Vektor (#67)

* nun std::vector<int> statt int *

* datei heis nun wie es sollte vector.cpp

* variablen name `einarray` -> `einvector`

* bindet nun korreckte Quelldatei (vector.cpp) ein

* vergessenes leerzeichen eingefügt

* nun auch .size() und zuweisung über [Index]

* alles zu von array zu std::vector geändert

* datei namen von arrays zu vektoren geändert um inhalt wieder zu spiegeln

* datei namen änderungen bedacht

* tictactoe verwendet nun vector (und hat ein #pragma once)

* nun mit vector

* sätze verbessert

* übersehene Array zu Vektor geändert

Author: friedz

Makefile

@@ -43,7 +43,7 @@ dir: files/*
 	@cp files/fizzbuzz.cpp   vorkurs/lektion12/. > /dev/null
 	@cp files/funktion.cpp   vorkurs/lektion13/. > /dev/null
 	@cp files/namespaces.cpp vorkurs/lektion14/. > /dev/null
-	@cp files/array.cpp      vorkurs/lektion15/. > /dev/null
+	@cp files/vector.cpp     vorkurs/lektion15/. > /dev/null
 	@cp files/warnings.cpp   vorkurs/lektion16/. > /dev/null
 	@cp files/warnprim.cpp   vorkurs/lektion16/. > /dev/null
 	@cp files//zaehlen.cpp   vorkurs/lektion16/. > /dev/null

basics/arrays.tex

@@ -24,7 +24,7 @@ \chapter*{Die Basics}
 \input{basics/style}
 \input{basics/funktionen}
 \input{basics/stdbib}
-\input{basics/arrays}
+\input{basics/vektoren}
 \input{basics/warning}
 \input{basics/tictactoe1}
 \input{basics/linker}

basics/intro.tex

@@ -1,14 +1,13 @@
 \lesson{Tic Tac Toe - Teil 1}
 
-Nachdem wir jetzt lange dröge und unspannende -- und zum Teil einfach
-un\emph{sinnige} -- Lektionen und Beispiele hatten, wollen wir uns als Ende von
+Nachdem wir jetzt lange dröge und unspannende Lektionen und Beispiele hatten, wollen wir uns als Ende von
 Kapitel 1 einer ein wenig spannenderen Aufgabe widmen -- wir wollen ein
 einfaches Spiel programmieren. Wir haben dazu Tic Tac Toe ausgewählt, da es
 relativ überschaubare Spiellogik besitzt. Ein- und Ausgabe, werden wir über die
 Konsole machen.
 
 In \texttt{vorkurs/lektion17} findet ihr eine Datei \texttt{tictactoe.o}. Diese
-könnt ihr nicht in eurem Editor öffnen - sie enthält von uns bereitgestellte,
+könnt ihr nicht in eurem Editor öffnen -- sie enthält von uns bereitgestellte,
 bereits vorkompilierte Funktionen, die ihr nutzen könnt, um einen Anfang zu
 haben. Wir werden sie später Stück für Stück ersetzen.
 
@@ -26,75 +25,58 @@
 
 \texttt{tictactoe.o} definiert euch insgesamt folgende Funktionen:
 \begin{description}
-    \item[frage\_feld\_nummer]
-        Nimmt ein Array von \texttt{int}s der Länge 9 entgegen und gibt einen
-        \texttt{int} zurück.
+	\item[frage\_feld\_nummer]
+		Nimmt einen Vektor mit 9 \texttt{int}s entgegen und gibt einen \texttt{int} zurück.
 
-        Gibt auf der Konsole eine Frage nach der Feldnummer aus
-        (durchnummeriert von 0 bis 8), liest eine Feldnummer von der Nutzerin
-        ein und gibt diese zurück. Die Funktion stellt sicher, dass die
-        Feldnummer zwischen 0 und 8 liegt und dass das Feld noch nicht besetzt
-        ist (sonst wird noch einmal nachgefragt).
-    \item[gebe\_feld\_aus]
-        Nimmt ein Array von \texttt{int}s der Länge 9 entgegen und hat als
-        Rückgabetyp \texttt{void} (was für „keine Rückgabe“ steht).
+		Gibt auf der Konsole eine Frage nach der Feldnummer aus (durchnummeriert von 0 bis 8), liest eine Feldnummer von der Nutzerin ein und gibt diese zurück.
+		Die Funktion stellt sicher, dass die Feldnummer zwischen 0 und 8 liegt und dass das Feld noch nicht besetzt ist (sonst wird noch einmal nachgefragt).
+	\item[gebe\_feld\_aus]
+		Nimmt einen Vektor mit 9 \texttt{int}s entgegen und hat als Rückgabetyp \texttt{void} (was für „keine Rückgabe“ steht).
 
