Nachdem wir nun schon etwas hineingeschnüffelt haben, wie C-Programme aufgebaut sind, machen wr uns nun daran eigene Unterprogramme zu programmieren. Wie schon früher erwähnt wurde ist C modular aufgebaut, d.h. das die meisten Befehle Unterprogramme sind, die sich aus einfacheren aufbauen. Der printf-Befehl ist z.B. ein solches Modul. Das bringt uns natürlich auf die Idee eigene Befehle, also Module zu schreiben. Sehen wir uns einmal ein solches Beispiel für die Modulprogrammierung an.
 

Nach dem Start erscheint eine Abfrage, die wir z.B. mit 5 beantworten.

Danach arbeitet das Programm wie folgt den Rest ab

Den Vorgängen im Einzelnen werden werden wir uns nun zuwenden.
 
 

Prototypen

Bevor der C-Compiler unsere neuen Module benutzen kann, muß er wissen, welche Art von Datentypen von Modul wir benutzen wollen. Dazu schreiben wir sogenannte Prototypen. Das sind Modulköpfe, die nur den Rückgabetyp und den Parametertyp eines Moduls enthalten.
 

Der Rückgabetyp bezeichnet den Variablentyp der Variablen, die das Programm zurückgibt. Der Modulname ist der Name unseres Unterprogrammes. Der Parametertyp gibt an, welche Variablentypen man an das Programm übergibt. Es können mehrere Parametertypen übergeben werden, die werden dann mittels eines Kommas voneinander getrennt.
 

In unserem Beispiel wird ein Integerwert an das Modul frage übergeben und ein Integerwert zurückgegeben. Aufgerufen wird das Programm mit:
 

Der Rückgabewert wird in 'c' gespeichert. Zu beachten ist, das die Variablentypen vom Rückgabewert und der Variable gleich sein müssen, in der der Rückgabewert gespeichert wird.
Was, wenn wir nun keine Werte übergeben wollen und keine zurückkriegen ? Dafür wurde 'void' eingeführt. Damit wird dem Compiler gesagt: Hier wird kein Variablentyp übergeben oder zurückgegeben. Der Aufruf gestaltet sich in unserem Beispiel daher recht einfach:
 

Da das Modul nichts zurückgibt, benötigt man nur den Modulnamen ohne Parameter. Das einzige, was noch stehen bleiben muß, sind die leeren runden Klammern, da ja 'nichts' übergeben wird.
 
 

Aufbau von Modulen und Prototypen

Was sind Prototypen und wozu sind sie überhaupt gut ? Angenommen wir schreiben ein Programm, was eine Menge Module besitzt. Wenn das main-Modul andere Module aufruft und diese hinter ihm stehen, so gibt es mehrere Probleme. Woher soll der Compiler wissen, ob die Aufrufparameter und die Rückgabewerte der aufgerufenen Programme in Ordnung sind ? Damit der Compiler also von vornherein weiß welche Daten erwartet werden, sollte man am Anfang stets die sogennanten Prototypen schreiben, das sind sogenannte Rümpfe der Programme, die den Rückgabewert, den Modulnamen und die Übergabeparameter enthalten.Abgeschlossen werden die Prototypen wie gewohnt mit einem Semikolon. Wie wir lernten sind Module wie folgt aufgebaut:
 

Die Rückgabewerte sind Daten vom Typ Rückgabetyp. Ausnahme ist einzig der Rückgabetyp void, wo wir keinen Wert zurückgeben müssen. Mit den Parametern wird hier gleich eine Variablendeklaration durchgeführt.
 

Den erzeugten Variablen wird der Wert des Übergabeparameters zugewiesen. Wird das Modul mit
 

aufgerufen, so wird im Modul der Variable 'a' der Wert 3 zugewiesen. Innerhalb eines Moduls wird ein Rückgabewert mittels
 

Steht nun ein void als Rückgabetype braucht natürlich kein 'return' stehen. Das ganze funktioniert natürlich auch mit Zeigern. Zu beachten bei den Prototypen ist: Wird ein Zeiger als Rückgabewert benutzt, so wird im Prototyp und im Modulkopf der Stern hinter dem Rückgabewert gesetzt.
 

Mit dem Wissen aus dem letzten Kursteil, der die Zeiger betraf, müßten sie es schaffen das folgende Programm zu verstehen:
 

Nach dem Start wird man zur Eingabe eines Wortes aufgefordert, z.B. Teststring ,danach wird das eingegebene Wort nochmals ausgegeben.

