Programmieren - Thema 4: Kontrollstrukturen

Vorlesung Programmieren - Thema 4: Kontrollstrukturen

• Kontrollstrukturen sind die Grundlage für die Steuerung des Programmablaufs.
• Elementare Kontrollstrukturen umfassen bedingte Anweisungen, Schleifen und Sprünge.
• Bedingte Anweisung führt Anweisungen basierend auf Bedingungen aus.
• Schleifen wiederholen Anweisungen solange eine Bedingung erfüllt ist (z.B. while, do-while, for).
• Sprünge verändern den normalen Ablauf des Programms (z.B. break, continue).
• Unterprogramme (Funktionen/Methoden) gruppieren Anweisungen unter einem Namen.

Deklaration (I)

• Variablen benötigen einen Typ und einen Namen.
• Der Speicherplatz wird reserviert und initialisiert.
• Syntax: <Typ> <Bezeichner> [ = <Ausdruck> ];
• Beispiel: int i = 7;

Deklaration (II)

• Variablen und Initialisierungen müssen typkonform sein.
• Variablennamen dürfen nicht im eigenen Initialisierungsausdruck vorkommen.

Ausdruck

• Syntax: <Ausdruck> ::= …
• Ausdrücke müssen Zuweisungen oder Funktionsaufrufe sein.
• Beispiel: float umfang = 2 * pi * radius;

Zuweisung

• Syntax: <Variablenname> = <Ausdruck>;
• Berechnung des Ausdrucks, Zuweisung an die Variable.
• Beispiel: float k = i * j;

Block

• Syntax: { <Anweisung> }
• Strukturierung von Anweisungen.
• Innerhalb eines Blocks können eigene Variablen deklariert werden.
• Beispiel: int j = 8; { i = j; i++; }

Gültigkeitsbereich und Lebensdauer

• Gültigkeitsbereich: Wo kann eine Variable verwendet werden?
• Lebensdauer: Wie lange existiert eine Variable?
• Beide hängen vom Kontext und der Blockstruktur ab.

Sequenz

• Syntax: <Anweisung_1>; <Anweisung_2>;
• Die Anweisungen werden nacheinander ausgeführt.
• Beispiel: int i = 3; int j = 5; j = j + i;

Bedingte Anweisung (I)

• Syntax: if (<Bedingung>) <Anweisung_1> [else <Anweisung_2>]
• Semantik: Bedingung wird ausgewertet.
• Wenn wahr, wird <Anweisung_1> ausgeführt; andernfalls <Anweisung_2>.
• Beispiel: if (i % 2 == 0) System.out.println("gerade"); else System.out.println("ungerade");

Bedingte Anweisung (II)

• Fehlerausgabe: Fehlervermeidung durch Blockierung in bedingten Anweisungen.

Bedingte Anweisung (III)

• Syntax: if (<Bedingung>) <Anweisung1> [else if (<Bedingung2>) <Anweisung2> ...] [else <AnweisungN>]
• Mehrere Bedingungen und zugehörige Anweisungen.
• Beispiel: Durch unterschiedliche Bedingungen werden verschiedene Ausgaben erzeugt.

while-Anweisung

• Syntax: while (<Bedingung>) <Anweisungsblock>
• Semantik: Der Anweisungsblock wird solange wiederholt, wie die Bedingung wahr ist.

do-while-Anweisung

• Syntax: do <Anweisungsblock> while (<Bedingung>);
• Der Anweisungsblock wird mindestens einmal ausgeführt und dann solange wiederholt, wie die Bedingung wahr ist.

for-Schleife (I)

• Syntax: for (<Init>; <Bedingung>; <Inkrement>) <Anweisungsblock>
• Semantik: Initialisierung, Bedingungsprüfung und Inkrement werden vor jedem Durchlauf der Schleife ausgeführt.

for-Schleife (II)

• Syntax: for (Typ Variable: Menge) { Anweisung }
• Iteration über eine Menge (z.B. ein Array)

switch-Anweisung (I)

• Syntax: switch (<Ausdruck>) { case <Konstante>: <Anweisung>; ... default: <Anweisung>; }
• Semantik: Der Ausdruck wird ausgewertet, und die entsprechende case-Anweisung wird ausgeführt.

switch-Anweisung (II)

• Semantik: Auswertung des Ausdrucks und entsprechenden Sprung.
• Default-Stelle bei fehlender Übereinstimmung.

switch-Anweisung (III, V, VI, VII, VIII)

• Erweiterungen von switch-Anweisungen, z.B. mehrere Cases, Verwendung von Pfeilen und Ausdrücken.

return-Anweisung

• Syntax: return [<Ausdruck>];
• Verlässt die Funktion und gibt gegebenenfalls einen Wert zurück.

Unbedingte Sprünge

• Syntax: goto <Label>;
• Verändert den normalen Ablauf des Programms.
• Nicht in moderner Programmierung empfohlen.

Unterprogramme (I, II)

• Definition: Gruppierung von Anweisungen mit Namen.
• Funktionen/Methoden geben Werte zurück, Prozeduren nicht.
• Parameter: Übertragung von Werten an Unterprogramme.
• Rückgabewert: Gegebenfalls von Funktionen zurückgegeben.

In diesem Quiz lernen Sie die grundlegenden Kontrollstrukturen der Programmierung kennen, einschließlich bedingter Anweisungen, Schleifen und Sprünge. Testen Sie Ihr Wissen über die Deklaration von Variablen und die Syntax in Programmiersprachen. Ideal für Programmieranfänger und Studierende.