)/10000; est = (91.19*y+2590)*y; } else if (x <= 120041) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
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T z = (x-58590)/10000; est = (151.91*z + 3434)*z +13938; } else est = 0.53*x -22843; return 10000*(est/10000); }; void EstVergl(Festkomma64 a,Festkomma64 b) { Form1->Memo1->Lines->Add(a.toStr()+": "+est(a).toStr()+" Soll="+b.toStr()); } void test_Est() { EstVergl(10800,0); EstVergl(16200,1020); EstVergl(21600,2484); EstVergl(27000,4000); EstVergl(32400,5570); EstVergl(37800,7193); EstVergl(43200,8870); EstVergl(48600,10599); EstVergl(54000,12381); EstVergl(59400,14217); EstVergl(64800,16129); EstVergl(70200,18129); EstVergl(75600,20218); EstVergl(81000,22396); EstVergl(86400,24663); EstVergl(91800,27018); EstVergl(97200,29461); EstVergl(102600,31994); EstVergl(108000,34615); EstVergl(113400,37324); EstVergl(118800,40123); } // --- Aufgabe 7 ----------------------------------------------------void KonstrAufrufeVermeiden() { AnsiString s="Indem man sie private deklariert. "; Form1->Memo1->Lines->Add(s); } // --- Aufgabe 8 ----------------------------------------------------C operator+(const C& c1,const C& c2) { // friend in der Klasse C display(" operator+: ", c1.x+c2.x); return C(c1.x+c2.x); } void test3() { C s1,s2,s3,s4; display("1. vor + s1=C(1)+C(3); display("2. vor + C x=C(5),y=C(7); s2=x+y; display("3. vor + s3=C(9); s3=s3+C(11); display("4. vor +
"); "); "); ");
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
332
12 Lösungen
s4=x; s4=s4+y; display("Ende von test"); }
12.7.5 Aufgabe 8.2.13
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\CQuadrat.h
#ifndef CQuadratH #define CQuadratH class CQuadrat{ // Elementfunktionen außerhalb definieren double a; public: CQuadrat(double Seitenlaenge):a(Seitenlaenge){}; double Seitenlaenge() const; void setze_Seitenlaenge(double Seitenlaenge); double Flaeche() const; double Umfang() const; AnsiString toStr() const; }; #endif
12.7.6 Aufgabe 8.2.13
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\CQuadrat.cpp
namespace N_Aufg13U { #include "CQuadrat.h" double CQuadrat::Seitenlaenge() const { return a; } void CQuadrat::setze_Seitenlaenge(double Seitenlaenge) { a=Seitenlaenge; } double CQuadrat::Flaeche() { return a*a; }
const
double CQuadrat::Umfang() { return 4*a; }
const
AnsiString CQuadrat::toStr() const { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
return "Quadrat mit Seitenlänge "+FloatToStr(a); } } // end of namespace N_Aufg13U
12.7.7 Aufgabe 8.2.13
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.2\Aufg13U.cpp
//----- Aufgabe 1 und 2 ---------------------------------------------#include "CQuadrat.h" #include "CKreis.h" // "CQuadrat.cpp" und "CKreis.cpp" werden mit "Projekt|Dem Projekt // hinzufügen" dem Projekt hinzugefügt void Aufg1_2() { CQuadrat q(10); Form1->Memo1->Lines->Add(q.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(q.Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(q.Flaeche()); CQuadrat* pq=new CQuadrat(10); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(pq->Flaeche()); CKreis k(10); Form1->Memo1->Lines->Add(k.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(k.Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(k.Flaeche()); CKreis* pk=new CKreis(10); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->Umfang()); Form1->Memo1->Lines->Add(pk->Flaeche()); } //----- Aufgabe 3 ---------------------------------------------------void Aufg_3() { /* 3. Bei der Änderung einer Klassendefinition (also insbesondere der in der Klasse definierten inline-Funktion) muss der Compiler alle Dateien übersetzen, die diese Datei mit #include verwenden. Wenn dagegen die Funktionsdefinition einer außerhalb der Klasse definierten Funktion geändert wird, muss nur diese Datei neu kompiliert werden. Dieser geringere Aufwand beim Kompilieren hat allerdings eine längere Laufzeit des Programms zur Folge, da die Funktionen dann nicht mehr inline sind. Auch wenn diese Überlegungen prinzipiell eher gegen als für inlineFunktionen sprechen, können diese Nachteile oft vernachlässigt werden. Bei inline-Funktionen mit wenig Anweisungen kann der bei einer Expansion erzeugte Code sogar kleiner sein als der für einen Funktionsaufruf. */ } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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//----- Aufgabe 4 ---------------------------------------------------class C { static int count_; public: static int count() { return count_; } void* operator new(size_t size) { count_++; return ::new C; }; void* operator new[](size_t size) { count_++; return ::operator new(size); }; void operator delete(void *p) { count_--; ::delete(p); }; void operator delete[](void *p) { count_--; ::delete[](p); }; }; int C::count_=0; void Aufg_4() { C* p1=new C; delete p1; C* p2=new C[10]; delete[] p2; } //----- Aufgabe 5 ---------------------------------------------------class Singleton { static Singleton* instance_; public: static Singleton* Instance(); int data; // besser private und Zugriffsfunktionen private: // protected, falls Singleton als Basisklasse verwendet werden soll Singleton(){data=17;}; }; Singleton* Singleton::Instance() { if (instance_==0) instance_=new Singleton(); return instance_; }; Singleton* Singleton::instance_=0; Singleton* p1=Singleton::Instance(); void Aufg_Singleton() { Singleton* p2=Singleton::Instance(); // p2->data=19; Form1->Memo1->Lines->Add(IntToStr(p1->data)); // p1->data=19 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
// falls p1 ein gewöhnliches globales Objekt wäre, hätte die // globale Variable den Wert 17 }
12.7.8 Aufgaben 8.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.3\VererbU.cpp
#include "VererbU.h" //-------------------------------------------------------------------// Aufgaben 8.3.5 //-------------------------------------------------------------------//------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------class C { int i,j; public: C(int x,int y): i(x),j(y) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor C"); } C(): i(0),j(0) { Form1->Memo1->Lines->Add("Standardkonstruktor C"); } ~C() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor C"); } }; class D : public C { int k,a,b; C c; public: D(int x):C(x,17),a(x),b(0),c(x,1),k(19) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor-1 D"); } D(int x,int y, int z):C(x,y),a(1),b(2),c(x,y),k(z) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor-2 D"); } ~D() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor D"); } }; class E : public D { int m; C c; public: E(int x,int y, int z):D(x,3,z),m(z) { Form1->Memo1->Lines->Add("Konstruktor E"); } ~E() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor E"); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} }; void __fastcall { C c(1,2); // D d(1,2,3); // // // E e(1,2,3); // // // // //
TForm1::Aufg_1Click(TObject *Sender)
}
Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor Destruktor
// // // // // // // // //
Konstruktor C Konstruktor C Konstruktor C Konstruktor-2 D Konstruktor C Konstruktor C Konstruktor-2 D Standardkonstruktor C Konstruktor E E C D C C D C C C
//------ Aufgabe 2 --------------------------------------------------class C1DPunkt { protected: // private wäre besser. Dazu wäre aber eine Funktion notwendig, double x; // die C1DPunkt::x zurückgibt AnsiString toStr() { return FloatToStr(x); } public: C1DPunkt(double x_):x(x_) { } void display() { Form1->Memo1->Lines->Add(toStr()); } }; class C2DPunkt:public C1DPunkt { protected: // private wäre besser double y; AnsiString toStr() { return FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y); } public: C2DPunkt(double x_,double y_):C1DPunkt(x_),y(y_) void display() { Form1->Memo1->Lines->Add(toStr()); } };
{ }
class C3DPunkt : public C2DPunkt { double z; AnsiString toStr() { return FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y)+"|"+FloatToStr(z); } public: C3DPunkt(double x_,double y_,double z_):C2DPunkt(x_,y_),z(z_) { void display() {
