55
Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási alapismeretek V 1.0 ÓE-NIK, 2011 1 Algoritmizálási alapismeretek Algoritmus végrehajtása a számítógépen Adattípusok Típuskonverziók

Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 1

Algoritmizálási alapismeretekAlgoritmus végrehajtása a számítógépenAdattípusokTípuskonverziók

Page 2: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Hallgatói Tájékoztató

A jelen bemutatóban található adatok, tudnivalók ésinformációk a számonkérendő anyag vázlatát képezik.Ismeretük szükséges, de nem elégséges feltétele asikeres zárthelyinek, illetve vizsgának.

V 1.0

Sikeres zárthelyihez, illetve vizsgához a jelen bemutatótartalmán felül a kötelező irodalomként megjelöltanyag, a gyakorlatokon szóban, illetve a táblán átadotttudnivalók ismerete, valamint a gyakorlatokonmegoldott példák és az otthoni feldolgozás céljábólkiadott feladatok önálló megoldásának képessége isszükséges.

ÓE-NIK, 2011 2

Page 3: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 3

Algoritmizálási alapismeretekAlgoritmus végrehajtása a számítógépenAdattípusokTípuskonverziók

Page 4: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Az algoritmus

• Fogalma: Jól definiált utasítások véges sorozata

• Algoritmus készítésének lépései:

▪ A folyamatot elemi lépésekre bontjuk

▪ Figyelembe vesszük az összes felmerülő lehetőséget

▪ Ügyelünk, hogy az algoritmus véges sok lépésben véget érjen

V 1.0

érjen

ÓE-NIK, 2011 4

Page 5: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Algoritmusleíró módszerek

• BlokkdiagramTeendők és kérdések összekötése nyilakkal

• StruktogramTeendők és kérdések strukturáltan kötött, mindig téglalap alakú képi reprezentációja

V 1.0

téglalap alakú képi reprezentációja

• Szöveges leírás (pszeudokód)Teendők és kérdések kötött kifejezésekkel történő szöveges leírása

ÓE-NIK, 2011 5

Page 6: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

BlokkdiagramSzekvencia (utasítássorozat)

utasítás1

V 1.0

utasítás2

utasítás3

6ÓE-NIK, 2011

Page 7: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

BlokkdiagramSzelekció (elágazás)

feltételi n

V 1.0

utasítás1 utasítás2

7ÓE-NIK, 2011

Page 8: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Blokk-diagramIteráció (elöltesztelős ciklus)

Nincs külön jelölés a ciklusra. Elágazással lehet megvalósítani.

V 1.0

utasítás(ok)

feltételi n

8ÓE-NIK, 2011

Page 9: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

BlokkdiagramIteráció (hátultesztelős ciklus)

V 1.0

utasítás(ok)

feltételi n

9ÓE-NIK, 2011

Page 10: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Példa – Rablóbanda

Feladat:Egy rablóbanda az erdőben les gazdag áldozataira. A gazdasági fellendülés következtében megnőtt az

V 1.0

következtében megnőtt az erdei úton közlekedő, kincsekkel megrakott konvojok száma, ezért szükségessé vált a bandát új taggal bővíteni.Az új tagnak el kell magyarázni a rablás folyamatát.

10ÓE-NIK, 2011

Page 11: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Rablók I.

Lesés

ni

Leshelyre ki

Bunkót kézbe

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 11

Jön karaván?n

Kirablás

Kocsma

Haza

iÉs ha nem volt a karavánnál

pénz?

Page 12: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Rablók II.

Leshelyre ki

Lesés

ni

Bunkót kézbe

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 12

Jön karaván?

i

n

Kirablás

Elég a pénz?n

Kocsma

Haza

i És ha nem is jött

karaván?

Page 13: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Rablók III.

Leshelyre ki

Lesés

ni

Este van?n i

Bunkót kézbe

V 1.0

Jön karaván?

i

n

Kirablás

Elég a pénz?n

Kocsma

Haza

i Ez már jó, de kusza.