-        Gibt das gegebene Feld auf der Konsole aus. Dabei werden die 9 Felder
-        von oben links nach unten rechts von 0 beginnend durchnummeriert. Das
-        9-elementige Array stellt also das Feld dar. Eine 0 in einem
-        Arrayelement bedeutet, dass das Feld leer ist, eine 1 bedeutet, dass
-        sich dort ein Kreuz befindet und eine 2 bedeutet, dass sich ein O dort
-        befindet. Andere Werte werden mit einem \texttt{?} dargestellt.
-    \item[gewinnerin]
-        Nimmt ein Array von \texttt{int}s der Länge 9 entgegen und hat als
-        Rückgabetyp \texttt{int}.
+		Gibt das gegebene Feld auf der Konsole aus. Dabei werden die 9 Felder von oben links nach unten rechts von 0 beginnend durchnummeriert.
+		Der 9-elementige Vektor stellt also das Feld dar.
+		Eine 0 in einem Vektorelement bedeutet, dass das Feld leer ist, eine 1 bedeutet, dass sich dort ein \textbf{X} befindet und eine 2 bedeutet, dass sich ein \textbf{O} dort befindet.
+		Andere Werte werden mit einem \textbf{?} dargestellt.
+	\item[gewinnerin]
+		Nimmt einen Vektor mit 9 \texttt{int}s entgegen und hat als Rückgabetyp \texttt{int}.
 
-        Prüft, ob in diesem Zustand des Feldes bereits eine der Spielerinnen
-        gewonnen hat. Die Funktion gibt 0 zurück, wenn noch niemand gewonnen
-        hat, 1, wenn die Spielerin X gewonnen hat und 2, wenn die Spielerin O
-        gewonnen hat. Sollte das Spiel unentschieden ausgegangen sein, wird
-        eine 3 zurück gegeben.
+		Prüft, ob in diesem Zustand des Feldes bereits eine der Spielerinnen gewonnen hat.
+		Die Funktion gibt 0 zurück, wenn noch niemand gewonnen hat, 1, wenn die Spielerin \textbf{X} gewonnen hat und 2, wenn die Spielerin \textbf{O} gewonnen hat.
+		Sollte das Spiel unentschieden ausgegangen sein, wird eine 3 zurück gegeben.
 \end{description}
 
-Der zweite Teil, den ihr zur Benutzung der Funktionen braucht ist das Linken
-(was genau das bedeutet, wird später noch erklärt). Dies ist fürs Erste sehr
-einfach: Ihr gebt einfach dem \texttt{g++} Befehl zusätzlich zu eurer
-\texttt{.cpp} Datei noch \texttt{tictactoe.o} als zusätzliche Inputdatei an.
+Der zweite Teil, den ihr zur Benutzung der Funktionen braucht ist das Linken (was genau das bedeutet, wird später noch erklärt).
+Dies ist fürs Erste sehr einfach: Ihr gebt einfach dem \texttt{g++} Befehl zusätzlich zu eurer \texttt{.cpp} Datei noch \texttt{tictactoe.o} als zusätzliche Inputdatei an.
 
 \inputcpp{tictactoe.cpp}
 
 \textbf{Praxis:}
 \begin{enumerate}
-    \item Ergänzt \texttt{tictactoe.cpp} um Deklarationen für die anderen
-        beschriebenen Funktionen aus \texttt{tictactoe.o}. Ein Array als
-        Parameter könnt ihr in genau der gleichen Notation angeben, wie ihr es
-        euch in einer Funktion als Variable definieren würdet.
-    \item Das Grundgerüst eines Spiels ist die \emph{input-update-display}-loop.
-        Dies ist eine Endlosschleife, in der zunächst der \emph{input} der
-        Spielerin abgefragt wird. Anschließend wird der interne Spielzustand
-        aktualisiert (\emph{update}). Zuletzt wird der neue Spielzustand
-        angezeigt (\emph{display}). Der anfängliche Spielzustand wird vor
-        dieser loop hergestellt (\emph{setup}).
+	\item
+		Ergänzt \texttt{tictactoe.cpp} um Deklarationen für die anderen beschriebenen Funktionen aus \texttt{tictactoe.o}.
+		Einen Vektor als Parameter könnt ihr in genau der gleichen Notation angeben, wie ihr es euch in einer Funktion als Variable definieren würdet.
+	\item
+		Das Grundgerüst eines Spiels ist die \emph{input-update-display}-loop.
+    Dies ist eine Endlosschleife, in der zunächst der \emph{input} der Spielerin abgefragt wird.
+		Anschließend wird der interne Spielzustand aktualisiert (\emph{update}).
+		Zuletzt wird der neue Spielzustand angezeigt (\emph{display}).
+		Der anfängliche Spielzustand wird vor dieser loop hergestellt (\emph{setup}).
 
