Schleifen

In Programmen ist es die Regel, dass die gleichen Dinge mit unterschiedlichen Daten immer wieder durchgeführt werden müssen. Um z.B. eine Datei auszulesen, muss immer wieder die nächste Zeile gelesen werden, und dann entschieden werden, was mit dieser Zeile gemacht wird. Ein anderes Beispiel ist eine Animation, in der immer wieder aufs neue berechnet wird, wo sich die Objekte gerade befinden, die auf dem Bildschirm dargestellt werden sollen. Noch ein anderes Beispiel ist eine Datenreihe, in der jeder einzelne Eintrag gemäss bestimmten Regeln verarbeitet werden muss.

Für derartige Aufgaben gibt es in allen Programmiersprachen so genannte Schleifenkonstruktionen. In allen C-ähnlichen Sprachen gibt es zumindest die while()-Schleife, die do .. while()-Schleife und die for()-Schleife.

Die while()-Schleife

Die while()-Schleife erwartet zwischen den Klammern nach dem while eine Bedingung (siehe Vergleiche und bedingte Ausführung). Ist diese Bedingung wahr, so wird der Code, der nach dem while() in geschweiften Klammern steht, ausgeführt. Andernfalls geht der Programmablauf hinter diesem Code weiter. Nach einmaliger Ausführung wird die Bedingung erneut getestet, und je nach Ausgang wird nochmals gleiche Code ausgeführt, oder der Ablauf geht nach dem Schleifencode weiter (man sagt dann, die Schleife wird verlassen).

Das folgende Beispiel zeigt, wie man mit einer while()-Schleife alle Quadratzahlen addieren kann, die kleiner sind als 1000.

i = 1;               // i durchläuft alle Zahlen ab 1
summe = 0;
while(i * i < 1000) {  // solange das Quadrat von i kleiner als 1000 ist
  summe += i*i;        // zähle i*i zu summe dazu
  i++;                 // erhöhe i um 1
}

Dieses Beispiel kann ebensogut JavaScript wie Java oder auch C oder C++ sein. In PHP oder Perl würde man noch allen Variablen einen Dollar voranstellen.

Ein praxisnähreres Beispiel findet sich z.B. im Abschnitt Ein- und Ausgabe.

Die do { } while()-Schleife

Die do { } while()-Schleife unterscheidet sich von der while()-Schleife dadurch, dass die Bedingung für die Wiederholung der Schleife jeweils nicht am Schleifenbeginn, sondern am Schleifenende getestet wird. Die do { } while()-Schleife wird daher im Gegensatz zur while()-Schleife immer mindestens einmal durchgeführt.

Das folgende Beispiel zeigt einen Passwort-Einlesevorgang. Um nicht das Wesentliche aus den Augen zu verlieren, werden dabei einige Funktionen verwendet, die man natürlich je nach Sprache unterschiedlich programmieren müsste. Dabei muss die Funktion passwort_kontrolle() so gedacht werden, dass sie 0 zurückgibt, wenn das Passwort stimmt, und einen anderen Wert als 0, wenn das Passwort falsch ist. In diesem Beispiel wird nach 3 Fehlversuchen abgebrochen.

i = 0;
do {
 passwort = passwort_einlesen();
 i++;
} while(i <= 3 && passwort_kontrolle(name, passwort) != 0);

Widerum könnte dieses Beispiel in C, C++, Java oder JavaScript geschrieben sein, während man in Perl oder PHP noch Dollarzeichen vor den Variablen setzen müsste, um das Beispiel zu übernehmen.

Die for(;;)-Schleife

Die for(;;)-Schleife wird dann gewählt, wenn sich vor dem Durchlauf der Schleife bereits ermitteln lässt, wie oft die Schleife durchlaufen werden muss. Die for(;;)-Schleife enthält zwischen den Klammern drei Anweisungen, die durch Strichpunkte getrennt werden. Diese Anweisungen werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgeführt und bewirken verschiedenes:

• Die erste Anweisung wird nur einmal zu Beginn des ersten Schleifendurchlaufs ausgeführt.
• In der zweiten Anweisung wird eine Bedingung dafür formuliert, dass die Schleife ausgeführt werden soll. Was hier steht ist also gleichbedeutend mit der Bedingung der while()-Schleife. Sobald die Bedingung zum ersten Mal nicht mehr erfüllt ist, wird die Schleife verlassen und der Code dahinter ausgeführt.
• Die dritte Anweisung wird am Schluss jedes Schleifendurchlaufs ausgeführt. Hier wird in der Regel der Zähler, mit dem man die Durchläufe der Schleife zählt, um eins erhöht.

Das folgende Beispiel zeigt die Berechnung der Fakultät¹ einer Zahl n mit Hilfe einer for(;;)-Schleife.

fakultaet = 1;
for(i = 2; i <= n; i++) {
  fakultaet *= i;  // fakultaet mit i multiplizieren
}

Auch dieses Beispiel ist in C, C++, Java und JavaScript gleich, und kann nach Perl oder PHP übersetzt werden, indem man jeder Variablen einen Dollar voranstellt. Das Resultat ist übrigens auch richtig, wenn n = 1 oder n = 0 ist, weil dann die Schleife gar nicht ausgeführt wird.

¹Die Fakultät einer Zahl n, kurz n!, berechnet das Produkt 1×2×3×...×(n-1)×n. Man braucht die Funktion u.a. in der Kombinatorik. Z.B. gibt es n! Möglichkeiten, um für n verschiedene Objekte eine Reihenfolge festzulegen. (zurück)