Fortgeschrittene Funktionen in C - Wintersemester 2024/2025
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Questions and Answers

Was passiert, wenn man versucht, ein Array in C einfach durch Zuweisung zu kopieren?

  • Ein Fehler wird ausgegeben, da Arrays nicht kopiert werden können.
  • Das gesamte Array wird korrekt kopiert.
  • Nur der Startpunkt des Arrays im Speicher wird kopiert. (correct)
  • Das Array wird als Referenz kopiert.
  • Welches Verfahren wird empfohlen, um die Werte eines Arrays korrekt zu kopieren?

  • Kopieren jedes Elements einzeln in ein neues Array. (correct)
  • Zuweisen der Referenz des Arrays zu einer neuen Variablen.
  • Benutzen von `memcpy`, um das gesamte Array zu kopieren.
  • Die Verwendung einer Funktion, die das gesamte Array als Parameter übernimmt.
  • Was versteht man unter pass-by-reference in der Programmiersprache C?

  • Funktionen müssen keine Rückgabewerte haben.
  • Parameter werden als Adresse dargestellt. (correct)
  • Der Inhalt des Parameters wird verändert.
  • Parameter werden als Kopie übergeben.
  • Welches der folgenden Konzepte wurde in der Zusammenfassung nicht erwähnt?

    <p>Reduzierung der Speicherkomplexität. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Programmierübung wurde nicht in der Zusammenfassung erwähnt?

    <p>Übungen im Umgang mit Zeigern. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'Call-by-Value'?

    <p>Die Übergabe einer Funktion, bei der der Wert der Variablen übergeben wird. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie können Funktionen in Bezug auf Arrays aufgerufen werden?

    <p>Arrays können per Call-by-Reference übergeben werden. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher Begriff beschreibt die Verwendung von Memory-Adressen bei Funktionsübergaben?

    <p>Call-by-Reference (D)</p> Signup and view all the answers

    Welches Beispiel illustriert den Unterschied zwischen Call-by-Value und Call-by-Reference?

    <p>Die Veränderung einer lokalen Variablen in einer Funktion. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'pass-by-value' in C?

    <p>Eine Kopie des Wertes einer Variable wird an die Funktion übergeben. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit lokalen Variablen im Geltungsbereich einer Funktion?

    <p>Sie können nur innerhalb der Funktion verändert werden. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über die Funktion 'cube' ist korrekt?

    <p>Die Adresse von 'f' und die Adresse von 'ret' sind unterschiedlich. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über den Umgang mit Variablen in Funktionen ist korrekt?

    <p>Änderungen an einer Kopie haben keine Auswirkungen auf die Originalvariable. (A)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird der Wert einer Variablen in eine Funktion übergeben, wenn 'pass-by-value' verwendet wird?

    <p>Durch Kopieren des Wertes in eine lokale Variable der Funktion. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein häufiges Anwendungsgebiet für Call-by-Value in Programmierung?

    <p>Das Erstellen von Funktionen zur Manipulation von Werten. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was ist eine der Hauptfragestellungen beim Umgang mit Call-by-Reference?

    <p>Wie wird mit den originalen Daten umgegangen? (B)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert mit der lokalen Variablen am Ende der Funktion in einem pass-by-value Aufruf?

    <p>Die lokale Variable wird automatisch aus dem Stack entfernt. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt der Begriff 'pass-by-reference' in C?

    <p>Die Adresse der Originalvariable wird an die Funktion übergeben. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welches der folgenden Beispiele illustriert am besten den pass-by-value Ansatz?

    <p>Eine Funktion, die eine Variable verdoppelt, aber den Originalwert nicht ändert. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Punkte ist ein Nachteil des pass-by-value?

    <p>Es kann zusätzlicher Speicherverbrauch durch Kopien entstehen. (B)</p> Signup and view all the answers

    Warum wäre pass-by-reference in einigen Fällen vorteilhafter als pass-by-value?

    <p>Die Funktion kann die originale Variable ändern. (B)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet Pass-by-Value?

    <p>Der Wert der Variablen wird kopiert und an die Funktion übergeben. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ermöglicht die Dereferenzierung in Bezug auf Pass-by-Reference?

