Prozedurale Programmierung - Kapitel 5 - Kontrollstrukturen

Inhalte von Dr. E. Nadobnyh

Grundbegriffe

Anweisungen sind Berechnungen (Befehle), die ausgeführt werden, um Daten zu verarbeiten.

Kontrollstrukturen (Steuerstrukturen, Kontrollanweisungen) definieren die Reihenfolge, in der Anweisungen durchgeführt werden. Jede Kontrollstruktur ist selbst eine Anweisung.

Es gibt vier grundlegende Kontrollstrukturen:

1. Sequenz (Folge),
2. Auswahl (Alternative, Verzweigung, Selektion),
3. Schleife (Zyklus, Wiederholung) und
4. Unterprogramm (Aufruf).

Die Mächtigkeit einer Programmiersprache zeigt sich beim Einsatz von Kontrollstrukturen, die in Abhängigkeit von Variablenwerten Abweichungen von linearen Folgen der Anweisungen ermöglichen.

Überblick

Programmablauf

Linearer Ablauf:



Verzweigung:



Wiederholung:

5.1. Sequenzen

1. Eine Sequenz ist eine Reihenfolge von


welche der Reihe nach abgearbeitet werden.

2. Einfache Anweisung besteht aus:
a) einer Zuweisung, z.B.: a=a+1;
b) einem Aufruf, z.B.: printf(„%d“, a+1); oder
c) einem Ausdruck dem ein Semikolon folgt, z.B.: a++;

Besonderheiten:
a) Eine leere Anweisung besteht nur aus dem Semikolon.
b) Ein Ausdruck ist eine Folge von Operatoren und Operanden, z.B.: a+4;
c) Jede Zuweisung ist in C/C++ ein Ausdruck, z.B.:

Block

Ein Block ist eine Zusammenfassung von mehreren Anweisungen und Vereinbarungen, die in geschweiften Klammern eingeschlossen sind.

Synonyme: Verbundanweisung, unbenannter Block, Anweisungsblock, zusammengesetzte Anweisungen.

Ein Block ist syntaktisch äquivalent zu einer einfachen Anweisung. Beispiele für Blöcke sind Körper von Funktionen oder Kontrollstrukturen if, else, while, for.

Blöcke sind hierarchisch bzw. baumartig organisiert. Es gibt Sequenzen von Blöcken und geschachtelte Blöcke. Beispiel:

Gültigkeitsbereich

Ein Block kann Namen-Vereinbarungen enthalten, z.B. Variablen-Definitionen. Diese Variablen werden als lokale (auto) Variablen bezeichnet. Ihre Namen gelten nicht im gesamten Programm, sondern nur in bestimmten Gültigkeitsbereichen.

Der Gültigkeitsbereich (scope) eines Namens ist der unmittelbar umgebende Block und alle tiefer geschachtelte Blöcke.

Ein Name kann ab der Stelle der Definition bis zum Ende des Blocks benutzt werden, aber nicht vorher. Variablen werden beim Verlassen des Blocks, in dem sie definiert sind, zerstört. Der Wert geht verloren und kann nicht mehr restauriert werden.

Variablen werden als globale bezeichnet, wenn sie außerhalb eines Blocks definiert sind.


Gültigkeitsbereich. Beispiel

Gültigkeitsbereich von a und g sind beide Blöcke. Gültigkeitsbereich von b ist nur der innere Block.

5.2. Auswahlanweisungen

if ... else-Anweisung

Eine if-Anweisung (Verzweigung, bedingte Anweisung) realisiert die Auswahl zwischen zwei Alternativen.

Syntax (zwei Formen):



Ein Rumpf ist eine Anweisung bzw. ein Block. Der Ausdruck (Bedingung) liefert ein bool-Ergebnis.

Semantik als Struktogramm (Nassi-Shneidermann-Diagramm):



Beispiel:

Geschachtelte Alternativen

Beide Rümpfe können ihrerseits neue, untergeordnete Alternativen sein, d.h. mehrere if-else-Anweisungen können geschachtelt werden.

Beispiel: Berechnung des Vorzeichens einer Zahl x. Ergebnis sign soll +1 für positive Zahlen, -1 für negative Zahlen und 0 für Null erhalten.

Folgende Varianten sind äquivalent:

if(x > 0) sign = 1; if(x < 0) sign = -1; if(x == 0) sign = 0;

if(x > 0) sign = 1; else if(x < 0) sign = -1; else sign = 0;

Mehrdeutigkeit: zu welchem if gehört das else?
if(x > 0) if(x
Eine switch-Anweisung (Verteiler) realisiert die Auswahl zwischen mehreren Alternativen.

Syntax:



1) Ein Rumpf ist eine Anweisung bzw. ein Block.
2)Der Ausdruck muss ganzzahlig sein.
3) k1 bis kN sind Literale.



Semantik als Struktogramm:

---

CategoryProzProg