13ÓE-NIK, 2011

Page 14: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Problémák a blokkdiagrammal

• Nyilak és vonalak kesze-kusza rendszere

• Teljesen ad-hoc elrendezésű, két ugyanolyan algoritmus leírása a rajzoló kénye-kedve szerint akár teljesen más elrendezésű is lehet

���� Struktogram: kötött struktúra, nincsenek nyilak, csak

V 1.0

���� Struktogram: kötött struktúra, nincsenek nyilak, csak egymásba foglalt téglalapok

ÓE-NIK, 2011 14

Page 15: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

StruktogramSzekvencia (utasítássorozat)

utasítás1utasítás1

V 1.0

utasítás1

utasítás2

utasítás3

utasítás1utasítás2utasítás3

vagy

15ÓE-NIK, 2011

Page 16: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

StruktogramSzelekció (elágazás)

feltétel

utasítás2 utasítás3

i n

V 1.0

utasítás2 utasítás3

feltétel

utasítás2

i n

vagy

16ÓE-NIK, 2011

Page 17: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

StruktogramIteráció (ciklus)

feltétel

utasítás(ok)

V 1.0

utasítás(ok)

vagy

feltétel

utasítás(ok)

17ÓE-NIK, 2011

Page 18: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Rablók IV.

Lesés

nn

Bunkót kézbeLeshelyre ki

Amíg nincs este és nem elég a pénz

Jön a karaván?n

Lesés

V 1.0

kirablás

Haza

Jön a karaván?i n

Kirablás Várakozás

KocsmaHaza

Van elég pénz?i n

18ÓE-NIK, 2011

Page 19: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Másodfokú egyenlet

a ≠ 0 ?i n

ax2 + bx + c = 0

Készítsen algoritmust a másodfokú egyenlet megoldására.

V 1.0

i nb2 ≥ 4ac ?

i n

Nincsvalósgyök

2a4acbb

x2

1,2

−±−=

b2 > 4ac ?i n

2ab

x −=

b ≠ 0 ?i n

Ellent-mondás

bc

x −=Azonos-

ság

c ≠ 0 ?i n

19ÓE-NIK, 2011

Page 20: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Problémák a struktogrammal

• Nehezen módosítható, cserélhető

• Az elkészítése és az értelmezése olykor nehézkes

���� Pszeudokód: kötött kifejezések használatával az algoritmus szöveges leírása

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 20

Page 21: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Szöveges leírás I.

Szekvencia Az utasítás végén „;” Az utasításokat kapcsoszárójelekkel fogjuk össze:{ ez legyen;

az legyen; }

V 1.0

Elágaztatás

az legyen; }

Ha (feltétel) { ez legyen; }

egyébként { az legyen; }

Az „egyébként” ág nem kötelező

21ÓE-NIK, 2011

Page 22: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Szöveges leírás II.

Ciklus 1. amíg (feltétel)amíg (feltétel)amíg (feltétel)amíg (feltétel){{{{ ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek; }}}}

V 1.0

Ciklus 2. tedd {tedd {tedd {tedd { ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek; }}}}amíg (feltétel)amíg (feltétel)amíg (feltétel)amíg (feltétel)

22ÓE-NIK, 2011

Page 23: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Szöveges leírás III.

Szekvencia Az utasítás végén „;” Az utasításokat kapcsoszárójelekkel fogjuk össze:{{{{ ez legyen; ez legyen; ez legyen; ez legyen;

az legyen;az legyen;az legyen;az legyen; }}}}

V 1.0

Elágaztatás

az legyen;az legyen;az legyen;az legyen; }}}}

ifififif (feltétel) {(feltétel) {(feltétel) {(feltétel) { ez legyen;ez legyen;ez legyen;ez legyen; } } } } elseelseelseelse {{{{ az legyen;az legyen;az legyen;az legyen; }}}}

Az „else” ág nem kötelező

23ÓE-NIK, 2011

Page 24: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Szöveges leírás IV.

Ciklus 1. whilewhilewhilewhile (feltétel)(feltétel)(feltétel)(feltétel){{{{ ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek; }}}}

V 1.0

Ciklus 2. dodododo {{{{ ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek;ezek ismétlődjenek; }}}}whilewhilewhilewhile (feltétel)(feltétel)(feltétel)(feltétel)

24ÓE-NIK, 2011

Page 25: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 25

Algoritmizálási alapismeretekAlgoritmus végrehajtása a számítógépenAdattípusokTípuskonverziók

Page 26: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Számítógépes műveletvégzés

• Cél: annak modellezése, hogy az egyszerű adatokat hogyan tárolja, és a műveleteket hogyan végzi el a számítógép (részletesebben: Architektúrák I.)

