3. Anweisungen und Kontrollstrukturen

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1 3. Kontrollstrukturen Anweisungen und Blöcke 3. Anweisungen und Kontrollstrukturen Mit Kontrollstrukturen können wir den Ablauf eines Programmes beeinflussen, z.b. ob oder in welcher Reihenfolge Anweisungen unseres Programms ausgeführt werden. Kontrollstrukturen entsprechen algorithmischen Elementen: Selektion, Mehrfachselektion, Zählschleifen, kopf- bzw. fußgesteuerte Schleife Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 61

2 3. Kontrollstrukturen Anweisungen und Blöcke Anweisungen Einige einfache Anweisungen kennen wir bereits: die Deklarationsanweisung zur Vereinbarung von Variablen, die Zuweisung und den Methodenaufruf. Zuweisungen und Methodenaufrufe sind Ausdrucksanweisungen, d.h. es handelt sich um Ausdrücke, die durch Anhängen eines Semikolons zu Anweisungen werden. Die leere Anweisung besteht aus einem einzelnen Semikolon: ; Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 62

3 3. Kontrollstrukturen Anweisungen und Blöcke Blöcke Ein Block ist eine Folge von Anweisungen, die durch { und geklammert sind. Solch ein Block stellt eine Anweisung dar, nämlich eine zusammengesetzte Anweisung. Variablen sind stets nur bis zum Ende des Blockes, in dem sie deklariert wurden, gültig. Wir sprechen in diesem Zusammenhang auch vom Gültigkeitsbereich der Variablen. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 63

4 3. Kontrollstrukturen Anweisungen und Blöcke { int x = 5; x++; { long y; y = x ; System.out.println(y); System.out.println(x); { double d; d = x + 1.5; System.out.println(d); ein äußerer mit zwei inneren Blöcken Die Variable x des äußeren Blocks ist in den inneren gültig. Auf die Variablen y könnte im äußeren und im zweiten inneren Block nicht zugegriffen werden. Mehrfachverwendung von Variablennamen in unterschiedlichen Blöcken ist möglich. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 64

5 3. Kontrollstrukturen Selektionsanweisungen if-anweisung Syntax: if ( boolscher Ausdruck ) Anweisung1 else Anweisung2 Zunächst wird der Ausdruck zwischen ( und ) ausgewertet. Dieser Ausdruck muß vom Ergebnistyp boolean sein. Liefert der Ausdruck true, wird Anweisung1 ausgeführt, bei false die Anweisung2. Der else-teil ist optional. Fehlt der else-teil, wird bei false keine Anweisung ausgeführt. Zur Erinnerung: Statt einer Anweisung kann auch ein Block (von Anweisungen) verwendet werden. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 65

6 3. Kontrollstrukturen Selektionsanweisungen Zu welchem if gehört das else? Syntaktisch wären zwei Interpretationen möglich. if ( boolscher Ausdruck1 ) if ( boolscher Ausdruck2 ) Anweisung1 else Anweisung2 Ein else gehört stets zum innersten if! Und wenn wir eine Zuordnung zum äußeren if benötigen? Verwendung eines Blocks mit { und. if ( boolscher Ausdruck1 ) if ( boolscher Ausdruck2 ) Anweisung1 else Anweisung2 if ( boolscher Ausdruck1 ) { if ( boolscher Ausdruck2 ) Anweisung1 else Anweisung2 Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 66

7 3. Kontrollstrukturen Selektionsanweisungen switch-anweisung switch (ganzzahliger Ausdruck) { case Konstante1: Anweisung... Anweisung break;... case KonstanteN: Anweisung... Anweisung break; default: Anweisung... Anweisung break; Die switch-anweisung entspricht einer Mehrfachselektion. Der ganzzahlige Ausdruck muß vom Typ byte, short, int oder char sein. Die hinter case angegebenen Konstanten legen Einsprungmarken für den Programmablauf fest. Der Programmablauf wird bei genau der case-marke fortgesetzt, die als Konstante dem Ergebnis des Ausdrucks entspricht. Ab der Markierung werden die Anweisungen bis zur nächsten break- Marke ausgeführt. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 67

8 3. Kontrollstrukturen Selektionsanweisungen Wird das Ergebnis des Ausdrucks in keiner case-konstante gefunden, so wird die Programmausführung bei der default-marke fortgesetzt. default ist optional! Trifft keine case-konstante zu und ist kein default vorhanden, so wird die Programmausführung mit der ersten Anweisung hinter der switch-anweisung fortgesetzt. Häufiger Fehler bei der Verwendung von switch: Das Vergessen der break- Anweisungen. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 68

9 3. Kontrollstrukturen Schleifen for-anweisung Syntax: for ( Initialisierung ; boolscher Ausdruck ; Update ) Anweisung Wird üblicherweise als Zählschleife eingesetzt. Der Teil Initialisierung im Schleifenkopf dient der Deklaration und Initialisierung einer (oder mehrerer) Zählvariablen. Die Anweisung im Rumpf der Schleife wird ausgeführt, solange der boolsche Ausdruck den Wert true liefert. Update dient zur Aktualisierung der Zählvariablen für die folgende Iteration. Beispiel: zeilenweise Ausgabe der Zahlen 0 bis 9: for (int i=0 ; i<10 ; i++ ) System.out.println(i); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 69

