Absolutbeträge in C berechnen – abs() und fabs()

Einführung

In diesem Lab lernen Sie, wie Sie Ausdrücke mit dem Absolutbetrag in der C-Programmierung auswerten. Das Lab umfasst die folgenden Schritte: Lesen ganzzahliger oder Gleitkommawerte, Verwendung der Funktionen abs() oder fabs(), um den Absolutbetrag zu berechnen, und Ausgeben des Ergebnisses. Sie erhalten praktische Erfahrung mit der Variablendeklaration, Eingabe/Ausgabe-Operationen und der Arbeit mit eingebauten mathematischen Funktionen in C.

Das Lab bietet eine schrittweise Anleitung, um den Prozess der Auswertung von Absolutbetrag-Ausdrücken zu verstehen, ein grundlegendes Konzept in algebraischen Ausdrücken. Am Ende des Labs können Sie C-Programme schreiben, die sowohl ganzzahlige als auch Gleitkomma-Absolutbetrag-Berechnungen verarbeiten können.

Lesen einer Ganzzahl oder Gleitkommazahl

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie Ganzzahlen und Gleitkommazahlen in der C-Programmierung einlesen. Wir zeigen verschiedene Methoden zur Eingabe numerischer Werte und erläutern die Grundlagen der Variablendeklaration und Eingabe.

Deklarieren von Variablen für numerische Eingaben

Erstellen wir zunächst ein C-Programm zum Einlesen von Ganzzahlen und Gleitkommazahlen. Öffnen Sie eine neue Datei namens numeric_input.c im Verzeichnis ~/project:

nano ~/project/numeric_input.c

Geben Sie nun folgenden Code ein:

#include <stdio.h>

int main() {
    int integerValue;
    float floatValue;

    // Lesen einer Ganzzahl
    printf("Geben Sie eine Ganzzahl ein: ");
    scanf("%d", &integerValue);

    // Lesen einer Gleitkommazahl
    printf("Geben Sie einen Gleitkommawert ein: ");
    scanf("%f", &floatValue);

    // Anzeigen der eingegebenen Werte
    printf("Ganzzahlwert: %d\n", integerValue);
    printf("Gleitkommawert: %f\n", floatValue);

    return 0;
}

Lassen Sie uns den Code aufschlüsseln:

int integerValue; deklariert eine Ganzzahlvariable.
float floatValue; deklariert eine Gleitkommavariable.
scanf("%d", &integerValue); liest eine Ganzzahl-Eingabe.
scanf("%f", &floatValue); liest eine Gleitkomma-Eingabe.
%d wird für die Ganzzahl-Formatangabe verwendet.
%f wird für die Gleitkomma-Formatangabe verwendet.

Kompilieren und Ausführen des Programms

Kompilieren Sie das Programm mit gcc:

gcc ~/project/numeric_input.c -o ~/project/numeric_input

Führen Sie das Programm aus:

~/project/numeric_input

Beispielausgabe:

Geben Sie eine Ganzzahl ein: 42
Geben Sie einen Gleitkommawert ein: 3.14
Ganzzahlwert: 42
Gleitkommawert: 3.140000

Verwenden von abs() oder fabs() zur Berechnung des Absolutbetrags

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie in C Absolutbeträge mithilfe der eingebauten Funktionen abs() für Ganzzahlen und fabs() für Gleitkommazahlen berechnen.

Verständnis der Absolutbetragsfunktionen

Erstellen Sie zunächst eine neue Datei namens absolute_value.c im Verzeichnis ~/project:

nano ~/project/absolute_value.c

Geben Sie folgenden Code ein:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

int main() {
    // Absolutbetrag für Ganzzahlen
    int intNumber = -42;
    int intAbsolute = abs(intNumber);

    // Absolutbetrag für Gleitkommazahlen
    float floatNumber = -3.14;
    float floatAbsolute = fabs(floatNumber);

    // Anzeigen der Absolutbeträge
    printf("Ganzzahl: %d, Absolutbetrag: %d\n", intNumber, intAbsolute);
    printf("Gleitkommazahl: %f, Absolutbetrag: %f\n", floatNumber, floatAbsolute);

    return 0;
}

Lassen Sie uns den Code aufschlüsseln:

abs() wird für den Absolutbetrag von Ganzzahlen verwendet (aus <stdlib.h>).
fabs() wird für den Absolutbetrag von Gleitkommazahlen verwendet (aus <math.h>).
Beide Funktionen geben den nicht-negativen Betrag einer Zahl zurück.

