Wiederholung mit Laufvariable

Eine Wiederholung mit Laufvariable ist eine nützliche Kontrollstruktur beim Programmieren. Hierbei wird eine Anweisung oder eine Sequenz von Anweisungen wiederholt ausgeführt, wobei mit jedem Durchgang eine so genannte Laufvariable verändert wird. Auf den Wert der Variablen können die Anweisungen in der Wiederholung zugreifen.

Es gibt zwei Arten von Wiederholungen mit Laufvariablen: solche, bei denen die Variable nach einem festen Muster hochgezählt wird, und solche, die eine Datenstruktur wie eine Liste oder ein Wörterbuch Element für Element durchgehen.

Beschreibungen von Algorithmen

In Programmablaufplänen gibt es kein explizites Syntaxelement, um Wiederholungen mit Laufvariablen darzustellen. Diese können aber mit geringem Aufwand als Bedingte Wiederholungen modelliert werden.

Im Pseudocode werden die Schlüsselwörter for, from, to, step, do und endfor verwendet, um die Wiederholung mit Laufvariable umzusetzen.

summe := 0
for x from 1 to 7 step 2 do
  summe := summe + x
endfor

Die Variable x nimmt hier nacheinander die Werte 1, 3, 5 und 7 an. summe wird ebenfalls mit jedem Durchlauf erhöht und nimmt die Werte 1, 4, 9 und schließlich 16 an.

Visuelle Programmierung

In Scratch gibt es keine Wiederholung mit Laufvariable. Diese Kontrollstruktur muss hier anders umgesetzt werden, etwa mit einer Wiederholung mit fester Anzahl.

AppInventor

Dieser Block zählt eine Variable namens Zahl von 1 bis 5 hoch.

Im AppInventor gibt es in der Kategorie Steuerung den Block "Für jede Zahl von ... bis ... um ... mache ...". Die Laufvariable Zahl kann dabei im Rumpf der Wiederholung - und nur dort - verwendet werden. Als Start- und Endwert sowie Schrittweite können beliebige Ausdrücke angehängt werden.

💡

Tipp

Die Laufvariable kannst (und solltest) du umbenennen, damit dein Programm leichter lesbar ist.

NEPO

Dieser Block zählt eine Variable namens i von 0 bis 5 hoch

In NEPO sehen die entsprechenden Blöcke so ähnlich aus wie im AppInventor. Sie befinden sich in der Kategorie Kontrolle.

Textuelle Programmierung

Python

In Python wird das Schlüsselwort for x in y benutzt, um bedingte Wiederholungen umzusetzen. x ist die Laufvariable und y muss eine Datenstruktur sein, durch die iteriert werden kann, z.B. eine Liste, ein String oder eine Range.

wort = "INFORMATIK"

for buchstabe in wort:
    print("Gebt mir ein " + buchstabe + "!")
    print(buchstabe + "!!!"

print("Was ist das?!")
print(wort + "!!!")

Java, C, JavaScript usw.

In den "Curly-Bracket-Sprachen" kann eine Wiederholung mit Laufvariable auf beide Arten implementiert werden.

Option 1

Es wird eine Variable angegeben, eine Abbruchbedingung und eine Anweisung, diese Variable hochzuzählen. Diese drei Dinge stehen hinter dem Schlüsselwort for in runden Klammern, getrennt mit Semikola. In Java oder C sieht das etwa so aus:

for (int i = 1; i <= 10; i = i + 1) {
    // do stuff...
}

// Dasselbe mit einer while-Wiederholung:

int i = 1;
while (i <= 10) {
    // do stuff...
    i = i + 1;
}

Im Unterschied zum AppInventor-Block hat man hier wesentlich mehr Freiheit, weil die Bedingung und die Anweisung zum Hochzählen völlig frei formuliert werden können.

Einfache bedingte Wiederholungen können sogar mit einem leeren for implementiert werden. Als Beispiel ist hier das Heron-Verfahren mit einer leeren for-Wiederholung in Java implementiert:

public void root(double x, double y) {
    double z;
	for (z = x/2; z*z - x > y; z = (z + x/z) / 2);
	return z;
}

Option 2

Es wird eine Datenstruktur angegeben, durch die iteriert wird. Hier steht hinter dem Schlüsselwort for in runden Klammern zunächst der Datentyp und Name der Laufvariablen und dann die Datenstruktur, über die iteriert werden soll. In Java und C++ steht dazwischen ein Doppelpunkt:

ArrayList<String> names = new ArrayList<String>();
names.add("Jan");
names.add("Hein");
names.add("Klaas");
names.add("Pit");

for (String name : names) {
    System.out.print(name + ", ");
}
System.out.println("die haben Bärte, die fahren mit");

In JavaScript wird das Schlüsselwort of bei Arrays bzw. in bei Objekten verwendet:

for (link of document.getElementsByTagName("a")) {
    link.classList = "external";
}

⚠️

Achtung

In C♯ steht das Schlüsselwort in für die Iteration durch ein Array. Das in von C♯ entspricht also dem of von JavaScript!

Weblinks

• Tutorial zu diesem Thema
• "for-Wiederholungen in Java" auf w3schools.com 🇬🇧
• "for-Wiederholungen in Python" auf w3schools.com 🇬🇧
• "While-Schleifen" [sic!] auf python-lernen.de 🇩🇪

Bestandteile von Algorithmen

Anweisung | Ausdruck | Sequenz

Kontrollstrukturen: Bedingte Anweisung | Bedingte Wiederholung | Wiederholung mit fester Anzahl | Wiederholung mit Laufvariable | Unterprogramm