    <p>Den direkten Zugriff auf den ursprünglichen Wert der Variable. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein Nachteil bei Pass-by-Value?

    <p>Kopieren des Wertes führt zu mehr Speicherverbrauch. (A)</p> Signup and view all the answers

    Warum kann C keine Arrays als Rückgabewerte verwenden?

    <p>Es gibt keine Syntax in C, um Arrays zurückzugeben. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage trifft auf Pass-by-Reference zu?

    <p>Änderungen in der Funktion wirken sich auf die ursprüngliche Variable aus. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Aussage über Pass-by-Reference ist korrekt?

    <p>Performance wird verbessert, da keine Kopie erstellt wird. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie kann das Problem des Rückgebens mehrerer Werte in C gelöst werden?

    <p>Indem man Arrays an die Funktion übergibt. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert bei der Verwendung von Pass-by-Value mit Variablen?

    <p>Der ursprüngliche Wert bleibt unverändert. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie kann man sicherstellen, dass ein Array in einer Funktion nicht verändert wird?

    <p>Indem man es als Konstante mit const definiert. (B)</p> Signup and view all the answers

    Welche Methode ist notwendig, um auf den Wert einer übergebenen Referenz zuzugreifen?

    <p>Durch Dereferenzierung der Referenz. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn man ein veränderbares Array ohne const in eine Funktion übergibt?

    <p>Funktionen können das Array ändern und dabei Fehler verursachen. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welches Problem kann bei der Verwendung von Pass-by-Reference auftreten?

    <p>Die Konsistenz der Daten kann nicht sichergestellt werden. (D)</p> Signup and view all the answers

    Welche Funktion hat das const Schlüsselwort in Bezug auf Arrays?

    <p>Es sorgt dafür, dass das Array nicht verändert werden kann. (B)</p> Signup and view all the answers

    Wie reagiert der Compiler, wenn mit const auf ein Array zugegriffen wird?

    <p>Er überwacht und identifiziert Verstöße. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was beschreibt das Konzept von Pass-by-Reference am besten?

    <p>Referenz auf das Array wird übergeben. (A)</p> Signup and view all the answers

    Was ist ein häufiges Missverständnis über Pass-by-Reference?

    <p>Es bietet immer Datenkonsistenz. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn versucht wird, ein Array als Rückgabeparameter in C zurückzugeben?

    <p>Es wird eine Fehlermeldung angezeigt. (A), Die Funktion muss ein zusätzliches Array als Parameter verwenden. (D)</p> Signup and view all the answers

    Wie kann ein Ergebnis-Array in einer Funktion in C modifiziert werden?

    <p>Indem ein Parameter übergeben wird, der auf das Ergebnis-Array zeigt. (B)</p> Signup and view all the answers

    Warum kann in C kein Array als Rückgabewert verwendet werden?

    <p>C unterstützt keine Rückgaben von Arraystrukturen. (A), Die Größe des Arrays muss bekannt sein während der Kompilierung. (D)</p> Signup and view all the answers

    Was bedeutet pass-by-value im Kontext von Funktionsparametern in C?

    <p>Der Wert des Parameters wird direkt an die Funktion übergeben. (C)</p> Signup and view all the answers

    Wie wird ein Array in einer Funktion verändert, ohne es zurückzugeben?

    <p>Durch Übergabe eines zusätzlichen Parameter-Arrays. (A)</p> Signup and view all the answers

    Welcher der folgenden Ansätze ist korrekt für das Modifizieren eines Arrays in C?

    <p>Verwendung eines separaten Ergebnis-Arrays. (C)</p> Signup and view all the answers

    Welche der folgenden Aussagen über Arrays in C ist falsch?

    <p>Arrays können als Rückgabewert verwendet werden. (A), Arrays müssen als Konstanten behandelt werden. (C)</p> Signup and view all the answers

    Was passiert, wenn man in einer Funktion versucht, den Inhalt eines konstanten Arrays zu ändern?

    <p>Es kommt zu einem Kompilierungsfehler. (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Call-by-Value

    Eine Funktionsübergabe, bei der der Funktion eine Kopie des Wertes eines Arguments übergeben wird. Änderungen an der Kopie im Funktionsinneren wirken sich nicht auf das Original-Argument aus.

