\mnb150ÿ{\rtf1\ansi\deff0\deftab720{\fonttbl{\f0\fswiss MS Sans Serif;}{\f1\froman\fcharset2 Symbol;}{\f2\fswiss\fprq2 System;}{\f3\fswiss\fprq2 Arial;}{\f4\fmodern\fprq1 Courier New;}{\f5\fswiss\fprq2 Helvetica;}}
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\deflang1031\pard\ri4\plain\f4\fs20\cf0\b ________________________________________________________________________________
\par
\par \plain\f4\fs20\cf0 Inhalt....: Elementare Datenstrukturen in MuPAD - Arrays
\par Kategorie.: Handwerkskasten
\par Mathematik: Programmierung
\par MuPAD.....: 3.0.0
\par Datum.....: 2002-02-06
\par Autoren...: Kai Gehrs
\par Funktionen: array, nops, op
\par \plain\f4\fs20\cf0\b ________________________________________________________________________________
\par \plain\f3\fs36\cf0\b
\par \plain\f3\fs40\cf0\b Elementare Datenstrukturen in MuPAD:
\par Arrays
\par \plain\f3\fs24\cf2
\par Arrays sind nicht nur f\'fcr den Bereich der Informatik wichtige Datenstrukturen. Aus diesem
\par Grunde wollen wir Arrays auch als n\'fctzliche Datenstruktur in MuPAD kennenlernen. \plain\f3\fs28\cf0
\par
\par \plain\f3\fs28 Wir definieren einen Array A mit Hilfe des Befehls \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28\cf0 . Zun\'e4chst wollen
\par wir nur eindimensionale Arrays betrachten (zu zweidimensionalen Arrays
\par kommen wir weiter unten). Dabei erh\'e4lt \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28\cf0 stets \plain\f3\fs28\cf2 mindestens ein
\par Argument und nach Bedarf auch zwei Argumente\plain\f3\fs28\cf0 :
\par
\par \plain\f3\fs28\cf3 1. Argument:\plain\f3\fs28 Eine \plain\f3\fs28\cf2 Sequenz ganzer Zahlen unterster_Index..oberster_Index\plain\f3\fs28 ,
\par die die Indizierung und die Gr\'f6\'dfe des Arrays festlegt
\par
\par \plain\f3\fs28\cf3 2. Argument:\plain\f3\fs28 Eine \plain\f3\fs28\cf2 Liste mit den Elementen\plain\f3\fs28 , mit denen der Array
\par initialisiert werden soll. Dieses Argument ist optional
\par und mu\'df nicht zwingend mit angegeben werden.
\par
\par \plain\f3\fs28\cf1 R\'fcckgabewert\plain\f3\fs28 der Funktion \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28 ist ein \plain\f3\fs28\cf1 Array der festgelegten
\par Gr\'f6\'dfe\plain\f3\fs28 und \plain\f3\fs28\cf0 evtl.\plain\f3\fs28 mit den bereits angegebenen Elementen.
\par
\par Wir definieren einen Array A mit 4 Pl\'e4tzen, die wir mit 1 bis 4
\par indizieren:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A:= array(1..4)\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Wie wir sehen, sind die einzelnen Zellen des Arrays noch nicht mit
\par irgendwelchen Werten belegt. Nachtr\'e4glich k\'f6nnen wir die Zellen von A
\par mit beliebigen Werten mit Hilfe des Indexoperators \plain\f3\fs28\cf3 [ ]\plain\f3\fs28\cf0 \plain\f3\fs28 initialisieren:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A[1]:= PI:
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 A[2]:= E:
\par A[3]:= 1/2:
\par A[4]:= a:\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Um zu sehen, ob wir das Beabsichtigte erreicht haben, lassen wir den
\par Array A erneut von MuPAD ausgeben:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Selbstverst\'e4ndlich h\'e4tten wir die Zellen des Arrays auch mit den
\par Werten -2 bis 1 indizieren k\'f6nnen:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}B:= array(-2..1)\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Bei der Initialisierung des Arrays B m\'fcssen wir jetzt nat\'fcrlich
\par auch die entsprechenden Platznummern ver\'e4ndern:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}B[-2]:= PI:
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 B[-1]:= E:
\par B[ 0]:= 1/2:
\par B[ 1]:= a:\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Wir erhalten rein \'e4u\'dferlich das gleiche Objekt, wie wir es schon in
\par A definiert haben:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}B\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Wollen w\plain\f3\fs28\cf0 ir allerdings jew\plain\f3\fs28 eils das dritte Element der beiden Arrays A
\par und B auslesen, so m\'fcssen wir A[3] und, im Gegensatz dazu, B[0]
\par betrachten.