}
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12.7 Lösungen Kapitel 8
Form1->Memo1->Lines->Add(toStr()); } }; void test_Punkte() { C1DPunkt p1(1); C2DPunkt p2(1,2); C3DPunkt p3(1,2,3); p1.display(); p2.display(); p3.display(); } void __fastcall TForm1::Aufg_2Click(TObject *Sender) { test_Punkte(); } //------ Aufgabe 3 --------------------------------------------------// a) // Es liegt nahe, alle gemeinsamen Elemente der Klassen in // einer gemeinsamen Basisklasse zusammenzufassen: class CImmobilie { protected: // Nur zur Vereinfachung - private wäre besser char* Anschrift; double Kaufpreis; public: CImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_):Kaufpreis(Kaufpreis_) { Anschrift = new char[strlen(Anschrift_)+1]; strcpy(Anschrift,Anschrift_); } ~CImmobilie() { delete[] Anschrift; } AnsiString toStr() const { return " in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis) + " DM "; } CImmobilie(const CImmobilie& c); // für b) CImmobilie& operator=(const CImmobilie& rhs); // für b) }; void display(const CImmobilie* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } class CGrundstueck : public CImmobilie { double Flaeche; public: CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_): CImmobilie(Anschrift_,Kaufpreis_),Flaeche(Flaeche_) { } AnsiString toStr() const { return "Grundstück"+CImmobilie::toStr()+ " Fläche: "+FloatToStr(Flaeche)+ " qm"; } }; void display(const CGrundstueck* i, TMemo* Memo) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ Memo->Lines->Add(i->toStr()); } class CWohnImmobilie : public CImmobilie { // Die Notwendigkeit für diese Klasse ergibt sich nicht direkt aus der // Aufgabenstellung. protected: // Nur zur Vereinfachung - private wäre besser double Wohnflaeche; int AnzahlZimmer; public: CWohnImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_): CImmobilie(Anschrift_,Kaufpreis_), Wohnflaeche (Wohnflaeche_), AnzahlZimmer(AnzahlZimmer_){} AnsiString toStr() const { return CImmobilie::toStr()+" Wohnfläche: "+ FloatToStr(Wohnflaeche)+" qm Zimmer: "+IntToStr(AnzahlZimmer); } }; void display(const CWohnImmobilie* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } class CEigentumswohnung : CWohnImmobilie { public: CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_): CWohnImmobilie(Anschrift_, Kaufpreis_, Wohnflaeche_, AnzahlZimmer_){} AnsiString toStr() const { return "ETW"+CWohnImmobilie::toStr(); } }; void display(const CEigentumswohnung* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } class CEinfamilienhaus :CWohnImmobilie { double Grundstuecksgroesse; public: CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_): CWohnImmobilie(Anschrift_, Kaufpreis_, Wohnflaeche_, AnzahlZimmer_), Grundstuecksgroesse(Grundstuecksgroesse_){} AnsiString toStr() const { return "EFH"+CWohnImmobilie::toStr(); } }; void display(const CEinfamilienhaus* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } class CGewerbeobjekt : CImmobilie { double Nutzflaeche; char* Nutzungsart; // z. B. "Büro", "Fabrik" public: CGewerbeobjekt(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Nutzflaeche_, char* Nutzungsart_):CImmobilie(Anschrift_,Kaufpreis_), Nutzflaeche(Nutzflaeche_) { Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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Nutzungsart=new char[strlen(Nutzungsart_)+1]; strcpy(Nutzungsart,Nutzungsart_); } ~CGewerbeobjekt() { delete[] Nutzungsart; } AnsiString toStr() const { return "Gewerbeobjekt"+ CImmobilie::toStr()+ " Nutzfläche: "+FloatToStr(Nutzflaeche)+" qm Nutzungsart: "+Nutzungsart; } CGewerbeobjekt(const CGewerbeobjekt& c); // für b) CGewerbeobjekt& operator=(const CGewerbeobjekt& rhs); // für b) }; void display(const CGewerbeobjekt* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } void test() { // CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_) CGrundstueck g("Tübingen",100000,400); display(&g, Form1->Memo1); // CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_) CEigentumswohnung etw("Stuttgart",500000,120,5); display(&etw, Form1->Memo1); // CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_) CEinfamilienhaus efh("Kiel",300000,150,900,5); display(&efh, Form1->Memo1); // CGewerbeobjekt(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Nutzflaeche_, char* Nutzungsart_) CGewerbeobjekt gew("München",400000,200,"Lagerhalle"); display(&gew, Form1->Memo1); } // b) AnsiString b= "Alle Klassen, die Zeiger enthalten, benötigen einen Destruktor, " "Copy-Konstruktor und Zuweisungsoperator."; CImmobilie::CImmobilie(const CImmobilie& x):Kaufpreis(x.Kaufpreis) { Anschrift = new char[strlen(x.Anschrift)+1]; strcpy(Anschrift,x.Anschrift); } CImmobilie& CImmobilie::operator=(const CImmobilie& rhs) { if (this!=&rhs) { delete Anschrift; Anschrift = new char[strlen(rhs.Anschrift)+1]; strcpy(Anschrift,rhs.Anschrift); Kaufpreis=rhs.Kaufpreis; } return *this; }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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CGewerbeobjekt::CGewerbeobjekt(const CGewerbeobjekt& x):CImmobilie(x),Nutzflaeche(x.Nutzflaeche) { Nutzungsart= new char[strlen(x.Nutzungsart)+1]; strcpy(Nutzungsart,x.Nutzungsart); } CGewerbeobjekt& CGewerbeobjekt::operator=(const CGewerbeobjekt& rhs) { if (this!=&rhs) { CImmobilie::operator=(rhs); // Aufruf von this->C::operator= delete Nutzungsart; Nutzungsart = new char[strlen(rhs.Nutzungsart)+1]; strcpy(Nutzungsart,rhs.Nutzungsart); Kaufpreis=rhs.Kaufpreis; } return *this; }; // c) AnsiString c= "Diese Hierarchie ist einfacher als die Definition der einzelnen Klassen, " "bei denen keine Elemente wiederverwendet werden. In dieser Hierarchie " "ist auch nur für die Klassen ein explizit definierter Copy-Konstruktor, " "Zuweisungsoperator und Destruktor notwendig, die Zeiger enthalten. Bei " "Klassen, die Zeiger aus den Basisklassen erben, reicht der Aufruf dieser " "Funktionen aus der Basisklasse aus. "; // d) AnsiString d1= "Wenn diese Klassen Strings der Klassen string bzw. AnsiString statt " "Zeigern auf nullterminierte Strings enthalten, ist für keine dieser " "Klassen ein explizit definierter Copy-Konstruktor, Zuweisungsoperator " "und Destruktor notwendig."; AnsiString d2= "Das erspart die Definition dieser Funktionen und damit viel Arbeit. " "Deshalb sollte man auf Klassen mit Zeigern möglichst verzichten und " "Stringklassen anstelle von Zeigern auf nullterminierte Strings verwenden."; void __fastcall TForm1::Aufg_3Click(TObject *Sender) { test(); Memo1->Lines->Add("b)"); Memo1->Lines->Add(b); Memo1->Lines->Add("c)"); Memo1->Lines->Add(c); Memo1->Lines->Add("d)"); Memo1->Lines->Add(d1); Memo1->Lines->Add(""); Memo1->Lines->Add(d2); } //------ Aufgabe 4 --------------------------------------------------namespace N_Aufgabe_4 { // a) class CQuadrat1{ double a; public: CQuadrat1(double a_):a(a_) {} Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
}; class CRechteck1:public CQuadrat1{ double b; public: CRechteck1(double a_, double b_):CQuadrat1(a_),b(b_) {} }; // b) class CRechteck2{ double a,b; public: CRechteck2(double a_,double b_):a(a_),b(b_){}; }; class CQuadrat2:public CRechteck2 { public: CQuadrat2(double a_):CRechteck2(a_,a_) {} }; // c) // Bei der Hierarchie b) benötigt jedes Quadrat doppelt soviel // Speicherplatz wie bei der unter b). } // end of namespace N_Aufgabe_4 void __fastcall TForm1::Aufg_4Click(TObject *Sender) { // N_Aufgabe_4::test(); } //------ Aufgabe 5 --------------------------------------------------namespace N_Aufgabe_5 { struct C { C() { Form1->Memo1->Lines->Add("Standardkonstruktor C"); } C(const C& c) { Form1->Memo1->Lines->Add("Copy-Konstruktor C"); } C& operator=(const C&) { Form1->Memo1->Lines->Add("operator= C"); return *this; } ~C() { Form1->Memo1->Lines->Add("Destruktor C"); } }; struct D:C { }; void test() { D d1; // D d2=d1; // d2=d1; // } // //