10 3. Kontrollstrukturen Schleifen Wollen wir mehr als eine Anweisung im Inneren der Schleife ausführen, nehmen wir einen Block. Alle drei Bestandteile des Schleifenkopfs sind optional. Dementsprechend ist auch for (;;) Anweisung syntaktisch korrekt. Dies entspricht einer Endlosschleife. Worin besteht der Unterschied zwischen den folgenden Konstruktionen? for (int i=0 ; i<10 ; i++ ) Anweisung int i; for ( i=0 ; i<10 ; i++ ) Anweisung Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 70

11 3. Kontrollstrukturen Schleifen while-anweisung Syntax: while ( boolscher Ausdruck ) Anweisung Kopfgesteuerte Schleife: Bei jeder Iteration wird zunächst der boolsche Ausdruck ausgewertet. Wenn dieser true liefert, wird die Anweisung (Schleifenrumpf) ausgeführt. Die while-schleife wird üblicherweise dann eingesetzt, wenn der Schleifenrumpf u.u. gar nicht durchlaufen werden soll und die Anzahl der Iterationen im voraus nicht bekannt ist. Beispiele: int i = 0; while ( i<10 ) { System.out.println(i); i++; int c; c = System.in.read(); while ( c!= -1 ) { verarbeite Eingabezeichen c c = System.in.read(); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 71

12 3. Kontrollstrukturen Schleifen do-anweisung Syntax: do Anweisung while (boolscher Ausdruck); Fußgesteuerte Schleife: Bei jeder Iteration wird zunächst die Anweisung ausgeführt. Anschließend wird der boolsche Ausdruck ausgewertet. Liefert dieser true, wird zur nächsten Iteration übergegangen, ansonsten endet die Abarbeitung der do- Schleife. Die do-schleife wird üblicherweise dann eingesetzt, wenn der Schleifenrumpf mindestens einmal durchlaufen werden soll und die Anzahl der Iterationen im voraus nicht bekannt ist. Auch hier muß ein Block verwendet werden, wenn der Schleifenrumpf aus mehr als einer Anweisung besteht. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 72

13 3. Kontrollstrukturen Schleifen Beispiele: Ausgabe von 0 bis 9: int i = 0; do { System.out.println(i); i++; while ( i<10 ); Verarbeitung von Zeichen der Standardeingabe: int c; do { c = System.in.read(); if ( c!= -1 ) verarbeite Eingabezeichen c while ( c!= -1 ); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 73

14 3. Kontrollstrukturen Schleifen Sprungbefehle Mit der Anweisung continue wird der aktuelle Schleifendurchlauf beendet und es wird direkt zur nächsten Iteration übergegangen. Die Anweisung continue wird beispielsweise zur Behandlung von Ausnahmefällen bei Zählschleifen verwendet. for (int i=-10; i<=10 ; i++ ) { if ( i==0 ) continue; System.out.println( "Division von 1 durch " + i + " ergibt " + 1/i); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 74

15 3. Kontrollstrukturen Schleifen Die Anweisung break dient dazu, die Abarbeitung einer Schleife oder eines Blockes vorzeitig zu beenden. Man verlässt damit die Schleife bzw. den Block, der aktuell ausgeführt wird. Die Programmausführung wird fortgesetzt mit der nächsten Anweisung, die der Schleife bzw. dem Block folgt. Beispiel: Suche eines Elementes in einem Feld. Wenn das Element gefunden wird, kann die Suche abgebrochen werden. int x; int feld;... for ( int i=0 ; i<feld.length ; i++ ) if ( x == feld[i] ) { System.out.println( "Element " + x + " gefunden!" ); break; Sprungbefehl return zum Verlassen von Methoden: hierzu später mehr Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 75

16 3. Kontrollstrukturen Beispiele Beispiele Gegeben ist der folgende Ausschnitt aus einem Programm: int i = 20; while ( i>0 ) { System.out.println(i); i -= 2; Was bewirkt diese Schleife? Wie lautet eine for-schleife mit gleicher Ausgabe? Was bewirken die folgenden Zeilen? while (true) { System.out.println("Aloha"); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 76

17 3. Kontrollstrukturen Beispiele Bestimmen Sie die Ausgabe des folgenden Java-Programms: public class BreakAndContinue { public static void main(string args[] ) { for (int i=0 ; i<100 ; i++ ) { if ( i==74 ) break; if (i % 9!= 0 ) continue; System.out.println(i); int i = 0; while (true) { // Endlos-Schleife? i++; int j = i * 30; if (j==1260) break; if (i % 10!= 0 ) continue; System.out.println(i); Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 77

18 3. Kontrollstrukturen Beispiele Sie wollen ein Schachbrett numerieren in der folgenden Form: Formulieren Sie eine geschachtelte for-schleife, die eine entsprechende Ausgabe erzeugt. Peter Becker, Programiersprache Java FH Bonn-Rhein-Sieg, SS 07 78

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