• Használt elemek:

– OPT (Operatív tár: memória, cache, regisztertér is lehetne. Ez mindegy, a lényeg: byteszervezésű tár)

V 1.0

lehetne. Ez mindegy, a lényeg: byteszervezésű tár)

– ALU (Arithmetical and Logical Unit: Aritmetikai és Logikai Egység; a műveletvégző egység. 2 bemeneten tud valamilyen műveletet végezni, 1 kimenet)

– CU (Control Unit: Vezérlőegység)

– Most NEM használjuk a „CPU” elnevezést, mert abban lenne más is (buszok, regiszterek, több fajta cache, etc.)

ÓE-NIK, 2011 26

Page 27: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Az ALU sematikus működése1

2 22

3

4 15

5

6

7

8 CU

Adat/utasításVezérlés

1. LOAD 22. LOAD 43. ADD4. STORE 10

1

2

3

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 27

8

9

10

11

12

13

14

15

ALUCU

OPT

+

437

Page 28: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Problémák a közvetlen memóriacímekkel

• Ha így működne, egy nagyobb program megírása szinte lehetetlen komplexitású lenne (a jelenlegi számítógépek címtere óriási)

• Fogalmunk sincs, hogy az operációs rendszer pontosan hova helyezi el a programunkat (több program fut egyszerre)

V 1.0

• Neumann-elv: „Az adatok és az utasítások a közös operatív tárban vannak” ���� ugyanolyan bináris reprezentációban! Nehéz lenne karban tartani, hogy hol van adat, és hol van utasítás

���� Megoldás: a programok csak változókat használnak, a változók konkrét memóriacíme nem érdekes

ÓE-NIK, 2011 28

Page 29: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Problémák a változókkal

• A fenti példában a memória byteszervezésű: 1 rekesz = 1 byte, a tárolás bitekben történik

• Ha számot akarunk tárolni, akkor 8 bit csak a 0..255 intervallumban elég. Mi van, ha nagyobb számokat akarunk tárolni?

• Mi van, ha nem számot akarunk tárolni, hanem

V 1.0

• Mi van, ha nem számot akarunk tárolni, hanem szöveget?

• Mi van, ha nem szöveget akarunk tárolni, hanem egy képet vagy más bináris adatot?

���� A változók bevezetése önmagában nem elég. Tudnunk kell, hogy a változó által kijelölt területen MENNYI adat van, és azt HOGYAN kell értelmezni ���� típusok

ÓE-NIK, 2011 29

Page 30: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 30

Algoritmizálási alapismeretekAlgoritmus végrehajtása a számítógépenAdattípusokTípuskonverziók

Page 31: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Parancsok, adatok

• A számítógép minden adatot és utasítást bináris formában tárol a memóriában

• A tárolt bináris adat jelentése értelmezésfüggő• Az adatokat változókban tároljuk• A változó deklarációja határozza meg a tárolt adat

méretét és értelmezését (típusát)

V 1.0 31ÓE-NIK, 2011

Page 32: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Egyszerű adattípusok

• MINDENT binárisan tárolunk, az összes adattípus mérete a byte többszöröse

• Számok• Egész• Valós (lebegőpontos)

V 1.0

• Valós (lebegőpontos)

• Karakterek, karaktersorozatok (string-ek)• Logikai értékek

32ÓE-NIK, 2011

Page 33: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Egész (fixpontos) számok

• Két fő kérdés: tárolási méret, előjelesség ���� a kettőtől függ az ábrázolás értelmezési tartománya

• Relatív kicsi ábrázolási tartomány, de teljes pontosság

• Előjeles ábrázolási mód: kettes komplemens, részletesebben: Informatika Elméleti Alapjai

V 1.0 33ÓE-NIK, 2011

Bitek száma Előjeltelen Előjeles

8 byte sbyte

16 ushort short

32 uint int

64 ulong long

Page 34: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Egész (fixpontos) számok

Név Leírás Értéktartomány

sbytesbytesbytesbyte 8 bites előjeles egész -128 : 127

bytebytebytebyte 8 bites előjel nélküli egész 0 : 255

shortshortshortshort 16 bites előjeles egész -32 768 : 32 767

ushortushortushortushort 16 bites előjel nélküli egész 0 : 65535

intintintint 32 bites előjeles egész -2 147 483 648 : 2 147 483 647

V 1.0 34ÓE-NIK, 2011

uintuintuintuint 32 bites előjel nélküli egész 0 : 4 294 967 295

longlonglonglong 64 bites előjeles egész -9 223 372 036 854 775 808 :9 223 372 036 854 775 807

ulongulongulongulong 64 bites előjel nélküli egész 0 : 18 446 744 073 709 551 615

Page 35: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Műveletvégzés egész változókkal1

2

3

4

5

6

7

8

C# Szintaxis:típusnév változónév = kezdőérték;

A változó fizikai helye a programozó számára többnyire ismeretlen – de igazából nem is érdekes

22A

15B

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 35

8

9

10

11

12

13

14

15OPT

byte a=22;byte b=15;byte c=a+b;

Ez már akár C# nyelven írt kódrészlet is lehetne!