Standardkonstruktor C Copy-Konstruktor C operator= C Destruktor C Destruktor C
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} // end of namespace N_Aufgabe_5 void __fastcall TForm1::Aufg_5Click(TObject *Sender) { N_Aufgabe_5::test(); } //------ Aufgabe 6 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg_6Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Da Konstruktoren nicht vererbt werden, stehen diese in der abgeleiteten " "Klasse nicht zur Verfügung. Bei einer Klasse mit vielen nützlichen " "Konstruktoren wie z.B. einer Stringklasse kann das ein gravierender " "Nachteil sein. Man kann diese zwar in der abgeleiteten Klasse wieder " "alle definieren. Es ist aber fraglich, ob sich dieser Aufwand lohnt und " "man nicht besser beim Aufruf eines vorhandenen Konstruktors eine " "Funktion wie StrToInt oder StrToFloat verwendet."; Memo1->Lines->Add("6."); Memo1->Lines->Add(s); }
//-------------------------------------------------------------------// Aufgaben 8.3.9 //-------------------------------------------------------------------//------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg9_1Click(TObject *Sender) { AnsiString a= "Ein Automobil hat einen Motor und Räder. Vermutlich wird nie jemand " "sagen, dass ein Automobil ein Motor oder ein Rad ist."; AnsiString b= "Eine Katze bzw. ein Hund ist Tier. Von einer 'hat ein'-Beziehung kann " "man höchstens dann reden, wenn ein Hund eine Katze gefressen hat oder " "eine Katze einen Hund hält."; AnsiString c= "Ein Landfahrzeug bzw. ein Wasserfahrzeug ist ein Fahrzeug. Ein Automobil " "ist ein Landfahrzeug, ein Segelboot ist ein Wasserfahrzeug. Von einer " "'hat ein'-Beziehung kann man höchstens dann reden, wenn ein " "Wasserfahrzeug ein Landfahrzeug transportiert."; AnsiString d= "Hier sind beide Sichtweisen möglich: Ein Abteilungsleiter und eine " "Sekretärin sind Mitarbeiter. Ein Abteilungsleiter hat eine Sekretärin " "und Mitarbeiter. Im ersten Fall werden die Mitarbeiter einer Firma " "modelliert. Im zweiten Fall wird eine Abteilung modelliert. Es soll " "auch Sekretärinnen geben, die einen Abteilungsleiter haben."; Memo1->Lines->Add("1."); Memo1->Lines->Add("a)"); Memo1->Lines->Add(a); Memo1->Lines->Add("b)"); Memo1->Lines->Add(b); Memo1->Lines->Add("c)"); Memo1->Lines->Add(c); Memo1->Lines->Add("d)"); Memo1->Lines->Add(d); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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} //------ Aufgabe 2 --------------------------------------------------namespace N_Aufgabe_9_2 { // a) class CQuadrat1{ double a; public: CQuadrat1(double a_):a(a_) {} double Flaeche() { return a*a; } double Umfang() { return 4*a; } }; class CRechteck1:public CQuadrat1{ double b; public: CRechteck1(double a_, double b_):CQuadrat1(a_),b(b_) {} }; // b) class CRechteck2{ double a,b; public: CRechteck2(double a_,double b_):a(a_),b(b_){}; double Flaeche() { return a*b; } double Umfang() { return 2*(a+b); } }; class CQuadrat2:public CRechteck2 { public: CQuadrat2(double a_):CRechteck2(a_,a_) {} }; } // end of namespace N_Aufgabe_4 void __fastcall TForm1::Aufg9_2Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Bei der Ableitung eines Quadrats von einem Rechteck sind die aus der " "Basisklasse geerbten Funktionen Flaeche und Umfang auch in der " "abgeleiteten Klasse korrekt. Bei der umgekehrten Ableitung ist das " "nicht richtig."; Memo1->Lines->Add("2."); Memo1->Lines->Add(s); } //------ Aufgabe 3 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg9_3Click(TObject *Sender) { AnsiString a= "Ein Grundstück, eine Eigentumswohnung, ein Schloss und ein Gewerbeobjekt " "sind eine Immobilie. Ein Einfamilienhaus ist dagegen keine " "Eigentumswohnung. "; Memo1->Lines->Add("3."); Memo1->Lines->Add("a)"); Memo1->Lines->Add(a); AnsiString b= "Durch eine Klasse wie CWohnimmobilie, von der eine Eigentumswohnung " "und ein Einfamilienhaus abgeleitet werden. "; Memo1->Lines->Add("b)"); Memo1->Lines->Add(b); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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//------ Aufgabe 4 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg9_4Click(TObject *Sender) { AnsiString s1= "Bei der Funktion Abstand stellt sich die Frage, was der Abstand eines " "Quadrats vom Ursprung überhaupt sein soll: Soll vom Mittelpunkt, der " "linken unteren Ecke oder einem anderen Punkt gemessen werden?"; AnsiString s2= "Bei der Funktion drehe erwartet man normalerweise, dass die Seiten des " "Quadrats nach einer Drehung um z.B. 70 Grad nicht mehr parallel zu den " "Koordinatenachsen sind. "; Memo1->Lines->Add("4."); Memo1->Lines->Add(s1); Memo1->Lines->Add(s2); } //------ Aufgabe 5 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg9_5Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Mit einer Konversion der Basisklasse in eine abgeleitete Klasse wäre der " "Aufruf einer Funktion der Basisklasse über ein Objekt der abgeleiteten " "Klasse möglich. Eine solche Funktion muss aber überhaupt nicht " "existieren. "; Memo1->Lines->Add("5."); Memo1->Lines->Add(s); }
//-------------------------------------------------------------------// Aufgaben 8.3.11 //-------------------------------------------------------------------#include <math.h> namespace N_Aufg_8_3_11 { //------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------class CKreis{ double r; static const double pi; public: CKreis(double Radius) { r=Radius; } double Flaeche() { return r*r*pi; } double Umfang() { return 2*r*pi; } AnsiString toStr() { return "Kreis mit Radius "+FloatToStr(r); } }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
const double CKreis::pi=3.14; class C2DPunkt { double x,y; public: C2DPunkt(double x_,double y_):x(x_),y(y_) { } double Abstand() { return sqrt(x*x+y*y); } AnsiString toStr() { return FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y); } }; // a) namespace N_a { class C2DKreis:public CKreis, public C2DPunkt { public: C2DKreis(double Radius=1, double x=0, double y=0): CKreis(Radius), C2DPunkt(x,y) { } C2DKreis(double Radius, C2DPunkt pos): CKreis(Radius), C2DPunkt(pos) { } /* Eine in dieser Klasse definierte Funktion toStr verdeckt die Funktionen toStr der Basisklasse: AnsiString toStr() { return CKreis::toStr()+" Pos: "+C2DPunkt::toStr(); } */ }; AnsiString s1= "C2DKreis erbt alle public Elementfunktionen der Basisklassen, also " "Flaeche, Umfang und toStr. Ein Aufruf von toStr über ein Objekt der " "Klasse C2DKreis ist dann mehrdeutig."; AnsiString s2= "Diese Hierarchie ist nicht geeignet, da ein Kreis mit einer Position " "zwar ein Kreis, aber kein Punkt ist."; } // end of namespace N_a // b) namespace N_b { class C2DKreis { CKreis Kreis; C2DPunkt Position; public: C2DKreis(double Radius=1, double x=0, double y=0): Kreis(Radius), Position(x,y) { } C2DKreis(double Radius, C2DPunkt pos): Kreis(Radius), Position(pos) { } // Eine in dieser Klasse definierte Funktion toStr verdeckt keine // Funktionen der Basisklasse: Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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AnsiString toStr() { return Kreis.toStr()+" Pos: "+Position.toStr(); } }; AnsiString s1= "Da hier keine Vererbung verwendet wird, erbt C2DKreis keine " "Elementfunktionen der Klasse CKreis und kann die Funktionen dieser " "Klasse CKreis auch nicht wiederverwenden."; AnsiString s2= "Diese Hierarchie ist nicht geeignet, da ein Kreis mit einer Position ein " "Kreis ist, aber die Funktionen der Klasse CKreis nicht verwendet."; } // end of namespace N_b // c) namespace N_c { class C2DKreis:public CKreis { C2DPunkt Position; public: C2DKreis(double Radius=1, double x=0, double y=0): CKreis(Radius), Position(x,y) { } C2DKreis(double Radius, C2DPunkt pos): CKreis(Radius), Position(pos) { } }; AnsiString s1= "C2DKreis erbt alle public Elementfunktionen der Basisklasse, also " "Flaeche, Umfang und toStr. Alle diese Funktionen liefern auch über " "ein Objekt der Klasse