Labor 4: Arrays, Strings, Funktionen & Algorithmen

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Lernziele

In diesem Labor werden Sie:

Teil 1 - Arrays & Strings: Arrays anlegen und mit for-Schleifen durchlaufen
Teil 1 - Arrays & Strings: den Durchschnitt der Array-Werte berechnen
Teil 1 - Arrays & Strings: mit Strings arbeiten (strlen, strcpy, strcat, strcmp)
Teil 2 - Funktionen: eigene Funktionen mit Rückgabewert und void schreiben
Teil 2 - Funktionen: Parameter nutzen und Arrays an Funktionen übergeben
Teil 3 - Algorithmen: Werte tauschen (Swap)
Teil 3 - Algorithmen: Maximum und Minimum finden
Teil 3 - Algorithmen: die Position des Maximums bestimmen

Wichtige Konzepte

Array-Index: beginnt bei 0 (gültig sind 0 bis n-1)
Strings: enden mit '\0' und brauchen Platz für n+1 Zeichen
scanf("%s", name): hier KEIN & (das Array ist schon eine Adresse)
Strings vergleichen: mit strcmp, NICHT mit ==
Funktionsparameter: sind Kopien (pass-by-value)
Swap: braucht eine temporäre Variable
Maximum/Minimum: erstes Element als Startwert nehmen

Teil 1: Arrays & Strings (ca. 60 Min)

1 Array anlegen & ausgeben

Aufgabenstellung

Legen Sie ein Array mit 5 Noten an und geben Sie alle Werte mit einer for-Schleife aus.

Anforderungen

Array: int noten[5] = {2, 1, 3, 2, 4};
Schleife von 0 bis 4
Geben Sie "Note 1: 2" usw. aus

Beispielausgabe

Note 1: 2
Note 2: 1
Note 3: 3
Note 4: 2
Note 5: 4

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int noten[5] = {2, 1, 3, 2, 4};

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Note %d: %d\n", i + 1, noten[i]);
    }

    return 0;
}

2 Notendurchschnitt berechnen

Aufgabenstellung

Berechnen Sie die Summe und den Durchschnitt der Noten aus dem Array.

Das Akkumulator-Muster

Eine Variable sammelt schrittweise alle Werte auf:

int summe = 0;             // Startwert ist 0
for (i = 0; i < 5; i++) {
    summe += noten[i];     // jedes Element dazu addieren
}
double schnitt = (double)summe / 5;  // (double) fuer Nachkommastellen!

Ohne (double) wuerde C eine Ganzzahl-Division machen und die Nachkommastellen verlieren.

Anforderungen

Gleiches Array: {2, 1, 3, 2, 4}
Bilden Sie die Summe
Berechnen Sie den Durchschnitt als double mit %.2f

Beispielausgabe

Summe: 12
Durchschnitt: 2.40

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int noten[5] = {2, 1, 3, 2, 4};
    int summe = 0;

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        summe += noten[i];
    }

    double schnitt = (double)summe / 5;

    printf("Summe: %d\n", summe);
    printf("Durchschnitt: %.2f\n", schnitt);

    return 0;
}

3 Begrüßung mit Strings

Aufgabenstellung

Lesen Sie einen Namen ein und bauen Sie damit eine Begrüßung zusammen.

Strings sind char-Arrays

Ein String ist ein char-Array, das mit '\0' endet.
scanf("%s", name) liest ein Wort ein - ohne &!
strcat(ziel, quelle) haengt Strings aneinander (braucht #include <string.h>).

Anforderungen

Starten Sie mit char gruss[50] = "Hallo, ";
Lesen Sie einen Namen ein
Haengen Sie den Namen mit strcat an
Haengen Sie "!" an
Geben Sie das Ergebnis mit %s aus

Beispielausgabe (Eingabe Anna)

Wie heisst du? Anna
Hallo, Anna!

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char gruss[50] = "Hallo, ";
    char name[30];

    printf("Wie heisst du? ");
    scanf("%s", name);

    strcat(gruss, name);
    strcat(gruss, "!");

    printf("%s\n", gruss);

    return 0;
}

4 String-Länge & Vergleich

Aufgabenstellung

Bestimmen Sie die Länge zweier Wörter und prüfen Sie, ob sie gleich sind.

strlen und strcmp

strlen(s) gibt die Länge eines Strings zurück (ohne das '\0').
strcmp(a, b) vergleicht den Inhalt: Rückgabe 0 bedeutet gleich.
Verwenden Sie NIEMALS == zum Vergleichen von Strings!

Anforderungen

Zwei Wörter, z.B. "Apfel" und "Birne"
Geben Sie die Länge beider Wörter mit strlen aus
Prüfen Sie mit strcmp, ob sie gleich sind

Beispielausgabe

Laenge wort1: 5
Laenge wort2: 5
Die Woerter sind verschieden.