érdekes

37C

Page 36: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Műveletvégzés egész változókkal1

2

3

4

5

6

7

8

Hogyan tárolunk byte-szervezésű tárban nem egy byte-os változókat?

A konkrét tárolási mód eltérhet (MSB first / LSB first), részletesebben: IEA

22A

15B

0

0

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 36

8

9

10

11

12

13

14

15OPT

ushort a=22;ushort b=15;ushort c=a+b;

A típusdefiníció magával vonja az adat méretét és értelmezési módját

37C

0

Page 37: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Egész számok speciális értékei

• MinValue

– Az ábrázolható legkisebb szám

– byte.MinValue, int.MinValue, etc…

• MaxValue

– Az ábrázolható legnagyobb szám

– short.MaxValue, long.MaxValue, etc…

V 1.0

– short.MaxValue, long.MaxValue, etc…

• Túlcsordulás (a „változó++” növeli a változó értékét)

– byte a=255; a++; ���� a változó értéke 0 lesz

– sbyte b=-128; b--; ���� a változó értéke 127 lesz

37ÓE-NIK, 2011

Page 38: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Valós (lebegőpontos) számok

• Normalizált szám formájában tároljuk (előjel, mantissza, karakterisztika, pontos módszer: IEA)

• Nagy számtartomány, de nem pontos• A számábrázolás formájából adódóan nem csak

km 2∗±

V 1.0

• A számábrázolás formájából adódóan nem csak abszolút értékben túl nagy, de nullához túlságosan közeli számokat sem tud ábrázolni

• A karakterisztika mérete az ábrázolható számtartomány méretét, a mantissza mérete a pontosságot határozza meg

38ÓE-NIK, 2011

Page 39: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Valós (lebegőpontos) számok

Név Leírás Értékes jegy Értéktartomány

floatfloatfloatfloat 32 bites lebegőpontos 7 ±1,5*10-45 : ±3,4*1038

doubledoubledoubledouble 64 bites lebegőpontos 15 ±5,0*10-324 : ±1,7*10308

decimaldecimaldecimaldecimal 128 bites nagypontosságú

28 ±1,0*10-28 : ±7,9*1028

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 39

Méret Előjel Kitevő Törtrész Eltolás

Egyszeres IEEE-754 szabványpontosság

32 bit 1 bit 8 bit 23 bit 127

Kétszeres pontosság 64 bit 1 bit 11 bit 52 bit 1023

Page 40: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Nullával való osztás

• Egész számtípus használatakor futás idejű hibát dob:

int a = 5;

int b = 0;

int c = a / b;

• Valós számtípus használatakor hibátlan:

V 1.0

• Valós számtípus használatakor hibátlan:

float x = 5;

float y = 0;

float z = x / y;

• Valós számtípus esetén az eredmény lehet: végtelen (pozitív illetve negatív), illetve „Nem szám”

ÓE-NIK, 2011 40

Page 41: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Valós számok speciális értékei

• 0

– Külön +0 és -0 ábrázolható, de ezek egyenértékűek

• ±∞

– A végtelen elfogadott, bizonyos műveletekhez használható érték

– PozitívSzám/0 ���� + ∞, NegaWvSzám/0 ���� - ∞

V 1.0

– PozitívSzám/0 ���� + ∞, NegaWvSzám/0 ���� - ∞

– float.PositiveInfinity , double.NegativeInfinity –decimal nincs!

• Nem szám

– 0/0, illetve ∞/∞ eredménye

– float.NaN , double.NaN – decimal nincs!

41ÓE-NIK, 2011

Page 42: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Valós számok speciális értékei

• Epsilon

– A legkisebb ábrázolható pozitív szám

– float.Epsilon , double.Epsilon – decimal nincs!

• Kezdőérték megadása

– Kódban tizedesPONT használandó: double pi=3.14;

– Minden így megadott érték típusa double!

V 1.0

– Minden így megadott érték típusa double!