C2DKreis richtige Ergebnisse. Die " "Elementfunktionen von C2DPunkt stehen dagegen nicht zur Verfügung."; AnsiString s2= "Diese Hierarchie ist geeignet, da ein C2DKreis ein Kreis, aber kein " "C2DPunkt ist."; } // end of namespace N_c // d) namespace N_d { class C2DKreis{// Lösung von Aufgabe 8.2.2.2 double r; C2DPunkt Position; public: C2DKreis(double Radius=1, double x=0, double y=0): r(Radius), Position(x,y) { } // Reihenfolge der Deklaration C2DKreis(double Radius, C2DPunkt pos): r(Radius), Position(pos) { } // Reihenfolge der Deklaration AnsiString toStr() { return "Kreis mit Radius "+FloatToStr(r)+" in Position "+Position.toStr(); } }; AnsiString s1= "Wenn man in der Klasse C2DKreis die Funktionen Flaeche, Abstand usw. " "für einen Kreis haben will, muss man sie erneut definieren. Diese " Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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"Redundanz sollte man vermeiden."; AnsiString s2= "Abgesehen davon ist diese Alternative geeignet."; } // end of namespace N_d void test() { // a) Form1->Memo1->Lines->Add("a)"); N_a::C2DKreis ka(1,2,3); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(ka.Umfang())); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(ka.Abstand())); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(ka.Flaeche())); //Form1->Memo1->Lines->Add(ka.toStr()); // Fehler:
// das geht // das geht // das geht Mehrdeutig
Form1->Memo1->Lines->Add(N_a::s1); Form1->Memo1->Lines->Add(""); Form1->Memo1->Lines->Add(N_a::s2); // b) Form1->Memo1->Lines->Add("b)"); N_b::C2DKreis kb(1,2,3); // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kb.Umfang())); // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kb.Abstand())); // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kb.Flaeche())); Form1->Memo1->Lines->Add(kb.toStr());
// // // //
geht nicht geht nicht geht nicht das geht
// // // //
das geht geht nicht das geht das geht
Form1->Memo1->Lines->Add(N_b::s1); Form1->Memo1->Lines->Add(""); Form1->Memo1->Lines->Add(N_b::s2); // c) Form1->Memo1->Lines->Add("c)"); N_c::C2DKreis kc(1,2,3); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kc.Umfang())); // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kc.Abstand())); Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kc.Flaeche())); Form1->Memo1->Lines->Add(kc.toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add(N_c::s1); Form1->Memo1->Lines->Add(""); Form1->Memo1->Lines->Add(N_c::s2); // d) Form1->Memo1->Lines->Add("d)"); N_d::C2DKreis kd(1,2,3); // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kd.Umfang())); // geht nicht // Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(kd.Abstand())); // geht nicht Form1->Memo1->Lines->Add(N_d::s1); Form1->Memo1->Lines->Add(""); Form1->Memo1->Lines->Add(N_d::s2); } } // end of namespace N_Aufg_8_3_11 void __fastcall TForm1::Aufg11_1Click(TObject *Sender) { N_Aufg_8_3_11::test(); } //------ Aufgabe 2 --------------------------------------------------Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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namespace N_Aufg_8_3_11 { class C { public: C() { Form1->Memo1->Lines->Add("C"); } ~C() { Form1->Memo1->Lines->Add("~C"); } int a; }; class D3:virtual public C { public: D3() { Form1->Memo1->Lines->Add("D3"); } ~D3() { Form1->Memo1->Lines->Add("~D3"); } }; class D4: public virtual C { public: D4() { Form1->Memo1->Lines->Add("D4"); } ~D4() { Form1->Memo1->Lines->Add("~D4"); } }; class D5: public virtual C { public: D5() { Form1->Memo1->Lines->Add("D5"); } ~D5() { Form1->Memo1->Lines->Add("~D5"); } }; class E:public D3, public D4, public D5 { public: E() { Form1->Memo1->Lines->Add("E"); } ~E() { Form1->Memo1->Lines->Add("~E"); } }; } // end of namespace N_Aufg_8_3_11 void __fastcall TForm1::Aufg11_2Click(TObject *Sender) { N_Aufg_8_3_11::E e; // C // D3 // D4 // D5 // E } // ~E // ~D5 // ~D4 // ~D3 // ~C
12.7.9 Aufgaben 8.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.4\VirtFktU.cpp
#include "VirtFktU.h" //----- Aufgabe 8.4.3.1 ---------------------------------------------class C1DPunkt { protected: // private wäre besser double x; public: Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.7 Lösungen Kapitel 8
C1DPunkt(double x_):x(x_)
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{
}
virtual AnsiString toStr() { return FloatToStr(x); } void display() { Form1->Memo1->Lines->Add(toStr()); } // b) virtual double length(); }; class C2DPunkt:public C1DPunkt { protected: // private wäre besser double y; public: C2DPunkt(double x_,double y_):C1DPunkt(x_),y(y_)
{
}
AnsiString toStr() { return FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y); } // b) double length(); }; class C3DPunkt : public C2DPunkt { double z; public: C3DPunkt(double x_,double y_,double z_):C2DPunkt(x_,y_),z(z_)
{
}
AnsiString toStr() { return FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y)+"|"+FloatToStr(z); } // b) double length(); }; void test_Punkte() { C1DPunkt p1(1); C2DPunkt p2(1,2); C3DPunkt p3(1,2,3); p1.display(); // C1DPunkt::toStr p2.display(); // C2DPunkt::toStr p3.display(); // C3DPunkt::toStr } // b) #include <math.h> double C1DPunkt::length() { return fabs(x); }; double C2DPunkt::length() { return sqrt(x*x + y*y); }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
double C3DPunkt::length() { return sqrt(x*x + y*y + z*z); }; void show(C1DPunkt& p) { Form1->Memo1->Lines->Add(FloatToStr(p.length())); }; void test_show() { C1DPunkt p1(1); C2DPunkt p2(1,2); C3DPunkt p3(1,2,3); show(p1); // C1DPunkt::toStr show(p2); // C2DPunkt::toStr show(p3); // C3DPunkt::toStr } void __fastcall TForm1::Aufg_8_4_3_1Click(TObject *Sender) { test_Punkte(); test_show(); } //----- Aufgabe 8.4.3.2 ---------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg_8_4_3_2Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Diese Funktionen können nicht virtuell definiert werden, da alle ihre " "Parameterlisten verschieden sind."; Memo1->Lines->Add(s); } //-----
Aufgabe 8.4.3.3 ---------------------------------------------
// b) Die Funktionsdefinitionen sind in ImmoUnit.cpp. #include "immounit.h" // a) Eine einzige Definition der Funktion display reicht aus: void display(const CImmobilie* i, TMemo* Memo) { Memo->Lines->Add(i->toStr()); } // Die übrigen Klassen werden dann von der Definition in der // Header-Datei abgeleitet: class CGrundstueck : public CImmobilie { double Flaeche; public: CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_): CImmobilie(Anschrift_,Kaufpreis_),Flaeche(Flaeche_) { } AnsiString toStr() const { return "Grundstück"+CImmobilie::toStr()+ " Fläche: "+FloatToStr(Flaeche)+ " qm"; } }; class CWohnImmobilie : public CImmobilie { protected: // Nur zur Vereinfachung - private wäre besser double Wohnflaeche; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
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int AnzahlZimmer; public: CWohnImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_): CImmobilie(Anschrift_,Kaufpreis_), Wohnflaeche (Wohnflaeche_), AnzahlZimmer(AnzahlZimmer_){} AnsiString toStr() const { return CImmobilie::toStr()+" Wohnfläche: "+ FloatToStr(Wohnflaeche)+" qm Zimmer: "+IntToStr(AnzahlZimmer); } }; class CEigentumswohnung : public CWohnImmobilie { public: CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_): CWohnImmobilie(Anschrift_, Kaufpreis_, Wohnflaeche_, AnzahlZimmer_){} AnsiString toStr() const { return "ETW"+CWohnImmobilie::toStr(); } }; class CEinfamilienhaus : public CWohnImmobilie { double Grundstuecksgroesse; public: CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_): CWohnImmobilie(Anschrift_, Kaufpreis_, Wohnflaeche_, AnzahlZimmer_), Grundstuecksgroesse(Grundstuecksgroesse_){} AnsiString toStr() const { return "EFH"+CWohnImmobilie::toStr(); } }; void test_Imm() { // CImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_):Kaufpreis(Kaufpreis_) CImmobilie imm("", 100); display (&imm, Form1->Memo1); // CGrundstueck(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Flaeche_) CGrundstueck g("Tübingen",100000,400); display(&g, Form1->Memo1); // CEigentumswohnung(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, int AnzahlZimmer_) CEigentumswohnung etw("Stuttgart",500000,120,5); display(&etw, Form1->Memo1); // CEinfamilienhaus(char* Anschrift_, double Kaufpreis_, double Wohnflaeche_, double Grundstuecksgroesse_, int AnzahlZimmer_) CEinfamilienhaus efh("Kiel",300000,150,900,5); display(&efh, Form1->Memo1); } void __fastcall TForm1::Aufg_8_4_3_3Click(TObject *Sender) { test_Imm(); } //----- Aufgabe 8.4.3.4 ---------------------------------------------struct C { virtual int f(int i=1) };