-        \texttt{tictactoe.cpp} zeigt dieses Grundgerüst. Ergänzt den input- und
-        den display-Teil mithilfe der gegebenen Funktionen. Ergänzt auch den
-        setup-Teil; ihr braucht für den Spielzustand einerseits das Array,
-        welches das Spielfeld fassen soll, andererseits eine Variable für die
-        Spielerin, die gerade am Zug ist und eine Variable, die das im
-        aktuellen Zug eingegebene Feld speichert. Vergesst auch nicht, dass ihr
-        das Feld zu Beginn mit 0en vollschreiben müsst, um es zu
-        initialisieren.
-    \item Nun müssen wir noch den Update-Teil ergänzen. Hier solltet ihr in das
-        von der aktuellen Spielerin gewählte Feld mit deren Nummer füllen,
-        testen, ob jemand gewonnen hat und wenn ja, die Siegerin ausgeben und
-        euer Programm beenden (denkt daran, dass das Spiel auch unentschieden
-        ausgehen kann). Sonst sollte die aktuelle Spielerin gewechselt werden.
+		\texttt{tictactoe.cpp} zeigt dieses Grundgerüst.
+		Ergänzt den input- und den display-Teil mithilfe der gegebenen Funktionen.
+		Ergänzt auch den setup-Teil; ihr braucht für den Spielzustand einerseits den Vektor, welcher das Spielfeld fassen soll, andererseits eine Variable für die Spielerin, die gerade am Zug ist und eine Variable, die das im aktuellen Zug eingegebene Feld speichert.
+		Vergesst auch nicht, dass ihr das Feld zu Beginn 9 0en enhalten muss.
+	\item
+		Nun müssen wir noch den Update-Teil ergänzen.
+		Hier solltet ihr in das von der aktuellen Spielerin gewählte Feld mit deren Nummer füllen, testen, ob jemand gewonnen hat und wenn ja, die Siegerin ausgeben und euer Programm beenden (denkt daran, dass das Spiel auch unentschieden ausgehen kann).
+		Sonst sollte die aktuelle Spielerin gewechselt werden.
 \end{enumerate}
 
 \textbf{Spiel:}
 \begin{enumerate}
-    \item Okay, das ist nun wirklich nicht schwierig zu erraten oder? Wenn ihr
-        dem obigen Rezept gefolgt seid, habt ihr jetzt ein funktionierendes
-        Tic-Tac-Toe Spiel. Und ihr habt eine Sitznachbarin. Zählt eins und eins
-        zusammen.
+	\item
+		Okay, das ist nun wirklich nicht schwierig zu erraten oder?
+		Wenn ihr dem obigen Rezept gefolgt seid, habt ihr jetzt ein funktionierendes Tic-Tac-Toe Spiel.
+		Und ihr habt eine Sitznachbarin.
+		Zählt eins und eins zusammen.
 \end{enumerate}