• Jelzőkarakterek kezdőérték megadásánál

– float pi=3.14f;

– decimal pi=3.14M

42ÓE-NIK, 2011

Page 43: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Karakterek

• Egy karakter tárolása ugyanúgy binárisan történik ����kell lennie egy szabálynak, hogy melyik kód melyik karakternek felel meg

• ASCII: kezdetben 7 bites. 0-31: vezérlő karakterek; 32-127: angol ABC kis- és nagybetűi, számok, írásjelek

• 8 bites ASCII: 128-255: rajzoló karakterek, speciális

V 1.0

• 8 bites ASCII: 128-255: rajzoló karakterek, speciális karakterek (ä, ç), nyugat-európának megfelel

– Hiányzó karakterek: ő, Ő, ű, Ű (csak ô, û)– Nincs elég hely: japán, kínai, szír, etc…– Alternatíva: kódlapok (cp437, cp850/852, cp1250)– Kódlapok szabványosítása (ISO8859-1, -2, -15)– Probléma: készítés kódlapja �������� feldolgozás

kódlapja43ÓE-NIK, 2011

Page 44: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Karakterek

• Alternatíva: felejtsük el az 1 byte = 1 karakter szabályt

– Probléma: akkor hogyan állapítjuk meg egy karakterlánc hosszát? Eddig egyszerű volt, de ezután… ���� mindent újra kell írni... ����

• UNICODE kódolás, UTF-8, UTF-16, UTF-32 kódlapok

– UTF-8: Az angol ABC betűinek kódolása ugyanaz, a

V 1.0

– UTF-8: Az angol ABC betűinek kódolása ugyanaz, a többi karakternek egyedi kódja van, 2-4 byte / karakter

– UTF-16: 2 vagy 4 byte / karakter

– AZ UTF-16 A C# NYELV ÉS A .NET KERETRENDSZER BELSŐ KÓDOLÁSA (a file-ok kódolása UTF-8)

– Minden karakteres típus, minden szövegkezelő függvény ez alapján működik ����☺☺☺☺ÓE-NIK, 2011 44

Page 45: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Karakterek, karakterláncok

• Karakter: char (megadás: aposztróffal)

– char karakter=‘ű’;

• Karakterlánc: string (megadás: idézőjellel)

– string karakterlanc="Árvíztűrő Tükörfúrógép";

• Speciális karakterek is megadhatóak (@ jellel kikapcsolható):

V 1.0

kikapcsolható):

ÓE-NIK, 2011 45

Jelölés Karakter

\0 Null karakter

\a Sípszó

\b Visszatörlés

\f Lapdobás

\n Soremelés

\r Kocsi vissza

\t Vízszintes tabulátor

Jelölés Karakter

\v Függőleges tabulátor

\x.... Hexadecimális kód

\u.... Unicode karakter

\U.... Unicode karakter

\' Aposztróf

\" Idézőjel

\\ Backslash

Page 46: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Logikai típus

• Teljesítmény-okokból általában nem 1 biten ábrázoljuk, részletesebben lásd IEA

• Logikai műveletek:

Név Leírás Értéktartomány

boolboolboolbool Logikai adattípus truetruetruetrue vagy falsefalsefalsefalse(igaz vagy hamis)

V 1.0

• Logikai műveletek:

ÓE-NIK, 2011 46

A B A ∧∧∧∧ B A ∨∨∨∨ B A ⊕⊕⊕⊕ B ¬¬¬¬(A)

H H H H H I

H I H I I I

I H H I I H

I I I I H H

Page 47: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Változók deklarálása és használata

int int int int j = j = j = j = ----10101010;;;;

int int int int x = 10, y = 20x = 10, y = 20x = 10, y = 20x = 10, y = 20;;;;

double double double double pi = 3.14159;pi = 3.14159;pi = 3.14159;pi = 3.14159;

const intconst intconst intconst int száz = 100;száz = 100;száz = 100;száz = 100;

charcharcharchar d = d = d = d = 'x''x''x''x'; ; ; ;

charcharcharchar UnicodePélda = UnicodePélda = UnicodePélda = UnicodePélda = ''''\\\\u0170'u0170'u0170'u0170';;;; // "Ű" karakter// "Ű" karakter// "Ű" karakter// "Ű" karakter

Fontos szabály: azonos névvel egy változót nem lehet kétszer deklarálni!