    Call-by-Reference

    Eine Funktionsübergabe, bei der der Funktion die Adresse eines Arguments übergeben wird. Änderungen am Argument im Funktionsinneren wirken sich direkt auf das Original-Argument aus.

    Lokale Variable

    Eine Variable, die innerhalb einer Funktion definiert ist und nur innerhalb dieser Funktion zugänglich ist.

    Geltungsbereich (Scope)

    Der Bereich im Programm, innerhalb dessen eine Variable gültig ist und verwendet werden kann.

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    Arrays an Funktionen übergeben

    Arrays können in Funktionen übergeben werden, indem der Name des Arrays als Argument an die Funktion übergeben wird. So wird die Adresse anstelle des kompletten Arrays übertragen.

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    Pass-by-Value

    Funktioniert wie Call-by-Value. Eine Kopie des Wertes wird übergeben

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    Pass-by-Reference

    Funktioniert wie Call-by-Reference. Die Adresse des Wertes wird übergeben.

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    Kubikzahl berechnen

    Die Kubikzahl eines Wertes wird berechnet, indem der Wert dreimal mit sich selbst multipliziert wird.

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    Warum wird 'pass-by-value' verwendet?

    Bei 'pass-by-value' wird beim Funktionsaufruf eine Kopie des Wertes des Arguments an die Funktion übergeben. Dies schützt die ursprünglichen Variablen im Hauptprogramm vor unbeabsichtigten Änderungen.

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    Was ist der Vorteil von 'pass-by-value'?

    Der größte Vorteil von 'pass-by-value' ist die Sicherheit. Änderungen, die in der Funktion am kopierten Wert vorgenommen werden, wirken sich nicht auf den ursprünglichen Wert im Hauptprogramm aus.

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    Wie funktioniert 'pass-by-value'?

    Die Funktion erhält beim Aufruf eine Kopie der übergebene Variable. Änderungen an dieser Kopie im Funktionskörper beeinflussen die ursprüngliche Variable nicht.

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    Wann wird 'pass-by-value' verwendet?

    'Pass-by-value' wird verwendet, wenn eine Funktion den Wert einer Variablen nicht verändern soll.

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    Was passiert mit den lokalen Variablen in einer Funktion?

    Lokale Variablen in einer Funktion werden am Ende der Ausführung der Funktion aus dem Stack, dem Speicherbereich, entfernt.

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    Wie kann man den Wert einer Variablen in der Funktion ändern?

    Um den Wert einer Variablen in der Funktion zu ändern, kann man die Funktion als 'pass-by-reference' implementieren.

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    Was ist 'pass-by-reference'?

    'Pass-by-reference' ist eine Funktionsübergabe, bei der der Funktion die Adresse einer Variablen übergeben wird. Änderungen innerhalb der Funktion wirken sich direkt auf das Original im Hauptprogramm aus.

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    Was ist der Unterschied zwischen 'pass-by-value' und 'pass-by-reference'?

    Bei 'pass-by-value' wird eine Kopie des Wertes übergeben, bei 'pass-by-reference' wird die Speicheradresse übergeben. 'Pass-by-value' schützt die Original-Werte, 'pass-by-reference' ermöglicht es, Werte in der Funktion direkt zu verändern.

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    Was passiert bei Pass-by-Value?

    Der Wert der Variablen wird kopiert und an die Funktion übergeben. Änderungen innerhalb der Funktion wirken sich nicht auf die originale Variable aus.

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    Was passiert bei Pass-by-Reference?

    Die Adresse der Variable wird an die Funktion übergeben. Änderungen innerhalb der Funktion wirken sich direkt auf die originale Variable aus.

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    Arrays als Funktionsparameter

    Arrays können als Parameter an Funktionen übergeben werden. Dabei wird die Adresse des Arrays übergeben, nicht das Array selbst.

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    Arrays als Rückgabewerte

    Arrays in C können nicht direkt als Rückgabewerte von Funktionen dienen.

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    Warum sind Arrays nützlich?

