Automatisieren mit Makros

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1 Verwaltung und Analyse digitaler Daten in der Wissenschaft Automatisieren mit Makros Theorieteil Inhaltsverzeichnis 1 Wozu Makros in einer Tabellenkalkulation einsetzen? 3 2 Was ist ein Programm? Analogien zu Anweisungen an Personen Was heisst objektorientiert programmieren? Objekt-Eigenschaften Kontrollstrukturen Fallunterscheidung Diesleben Anweisungen für einen Zellbereich anwenden Hinweise zum Vorgehen Was gehört zu diesem Modul? Was gehört nicht dazu? Begriffe Makro Prozedur Compiler Objektorientierung Syntax Algorithmus Fallunterscheidung Schleife Programmiersprache Programm Visual Basic VBA

2 Autoren: Lukas Fässler, Markus Dahinden, Hans Hinterberger, Barbara Scheuner Datum: 17 October, 2016 Version: 1.1 Hash: aaaa4d4 Trotz sorgfältiger Arbeit schleichen sich manchmal Fehler ein. Die Autoren sind Ihnen für Anregungen und Hinweise dankbar! Dieses Material steht unter der Creative-Commons-Lizenz Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International. Um eine Kopie dieser Lizenz zu sehen, besuchen Sie 2

3 1 Wozu Makros in einer Tabellenkalkulation einsetzen? Obwohl Tabellenkalkulationen (wie z.b. Excel) sehr leistungsfähige Programme sind, werden Sie als fortgeschrittene Anwenderinnen und Anwender für spezielle Probleme massgeschneiderte Lösungen benötigen, die mit den Standardbefehlen einer Tabellenkalkulation nicht oder nur sehr aufwändig realisierbar sind. Wenn Sie beispielsweise immer gleich aufgebaute Tabellen mit neuen, aktuellen Daten auswerten müssen, kann ein Programm diese Routinearbeit für Sie erledigen. Aus diesen Bedürfnissen heraus ist schon in frühen Versionen von Excel ein Werkzeug namens Makro entstanden, welches das Aufzeichnen und Abspielen von allen Arbeiten ermöglicht, die Sie mit Excel erledigen. Die Bezeichnung Makro stammt aus dem Gebiet der Programmierung und bezeichnet eine relativ kurze, ausführbare Folge von Anweisungen einer gegebenen Programmiersprache. Diese Folge wird unter einem eindeutigen Namen gespeichert und jedes Mal, wenn in einem Programm dieser Name aufgerufen wird, läuft diese Anweisungsfolge ab. Abbildung 1 zeigt ein Makro mit dem Namen Makro1 zur Berechnung einer Summe in Zelle B6. Das Makro wird als Anweisungsfolge in der Programmiersprache Visual Basic for Applications (VBA) aufgezeichnet und kann zusätzlich von Hand mit weiteren VBA-Befehlen ergänzt werden. Abbildung 1: Excel Tabellenblatt (links) und das zugehörige Makro zur Berechnung der Summe von B2 bis B5 in Zelle B6 (rechts). Alle Aktionen, die in diesem Fall Excel ausführt, sind schlussendlich Anweisungen einer Programmiersprache, das heisst, wenn solche Aktionen aufgezeichnet werden, dann werden im Hintergrund kleine Programmsequenzen, eben Makros, niedergeschrieben und gespeichert. In Excel wird dazu die Programmiersprache Visual Basic for Applications (VBA) verwendet. Sie stellt eine Kombination aus Excel-spezifischen Elementen (z.b. Zellen, Tabellenkalkulations-Funktionen etc.) und der Programmiersprache Visual Basic dar. VBA ist in sämtlichen heutigen Office-Anwendungen einsetzbar, also auch in Word, Access und PowerPoint. 2 Was ist ein Programm? Dieser Kurs soll Ihnen einige Eindrücke davon vermitteln, was ein Programm ist. Sie werden sehen, dass ein Programm nichts anderes ist als eine Folge von Anweisungen, die der Reihe nach ausgeführt werden. Ein Programm hat starke Analogien zu Anweisun- 3