{ return i; }
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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struct D:public C { virtual int f(int i=2) };
12 Lösungen
{ return i; }
void test() { C* pc=new D; int i=pc->f(); // pc->f(1); C* pd=new D; int j=pd->f(); // pd->f(1); // Das Default-Argument wird immer nach dem statischen Datentyp bestimmt Form1->Memo1->Lines->Add(i); Form1->Memo1->Lines->Add(j); }; void __fastcall TForm1::Aufg_8_4_3_4Click(TObject *Sender) { test(); } //----- Aufgabe 8.4.3.5 ---------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg_8_4_3_5Click(TObject *Sender) { /* Wenn die Funktion D::f virtuell wäre, würde mit C c; D d; der Aufruf g(d,c); zum Aufruf der Funktion D::f(c) führen. Diese Funktion würde auf c.e zugreifen, das in C aber gar nicht existiert. (siehe Mössenbeck, 1992, S. 75.) */ }
//----- Aufgabe 8.4.10 ----------------------------------------------//----- Aufgabe 8.4.10.1 --------------------------------------------namespace N_Aufgabe_1 { class CFigur { public: virtual double Flaeche()=0; virtual double Umfang()=0; virtual AnsiString toStr()=0; ~CFigur() {}; }; class CRechteck : public CFigur { double a,b; public: CRechteck(double a_,double b_): a(a_), b(b_) {} double Flaeche() { return a*b; } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.7 Lösungen Kapitel 8
double Umfang() { return 2*(a+b); } AnsiString toStr() { return "Rechteck mit a="+FloatToStr(a)+" und b="+FloatToStr(b); } }; class CQuadrat : public CFigur { double a; public: CQuadrat(double a_):a(a_) { } double Flaeche() { return a*a; } double Umfang() { return 4*a; } AnsiString toStr() { return "Quadrat mit a="+FloatToStr(a); } }; void test() { CQuadrat q=CQuadrat(1); CRechteck r=CRechteck(2,3); CFigur* a[2]={&r , &q }; for (int i=0; i<2; i++) { Form1->Memo1->Lines->Add(a[i]->toStr()); Form1->Memo1->Lines->Add("Fläche: "+FloatToStr(a[i]->Flaeche())+" Umfang: "+FloatToStr(a[i]->Umfang())); } } } // end of namespaace N_Aufgabe_1 void __fastcall TForm1::Aufg8_4_10_1Click(TObject *Sender) { N_Aufgabe_1::test(); } //----- Aufgabe 8.4.10.2 --------------------------------------------#include #include using namespace std; namespace N_Aufg8_4_10_2 { class C2DPunkt{ public: // Zur Vereinfachung, spart Zugriffsfunktionen double x,y; public: C2DPunkt(double x_=0, double y_=0):x(x_),y(y_) { }; // C2DPunkt (ifstream& f) { // erzeugt einen C2DPunkt mit den Daten aus dem ifstream f>>*this; } AnsiString toStr() const { return "("+FloatToStr(x)+"|"+FloatToStr(y)+")"; } friend ostream& operator<<(ostream& f, const C2DPunkt& p); friend istream& operator>>(istream& f, C2DPunkt& p); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void verschiebe_um(const C2DPunkt& pos) { x=x+pos.x; y=y+pos.y; }; }; ostream& operator<<(ostream& f, const C2DPunkt& p) { return f<<'('<>(istream& f, C2DPunkt& p) { char k1,sep,k2; f>>k1>>p.x>>sep>>p.y>>k2; // Einlesen der Elemente von T return f; } class CFigur { public: // a) virtual void zeichne() const =0; virtual AnsiString toStr()=0; virtual ~CFigur(){}; // den virtuellen Destruktor nicht vergessen // c) virtual void write(ofstream& f)=0; // 8.4.11.1 a) void loesche() const { TColor StiftFarbe=Form1->Image1->Canvas->Pen->Color; Form1->Image1->Canvas->Pen->Color=clWhite; // Hintergrundfarbe zeichne(); Form1->Image1->Canvas->Pen->Color=StiftFarbe; } virtual void verschiebe_Position_um(const C2DPunkt& deltaPos)=0; // 8.4.11.1 b) virtual void verschiebe_um(const C2DPunkt& deltaPos) { loesche(); verschiebe_Position_um(deltaPos); zeichne(); } }; // b) class CZeichnung { typedef vector Container; typedef vector::iterator Iterator; Container c; public: CZeichnung(){ }; void einfuegen(CFigur* p) { c.push_back(p); } // a) void zeichne() { for (Iterator i=c.begin(); i!=c.end(); i++) (*i)->zeichne(); } Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12.7 Lösungen Kapitel 8
// c) void write(char* Dateiname) { ofstream f(Dateiname); for (Iterator i=c.begin(); i!=c.end(); i++) (*i)->write(f); f.close(); // überflüssig, aber nicht falsch } // d) void LeseZeichnung(char* Dateiname); void toMemo(TMemo* m) { for (Iterator i=c.begin(); i!=c.end(); i++) m->Lines->Add((*i)->toStr().c_str()); } void loesche() { for (Iterator i=c.begin(); i!=c.end(); i++) (*i)->loesche(); } void verschiebe_um(C2DPunkt deltaPos) { for (Iterator i=c.begin(); i!=c.end(); i++) (*i)->verschiebe_um(deltaPos); } static const char Stringterminator; }; const char CZeichnung::Stringterminator='\0'; class CGerade:public CFigur { C2DPunkt ap,ep; // Anfangs- und Endpunkt public: CGerade(C2DPunkt ap_, C2DPunkt ep_):ap(ap_),ep(ep_) {} void zeichne() const { Form1->Image1->Canvas->MoveTo(ap.x,ap.y); Form1->Image1->Canvas->LineTo(ep.x,ep.y); }; void verschiebe_Position_um(const C2DPunkt& deltaPos) { ap.verschiebe_um(deltaPos); ep.verschiebe_um(deltaPos); } void write(ofstream& f) { f<
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const char* CGerade::class_id="Gerade"; class CKreis:public CFigur { C2DPunkt M; // Mittelpunkt double r; // Radius public: CKreis(C2DPunkt M_, double r_):M(M_),r(r_) {} // a) void zeichne() const { Form1->Image1->Canvas->Ellipse(M.x-r,M.y-r,M.x+r,M.y+r); }; AnsiString toStr() { return "Kreis MP="+M.toStr()+" Radius="+FloatToStr(r); } // c) void write(ofstream& f) { f<>M>>r>>Separator; } static const char* class_id; void verschiebe_Position_um(const C2DPunkt& deltaPos) { M.verschiebe_um(deltaPos); } }; const char* CKreis::class_id="Kreis"; class CRechteck:public CFigur { C2DPunkt lu,ro; // Eckpunkte links unten und rechts oben public: CRechteck(C2DPunkt lu_, C2DPunkt ro_):lu(lu_),ro(ro_) {} // a) void zeichne() const { Form1->Image1->Canvas->Rectangle(lu.x,lu.y,ro.x,ro.y); // zeichnet ein gefülltes Rechteck, das den // Hintergrund verdeckt }; AnsiString toStr() { return "Rechteck links unten="+lu.toStr()+" rechts oben="+ro.toStr(); } // c) void write(ofstream& f) { f<
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{ } // erzeugt ein Rechteck mit den Daten aus dem ifstream void verschiebe_Position_um(const C2DPunkt& deltaPos) { lu.verschiebe_um(deltaPos); ro.verschiebe_um(deltaPos); } static const char* class_id; }; const char* CRechteck::class_id="Rechteck"; void CZeichnung::LeseZeichnung(char* Dateiname) {// Diese Funktion muss bei einer Erweiterung um neue Figuren angepasst werden. ifstream f(Dateiname); string s; while (getline(f,s,Stringterminator)) // Lese nullterminierten String { CFigur* pf; if (s==CGerade::class_id) pf=new CGerade(f); else if (s==CKreis::class_id) pf=new CKreis(f); else if (s==CRechteck::class_id) pf=new CRechteck(f); else ShowMessage("unexpected data: "+AnsiString(s.c_str())); c.push_back(pf); } f.close(); // überflüssig, aber nicht falsch } void test_ReadWrite(char* Dateiname) { // testet das Lesen und Schreiben einer Zeichnung. // Erzeuge eine Zeichnung: CZeichnung z; for (int i=0; i<100; i++) if (i%3==0) z.einfuegen(new CGerade(C2DPunkt(i,i+1),C2DPunkt(i+2,i+3))); else if (i%3==1) z.einfuegen(new CKreis(C2DPunkt(i,i+1),i+2)); else if (i%3==2) z.einfuegen(new CRechteck(C2DPunkt(i,i+1),C2DPunkt(i+2,i+3))); // Schreibe die Zeichnung in eine Datei: z.write(Dateiname); // Lese die gespeicherten Daten: z.LeseZeichnung(Dateiname); // Zeige