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char wort1[20] = "Apfel";
    char wort2[20] = "Birne";

    printf("Laenge wort1: %d\n", (int)strlen(wort1));
    printf("Laenge wort2: %d\n", (int)strlen(wort2));

    if (strcmp(wort1, wort2) == 0) {
        printf("Die Woerter sind gleich.\n");
    } else {
        printf("Die Woerter sind verschieden.\n");
    }

    return 0;
}

Teil 2: Funktionen (ca. 60 Min)

5 Funktion mit Rückgabewert

Aufgabenstellung

Schreiben Sie eine Funktion quadrat, die das Quadrat einer Zahl zurückgibt.

Aufbau einer Funktion

Eine Funktion besteht aus Rückgabetyp, Name, Parametern und Rumpf.

int quadrat(int x);   // Prototyp: steht UEBER main

// ... main ...

int quadrat(int x) {  // Definition: steht UNTER main
    return x * x;
}

Anforderungen

Schreiben Sie int quadrat(int x)
Rufen Sie die Funktion in main in einer Schleife 1..5 auf

Beispielausgabe

hoch 2 = 1
hoch 2 = 4
hoch 2 = 9
hoch 2 = 16
hoch 2 = 25

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int quadrat(int x);

int main() {
    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        printf("%d hoch 2 = %d\n", i, quadrat(i));
    }
    return 0;
}

int quadrat(int x) {
    return x * x;
}

6 void-Funktion mit Parameter

Aufgabenstellung

Schreiben Sie eine void-Funktion, die ein Dreieck aus Sternen druckt.

void-Funktionen

Eine void-Funktion gibt nichts zurück, sie tut etwas (z.B. ausgeben).
Parameter steuern das Verhalten - hier die Höhe des Dreiecks.

Anforderungen

Schreiben Sie void drucke_dreieck(int hoehe) mit verschachtelten Schleifen
Rufen Sie die Funktion in main mit hoehe = 4 auf

Beispielausgabe

*
* *
* * *
* * * * 

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

void drucke_dreieck(int hoehe);

int main() {
    drucke_dreieck(4);
    return 0;
}

void drucke_dreieck(int hoehe) {
    for (int i = 1; i <= hoehe; i++) {
        for (int j = 0; j < i; j++) {
            printf("* ");
        }
        printf("\n");
    }
}

7 Array an Funktion übergeben

Aufgabenstellung

Übergeben Sie ein Array an Funktionen, die es ausgeben und seine Summe berechnen.

Arrays als Parameter

Ein Array übergibt man als int arr[] zusammen mit der Größe n.
Die Funktion kann das Array durchlaufen und z.B. die Summe zurückgeben.

Anforderungen

Schreiben Sie void zeige_array(int arr[], int n)
Schreiben Sie int summe_array(int arr[], int n)
Nutzen Sie beide Funktionen in main

Beispielausgabe

10 20 30 40 50
Summe: 150

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

void zeige_array(int arr[], int n);
int summe_array(int arr[], int n);

int main() {
    int zahlen[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    zeige_array(zahlen, 5);
    int s = summe_array(zahlen, 5);
    printf("Summe: %d\n", s);

    return 0;
}

void zeige_array(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int summe_array(int arr[], int n) {
    int summe = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        summe += arr[i];
    }
    return summe;
}

Teil 3: Algorithmen — Tauschen & Extremwerte (ca. 60 Min)

8 Werte tauschen (Swap)

Aufgabenstellung

Schreiben Sie ein Programm, das die Werte zweier int-Variablen tauscht.

Der Swap-Algorithmus

Um zwei Werte zu tauschen, brauchen wir eine temporäre Variable:

// FALSCH (Wert geht verloren!):
a = b;    // a wird ueberschrieben!
b = a;    // beide haben jetzt den gleichen Wert

// RICHTIG (mit temp):
temp = a;  // Schritt 1: a zwischenspeichern
a = b;     // Schritt 2: b nach a
b = temp;  // Schritt 3: alten a-Wert nach b

Anforderungen

Deklarieren Sie a = 5 und b = 10
Geben Sie die Werte vor dem Tausch aus
Tauschen Sie die Werte mit einer temporären Variable
Geben Sie die Werte nach dem Tausch aus

Beispielausgabe

Vor dem Tausch: a = 5, b = 10
Nach dem Tausch: a = 10, b = 5

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5;
    int b = 10;

    printf("Vor dem Tausch: a = %d, b = %d\n", a, b);

    int temp = a;  // Schritt 1: a speichern
    a = b;          // Schritt 2: b nach a
    b = temp;       // Schritt 3: altes a nach b

    printf("Nach dem Tausch: a = %d, b = %d\n", a, b);

    return 0;
}

9 Array-Elemente tauschen

Aufgabenstellung

Erstellen Sie ein Array mit 5 Zahlen und tauschen Sie das erste und letzte Element.

