Quelltext der Seite Variable (Informatik)

[[File:CPT-programming-variable.svg|CPT-programming-variable|thumb|rechts|Man kann sich eine Variable wie eine beschriftete Box vorstellen]]
In der [[Informatik]] bezeichnet man als [[Variable (Informatik)|Variable]] einen [[Referenz|Verweis]] auf ein Stück [[Speicher]], in dem eine [[Information]] festgehalten werden kann. Diese Information kann aus dem Speicher ausgelesen werden, ebenso kann eine neue Information hineingeschrieben werden. Bei diesem Vorgang geht die alte Information verloren.

Eine Variable hat immer einen Namen, den so genannten '''Bezeichner''' (engl. ''identifier''). Mit diesem Namen kann auf den Wert der Variablen zugegriffen werden.

In manchen [[Programmiersprache]]n haben Variablen feste [[Datentyp]]en, die festlegen, wie viel Speicher für diese Variable zur Verfügung steht und welche Werte darin gespeichert werden dürfen. Zum Beispiel kann eine Variable vom Typ <code>short</code> in [[C (Programmiersprache)|C]] nur ganzzahlige Werte zwischen -32768 und 32768 annehmen.

==Analogie==
Man kann sich eine Variable wie eine beschriftete Box mit einem Inhalt vorstellen. Die Beschriftung ist hier der Bezeichner, der Inhalt ist der Wert.

'''Konkretes Beispiel:''' in meiner Küche steht eine Box mit der Beschriftung <code>MEHL</code>. Wenn ich meine Freundin bitte, mir die Box mit der Beschriftung <code>MEHL</code> zu geben, weiß sie, was ich will. Der Bezeichner dient also dazu, eine Variable eindeutig zu identifizieren.

Den Wert einer Variable kann man beliebig oft [[Ausdruck|abfragen]] (<q>Schatz, wie viel ist noch in der <code>MEHL</code>-Dose?</q> - <q>300 Gramm!</q>), verändern (indem man Mehl entnimmt oder hinzufügt) oder ganz löschen. Das Ergebnis einer Abfrage gibt dabei immer den aktuellen Wert einer Variablen zurück. Alte vorherigen Werte gehen beim Überschreiben verloren.

{{Achtung|Der Bezeichner einer Variable hat nicht zwingend etwas mit dem Inhalt zu tun! In die <code>MEHL</code>-Dose könnte ich auch Zucker, Linsen oder schmutzige Socken füllen! Der Wert einer Variablen wird ausschließlich von dem Programm festgelegt, in dem sie verwendet wird!}}
{{Hinweis|Der Bezeichner einer Variable ''sollte'' zu deren Wert passen. Genau so, wie ich von einer mit <code>MEHL</code> beschrifteten Dose erwarte, dass sie Mehl enthält, erwarte ich von einer Variable namens <code>vorname</code>, dass darin jemandes Vorname gespeichert wird. Dies gilt umso mehr, weil man in der Regel nicht alleine, sondern im Team an einem Programm arbeitet.

Kleine Anekdote: Als Jugendlicher wollte ich mal für einen Kuchen einen Zuckerguss aus Zitronensaft und Puderzucker anrühren. Das weiße Pulver in der mit "PUDERZUCKER" beschrifteten Dose war aber Kartoffelstärke. Moral: benenne deine Variablen und beschrifte deine Dosen so, dass andere sofort sehen oder wenigstens ahnen können, was darin ist.}}

Ähnlich wie die Datentypen hat auch meine <code>MEHL</code>-Dose nur ein begrenztes Fassungsvermögen. Wenn ich versuchen würde, einen ganzen 50-kg-Sack Mehl hineinzukippen, würde die Dose überlaufen. Genau so bezeichnet man übrigens auch die Fehler, die passieren, wenn man einen zu großen Wert in einer Variable speichern möchte: ''Überlauf''.

==Verwendung ==

Variablen bilden die einfachste Form des "Gedächtnisses" eines [[Computerprogramm]]s oder [[Algorithmus]]. Komplexere Daten, die mehrere Informationen umfassen, müssen mit [[Datenstruktur]]en gespeichert werden.