die Daten an: z.toMemo(Form1->Memo1); } // b) CZeichnung einfache_Zeichnung() { CZeichnung z; z.einfuegen(new CRechteck(C2DPunkt(40,40),C2DPunkt(100,100))); z.einfuegen(new CGerade(C2DPunkt(40,40),C2DPunkt(70,10))); z.einfuegen(new CGerade(C2DPunkt(70,10),C2DPunkt(100,40))); z.einfuegen(new CKreis(C2DPunkt(70,40),5)); return z; } CZeichnung z=einfache_Zeichnung(); } // end of namespace N_Aufg8_4_10_2 void __fastcall TForm1::Aufg8_4_10_2Click(TObject *Sender) Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ using namespace N_Aufg8_4_10_2; // test_ReadWrite("Zeichnung.drw"); // return; static int i=0; if (i<3) { z.verschiebe_um(N_Aufg8_4_10_2::C2DPunkt(10,10)); z.zeichne(); } if (i==3) z.loesche(); if (i<4) i++; else i=0; } //----- Aufgabe 8.4.10.3 --------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg8_4_10_3Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Bei dieser wie auch bei den meisten anderen Klassen kann man " "nicht ausschliessen, dass sie so verwendet werden, dass ein " "virtueller Destruktor notwendig ist. Da ein unnötiger virtueller " "Destruktor nicht mit bemerkenswerten Nachteilen verbunden ist, " "sollte man jede dieser Klassen mit einem virtuellen Destruktor definieren."; Form1->Memo1->Lines->Add(s); } //----- Aufgabe 8.4.11 ----------------------------------------------//----- Aufgabe 8.4.11.1 --------------------------------------------void __fastcall TForm1::Aufg8_4_11_1Click(TObject *Sender) { AnsiString s= "Die Lösung diese Aufgabe ist in der Lösung der Aufgabe 8.4.10 enthalten. " "Die Funktionen sind in der Basisklasse CFigur definiert und werden " "in den abgeleiteten Klassen überschrieben."; Memo1->Lines->Add(s); } namespace N_8_4_11 { //----- Aufgabe 8.4.11.2 --------------------------------------------// Dieses Design soll nur eine Skizze sein class Uebertragung { // abstrakte Basisklasse public: virtual void VerbindungAufbauen(AnsiString Ziel)=0; virtual void DatenUebertragen()=0; virtual void VerbindungBeenden()=0; }; class UMTS_Uebertragung : public Uebertragung { virtual void VerbindungAufbauen(AnsiString Ziel) { // spezifische Anweisungen für UMTS }; virtual void DatenUebertragen() { // spezifische Anweisungen für UMTS }; virtual void VerbindungBeenden() Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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{ // spezifische Anweisungen für UMTS }; }; class Modem_Uebertragung : public Uebertragung
{
virtual void VerbindungAufbauen(AnsiString Ziel) { // spezifische Anweisungen für Modems }; virtual void DatenUebertragen() { // spezifische Anweisungen für Modems }; virtual void VerbindungBeenden() { // spezifische Anweisungen für Modems }; }; class ISDN_Uebertragung : public Uebertragung
{
virtual void VerbindungAufbauen(AnsiString Ziel) { // spezifische Anweisungen für ISDN }; virtual void DatenUebertragen() { // spezifische Anweisungen für ISDN }; virtual void VerbindungBeenden() { // spezifische Anweisungen für ISDN }; }; void SendeDaten(Uebertragung& u,AnsiString Ziel) { u.VerbindungAufbauen(Ziel); u.DatenUebertragen(); u.VerbindungBeenden(); }; } // end of namespace N_8_4_11 void __fastcall TForm1::Aufg8_4_11_2Click(TObject *Sender) { using namespace N_8_4_11; ISDN_Uebertragung i; Modem_Uebertragung m; UMTS_Uebertragung u; SendeDaten(u,"Ziel"); } //----- Aufgabe 8.4.12 ----------------------------------------------namespace N_Gamma_Abstract_Windows_Factory { void display (AnsiString s) { Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class Button { // abstract product public: // definiert die Schnittstelle für das Produkt Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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virtual void OnClick () {}; // Gemeinsame Schnittsteller aller Buttons }; class MSWindowsButton:public Button { // concrete product public: // definiert, wie ein Produkt konstruiert wird, // und implementiert seine Schnittstelle MSWindowsButton() { display("MSWindowsButton erzeugt"); }; void OnClick () { display("MS click"); }; }; class XWindowsButton:public Button { // concrete product public: XWindowsButton() { display("XWindowsButton erzeugt"); }; void OnClick () { display("X click"); }; }; class Scrollbar { // abstract product // Gemeinsame Schnittsteller aller Scrollbars }; class MSWindowsScrollbar:public Scrollbar { public: // definiert, wie ein Produkt konstruiert wird, // und implementiert seine Schnittstelle MSWindowsScrollbar() { display("MSWindowsScrollbar erzeugt"); }; }; class XWindowsScrollbar:public Scrollbar { public: // definiert, wie ein Produkt konstruiert wird, // und implementiert seine Schnittstelle XWindowsScrollbar() { display("XWindowsScrollbar erzeugt"); };
};
class GUIFactory { // abstract factory public: // Schnittstelle für Operationen, die abstrakte Produkte konstruieren virtual Button* CreateButton()=0; virtual Scrollbar* CreateScrollbar()=0; }; class MSWindowsFactory: public GUIFactory { // concrete factory public: // implementiert die Konstruktion konkreter Produkte Button* CreateButton() {return new MSWindowsButton; } Scrollbar* CreateScrollbar() {return new MSWindowsScrollbar; } }; class XWindowsFactory: public GUIFactory { // concrete factory public: // implementiert die Konstruktion konkreter Produkte Button* CreateButton() { return new XWindowsButton; } Scrollbar* CreateScrollbar() { return new XWindowsScrollbar; } }; void CreateAppWindow(GUIFactory* guiFactory) { // verwendet nur abstract factory und abstrakte Produkte Button* b=guiFactory->CreateButton(); b->OnClick(); Scrollbar* s=guiFactory->CreateScrollbar(); } void test() { CreateAppWindow(new MSWindowsFactory); CreateAppWindow(new XWindowsFactory); // GUIFactory* guiFactory=new MSWindowsFactory(); // guiFactory=new XWindowsFactory(); } } // end of namespace N_Gamma_Abstract_Windows_Factory Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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void __fastcall TForm1::Aufg8_4_12Click(TObject *Sender) { N_Gamma_Abstract_Windows_Factory ::test(); } //----- Aufgabe 8.4.14 ----------------------------------------------void display(AnsiString s) { Form1->Memo1->Lines->Add(s); } class CBasisklasse{ public: virtual void anzeigen()=0; virtual void drucken()=0; virtual void aendern()=0; }; class CBestellung public: void anzeigen() { display("Best }; void drucken() { display("Best }; void aendern() { display("Best }; };
: public CBasisklasse{
anzeigen");
drucken");
aendern");
class CLagerbestand : public CBasisklasse{ public: void anzeigen() { display("LB anzeigen"); }; void drucken() { display("LB drucken"); }; void aendern() { display("LB aendern"); }; }; enum Aktion {anzeigen,drucken,aendern}; void dispatch1(Aktion a, CBasisklasse* p) { if (a==anzeigen) p->anzeigen(); else if (a==drucken) p->drucken(); else if (a==aendern) p->aendern(); } void dispatch(Aktion a, CBasisklasse* p) { typedef void (CBasisklasse::* ZEFB)(); ZEFB Aktionen[]={&CBasisklasse::anzeigen, &CBasisklasse::drucken, &CBasisklasse::aendern}; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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12 Lösungen
(p->*Aktionen[a])(); } void __fastcall TForm1::ZeigerEltFktClick(TObject *Sender) { CBasisklasse* p; CBestellung best; p=&best; dispatch(anzeigen,p); dispatch(drucken,p); dispatch(aendern,p); CLagerbestand lag; p=&lag; dispatch(anzeigen,p); dispatch(drucken,p); dispatch(aendern,p); }
12.7.10 Aufgabe 8.4.3.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.4\immounit.h
#ifndef ImmoUnitH #define ImmoUnitH class CImmobilie { protected: // Nur zur Vereinfachung - private wäre besser AnsiString Anschrift; double Kaufpreis; public: CImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_); virtual ~CImmobilie(); // virtuellen Destruktor nicht vergessen virtual AnsiString toStr() const; }; #endif // Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.4\immounit.cpp
