Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- faecher:nwt:arduino:lernbaustein2:funktionen2:start [11.02.2025 20:16] – [Lokale und globale Variablen] sbel
+++ faecher:nwt:arduino:lernbaustein2:funktionen2:start [11.02.2025 21:07] (aktuell) – sbel
@@ Zeile 138: / Zeile 138: @@
 ----
 {{:aufgabe.png?nolink  |}}
-=== (A1) ===
+=== (A4) ===
+  * Erkläre, warum sich das Programm so verhält.
+  * Übernehme die Änderungen in deinen Sketch und teste.
+  * Ändere den Wert von ''start'' im Setup auf 3.
+  * Kommentiere die beiden Variablendeklarationen am Beginn des Sketsches aus und teste, was jetzt passiert.
+<callout type="info">
+Variablen, die am Beginn eines Arduino Sketches deklariert werden, sind **global** gültig: Man kann in allen Funktionen auf sie zugreifen.
+Allerdings kann man sie auch überall verändern. Bei längeren Programmen ist es darum oft nicht immer einfach zu wissen, was für einen Wert eine globale Variable gerade hat.
+Man sollte die Verwendung von globalen Variablen darum auf wenige Zwecke einschränken, z.B. um den PINs des Arduino "sprechende Namen" zu geben.
+</callout>
+Man kann den Sketch wie folgt abändern, um lokale Variablen zu erhalten:
+<code c>
+void setup() {
+  delay(1000);
+  Serial.begin(9600);
+  delay(1000);
+  Serial.println("--- Programmstart -------");
+  quadratzahlen();
+  Serial.println("--- Zwischenmeldung -----");
+  quadratzahlen();
+  Serial.println("--- Programmende --------");
+}
+void quadratzahlen() {
+// Lokale Variablen
+int start=1;
+int ende=5;
+  Serial.print("- Start: quadratzahlen - ");
+  for(int i=start; i<ende; i++) {
+    int q=i*i;
+    Serial.print(q);
+    Serial.print(" ");
+  }
+  Serial.println("- Ende: quadratzahlen -");
+  return; //Optional, weil kein Wert zurückgegeben wird.
+}
+</code>
+<callout type="info">
+Variablen, die innerhalb eines Codeblocks mit geschweiften Klammern deklariert werden, gelten nur **lokal** innerhalb dieses Klammerblocks. Außerhalb des Klammerblocks kann nicht auf sie zugegriffen werden.
+  * Parameter einer Funktion sind immer lokale Variablen in der betreffenden Funktion.
+  * Laufvariablen von for-Schleifen sind lokal innerhalb des Schleifenblocks
+</callout>
+----
+{{:aufgabe.png?nolink  |}}
+=== (A5) ===
+Ändere deinen Sketch so ab, dass lokale Variablen verwendet werden. Versuche die Variable ''start'' im Setup-Block auf den Wert 3 zu setzen.
+==== Was ist, wenn es globale und lokale Variablen mit gleichem Namen gibt? ====
+Betrachte den folgenden Sketch:
+<code c>
+int start=2;
+void setup() {
+  delay(1000);
+  Serial.begin(9600);
+  delay(1000);
+  Serial.println("--- Programmstart -------");
+  quadratzahlen();
+  Serial.println("--- Zwischenmeldung -----");
+  quadratzahlen();
+  Serial.println("--- Programmende --------");
+}
+void quadratzahlen() {
+// Lokale Variablen
+int start=1;
+int ende=5;
+  Serial.print("- Start: quadratzahlen - ");
+  for(int i=start; i<ende; i++) {
+    int q=i*i;
+    Serial.print(q);
+    Serial.print(" ");
+  }
+  Serial.println("- Ende: quadratzahlen -");
+  return; //Optional, weil kein Wert zurückgegeben wird.
+}
+</code>
+Hier gibt es sowohl eine globale als auch eine lokale Variable mit dem Namen ''start''. Welche wird jetzt in der for-Schleife verwendet?
+----
+{{:aufgabe.png?nolink  |}}
+=== (A6) ===
+  * Teste den Sketch. Welche Variable wird in der for-Schleife verwendet?
+  * Gib den Wert von ''start'' irgendwo im setup mit einem Serial.printl Befehl aus - welcher Wert wird hier ausgegeben?
+===== Funktionen mit Rückgabewert =====
+Funktionen können, wenn sie zu der Stelle zurückkehren, an der sie aufgerufen wurden auch noch Ergebnisse zurückgeben.
+{{ :faecher:nwt:arduino:lernbaustein2:funktionen2:fkt-signatur3.png |}}
+{{ :faecher:nwt:arduino:lernbaustein2:funktionen2:fkt-rw.drawio.png |}}
+<code c>
+void setup() {
+  delay(1000);
+  Serial.begin(9600);
+  delay(1000);
+  Serial.println("--- Programmstart -------");
+  double n = nullstelle(-2,4);
+  Serial.print("Nullstelle bei x=");
+  Serial.println(n);
+  Serial.println("--- Programmende --------");
+}
+double nullstelle(double steigung, double yachsabsch) {
+  double nullst = -1 * yachsabsch / steigung;
+  return nullst;
+}
+void loop() {
+// Leer - der Loop hat hier keine Funktion
+}
+</code>
+----
+{{:aufgabe.png?nolink  |}}
+=== (A7) ===
+   * Was berechnet der abgebildete Sketch? Teste mit verschiedenen Parameterwerten.
+   * Erweitere den Aufruf der Funktion im Setup so, dass alle Nullstellen aller Geraden mit Steigungen zwischen -2.0 und -1.0 mit der Schrittweite 0.1 berechnet werden: {{ :faecher:nwt:arduino:lernbaustein2:funktionen2:bildschirmfoto_20250211_205809.png |}}
+++++ Hilfestellung 1: For Schleife mit 0.1er Schritten |
+Die for-Schleife sieht hier z.B. so aus:
+<code c>
+for (double i = -2; i <= -0.99; i = i + 0.1) {
+    // Rechnen und ausgeben
+  }
+</code>
+++++
+++++ Lösungsvorschlag |
+<code c>
+ for (double i = -2; i <= -0.99; i = i + 0.1) {
+    double n = nullstelle(i, 4);
+    Serial.print("Steigung m=");
+    Serial.print(i);
+    Serial.print(" Nullstelle bei x=");
+    Serial.println(n);
+  }
+</code>
+++++