    Arrays ermöglichen die Speicherung und Verarbeitung von Datenreihen in einem einzigen Datentyp. Sie vereinfachen die Verwaltung und den Zugriff auf mehrere Daten.

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    Wo liegt das Problem beim Addieren von Vektoren?

    Funktionen in C können normalerweise nur einen Wert zurückgeben, was die Addition von mehreren Werten, wie in Vektoren, problematisch macht.

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    Pass-by-Reference: Fehlerquellen

    Die Verwendung von Pass-by-Reference kann zu Fehlern führen, weil Funktionen das übergebene Array direkt verändern können, was zu inkonsistenten Daten führt.

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    Pass-by-Reference: Datensicherheit

    Durch Pass-by-Reference können Daten inkonsistent werden, da Funktionen den Originalwert manipulieren können.

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    'const' bei Arrays

    Mit 'const' kann ein Array als konstant deklariert werden, um Modifikationen durch Funktionen zu verhindern.

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    Funktionsaufruf mit 'const Array'

    Wenn ein Array mit 'const' an eine Funktion übergeben wird, wird nicht die gesamte Datenstruktur kopiert, sondern nur ein Zeiger auf die Daten.

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    'const' Array: Vorteil

    Durch den Einsatz von 'const' wird die Performance verbessert, da keine Kopie des Arrays erstellt wird.

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    Compiler-Überwachung

    Der Compiler kontrolliert, ob 'const' Arrays korrekt verwendet werden und keine versehentlichen Modifikationen erfolgen.

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    'const' Array: Funktionsaufruf

    Der gleiche Parameter in der Funktionsdefinition verweist auf das ursprüngliche Array, es wird keine Kopie erstellt.

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    Zusammenfassung: 'const' bei Arrays

    'const' schützt Arrays vor Modifikationen durch Funktionen und verbessert die Performance, indem es die Kopiererei von Daten vermeidet.

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    Array Rückgabe in C

    In C können Arrays nicht direkt als Rückgabewert aus Funktionen verwendet werden.

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    Lösung: Ergebnis-Array

    Um ein Array aus einer Funktion zu erhalten, wird ein zusätzliches Array (z.B. "Ergebnis-Array") als Parameter übergeben.

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    Warum 'Ergebnis-Array'?

    Durch die Übergabe eines Arrays an die Funktion wird die Adresse des Arrays verwendet. Die Funktion kann so den Inhalt dieses Arrays (z.B. mit Zuweisungen) verändern.

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    Arrays als Parameter

    Arrays können in C an Funktionen übergeben werden.

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    Arrays als Rückgabewert (2)

    Die Modifikation des Arrays innerhalb der Funktion erfolgt durch die Zuweisung von neuen Werten an die Array-Elemente.

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    Array-Modifikation

    'Pass-by-Value' kopiert das Array. Änderung innerhalb der Funktion wirken sich nicht auf das Original aus.

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    Funktion ohne Rückgabe

    Funktion kann keine Arrays zurückgeben, aber durch die Übergabe eines Ergebnis-Arrays kann das Array innerhalb der Funktion verändert werden.

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    Verarbeitung des Ergebnis-Arrays

    Nach dem Aufruf der Funktion kann das Ergebnis-Array verwendet werden.

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    Arrays kopieren

    Arrays können nicht einfach durch Zuweisung einer Variable kopiert werden, da in C Arrays im Prinzip als Referenzen behandelt werden. Eine Zuweisung kopiert nur den Startpunkt des Arrays im Speicher. Um ein Array vollständig zu kopieren, muss jedes Element einzeln kopiert und in ein neues Array eingefügt werden.

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    Pass-by-Value vs. Pass-by-Reference

    Pass-by-Value: Beim Funktionsaufruf wird eine Kopie des Wertes des Arguments an die Funktion übergeben. Änderungen an der Kopie wirken sich nicht auf den Originalwert aus. Pass-by-Reference: Die Funktion erhält die Adresse des Arguments. Änderungen an dem Original-Argument wirken sich direkt auf das Original aus.

