6. Iteration (Schleifenanweisungen)

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1 Schwerpunkte While-: "abweisende" Schleife 6. Iteration (Schleifenanweisungen) Java-Beispiel: TemperatureTable.java Do-while-: "nichtabweisende" Schleife For-: zählergesteuerte Schleife Klassifikation von en Strukturierte Programmierung K. Bothe, Institut für Informatik, HU Berlin, GdP, WS 2015/16 Version: 9. Nov While- Syntax EBNF: while ( Bedingung ) Unterschiede zu Pascal? Solange die 'Bedingung' gilt, wiederhole man die '' Anwendung: wird ggf. n i c h t bearbeitet Pascal while ( Bedingung ) do 3 4

2 Do-while- Do-while-: mit while- ausgedrückt EBNF: do while ( Bedingung ) ; Syntax nicht konsequent: ';' do while ( Bedingung ) ; Solange die 'Bedingung' gilt, wiederhole man die '', wobei die Bedingung n a c h Ausführung der getestet wird dasselbe wie: Anwendung: wird mindestens e i n m a l bearbeitet while ( Bedingung ) Do-while wird nicht benötigt - erspart aber Schreibaufwand 5 6 Rolle des '; in der Syntax: Trennung oder Abschluss von en? Pascal, Modula-2, Ada,... : Trennung von en Rolle des ';' C, C++, Java: - Abschluss von en (syntaktisch Teil der ) - aber: mit vielen Ausnahmen (ohne ';' : while, if,...) x := y; if x > y then 2a 2b begin x := y; y := 0 end; d := 100 Unsauberkeit in Sprachdefinition (kein einheitliches Prinzip: Fehlerquelle) a x = y; if (x > y) { x = y; y = 0; d = 100; 2b 7 8

3 Beispiel: Fakultät n! = 1 * 2 *... * n Wichtig: Anfangswerte int n, x = 1, fakultaet = 1;... // n einlesen Abbruchbedingung while (x <= n) { fakultaet = fakultaet * x; x = x + 1; For-Schleife z. B. für n = 4: x durchläuft die Werte: 1, 2, 3, 4, 5 (bei x = 5 gilt nicht mehr: x <= n ) dabei durchläuft fakultaet die Werte: 1, 1, 2, 6, Auswahl einer Wiederholanweisung For-Schleife Wiederholung (einer ) EBNF: Solange eine Bedingung gilt Feste Anzahl von Wiederholungen for (Initialisierung ; Test ; Update) Java Pascal mindestens e i n Mal do A while (B); REPEAT A UNTIL NOT B; auch: 0 Mal while (B) A WHILE B DO A for (I;T;U) A FOR x := 1 TO n DO A dasselbe wie: Initialisierung ; while ( Test ) { ; Update ; Ausdrücke (insb. Zuweisungen) For- wird nicht benötigt - Bessere Lesbarkeit in vielen Fällen 11 12

4 Beispiel: Fakulät mit 'for' For- in Java (C, C++): aus sprachtheoretischer Sicht ein Unglück dasselbe: int n, x, fakultaet = 1;... // n einlesen for (x = 1; x <= n ; x = x + 1) x = 1; Anwendung: fakultaet = fakultaet * x; while (x <= n) { fakultaet = fakultaet * x; x = x + 1; A n z a h l der Wiederholungen ist bekannt (hier: n)! Kurzform: x++ analog: x-- wie x = x - 1 Was man will: - Man kennt Anzahl der Wiederholungen: n - Eine Laufvariable i läuft von einem Anfangswert (z.b. 1) bis zum bekannten Endwert (n) Pascal: Java, C, C++: fak := 1; fak = 1; FOR x := 1 TO n DO for (x = 1; x <= n ; x = x + 1) fak := fak * x; fak = fak * x; For- in Java (C, C++): unübersichtliche Programme möglich Zyklen: weiteres Beispiel for (a = 1 ; b * c == 0 ; k = k + 1) Tabelle: Umrechnung Celsius Fahrenheit x = y; Grad C Grad F kein Bezug der Laufvariablen a zur Abbruchbedingung und Update for ( ; ; ) {readnumber(); entspricht: while (true){ readnumber();... Beispielprogramm mit while

5 class TemperatureTable { // Tabelle mit C/F Temperaturen public static void main (String[] args) { final double LOW_TEMP = -10.0, HIGH_TEMP = 10.0; double cent, // Grad Celsius fahr; // Grad Fahrenheit System.out.println("\tGrad C\t\tGrad F"); cent = LOW_TEMP; while (cent <= HIGH_TEMP) { fahr = (9.0/5.0) * cent ; // C -> F System.out.println("\t" + cent + "\t\t" + fahr); cent = cent + 1.0; cent++ Tabulator Statt while besser for Wie? class TemperatureTable { // Tabelle mit C/F Temperaturen public static void main (String[] args) { final double LOW_TEMP = -10.0, HIGH_TEMP = 10.0; double cent, // Grad Celsius fahr; // Grad Fahrenheit System.out.println("\tGrad C\t\tGrad F"); for(cent = LOW_TEMP; cent <= HIGH_TEMP; cent++) { fahr = (9.0/5.0) * cent ; // C -> F System.out.println("\t" + cent + "\t\t" + fahr); Break-: Austritt aus Zyklen mitten im Zykluskörper Das 1 ½-Zyklus-Problem Break- // z.b. Compiler: Symbole ermitteln und verarbeiten while (true) {... Einlesen // u.a. führende Leerzeichen überlesen if (Keyboard.eof()) break;... verarbeite Eingabe... Strukturierte wird verlassen: switch, while, if Ungünstig: Abbruchbedingung nicht direkt in while-bedingung sichtbar (wenn möglich: vermeiden) Aber oft sinnvolle Lösung 19 20

6 Break-: das " 1 ½ - Zyklus-Problem" while (true) {... einlesen... if (Keyboard.eof()) break;... verarbeite Eingabe einlesen... auch ohne break: aber doppelter Code while (! Keyboard.eof())... verarbeite Eingabe einlesen... Strukturierte Programmierung Bekannter Begriff in der Programmierung seit ca leer Klassifikation von en einfach (elementar) Sprunganweisung: - break - continue - return - throw - (goto) Sprünge nötig? Methodenaufruf Zuweisung... en Verzweigung: - if- - switch Alle en nötig? Java Synchronisation strukturiert (zusammengesetzt aus anderen Anwendungen) Zyklen (Schleifen): - while - do-while - for Block (Sequenz) {s1; s2; Ausnahmeanweisung Strukturierte Programmierung früher: (Fortran) 1 IF (a+b) 10, 20, GO TO GO TO Strukturierte Programmierung: Man kommt ohne Sprünge aus (a+b)<0 Ausreichend zur Algorithmenbildung: - Zuweisung - sequentielle Ausführung (a1; a2;...) - Verzweigung (Langform von 'if') - Wiederholung (while) Marke (markierte ) (Fälle: a+b < 0... =0... >0) 23 24

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