===Deklaration===
[[Datei:AppInventor Deklaration Variable.png|rechts|thumb|Im AppInventor müssen Variablen deklariert werden, bevor sie verwendet werden können.]]
[[Datei:Scratch Neue Variable.svg|mini|Auch in [[Scratch]] müssen Variablen vor der Verwendung deklariert werden.]]
In vielen Programmiersprachen müssen Variablen '''deklariert''' werden, bevor sie verwendet werden können. Das heißt, dass ihr Name sowie gegebenenfalls ihr Datentyp oder Informationen über ihre [[Sichtbarkeit]] festgehalten werden müssen. Im [[AppInventor]] müssen Variablen mit den Blöcken <code>global initialisieren</code> oder <code>lokal initialisieren</code> deklariert werden und können nur dann verwendet werden, wenn diese Blöcke vorhanden sind.

In Sprachen wie [[Java (Programmiersprache)|Java]] deklariert man Variablen zum Beispiel so:
<syntaxhighlight lang="java" line="1">
int x;
char y;
boolean z;
</syntaxhighlight>
Das bedeutet: es werden drei Variablen <code>x</code>, <code>y</code> und <code>z</code> angelegt. In <code>x</code> ''darf nur'' eine ganze Zahl gespeichert werden, in <code>y</code> ''nur'' ein Zeichen und in <code>z</code> ''nur'' ein [[Wahrheitswert]]. Damit wird zugleich der nötige Speicher für diese Variablen reserviert: 4 [[Byte]] für den <code>int</code>, 2 Byte für den <code>char</code> und 1 Bit für den <code>boolean</code>.

Durch die Pflicht zur Deklaration von Variablen kann bereits beim [[Compiler|Kompilieren]] des Programms geprüft werden, ob alle verwendeten Variablen ganz sicher existieren und auch so verwendet werden dürfen, wie es im Programm steht.

=== Zuweisung und Abfrage ===

Den Wert einer Variable zu ändern, ist eine [[Anweisung]], da hierdurch der Zustand des Programms verändert wird. Den Wert einer Variable abzufragen, ist hingegen ein Ausdruck, da ein Ergebnis zurückgeliefert wird. Wenn eine Variable einen neuen Wert zugewiesen bekommt, wird ihr alter Wert sofort überschrieben und ist nicht mehr abrufbar.

=== Visuelle Programmierung ===

In den visuellen Programmiersprachen werden für Anweisungen und Ausdrücke unterschiedlich geformte Blöcke verwendet. Darum wird auch anhand der Blockform zwischen Zuweisung und Abfrage unterschieden. In Scratch gibt es für die Zuweisung den Block <sb>setze [x v] auf ()</sb> und für die Abfrage die ovalen Blöcke <sb>(x)</sb> mit den Variablennamen.

Im AppInventor werden die Blöcke [[Datei:AppInventor Setze.svg]] für die Zuweisung und [[Datei:AppInventor Hole.svg]] für die Abfrage verwendet.

=== Textuelle Programmierung ===

In der textuellen Programmierung wird für jeden Zugriff auf die Variablen einfach nur ihr Name verwendet. Für eine Zuweisung wird dahinter in den meisten Sprachen ein einfaches Gleichheitszeichen gesetzt und dahinter der Wert, der der Variablen zugewiesen werden soll:

{{Beispiel|1=In der interaktiven Python-[[Kommandozeile]] kann man Variablen folgendermaßen abfragen und setzen:
<syntaxhighlight lang="python" line>
>>> antwort = 42
>>> antwort
42
</syntaxhighlight>
Zeile 1: Zuweisung – die Variable {{Python|antwort}} bekommt den Wert {{Python|42}} zugewiesen.<br/>
Zeile 2: Abfrage – der Wert der Variablen {{Python|antwort}} wird abgerufen.<br/>
Zeile 3: Ergebnis – der Wert der Variablen {{Python|antwort}} wird ausgegeben.
}}

=== <code>x = y</code> ===

In der Mathematik bedeutet die Aussage <math>x = y</math>: Die Variablen <math>x</math>und <math>y</math> sind '''für immer''' gleich. 

In der Informatik ist das anders. Die Anweisung {{Python|x = y}} bedeutet: Hole dir den Wert, der in der Variablen {{Python|y}} gespeichert ist, und speichere ihn in der Variable {{Python|x}}. Dies ist ein einmaliger Vorgang und hat insbesondere keine Auswirkung auf {{Python|y}}. Wenn {{Python|y}} in der Zukunft geändert wird, ändert {{Python|x}} sich nicht mit; umgekehrt gilt das genau so. Zwischen diesen beiden Variablen gibt es nun keine feste Verbindung, es gab nur eine einmalige Abfrage und eine einmalige Zuweisung.

==Weblinks==

* {{Inf-Schule|6.3.2.1|Variablen}}
* {{OInf|kurs/programmieren/variablen|Variablen}}

[[Kategorie:Programmierung]]