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    Arrays in C: Pass-by-Reference

    In C werden Arrays standardmäßig als Referenzen an Funktionen übergeben. D.h. die Funktion erhält nicht eine Kopie des Arrays, sondern eine Referenz auf den Speicherort des Arrays. Änderungen im Funktionsinneren wirken sich direkt auf das Original-Array aus.

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    Arrays kopieren: Vorgehen

    Um ein Array vollständig zu kopieren, muss jedes Element einzeln kopiert und in ein neues Array eingefügt werden. Dabei wird jede Zelle des Originalarrays ausgelesen und in die entsprechende Zelle des neuen Arrays geschrieben.

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    Study Notes

    Programmieren (IEP/ISB/SWB/TIB)

    • Thema: Funktionen Fortgeschritten (Arrays, Call-by-Value & Call-by-Reference)
    • Dozent: Prof. Dr. Dennis Grewe
    • Lehrveranstaltung: Wintersemester 2024/2025

    Lernziele

    • Verstehen von erweiterten Konzepten: Erstellung von Funktionen
    • Verstehen des Unterschiedes: Pass-by-value und Pass-by-reference
    • Übergaben von Funktionsparametern: Als Wert und Referenz (Adresse)
    • Anwenden des gelernten: In kleineren Programmen

    Agenda

    • Call-by-value vs. call-by-reference: Was genau ist der Unterschied?
    • Lokale Variablen und Geltungsbereich (Scope): Wie werden sie im Programm behandelt?
    • Arrays an Funktionen übergeben: Wie geht das?

    Einführung: Pass-by-Value

    • Jeder Parameter einer Funktion in C wird standardmäßig wie eine lokale Variable behandelt.
    • Der Wert des Funktionsparameters wird beim Aufruf kopiert.
    • Diese Art der Übergabe wird als Pass-by-value bezeichnet.
    • Die Funktion arbeitet mit einer Kopie des Wertes, Änderungen in der Funktion haben keinen Einfluss auf den Originalwert.

    Definition: Pass-by-value vs. Pass-by-reference

    • Pass-by-value: Der Wert (Kopie) einer Variablen wird an die Funktion übergeben.
    • Pass-by-reference: Die Referenz (Adresse) der Variablen wird an die Funktion übergeben. Die Funktion kann nun auf den Originalwert zugreifen und ihn ändern.

    Beispiel: Pass-by-Value - Increment_PBV.C

    • Wert der Variablen number in der Hauptfunktion bleibt unverändert, da eine Kopie übergeben wird.

    Beispiel: Pass-by-Reference - Increment_PBR.C

    • Wert der Variablen number in der Hauptfunktion wird verändert, da die Adresse übergeben wird.

    Arrays und Funktionen

    • Arrays können an Funktionen übergeben werden, ähnlich wie Variablen.
    • C erlaubt keine Arrays als Rückgabewerte.

    Motivation

    • Arrays können an Funktionen übergeben werden, um Werte zu verarbeiten.

    Arrays als Parameter

    • Arrays werden als Parameter übergeben. Sie liefern den Speicherort des Arrays.
    • Arrays sind pass-by-reference.

    Kopieren von Arrays

    • Arrays können nicht einfach durch Zuweisung kopiert werden
    • Jedes Element muss einzeln kopiert werden.

    Fehlerquellen Arrays mit Pass-by-reference

    • Aufgerufene Funktionen können Arrays verändern.
    • Die Datenkonsistenz kann nicht sichergestellt werden.
    • Arrays können mit const definiert werden, um Modifikationen zu verhindern.

    Pass-by-Reference mit const-Fehler

    • Der Compiler erkennt, dass ein const-Array nicht verändert werden darf.

    Arrays als Rückgabeparameter

    • Arrays als Rückgabeparameter sind in C nicht direkt möglich.
    • Alternative: Daten in ein separates Array schreiben und/oder die Adresse des Arrays als Parameter an die Funktion übergeben.

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    Description

    In diesem Quiz werden die erweiterten Konzepte der Funktionen in C behandelt, einschließlich Arrays und der Unterschiede zwischen Pass-by-Value und Pass-by-Reference. Ziel ist es, verstehen zu lernen, wie Funktionsparameter übergeben werden und wie man diese Konzepte in kleinen Programmen anwendet.

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