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A[3];
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 B[0]\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Dies mag auf den ersten Blick ein wenig wie "abstract nonsens"
\par aussehen, aber aus programmiertechnischen Gr\'fcnden ist es
\par manchmal hilfreich, gewisse Pl\'e4tze eines Arrays auch mit negativen
\par Zahlen indizieren zu k\'f6nnen.
\par
\par Wie man einen Array direkt mit Hilfe einer Liste zum Zeitpunkt der
\par Erzeugung initialisiert, sehen wir an dem Beispiel des Arrays C:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}C:= array(1..7, [23, 21, 45, 32, 33, 12, 8])
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28\cf0
\par Die Anzahl der Elemente eines Arrays bestimmt man mit dem Befehl
\par \plain\f3\fs28\cf3 nops\plain\f3\fs28\cf0 . \plain\f3\fs28\cf3 nops\plain\f3\fs28\cf0 erh\'e4lt \plain\f3\fs28\cf2 ein Argument\plain\f3\fs28\cf0 , n\'e4mlich den \plain\f3\fs28\cf2 Array\plain\f3\fs28\cf0 , dessen Element-
\par anzahl zu bestimmen ist. Als \plain\f3\fs28\cf1 R\'fcckgabewert \plain\f3\fs28\cf0 erhalten wir stets eine
\par \plain\f3\fs28\cf1 nicht negative ganze Zahl\plain\f3\fs28\cf0 .
\par
\par F\'fcr unsere Arrays A, B und C erhalten wir:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}nops(A);
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 nops(B);
\par nops(C)
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Mit Hilfe des Befehls \plain\f3\fs28\cf3 op \plain\f3\fs28 k\'f6nnen wir die Operanden eines Arrays
\par extrahieren. \plain\f3\fs28\cf3 op\plain\f3\fs28 erh\'e4lt stets \plain\f3\fs28\cf2 ein Argument\plain\f3\fs28 , in unserem Fall einen \plain\f3\fs28\cf2 Array\plain\f3\fs28 .
\par Der \plain\f3\fs28\cf1 R\'fcckgabewert\plain\f3\fs28 ist dann die \plain\f3\fs28\cf1 Sequenz der Elemente des Arrays\plain\f3\fs28 .
\par
\par Wir testen dies an unseren Beispielen:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}op(A);
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 op(B);
\par op(C)
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Diese Funktion ist vor allem dann n\'fctzlich, wenn wir beispielsweise die
\par Elemente eines Arrays in eine Menge oder in eine Liste einf\'fcgen
\par m\'f6chten:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}L:= [op(A)]
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par L bezeichnet jetzt eine Liste mit den Elementen des Arrays...
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}M:= \{op(A)\};
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par ...und M eine Menge der Elemente von A. Auf diese Weise muss man
\par nicht noch einmal alle Elemente separat in eine andere Datenstruktur
\par \'fcbertragen.
\par
\par Mit Hilfe des Befehls \plain\f3\fs28\cf3 delete\plain\f3\fs28 k\'f6nnen Elemente eines Arrays gel\'f6scht
\par werden. Die Funktion \plain\f3\fs28\cf3 delete\plain\f3\fs28\cf0 unterscheidet sich ein wenig in der
\par Verwendung von anderen MuPAD Funktionen.