Anforderungen

Array: {10, 20, 30, 40, 50}
Geben Sie das Array vor dem Tausch aus
Tauschen Sie zahlen[0] und zahlen[4]
Geben Sie das Array nach dem Tausch aus

Beispielausgabe

Vorher: 10 20 30 40 50
Nachher: 50 20 30 40 10 

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int zahlen[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    printf("Vorher: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", zahlen[i]);
    }
    printf("\n");

    int temp = zahlen[0];
    zahlen[0] = zahlen[4];
    zahlen[4] = temp;

    printf("Nachher: ");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", zahlen[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

10 Maximum & Minimum finden

Aufgabenstellung

Finden Sie das Maximum und das Minimum in einem Array - in EINEM Durchlauf.

Maximum und Minimum gleichzeitig

Das erste Element ist der Startwert für max UND min.
Ab i = 1 vergleichen wir jedes Element mit beiden.
So findet man beide Werte in einem einzigen Durchlauf.

Anforderungen

Array: {34, 78, 12, 89, 45, 23}
Finden Sie Maximum und Minimum in einer Schleife

Beispielausgabe

Maximum: 89
Minimum: 12

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int zahlen[6] = {34, 78, 12, 89, 45, 23};
    int max = zahlen[0];
    int min = zahlen[0];

    for (int i = 1; i < 6; i++) {
        if (zahlen[i] > max) {
            max = zahlen[i];
        }
        if (zahlen[i] < min) {
            min = zahlen[i];
        }
    }

    printf("Maximum: %d\n", max);
    printf("Minimum: %d\n", min);

    return 0;
}

11 Position des Maximums + switch/case

Aufgabenstellung

Finden Sie die Position der schlechtesten (größten) Note und geben Sie mit switch/case den passenden Notentext aus.

Index merken & switch/case

Statt des Wertes merkt man sich den Index (maxPos).
Mit switch/case kann man je nach Wert verschiedene Texte ausgeben.
Jedes case braucht ein break!

Anforderungen

Noten: {3, 1, 4, 2, 5}
Finden Sie die Position der größten Note
Geben Sie mit switch/case den Notentext aus

Beispielausgabe

Schlechteste Note: 5 an Position 4
mangelhaft

Musterlösung Falsches Passwort!

#include <stdio.h>

int main() {
    int noten[5] = {3, 1, 4, 2, 5};
    int maxPos = 0;

    for (int i = 1; i < 5; i++) {
        if (noten[i] > noten[maxPos]) {
            maxPos = i;
        }
    }

    printf("Schlechteste Note: %d an Position %d\n", noten[maxPos], maxPos);

    switch (noten[maxPos]) {
        case 1: printf("sehr gut\n"); break;
        case 2: printf("gut\n"); break;
        case 3: printf("befriedigend\n"); break;
        case 4: printf("ausreichend\n"); break;
        case 5: printf("mangelhaft\n"); break;
        default: printf("ungueltige Note\n");
    }

    return 0;
}

Zusammenfassung: Die wichtigsten Muster

Muster	Kernidee	Beispiel
Array-Durchlauf	jedes Element besuchen	for i=0..n-1 / arr[i]
Durchschnitt	Summe durch Anzahl	summe += arr[i]; (double)summe/n
String-Länge	Zeichen zählen (ohne '\0')	strlen(s)
String-Vergleich	Inhalt vergleichen	strcmp(a, b) == 0
Funktion mit Rückgabe	liefert ein Ergebnis	return wert;
void-Funktion	tut etwas, kein return	void f(...) { ... }
Array an Funktion	Array + Größe übergeben	int arr[], int n
Swap	tauschen über Zwischenspeicher	temp=a; a=b; b=temp;
Maximum	größten Wert finden	start arr[0]; if arr[i]>max
Minimum	kleinsten Wert finden	start arr[0]; if arr[i]
Position	Index statt Wert merken	maxPos = i;

🔑 Passwörter für die Musterlösungen

Die Passwörter stehen unten — frei zugänglich. Bitte fair spielen: erst selbst probieren, dann mit der Musterlösung vergleichen. Eine Lösung, die ihr nur abgeschrieben habt, hilft euch in der Klausur nicht.

Aufgabe	Thema	Passwort
Aufgabe 1	Array anlegen & ausgeben	`arr101`
Aufgabe 2	Notendurchschnitt berechnen	`avg202`
Aufgabe 3	Begrüßung mit Strings	`str303`
Aufgabe 4	String-Länge & Vergleich	`cmp404`
Aufgabe 5	Funktion mit Rückgabewert	`fkt505`
Aufgabe 6	void-Funktion mit Parameter	`dreieck606`
Aufgabe 7	Array an Funktion übergeben	`arrfn707`
Aufgabe 8	Werte tauschen (Swap)	`swap808`
Aufgabe 9	Array-Elemente tauschen	`swap909`
Aufgabe 10	Maximum & Minimum finden	`minmax10`
Aufgabe 11	Position des Maximums + switch/case	`maxpos11`