Kompilieren und Ausführen des Programms

Kompilieren Sie das Programm mit der Mathematikbibliothek:

gcc ~/project/absolute_value.c -o ~/project/absolute_value -lm

Führen Sie das Programm aus:

~/project/absolute_value

Beispielausgabe:

Ganzzahl: -42, Absolutbetrag: 42
Gleitkommazahl: -3.140000, Absolutbetrag: 3.140000

Umgang mit verschiedenen Zahlentypen

Beachten Sie die unterschiedlichen Header-Dateien und Funktionen für den Absolutbetrag von Ganzzahlen und Gleitkommazahlen:

Für Ganzzahlen: #include <stdlib.h> und abs()
Für Gleitkommazahlen: #include <math.h> und fabs()

Ausgabe des Ergebnisses

In diesem Schritt lernen Sie, wie Sie Ergebnisse von Absolutbeträgen mit verschiedenen Formatierungsoptionen in C formatieren und ausgeben.

Erstellen eines umfassenden Absolutbetrags-Programms

Erstellen Sie eine neue Datei namens absolute_value_print.c im Verzeichnis ~/project:

nano ~/project/absolute_value_print.c

Geben Sie folgenden Code ein:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

int main() {
    // Eingabevariablen
    int intNumber;
    float floatNumber;

    // Eingabeabfrage
    printf("Geben Sie eine Ganzzahl ein: ");
    scanf("%d", &intNumber);

    printf("Geben Sie eine Gleitkommazahl ein: ");
    scanf("%f", &floatNumber);

    // Berechnung der Absolutbeträge
    int intAbsolute = abs(intNumber);
    float floatAbsolute = fabs(floatNumber);

    // Ausgabe der Ergebnisse mit unterschiedlicher Formatierung
    printf("Ursprüngliche Ganzzahl: %d\n", intNumber);
    printf("Absoluter Betrag der Ganzzahl: %d\n", intAbsolute);

    printf("\nUrsprüngliche Gleitkommazahl: %.2f\n", floatNumber);
    printf("Absoluter Betrag der Gleitkommazahl: %.2f\n", floatAbsolute);

    // Wissenschaftliche Notation
    printf("\nAbsoluter Betrag der Gleitkommazahl (wissenschaftlich): %e\n", floatAbsolute);

    return 0;
}

Kompilieren und Ausführen des Programms

Kompilieren Sie das Programm mit der Mathematikbibliothek:

gcc ~/project/absolute_value_print.c -o ~/project/absolute_value_print -lm

Führen Sie das Programm aus:

~/project/absolute_value_print

Beispielausgabe:

Geben Sie eine Ganzzahl ein: -42
Geben Sie eine Gleitkommazahl ein: -3.14
Ursprüngliche Ganzzahl: -42
Absoluter Betrag der Ganzzahl: 42

Ursprüngliche Gleitkommazahl: -3.14
Absoluter Betrag der Gleitkommazahl: 3.14

Absoluter Betrag der Gleitkommazahl (wissenschaftlich): 3.140000e+00

Verständnis der Druckformatierung

Demonstrierte Formatierungsoptionen:

%d für Ganzzahlen
%f für Gleitkommazahlen
%.2f für zwei Dezimalstellen
%e für wissenschaftliche Notation

Zusammenfassung

In diesem Labor lernen Sie, wie Sie Ganzzahlen und Gleitkommazahlen in der C-Programmierung einlesen und den Absolutwert dieser Zahlen mithilfe der eingebauten Funktionen abs() und fabs() berechnen. Zuerst deklarieren Sie Variablen für die ganzzahlige und Gleitkomma-Eingabe und verwenden die Funktion scanf(), um die Werte einzulesen. Anschließend verwenden Sie die Funktion abs() für Ganzzahlen und die Funktion fabs() für Gleitkommazahlen, um den Absolutwert zu berechnen, und geben die Ergebnisse aus.