\par
\par Die Befehlszeile \plain\f3\fs28\cf3 delete \plain\f3\fs28\cf2 A[ i_1 ], A[ i_2 ], usw. \plain\f3\fs28\cf0 l\'f6scht die Elemente
\par des Arrays, die auf den Pl\'e4tzen \plain\f3\fs28\cf2 i_1, i_2, usw. \plain\f3\fs28\cf0 gespeichert sind.
\par
\par Wir wollen das erste und das dritte Element in A l\'f6schen:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}delete A[1], A[3]:
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28\cf0
\par Wie sieht A nun aus?
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28\cf0
\par Die erste und dritte Stelle des Arrays ist nun nicht mehr besetzt.
\par Wir weisen ihnen neue Werte zu:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A[1]:= 12^2:
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 A[3]:= a+b:
\par A
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Neben den sogenannten eindimensionalen Arrays, wie wir sie bis
\par hierher betrachtet haben, gibt es auch zweidimensionale Arrays.
\par Man stellt sich diese am besten wie Matrizen vor - \plain\f3\fs28\cf0 allerdings\plain\f3\fs28\cf4 \plain\f3\fs28 mit dem
\par Unterschied, dass Arrays im Gegensatz zu Matrizen keine algebraische
\par Struktur bilden.
\par Wir definieren zweidimensionale Arrays ebenfalls mit dem Befehls \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28\cf0 .
\par Dabei erh\'e4lt \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28\cf0 stets \plain\f3\fs28\cf2 mindestens zwei Argumente, bei Bedarf auch
\par drei Argumente\plain\f3\fs28\cf0 :
\par
\par \plain\f3\fs28\cf3 1. Argument:\plain\f3\fs28 Eine \plain\f3\fs28\cf2 Sequenz ganzer Zahlen unterster_Index..oberster_Index\plain\f3\fs28 ,
\par die die Zeilenindizierung und die Zeilenzahl des Arrays
\par festlegt.
\par
\par \plain\f3\fs28\cf3 2. Argument:\plain\f3\fs28 Eine \plain\f3\fs28\cf2 Sequenz ganzer Zahlen unterster_Index..oberster_Index\plain\f3\fs28 ,
\par die die Spaltenindizierung und die Spaltenzahl des Arrays
\par festlegt.
\par
\par \plain\f3\fs28\cf3 3. Argument:\plain\f3\fs28 Eine \plain\f3\fs28\cf2 Liste mit den Elementen\plain\f3\fs28 , mit denen der Array
\par initialisiert werden soll. Dieses Argument ist optional
\par und muss nicht zwingend mit angegeben werden.
\par
\par \plain\f3\fs28\cf1 R\'fcckgabewert\plain\f3\fs28 der Funktion \plain\f3\fs28\cf3 array\plain\f3\fs28 ist ein \plain\f3\fs28\cf1 Array der festgelegten
\par Gr\'f6\'dfe\plain\f3\fs28 und gegebenenfalls mit den bereits angegebenen Elementen.