4 gen, die an Personen erteilt werden, wie z.b. Rezepte oder Partituren (siehe folgender Abschnitt). Man beginnt mit der ersten Anweisung und befolgt eine nach der anderen, bis die Sequenz abgeschlossen ist. Oft kommt es vor, dass solche Sequenzen oder Teile davon übersprungen oder sogar wiederholt ausgeführt werden. 2.1 Analogien zu Anweisungen an Personen Folgende Beispiele zeigt die Charakteristik von Programmen anhand der Analogie zu Anweisungen an Personen: Wiederholung, Bedingungen prüfen und Methoden abrufen. Partitur In der musikalischen Notation können, wie beim Programmieren auch, Teile der Anweisungskette wiederholt werden (1). 4

5 Kochrezept Bei einem Rezept können Bedingungen geprüft werden, wie z.b. Wenn Sie keine Schalotten haben, dann nehmen Sie Zwiebeln (2). Es kann auch auf ein anderes Rezept (Methode) verwiesen werden, das ein Bestandteil Ihres Rezeptes ist, wie z.b. bereiten Sie eine Sauce Béchamel vor, siehe Seite 32 (3). Rezept für eine Lasagne 1 Schaltotte und 1 Knoblauchzehe fein hacken. Wenn Sie keine Schalotten haben, dann nehmen Sie Zwiebeln. (2) Butter in einem Topf heiss werden lassen, 100g Hackfleich und 3 EL Tomatenmark zufügen und gut verrühren. Mit Salz, Pfeffer und Paprika würzen und das Ragout 20 Minuten kochen lassen. Bereiten Sie eine Sauce-Béchamel vor (Siehe S. 32). (3) In eine gebutterte Auflaufform abwechselnd Lasagne, Ragout und Béchamelsauce schichten. Im vorgeheizten Backofen bei 180 C ca. 30 Minuten bakcen. Bei der Computer-Programmierung werden die Anweisungen an eine Maschine erteilt und automatisch ausgeführt. Zusammenhängende Befehlsfolgen können mit einem eindeutigen Bezeichner benannt werden, damit durch Aufrufen dieses Namens die entsprechende Befehlsfolge an beliebiger Stelle in einem Programm zur Ausführung gebracht werden kann. So gruppierte Befehlsfolgen werden Prozedur genannt. Die Anweisungen werden in einer speziellen Sprache geschrieben, der Programmiersprache. Visual Basic for Applications ist eine von vielen solcher Sprachen, die zu den anwendungsnahen Sprachen gezählt werden, da sie sich sehr nahe an einer Anwendung (z.b. Excel oder Access) orientiert. Programmiersprachen haben strikte Regeln, die sogenannte Syntax, die den Aufbau der Sätze oder Wörter, die zur Sprache gehören, definieren. Ein Compiler, der auf der Syntax einer Programmiersprache basiert, übersetzt ein vollständiges Programm in eine Maschinensprache, die letztlich aus Instruktionen besteht, welche der Computer ausführen kann. 3 Was heisst objektorientiert programmieren? Mit Hilfe der objektorientierten Programmierung kann die reale Welt besser oder einfacher als Modell abgebildet werden, als mit nicht-objektorientierten Programmiersprachen. Dies führt dazu, dass gewisse Probleme eleganter gelöst werden können. Einem Objekt sind Eigenschaften, die es beschreiben und Methoden, die gewisse Operationen im Zusammenhang mit dem Objekt ausführen, zugeordnet. Ein Textverarbeitungsprogramm modelliert unter anderem Wörter, Seiten, Zeilen und Überschriften. Das 5