basics/tictactoe1.tex

@@ -0,0 +1,65 @@
+\lesson{Vektor}
+
+Als nächstes wichtiges Konzept in \Cpp werden wir uns \emph{Vektoren} anschauen.
+Vektoren sind eine Möglichkeit, mehrere Elemente des gleichen Typs zusammen zu fassen.
+Statt also einer Stelle im Speicher, an der ein \texttt{int} liegt, habt ihr einen ganzen Speicherbereich, in dem 100 (oder eine beliebige andere Anzahl an) \texttt{int}s liegen.
+
+Die Elemente in einem Vektor sind durchnummeriert, man nennt die Nummer eines Vektorelements seinen \emph{Index}.
+Das erste Element hat den Index 0, das zweite den Index 1 und das 100te hat den Index 99 -- Vorsicht also, der höchste Index in einem Vektor mit 100 Elementen ist 99, nicht 100!
+Um einen Vektor zu definieren, schreibt ihr:
+\begin{center}
+\cppinline{std::vector<}\emph{Datentyp}\cppinline{> einvektor;}
+\end{center}
+um den Datentypen schreibt ihr also noch \cppinline{std::vector<}\dots\cppinline{>}.
+Um ein Element am Ende einzufügen gibt es
+\begin{center}
+\cppinline{einvektor.push_back(}\emph{Element}\cppinline{);}
+\end{center}
+und auf ein bestimmtes Vektorelement zugreifen könnt ihr indem ihr seinen Index in eckigen Klammern hinter den Namen schreibt.
+\begin{center}
+\cppinline{einvektor[}\emph{Index}\cppinline{]}
+\end{center}
+Wenn ihr die Größe eines Vektors wissen wollt könnt ihr
+\begin{center}
+\cppinline{einvektor.size()}
+\end{center}
+verwenden.
+
+Folgendes Programm macht hoffentlich die Syntax klar:
+
+\inputcpp{vector.cpp}
+
+Es gibt einige Dinge, zu beachten, wenn ihr mit Vektoren arbeitet.
+Das wichtigste ist oben schon genannt -- lasst euch nicht davon verwirren, dass Indizes bei 0 anfangen.
+Aus Versehen über das Array hinaus zu schreiben oder zu lesen ist ein so häufiger Fehler, dass er seinen eigenen Namen bekommen hat: \emph{Off-by-one} error.
+Wichtig ist, dass der Compiler diesen Zugriff nicht verhindern wird!
+Das ist von daher eine sehr fiese Sache, als dass dieser Fehler auch beim Ausführen nicht immer Probleme machen wird -- aber manchmal lässt er auch euer Programm spontan abstürzen in einem so genannten \emph{segmentation fault}.
+
+\textbf{Praxis:}
+Wir wollen die Seite \url{http://www.ich-kann-mich-nicht-entscheiden.de/} nachmachen und eine Entscheidungshilfe programmieren, die aus mehreren von der Nutzerin gegebenen Möglichkeiten eine per Zufall auswählt.
+
+\begin{enumerate}
+	\item
+		Schreibt zunächst ein Programm, welches einen Vektor aus 10 Strings erstellt und die Nutzerin 10 mal nach einer Antwortmöglichkeit fragt und die gegebenen Antworten nacheinander in das Array schreibt.
+	\item
+		Fügt nun die Möglichkeit zu, weniger Antworten anzugeben.
+		Dazu könnt ihr zum Beispiel zuerst fragen, wie viele Antwortmöglichkeiten es geben soll und dann so oft fragen.
+	\item
+		Ihr könnt dann (so wie in dem Programm oben) eine Zufallszahl erzeugen.
+		Um sicher zu gehen, dass sie nicht zu groß wird, könnt ihr den Rest bei Teilung durch Anzahl der eingegebenen Antworten nehmen (sind z.B. 7 Antworten angegeben und die Zufallszahl ist 25778, so wäre der resultierende Index \texttt{25778 \% 7 == 4}).
+		Gebt dann die Antwortmöglichkeit aus, die dem zufallsgeneriertem Index entspricht.
+\end{enumerate}
+
+Sollte euer Programm einmal nicht korrekt kompilieren, denkt daran die Fehlermeldung sorgfältig zu lesen, damit sie euch Aufschluss über die Fehlerursache gibt.
+Sollte euer Programm zwar kompilieren, sich dann aber komisch verhalten, denkt daran, den debugger zu benutzen und es Schritt für Schritt durchzugehen, um die Fehlerquelle zu finden. Solltet ihr trotz alledem nicht weiter kommen, oder nicht wissen, was von euch erwartet wird, fragt einen
+von uns.
+
+\textbf{Spiel:}
+\begin{enumerate}
+	\item
+		Schreibt ein Progamm, welches einen Vektor mit einer beliebigen Anzahl an Elementen befüllt und dann auf einen Index weit über der tatsächlichen Größe schreibt.
+		Was beobachtet ihr?\footnote{Es wird natürlich Quark sein was dabei rauskommt, es geht hier haupsächlich darum das ihr seht was für einen Fehler das gibt}
+	\item
+		Implementiert das \emph{Sieb des Eratosthenes}\footnote{\url{https://de.wikipedia.org/wiki/Sieb_des_Eratosthenes}}, wenn ihr noch nicht ausgelastet seid.
+		Denkt daran, es initial zu befüllen und denkt euch eine clevere Möglichkeit aus, das „Streichen“ zu realisieren.
+\end{enumerate}

basics/vektoren.tex

@@ -1,6 +1,7 @@
 #include <iostream>
+#include <vector>
 
-extern int frage_feld_nummer(int feld[9]);
+extern int frage_feld_nummer(std::vector<int> feld);
 // Fügt hier die anderen Funktionen ein
 
 int main() {

files/array.cpp

@@ -1,6 +1,8 @@
+#pragma once
 #include <iostream>
+#include <vector>
 
-int frage_feld_nummer(int feld[9]) {
+int frage_feld_nummer(std::vector<int> feld) {
     int in = -1;
     while (true) {
         std::cout << "Gib ein Feld ein (0-8): ";

files/tictactoe.cpp

@@ -1,5 +1,7 @@
+#pragma once
 #include <iostream>
 #include <string>
+#include <vector>
 
 static std::string fts(int feld) {
     switch (feld) {
@@ -14,7 +16,7 @@ static std::string fts(int feld) {
     }
 }
 
-void gebe_feld_aus(int feld[9]) {
+void gebe_feld_aus(std::vector<int> feld) {
     std::cout << "   |   |   " << std::endl;
     std::cout << " " << fts(feld[0]) << " | " << fts(feld[1]) << " | " << fts(feld[2]) << " " << std::endl;
     std::cout << "   |   |   " << std::endl;