#include "ImmoUnit.h" CImmobilie::CImmobilie(char* Anschrift_, double Kaufpreis_):Anschrift(Anschrift_),Kaufpreis(Kaufpreis_) { } CImmobilie::~CImmobilie() { } AnsiString CImmobilie::toStr() const { return " in "+AnsiString(Anschrift)+ " KP: "+FloatToStr(Kaufpreis) + " DM "; }
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12.7.11 Aufgabe 8.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-8\8.5\RTTIU.cpp
#include "RTTIU.h" //---------- Aufgabe 1 ----------------------------------------------#include using namespace std; void Aufgabe_1() { class C { virtual // für Aufgabe b) auskommentieren void f(){}; // damit C1 polymorph ist } c; class D1:public C { } d1; class D2:public C { } d2; // a) c=d1; bool b1= typeid(c)==typeid(d1); c=d2; bool b2= typeid(c)==typeid(d2);
// false
// false
// false
// false
D1* pd1=&d1; D2* pd2=&d2; C* pc=pd1; bool b3= typeid(*pc)==typeid(d1); // true bool b4= typeid(pc)==typeid(pd1); // false pc=&c; bool b5= typeid(*pc)==typeid(d1); // false C& rc=c; bool b6= typeid(rc)==typeid(d1); bool b7= typeid(c)==typeid(d1); rc=d1; bool b8= typeid(rc)==typeid(d1); C& rc1=d1; bool b9= typeid(rc1)==typeid(d1);
b)
// false // false // false
// false // false
// false // false
// false
// false
// true
// false
int Breakpoint=1; { // c) class E1:public D2 { } e1; class E2:public D2 { } e2; // /* für Aufgabe b) auskommentieren D1* pd1=&d1; D2* pd2=&d2; E1* pe1=&e1; E2* pe2=&e2; C* pc=&c; D2* p1= dynamic_cast(pc); // p1=0 pc=pd1; D2* p2= dynamic_cast(pc); // p2=0 Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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pc=pe1; D2* p3= dynamic_cast(pc); // p2!=0 pc=pe2; // Fehler bei private Ableitung D2* p4= dynamic_cast(pc); // p2!=0 // d) Welche Ergebnisse würde man in Aufgabe c) erhalten, // wenn E2 private und nicht public abgeleitete wäre ? C& rc=c; C& rd1=d1; C& rd2=d2; C& re1=e1; C& re2=e2; // D2 x1= dynamic_cast(c); // Exception bad_cast // D2 x2= dynamic_cast(rd1); // Exception bad_cast D2 x3= dynamic_cast(rd2); // keine Exception D2 x4= dynamic_cast(re1); // keine Exception D2 x5= dynamic_cast(re2); // keine Exception int Breakpoint=0; // */ Ende für Aufgabe b) auskommentieren } } void __fastcall TForm1::Aufg_1Click(TObject *Sender) { Aufgabe_1(); } //---------- Aufgabe 2 ----------------------------------------------class C { public: virtual void f() { Form1->Memo1->Lines->Add(typeid(*this).name()); }; C() { f(); } ~C() { f(); } }; class D:public C { public: D() { f(); } ~D() { f(); } }; void __fastcall TForm1::Aufg_2Click(TObject *Sender) { D d; // Lösung: C D D C }
12.8 Lösungen Kapitel 9
12.8.1 Aufgabe 9.2
Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.8 Lösungen Kapitel 9 // Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.2\PropU.cpp
#include "PropU.h" //-------------------------------------------------------------------class C { int fx; void setx(int x_){fx=x_*x_;}; int getx(){return fx;}; public: __property int x = {read=getx, write=setx}; }; void __fastcall TForm1::Aufg_2_2Click(TObject *Sender) { C p; p.x=17; int y=p.x; Memo1->Lines->Add(y); } //--------------------------------------------------------------------
12.8.2 Aufgabe 9.3
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.3\ResizeUnit.h
#ifndef ResizeUnitH #define ResizeUnitH class TResize{ int fsw,fsh, faw,fah; bool initialized, PositionAndSize; // true: adjust position and size // false: adjust only position int n_Controls; // müßte meist reichen TForm* Form; struct TWinCoord { int Top, Left, Width, Height; }; TWinCoord* sc; int xt(int x) { // transformiert x-Koordinaten return x*faw/fsw; }; int yt(int y) { // transformiert y-Koordinaten return y*fah/fsh; }; // Da diese Klasse Zeiger enthält, führt der vom Compiler erzeugte // Copy-Konstruktor zu flachen Kopien. Da der aber nie benötigt wird, Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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// wird sein Aufruf durch eine private Deklaration unterbunden. TResize(TResize&); // Copy-Konstruktor private TResize& operator=(TResize&); void Init(TForm* Form_); public: void Resize(TForm* Form_); TResize(bool PositionAndSize_=false):initialized(false), PositionAndSize(PositionAndSize_) { }; virtual ~TResize() {delete[] sc;} }; #endif // Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.3\ResizeUnit.cpp
#include // Mit Datei|Neu Unit erzeugen #pragma hdrstop // #include "ResizeUnit.h"
void TResize::Init(TForm* F) { Form=F; sc=new TWinCoord[F->ComponentCount]; fsw = Form->Width; // Breite des Formulars beim Start fsh = Form->Height; for (int i=0; iComponentCount;i++ ) { // Größe der Komponenten beim Start sc[i].Top = ((TControl*)Form->Components[i])->Top; sc[i].Left = ((TControl*)Form->Components[i])->Left; // Die Konversion ist auch mit dynamic_cast möglich: sc[i].Height = dynamic_cast(Form->Components[i])->Height; sc[i].Width = dynamic_cast(Form->Components[i])->Width; } initialized = true; // Wird bei Create automatisch auf }; // false gesetzt void TResize::Resize(TForm* F) { if (!initialized) Init(F); faw = Form->Width; // Breite des aktuellen Formulars fah = Form->Height; for (int i=0; iComponentCount; i++) if (PositionAndSize) // Position und Größe anpassen ((TWinControl*)Form->Components[i])->SetBounds(xt(sc[i].Left), yt(sc[i].Top),xt(sc[i].Width), yt(sc[i].Height)); else // nur die Position anpassen ((TWinControl*)Form->Components[i])->SetBounds(xt(sc[i].Left), yt(sc[i].Top), sc[i].Width, sc[i].Height); }; // Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.3\ResizU.cpp
#include "ResizU.h" //-------------------------------------------------------------------#include "ResizeUnit.h" // Noch "ResizeUnit.cpp" mit Projekt|Dem Projekt hinzufügen Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12 Lösungen
12.8 Lösungen Kapitel 9
TResize r; // Passt nur die Größe und nicht die Position an // CResize r(true); // Passt die Größe und die Position an void __fastcall TForm1::FormResize(TObject *Sender) { r.Resize(Form1); } //--------------------------------------------------------------------
12.8.3 Aufgabe 9.4
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.4\EigKompU.cpp
#include "EigKompU.h" // ------- Aufgabe 1 -----------------------------------// ClickAction ist im Klassenheader deklariert void __fastcall TForm1::ClickAktion1(TObject *Sender) { Button3->Caption="Aktion 1"; } void __fastcall TForm1::ClickAktion2(TObject *Sender) { Button3->Caption="Aktion 2"; } void __fastcall TForm1::ClickAktion3(TObject *Sender) { Button3->Caption="Aktion 3"; } void __fastcall TForm1::RadioButton1Click(TObject *Sender) { Button3->OnClick=ClickAktion1; } void __fastcall TForm1::RadioButton2Click(TObject *Sender) { Button3->OnClick=ClickAktion2; } void __fastcall TForm1::RadioButton3Click(TObject *Sender) { Button3->OnClick=ClickAktion3; } // ------- Aufgabe 2 -----------------------------------TEdit* MakeEdit(TForm* F, int l,int t,int w,int h) { TEdit* E = new TEdit(F); E->Parent = F; E->SetBounds(l, t, w, h); return E; }; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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TLabel* MakeLabel(TForm* F, int l,int t,int w,int h, AnsiString Caption) { TLabel* L = new TLabel(F); L->Parent = F; L->SetBounds(l, t, w, h); L->Caption=Caption; return L; }; TButton* MakeButton(TForm* F,AnsiString Caption, int l,int t,int w,int h,TNotifyEvent E) { TButton* B = new TButton(F); B->Parent = F; B->SetBounds(l, t, w, h); B->Caption=Caption; B->OnClick=E; return B; }; class MyForm : public TForm { __published: // Von der IDE verwaltete Komponenten private: // Anwender-Deklarationen public: // Anwender-Deklarationen __fastcall MyForm(TForm* AOwner); void __fastcall EndeClick(TObject *Sender); void __fastcall LoeschenClick(TObject *Sender); void __fastcall SpeichernClick(TObject *Sender); TLabel* LVorname; TEdit* EVorname; TLabel* LNachname; TEdit* ENachname; TLabel* LBussgeld; TEdit* EBussgeld; TLabel* LOrdnungswidrigkeit; TEdit* EOrdnungswidrigkeit; TButton* BSpeichern; TButton* BLoeschen; TButton* BEnde; }; __fastcall MyForm::MyForm(TForm* AOwner):TForm(AOwner,0) { Caption="Das städtische Haushaltssanierungsprogramm"; int LabelLeft=10, EditLeft=150, Top=10, TopInc=40, w=100,h=20; LVorname=MakeLabel(this,LabelLeft,Top,w,h,"Vorname"); EVorname=MakeEdit (this,EditLeft,Top,w,h); LNachname=MakeLabel(this,LabelLeft,Top+TopInc,w,h,"Nachname"); ENachname=MakeEdit (this,EditLeft,Top+TopInc,w,h); LBussgeld=MakeLabel(this,LabelLeft,Top+2*TopInc,w,h,"Bussgeld"); EBussgeld=MakeEdit (this,EditLeft,Top+2*TopInc,w,h); LOrdnungswidrigkeit=MakeLabel(this,LabelLeft,Top+3*TopInc,w,h,"Ordnungswidrigkeit "); EOrdnungswidrigkeit=MakeEdit (this,EditLeft,Top+3*TopInc,w,h); TButton* BSpeichern=MakeButton(this,"Daten speichern",10,180,100,h,SpeichernClick); TButton* BLoeschen=MakeButton(this,"Eingabe löschen",120,180,100,h,LoeschenClick); TButton* BEnde=MakeButton(this,"Programm beenden",230,180,100,h,EndeClick); Show(); Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.8 Lösungen Kapitel 9