6 Objekt Wort hätte dann z.b. die Eigenschaften, dass die Schriftart Helvetica und der Schriftschnitt kursiv sind. Als Methode könnte der Befehl Löschen zur Verfügung stehen. 3.1 Objekt-Eigenschaften In diesem Kursmodul beschäftigen uns nur Eigenschaften von Objekten. In der Tabellenkalkulation wird beispielsweise eine Zelle oder eine Gruppierung von Zellen einem Objekt zugeordnet. Ein solches Objekt schliesst die Anweisungen mit ein, die auf diese Zellen angewendet werden können. Das heisst, dass wir in einer Zelle oder einem Zellbereich eine Funktion (z.b. Formel) anwenden, welche als Objekt-Eigenschaft angegeben wird. Die Tabelle 1 zeigt einfache Beispiele, wie Objekt und Eigenschaft in VBA geschrieben werden. Objekt und Eigenschaft werden durch einen Punkt (.) voneinander getrennt dargestellt. Das Objekt Zelle B3 wird beispielsweise durch die Eigenschaft Formel manipuliert, indem dieser Eigenschaft die Zeichenfolge =B1+B2 zugewiesen wird. Objekt Eigenschaft Value=7 Formula="=B1+B2" Interior.ColorIndex=2 Font.ColorIndex=2 Font.Name="Arial" Tabelle 1: Objekt und Eigenschaft in VBA. 4 Kontrollstrukturen Mit Hilfe von Kontrollstrukturen, die in den meisten Programmiersprachen vorkommen, kann der Programmablauf beeinflusst werden. Diese Abfolge verläuft selten linear. Oft kommt es vor, dass sich eine Programmsequenz verzweigt, wobei jede nur unter bestimmten Bedingungen ausgeführt wird (Fallunterscheidung). Oft werden auch Programmsequenzen wiederholt ausgeführt (Schleifen). 4.1 Fallunterscheidung Eine Fallunterscheidung besteht aus einer Bedingungsabfrage und einem Anweisungsblock, welcher ausgeführt wird oder nicht. Zur Formulierung der Bedingung kommen relationale Operatoren zum Einsatz (siehe Tabelle 2). 6

7 Operator Ausdruck Beschreibung > a > b grösser als < a < b kleiner als = a = b gleich <> a <> b ungleich >= a >= b grösser oder gleich <= a <= b kleiner oder gleich Tabelle 2: Relationale Operatoren bei VBA. Schreibweise If (Bedingung) Then Anweisungsblock End If Die Anweisung wird nur ausgeführt, wenn die Bedingung zutrifft. Mit Else kann zusätzlich angegeben werden, was im anderen Fall (wenn die Bedingung nicht zutrifft) ausgeführt werden soll. Schreibweise If (Bedingung) Then Anweisungsblock 1 Else Anweisungsblock 2 End If Mit ElseIf können mehrere Fälle unterschieden werden. Schreibweise If (Bedingung 1) Then Anweisungsblock 1 ElseIf (Bedingung 2) Then Anweisungsblock 2 Else Anweisungsblock 3 End If 7

8 4.2 Diesleben Anweisungen für einen Zellbereich anwenden Häufig möchten Sie dieselben Anweisungen für einen ganzen Zellbereich (Range) anwenden. Eine Möglichkeit ist die Verwendung einer For Each...Next-Schleife. Schreibweise For Each Object in Range ("Startzelle:Endzelle") Anweisungsblock Next 5 Hinweise zum Vorgehen 5.1 Was gehört zu diesem Modul? Dieses Modul behandelt eine Einführung in die Automatisierung von Befehlen der Anwendungssoftware Excel: Makro-Aufzeichnungsfunktion Eigenhändiges Schreiben eines Makros mit dem Code-Editor Einsatz von Schaltflächen und Meldungsfenstern Ausserdem erklärt es einige Grundbegriffe der Programmierung: Objekte und deren Eigenschaften Fallunterscheidung mit der If...Then...Else-Anweisung Wiederholungen mit Hilfe von Schleifen (For Each...Next-Schleife) 5.2 Was gehört nicht dazu? Das Erlernen einer Programmiersprache erfordert viel Übung. Erwarten Sie deshalb nicht, dass Sie nach diesem Kurs eine Programmiersprache vollständig beherrschen. Der Einsatz einer anwendungsnahen Programmiersprache hat den Vorteil, dass Sie relativ schnell mit einem Minimum an Vorwissen praktisch loslegen können. Ferner möchten wir, dass auch jene unter Ihnen etwas profitieren können, die nicht tiefer ins Programmieren einsteigen möchten. 8