\par
\par Ein zweidimensionales Array A mit drei Zeilen und zwei Spalten erzeugen
\par wir also z.B. \'fcber
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A:= array(1..3, 1..2)\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Die Eintr\'e4ge werden nun ganz analog zu dem Vorgehen von oben
\par initialisiert - nur m\'fcssen wir dieses Mal entsprechend Zeilen- und
\par Spaltenindex eines Platzes angeben:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A[1,1]:= 21: A[1,2]:= 12:
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 A[2,1]:= 23: A[2,2]:= 2*PI:
\par A[3,1]:= sqrt(2): A[3,2]:= E^2:\plain\f3\fs28\cf3
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Die Ausgabe des Arrays zeigt uns, dass wir unser Ziel erreicht haben:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}A
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par Alle anderen Operationen, die wir oben beschrieben haben, k\'f6nnen
\par wir selbstverst\'e4ndlich auch auf zweidimensionalen Arrays durchf\'fchren:
\par
\par \pard\li300\ri5\fi-300{\*\pn\pnlvlblt\pnf1\pnindent300{\pntxtb\'b7}}\plain\f4\fs28\cf3 {\pntext\f1\'b7\tab}nops(A);
\par \pard\li600\ri1\fi-300\plain\f4\fs28\cf3 op(A);
\par delete A[1,2], A[2,2], A[3,2]:
\par A
\par \pard\ri4\plain\f3\fs28
\par
\par \plain\f4\fs20\cf0\b ________________________________________________________________________________
\par \plain\f3\fs22\cf0
\par \plain\f3\fs22\cf1\b Aufgaben:\plain\f3\fs22\cf1
\par \plain\f3\fs20\cf1\b 1\plain\f3\fs20\cf1 . Definieren Sie in MuPAD die folgenden Arrays
\par
\par \plain\f4\fs22\cf1 {\pict\wmetafile8\picw1665\pich711\picscalex99\picscaley99\picwgoal951\pichgoal407
010009000003550400000A001C0000000000050000000B0200000000050000000C02C702810603
0000001E00050000000C02CE028F06050000000B0200000000030000001E00050000000C02D002
9406050000000B0200000000050000000B0200000000030000001E00050000000C02D702A20605
0000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000030000001E0005000000
0C02D902A706050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000
000B0200000000030000001E00050000000C02E002B506050000000B0200000000050000000B02
00000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000030000001E
00050000000C02E302BA06050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B020000
0000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000030000001E0005
0000000C02E902C906050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000
050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B02000000
00030000001E00050000000C02EC02CE06050000000B0200000000050000000B02000000000500
00000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B020000000005
0000000B0200000000050000000B0200000000030000001E00050000000C02F202DC0605000000
0B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000
000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B02000000000500
00000B0200000000030000001E00050000000C02F502E106050000000B0200000000050000000B
0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B020000000005000000
0B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000
000B0200000000030000001E00050000000C02FA02F006050000000B0200000000050000000B02
00000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B
0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B020000000005000000
0B0200000000050000000B0200000000030000001E00050000000C02FE02F406050000000B0200
000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B02
00000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B
0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B020000000003000000
1E00030000001E00050000000C02B201F103050000000B0200000000050000000B020000000005
0000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000
050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B0200000000050000000B02000000
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040000002701FFFF030000000000
}\plain\f4\fs22\cf1
\par
\par \plain\f3\fs20\cf1 und bestimmen Sie deren Elementanzahl. Erzeugen Sie eine Sequenz der Elemente der Arrays
\par und f\'fcgen Sie so die Elemente des Arrays einmal in eine Liste und einmal in eine Menge ein.
\par
\par \plain\f3\fs20\cf1\b 2\plain\f3\fs20\cf1 . \'c4ndern Sie in allen Arrays mindestens ein Element ab. Schreiben Sie dazu ein beliebiges, von Ihnen
\par gew\'e4hltes Element, in die Arrays.
\par \plain\f4\fs20\cf0\b _______________________________________________________________________________
\par \plain\f3\fs22\cf0
\par \plain\f3\fs22\cf2\b Anmerkungen:\plain\f3\fs22\cf2
\par \plain\f3\fs20\cf2\b 1\plain\f3\fs20\cf2 . Weitere Anregungen finden Sie in der Buchreihe \plain\f3\fs20\cf3 Mathematik 1 x anders\plain\f3\fs20\cf2 . In dieser Reihe
\par wird eine Vielzahl unterschiedlichster mathematischer Probleme mit MuPAD gel\'f6st. Die
\par B\'fccher k\'f6nnen unter \plain\f5\fs20\cf1 www.schule.mupad.de/literatur\plain\f3\fs20\cf2 kostenfrei kopiert werden.
\par \plain\f3\fs20\cf1
\par \plain\f4\fs20\cf0\b _______________________________________________________________________________
\par
\par
\par }