Informatik 1 - Mitschriften von Klaas Ole KÃ¼rtz

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3 Abstraktion mit Daten 3.1 Einführung Bisher im Prinzip nur numerische Daten, nun auch komplexere Daten, also z.B. zusammengesetzte Daten; Abstraktion mit • Prozeduren: interne Berechnung unsichtbar • Daten: interne Darstellung unwichtig Abstrakte Daten: • Anwender: kennt die innere Sturktur nicht, benutzt nur festgelegte Operationen • Implementierer: wählt eine beliebige (passende) Struktur und stellt die Operationen (Schnittstelle) bereit Vorteile dieser Methode: • interne Implementierung leicht austauschbar (Effizienz) • mehr Modularität • bessere Verständlichkeit der Programme Zentrales Element ist die Schnittstelle: • Selektoren: Extraktion von Teilinformationen • Konstruktoren: Konstruktion komplexer Daten • Operatoren: Verknüpfung dieser Daten Beispiel: Rationale Zahlen • definiert durch ganzzahlige Zähler und Nenner • Konstruktor: (konstr-rat z n) • Selektoren: (zaehler r), (nenner r) etc. • arithmetische Operationen: 20
(define (+rat x y) (konstr-rat (+ (* (zaehler x) (nenner y)) (* (zaehler y) (nenner x))) (* (nenner x) (nenner y)))) (define (*rat x y) (konstr-rat (* (zaehler x) (zaehler y)) (* (nenner x) (nenner y)))) Darstellung der rationalen Zahlen als Paar von zwei Zahlen: • Konstruktor: (cons x y) (liefert im Prinzip (x|y)) • Selektoren: (car p) liefert erstes Element, (cdr p) liefert zweites Element Genaue Implementierung unwichtig, wichtig sind nur Eigenschaften (Gesetze): 1 (car (cons x y)) = x (cdr (cons x y)) = y Idee der Datenabstraktion: spezifiziere nur die Eigenschaften der Daten, Beispiel: Implementierung rationaler Zahlen (define (konstr-rat x y) (cons x y)) (define (zaehler r) (car r)) (define (nenner r) (cdr r)) (define (display-rat r) (display (zaehler r)) (display "/") (display (nenner r)) (newline)) (define (konstr-rat-gekuerzt x y) (let ((g (ggt x y)) (cons (/ x g) (/ y g))))) Konstruktionsmethode: Schichtenentwurf von Programmen • Unterste Schicht: Elementare Objekte der Programmiersprache • Oberste Schicht: Anwendungsobjekte • wichtig: kein „Durchgreifen“durch Schichten, sondern Schnittstellen benutzen (Abstraktionsbarrieren) 1 „Objekte sind auch nur Prozeduren, die Nachrichten verstehen!“ 21
Seite 1 und 2: Informatik 1 ((lambda () (begin (di
Seite 3 und 4: 3.2.3 Beispiel: Symbolisches Differ
Seite 5 und 6: 1 Grundbegriffe 1.1 Grundbegriffe
Seite 7 und 8: • Präfix-Notation: ( ) Vorteile
Seite 9 und 10: 2.2 Programmauswertung mit dem Subs
Seite 11 und 12: • üblich: Position ≈ Folge nat
Seite 13 und 14: 2. Auswertung in Normalordnung: ers
Seite 15 und 16: • top-down- bzw. -bottom-up-Entwu
Seite 17 und 18: (fak-iter 2 3 4) (fak-iter 6 4 4) (
Seite 19 und 20: Zeit: O(n), Speicher O(1) • schne
Seite 21 und 22: 2.5.4 Prozeduren höherer Ordnung B
Seite 23: (define (suche f a b) (let ((x (mit
Seite 27 und 28: • einer Signatur Σ (Operationen
Seite 29 und 30: (cdr ’(a b c)) (b c) Notwendig wi
Seite 31 und 32: (else (list ’+ a1 a2)))) (define
Seite 33 und 34: 1. x = W urzel(m): fertig 2. x < W
Seite 35 und 36: • Codierung: Beschrift Söhne imm
Seite 37 und 38: (define (kontr-rechteck x y) (cons
Seite 39 und 40: (define (real-teil obj) (op-ausfueh
Seite 41 und 42: (if (eq? tq (typ arg2)) (let ((proz
Seite 43 und 44: • Änderungen in op-ausfuehren-2:
Seite 45 und 46: • Variable in jedem Term gleich,
Seite 47 und 48: Bisherige Lösung: globale, veränd
Seite 49 und 50: kann (+ 20 20) oder (+ 20 130) lief
Seite 51 und 52: Ein Cesaro-Test mit zufall-aktuell
Seite 53 und 54: Beispiel: - Werte a aus bezüglich
Seite 55 und 56: Umgebungsmodell erklärt Effekt lok
Seite 57 und 58: (define (cons x y) (define (set-x!
Seite 59 und 60: Kopf Assoziationsliste ✲ ✲
Seite 61 und 62: • Komplexerer Schaltungen: z.B. H
Seite 63 und 64: ∗ (hinzufuegen-plan! zeit vorgang
Seite 65 und 66: • Falls Konnektor Wert erhält: W
Seite 67 und 68: • Wert: Aktueller Wert oder ()
Seite 69 und 70: Nebenläufigkeitskontrolle führt z
Seite 71 und 72: Operationen auf Strömen: • cons-
Seite 73 und 74: (abb-fib (gen-intervall 1 n))))) Na
Seite 75 und 76:
(define (klausur-qualif studenten-s
Seite 77 und 78:
(define (primzahl-summe-paare n) (c
Seite 79 und 80:
(kopf (cons-strom a b)) = (car (con
Seite 81 und 82:
4.5.7 Datenströme unendlicher Län
Seite 83 und 84:
(else (cons-strom (+ (kopf s1) (kop
Seite 85 und 86:
- Letzte Änderung nur notwendig we
Seite 87 und 88:
• kein fester Wert für die Anzah
Seite 89 und 90:
• wähle je nach Problem passende
Seite 91 und 92:
die zweite Zeile liefert einen erro
Seite 93 und 94:
• Spezielle Anweisungen zur Behan
Seite 95 und 96:
• Zugriff auf einzelne Elemente d
Seite 97 und 98:
- protected: nur in der Klasse, Unt
Seite 99 und 100:
5.6 Schnittstellen und Pakete • A
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