SetBounds(0,0,400,250); }; void __fastcall MyForm::SpeichernClick(TObject *Sender) { AnsiString v=EVorname->Text; AnsiString n=ENachname->Text; AnsiString b=EBussgeld->Text; AnsiString o=EOrdnungswidrigkeit->Text; } void __fastcall MyForm::LoeschenClick(TObject *Sender) { EVorname->Clear(); ENachname->Clear(); EBussgeld->Clear(); EOrdnungswidrigkeit->Clear(); } void __fastcall MyForm::EndeClick(TObject *Sender) { Close(); } void __fastcall TForm1::CreateFormClick(TObject *Sender) { MyForm* MyForm1=new MyForm(Form1); }
12.8.4 Aufgabe 9.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.5\MDIImgCU.cpp
#include "MDIImgCU.h" TMDIChildForm *MDIChildForm; __fastcall TMDIChildForm::TMDIChildForm(TComponent* Owner) : TForm(Owner) { } void __fastcall TMDIChildForm::FormCreate(TObject *Sender) { Image1->Align=alClient; FormStyle=fsMDIChild; } void __fastcall TMDIChildForm::FormClose(TObject *Sender, TCloseAction &Action) { Action=caFree; }
12.8.5 Aufgabe 9.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.5\MDIImgPU.cpp
#include "MDIImgPU.h" Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
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//-------------------------------------------------------------------void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { FormStyle = fsMDIForm; } //-------------------------------------------------------------------#include "MDIImgCU.h" void __fastcall TForm1::ffnen1Click(TObject *Sender) { if (OpenPictureDialog1->Execute()) { MDIChildForm=new TMDIChildForm(this); MDIChildForm->Image1->Picture->LoadFromFile(OpenPictureDialog1->FileName); } } //--------------------------------------------------------------------
12.8.6 Aufgabe 9.5
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.5\mdiapp.cpp
USEFORM("Main.cpp", MainForm); USEFORM("ChildWin.cpp", MDIChild); USERES("mdiapp.res"); USEFORM("about.cpp", AboutBox); WINAPI WinMain(HINSTANCE, HINSTANCE, LPSTR, int) { Application->Initialize(); Application->CreateForm(__classid(TMainForm), &MainForm); Application->CreateForm(__classid(TAboutBox), &AboutBox); Application->Run(); return 0; }
12.8.7 Aufgabe 9.6
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.6\KlassRefU.cpp
#include "KlassRefU.h" //-------------------------------------------------------------------void ShowBaseNames(TMetaClass* M) { for (TMetaClass* C=M;C!=0; C=C->ClassParent()) Form1->Memo1->Lines->Add(C->ClassName()); } void __fastcall TForm1::Button1Click(TObject *Sender) { ShowBaseNames(__classid(TEdit)); } //--------------------------------------------------------------------
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12.8 Lösungen Kapitel 9
12.8.8 Aufgabe 9.7
// Datei: d:\Loesungen\kap-9\9.7\BotschU.cpp
#include "BotschU.h" //------ Aufgabe 1 --------------------------------------------------void __fastcall TForm1::ButtonCopyClick(TObject *Sender) { SendMessage(Memo1->Handle, WM_COPY, 0, 0); // dasselbe Ergebnis erzielt man mit // Memo1->Perform(WM_COPY,0,0); } void __fastcall TForm1::ButtonCutClick(TObject *Sender) { SendMessage(Memo1->Handle, WM_CUT, 0, 0); // dasselbe Ergebnis erzielt man mit // Memo1->Perform(WM_CUT,0,0); } void __fastcall TForm1::ButtonPasteClick(TObject *Sender) { SendMessage(Memo1->Handle, WM_PASTE, 0, 0); // dasselbe Ergebnis erzielt man mit // Memo1->Perform(WM_PASTE,0,0); } //------ Aufgabe 2 --------------------------------------------------void TForm1::EditNext() { if (RadioButton1->Checked) RadioButton1->Caption="Mit Enter in Edit1/Edit2 nicht weiter"; else RadioButton1->Caption="Mit Enter in Edit1/Edit2 weiter"; if (RadioButton2->Checked) RadioButton2->Caption="Form KeyPreview true"; else RadioButton2->Caption="Form KeyPreview false"; Form1->KeyPreview=RadioButton2->Checked; if (RadioButton3->Checked) { RadioButton3->Caption="Edit1/Edit1->OnKeyPress=Edit1->OnKeyPress"; Edit1->OnKeyPress=Edit1KeyPress; Edit2->OnKeyPress=Edit1KeyPress; } else { RadioButton3->Caption="Edit1/Edit1->OnKeyPress=0"; Edit1->OnKeyPress=0; Edit2->OnKeyPress=0; } } void __fastcall TForm1::FormCreate(TObject *Sender) { RadioButton1->Checked=true; }
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12 Lösungen
void __fastcall TForm1::RadioButton2Click(TObject *Sender) { EditNext(); } void __fastcall TForm1::RadioButton3Click(TObject *Sender) { EditNext(); } void __fastcall TForm1::RadioButton1Click(TObject *Sender) { EditNext(); } void __fastcall TForm1::FormKeyPress(TObject *Sender, char &Key) { if (Key == 13) // falls KeyPreview auf true gesetzt ist Form1->Perform(WM_NEXTDLGCTL,0,0); // dasselbe Ergebnis erzielt man mit // SendMessage(Form1->Handle,WM_NEXTDLGCTL,0,0); } } void __fastcall TForm1::Edit1KeyPress(TObject *Sender, char &Key) { if (Key == 13) Form1->Perform(WM_NEXTDLGCTL,0,0); } #include "KomponU.h" #include "KomponU.cpp" //------- Aufgabe 3: TTabEdit ---------------------------------------void __fastcall TForm1::TabEditClick(TObject *Sender) { static int Left=GroupBox3->Left+TabEdit->Width+10; static int Top=GroupBox3->Top+10; Left=Left+20; Top=Top+20; TTabEdit* te=new TTabEdit(Form1,Form1,Left,Top,60,20); te->Text="TabEdit "+IntToStr(Left); } //------- Aufgabe 4: TFocusColorEdit --------------------------------void __fastcall TForm1::FocusColorEditClick(TObject *Sender) { TFocusColorEdit* fce=new TFocusColorEdit(Form1, GroupBox4->Left+FocusColorEdit->Width+20, GroupBox4->Top+FocusColorEdit->Top, 100, 30); fce->Parent=Form1; } //------- Aufgabe 5: TResizableMemo ---------------------------------void __fastcall TForm1::ResizMemoClick(TObject *Sender) { TResizableMemo* tr=new TResizableMemo(Form1,GroupBox6->Left+ResizMemo->Width+20, GroupBox6->Top+ResizMemo->Top,//+ColBordLabel->Top, 100, 100); tr->Text="Der rechte Rand kann mit der Maustaste verzogen werden"; Aufgaben und Lösungen zu „R. Kaiser: C++ mit dem Borland C++Builder, Springer-Verlag, ISBN 3-540-62994-7“
12.9 Lösungen Kapitel 10
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} //------- Aufgabe 6: TColBorderLabel --------------------------------void __fastcall TForm1::ColBordLabelClick(TObject *Sender) { TColBorderLabel* tc=new TColBorderLabel(Form1,ColBordLabel->Left+ColBordLabel>Width+20, ColBordLabel->Top, 100, 20); tc->BlinkInterval=500; tc->BorderColor=clRed; tc->Color=clYellow; } //------- Aufgabe 7: TRubberShape -----------------------------------void __fastcall TForm1::RubberShapeClick(TObject *Sender) { TRubberShape* tr=new TRubberShape(Form1,RubberShape->Left+RubberShape->Width+20, RubberShape->Top, 150, 150); tr->Canvas->TextOut(0,0,""); }
12.9 Lösungen Kapitel 10
12.9.1 Aufgabe 10.1
// Datei: d:\Loesungen\kap-10\10.1\FktTemplU.cpp
#include "FktTemplU.h" //----- Aufgabe 1. -----------------------------------------------template void vertausche(T& a, T& b) { T h = a; a = b; b = h; } template bool kleiner(T x,T y) { return x | | |