A közvetlenül beírt értékek más neve: literál

V 1.0

charcharcharchar UnicodePélda = UnicodePélda = UnicodePélda = UnicodePélda = ''''\\\\u0170'u0170'u0170'u0170';;;; // "Ű" karakter// "Ű" karakter// "Ű" karakter// "Ű" karakter

stringstringstringstring jegy = jegy = jegy = jegy = "jeles""jeles""jeles""jeles";;;;

stringstringstringstring ElérésiÚt = ElérésiÚt = ElérésiÚt = ElérésiÚt = "C:"C:"C:"C:\\\\\\\\Program FilesProgram FilesProgram FilesProgram Files\\\\\\\\"""";;;;

stringstringstringstring ElérésiÚt2 = ElérésiÚt2 = ElérésiÚt2 = ElérésiÚt2 = @"C:@"C:@"C:@"C:\\\\Program FilesProgram FilesProgram FilesProgram Files\\\\"""";;;;

stringstringstringstring vers = vers = vers = vers = @"Hová merült el@"Hová merült el@"Hová merült el@"Hová merült elszép szemed világa"szép szemed világa"szép szemed világa"szép szemed világa";;;;

boolboolboolbool igaz = true;igaz = true;igaz = true;igaz = true;ÓE-NIK, 2011 47

Page 48: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Speciális literálok

• Egész literál:

– Típusuk: int, uint, long, vagy ulong (ebben a sorrendben) attól függően, hogy melyik típusban fér el a megadott érték

– Az egész literál típusa is módosítható a literál mögé írt betűkkel:

V 1.0

írt betűkkel:

• U : uint, vagy ulong (pl.: 255U)

• L : long vagy ulong (pl.: -356L)

• UL : ulong (pl.: 222UL)

– Megadható hexadecimálisan: 0xFF

• Valós literál, tudományos megadás: 1.23456E-2

Page 49: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 49

Algoritmizálási alapismeretekAlgoritmus végrehajtása a számítógépenAdattípusokTípuskonverziók

Page 50: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Típuskonverziók

• A számtípusok közötti konverzió mikéntje attól függ, hogy történik –e értékvesztés a konverzió során

• Egyszerű értékadás használható, amennyiben biztos, hogy nincs értékvesztés:

byte a=5; long c=5; float f=3.2f;

int b=a; float d=c; double g=f;

V 1.0

int b=a; float d=c; double g=f;

• Amennyiben értékvesztés történhet, akkor mindenképp

jelezni kell a konverziót, ez az ún. típuskényszerítés,

„kasztolás” (typecasting):

int a=999; double d=3.14; int i1=-1;

byte b=(byte)a; int c=(int)d; uint i2=(uint)i1;

ÓE-NIK, 2011 50

Page 51: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Típuskonverziók

• A stringgé történő konverzió a C# nyelven MINDEN változónál ugyanúgy történik:

byte b=250; float f=3.14f;

string s1=b.ToString(); string s2=f.ToString();

• Stringből számmá tudunk konvertálni:

string s="123"; string s2="123,456";

byte b=byte.Parse(s); float f=float.Parse(s2);

V 1.0

byte b=byte.Parse(s); float f=float.Parse(s2);

• Typecasting esetén (ebben a félévben számok között):célváltozó = (céltípus)forrásváltozó;

• Stringgé konvertálásnál:célváltozó = forrásváltozó.ToString();

• Stringből konvertálásnál:célváltozó=céltípus.Parse(stringváltozó);

ÓE-NIK, 2011 51

Page 52: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Objektumorientált ProgramozásI.

�Algoritmizálási alapismeretek

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 52

�Algoritmizálási alapismeretek�Algoritmus végrehajtása a számítógépen�Adattípusok�Típuskonverziók

Page 53: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

Irodalom, feladatok

• Kotsis-Légrádi-Nagy-Szénási: Többnyelvű programozástechnika, PANEM, Budapest, 2007

• Faraz Rasheed: C# School, Synchron Data, 2006http://www.programmersheaven.com/2/CSharpBook

• Reiter István: C# jegyzet, DevPortal, 2010, http://devportal.hu/content/CSharpjegyzet.aspx

V 1.0

http://devportal.hu/content/CSharpjegyzet.aspx

53ÓE-NIK, 2011

Page 54: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

V 1.0 ÓE-NIK, 2011 54

Page 55: Objektumorientált Programozás I. - Óbudai Egyetemusers.nik.uni-obuda.hu/nagygabi/anyagok/OOP01_AlgoTypes.pdf · 2011-10-20 · Objektumorientált Programozás I. Algoritmizálási

55ÓE-NIK, 2011