Der Precompiler und wie man Module einbindet

Wie man sich sicherlich denken kann, so kann so ein Programm sehr groß und unübersichtlich werden, wenn man alle Module in einem Code stehen hat. Zusätzlich wird es schwerer, einmal geschriebene Module wiederzuverwenden, da man ja alle Moduleteile erst einmal finden und dann in den anderen Code kopieren müßte. Um diese wiederverwendbarkeit unter C zu gewährleisten, gibt es die Möglichkeiten, die Module in einer externen Datei zu erstellen und dann mittels #include einzubinden. Dieses verfahren haben wir schon an den vorangegangenen Beispielen sehen können, wo sog. Headerdateien, also Dateien mit Definitionen und Prototypen, in das Programm eingebunden werden.

Es gibt hier zwei Konventionen, wie Dateibezeichnungen lauten und was diese Dateien enthalten sollten. Dateien mit der Endung .c enthalten Module oder andere Sourcecodes , Dateien mit der Endung .h enthalten Typendefinitionen, Konstanten und Prototypen. Dateien mit der Endung .h werden oft auch Header-Dateien genannt. Doch was macht nun der Compiler, wenn er eine #include-Anweisung sieht ? An der Stelle wid dann die Eingebundene Datei in den Sourcecode durch den sog. Precompiler oder Preprozessor eingebunden. Im Groben haben wir das schon am Anfang beim prinzipiellen Vorgang des compilierens kurz angeschnitten.

Es gibt hier zwei verschiedene Arten der #include Anweisung, welche Angeben, in welchen Verzeichnissen nach den einzubindenen Files gesucht werden soll.
 

Damit man nicht nicht zweimal identische Module einbindet und somit auch Fehler generiert, gibt es eine zweite sehr nützliche Precompileranweisung, #define. Sie kommt zusammen mit #ifndef , #if , #ifdef, #undef und #endif. Für die Anweisung #define gibt es folgende Möglichkeiten ihn anzuwenden.
 

Um es nochmals klar zu sagen: Vor dem eigentlichen Compilerlauf werden alle Textstelle, die durch #define zu ersetzen sind, im Quellcode selber ersetzt. Wird mittels #define Name eine Variable definiert, so kann man dies mit #ifndef , bzw. #ifdef abfragen Dieses wird in der Regel zur sicheren Moduleinbindung benutzt. Weiterhin, wie wir in unserem Beispiel sehen werden, kann man auch Übergabeparameter angeben, die dann in die Ersetzung eingebunden werden. Im folgenden Beispiel wird also der Parameter A durch den übergebenen String ersetzt. Doch da alle Theorie grau ist, probieren wir uns an folgendem Beispielprogramm. Die Dateinamen der beiden Dateien stehen über den Kästen und sie sollten im selben Verzeichnis liegen.
 
 

Man sollte ein wenig herum herumspielen, um sicher mit den #defines umgehen zu können, da sie einem die Arbeit erleichtern können. Wie man sehen kann, kann auch eine #define -Anweisung  wieder aufgehoben werden. Dies geschieht mittels #undef . Am Beispiel kann man gut erkennen, wie die Definition von Ausgabe aufgehoben und dann neu gesetzt wird. Das kann man auch am nächsten Beispiel erkennen, wo einmal ein bereits erstelltes unterprogramm eingebunden wird und auch eine neudefinition vorgenommen wird..
 
 

Greifen wir doch schon etwas auf das nächste Kapitel vor. Wie wir sehen werden, hat das #if des Precompilers eine große Ähnlichkeit mit der if-Abfrage in C selber. Dort gibt es aber ja noch die Möglichkeit der mittels else Alternativprüfungen durchzutesten. Das geht analog dazu auch mit dem Precompiler. Diese Alternativen können mittels #elif und #else abgefragt, bzw. vorgegeben werden. Wie vorher auch wird jedes #if - Konstrukt mit einem #endif beendet.Einfach folgendes Programm ausprobieren und verschiedene Werte für die ZAHL eingeben.
 
 

Wenn wir die Analogie zwischen dem if-else des Preprozessors und der Sprache C betrachten, können wir sehen, das else if dem #elif entspricht. Das Beispielprogramm schon ausprobiert ? Beim start müßte nun folgendes auf dem Bildschirm stehen.

 
 
 
 

...das Obligatorische

Autor: Sebastian Cyris \ PCD Bascht

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