Verzweigungen

Nur unter einer Bedingung: if

Mit dem Befehl if ist es möglich, eine Befehlssequenz unter einer Bedingung auszuführen. Das Schlüsselwort if kommt aus dem Englischen und bedeutet >>falls<< oder >>wenn<<. Die Syntax der if-Anweisung ist in Abbildung dargestellt.

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Dem Schlüsselwort if folgt eine Klammer, in der die Bedingung formuliert wird, unter der der nachfolgende Anweisungsblock ausgeführt wird. Ein Anweisungsblock ist entweder eine einzelne Anweisung oder mehrere Anweisungen, die durch geschweifte Klammern zusammengefasst werden.

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Einrücken

if (Divisor != 0)
    Ergebnis = Dividend / Divisor;

Verschachtelt

c=2;
if (a==0)
    if (b==0)
        c=0;
cout << c << endl;

Andernfalls: else

if (Divisor != 0)
    Ergebnis = Dividend / Divisor;
if (Divisor == 0)
    cout << "Divisor ist 0! Keine Berechnung!";

Da solche Konstruktionen immer wieder gebraucht werden, bietet C++ einen eigenen Befehl an, um den gegenteiligen Fall der Bedingung abzudecken. Das Schlüsselwort dazu heißt else.

if (Divisor != 0)
    Ergebnis = Dividend / Divisor;
else
    cout << "Divisor ist 0! Keine Berechnung!";

Abbildung {grafifelse} zeigt den vollständigen Syntaxgraph für if mit else.

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Struktogramm

Ein Nassi-Schneidermann Diagramm stellt ein Programm oder ein Teilprogramm als großes Rechteck dar. Jeder Programmteil wird oben gestartet und endet immer unten. Seitenausstiege gibt es nicht. Ein Programm, das keine Abfragen oder andere Kontrollstrukturen hat, sieht aus wie ein Stapel Ziegelsteine von der Seite.

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Abfragen teilen den Block

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Betrachten wir das Struktogramm im Zusammenhang mit einem Programmbeispiel aus dem Bankbereich. Ein Kunde bekommt 3% Zinsen auf seine Spareinlagen. Legt er Geld drei Jahre oder länger fest, bekommt er 4% und bei Festlegung von 6 Jahren oder mehr sogar 5%.

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Das Diagramm kann direkt in ein Programm umgesetzt werden.

if (AnlageDauer<3)
{
    ZinsSatz=3;
}
else
{
    if (AnlageDauer<6)
    {
        ZinsSatz=4;
    }
    else
    {
        ZinsSatz=5;
    }
}

Dangling else

if (a == 0)
    if (b == 0)
        c=5;
else
    cout << "Wohin gehöre ich?";

Blockbildung klärt

if (a == 0)                   if (a == 0)
{                             {
    if (b == 0)                   if (b == 0)
    {                             {
        c=5;                          c=5;
    }                             }
}                                 else
else                                  cout << "Wohin?";
    cout << "Wohin?";         }

if (Stockwerk == 1)
{
     cout << "Süssigkeiten, Bücher" << endl;
} 
else if (Stockwerk == 2)
{
    cout << "Bekleidung" << endl;
}
else if (Stockwerk == 3)
{
    cout << "Bekleidung" << endl;
}
else if (Stockwerk == 4)
{
    cout << "Spielzeug" << endl;
}
else if (Stockwerk == 5)
{
    cout << "Unterhaltungselektronik" << endl;
}
else
{
    cout << "Garage" << endl;
}

Diese Konstruktion lässt sich durch die Fallunterscheidung vereinfachen.

switch (Stockwerk)
{
    case 1:
        cout << "Süssigkeiten, Bücher" << endl;
        break;
    case 2:
    case 3:
        cout << "Bekleidung" << endl;
        break;
    case 4:
        cout << "Spielzeug" << endl;
        break;
    case 5:
        cout << "Unterhaltungselektronik" << endl;
        break;
    default:
        cout << "Garage" << endl;
        break;
}

Ganzzahliger Ausdruck

Sprungziele

Verzweiflungsfall

In Abbildung {grafswitch} ist der Syntaxgraph der Fallunterscheidung dargestellt.

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Der Case-Block wird in einem separaten Syntaxgraph in Abbildung {grafcase} dargestellt.

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In einer Hinsicht ist der Syntaxgraph nicht ganz korrekt: Danach wäre es erlaubt, default mehrfach in einem Case-Block zu verwenden. Sinnvollerweise darf aber nur ein default-Zweig in einem Case-Block auftreten. Dies ließe sich durch einen etwas komplexeren Syntaxgraphen noch darstellen. Spätestens die Regel, dass jede Konstante nur einmal verwendet werden darf, ist durch den Syntaxgraph nicht mehr darstellbar. Um der Übersicht willen bleibe ich bei dieser etwas vereinfachten Darstellung. Die Syntaxgraphen haben hier den Zweck, die Syntax zu veranschaulichen und sind nicht dafür gedacht, als Basis für die Entwicklung eines Compilers dienen.

Reihenfolge

In der Praxis kommt die Fallunterscheidung besonders bei der Reaktion auf Kommandos oder Ereignisse zum Zuge. In der Programmierung grafischer Oberflächen sind solche Fallunterscheidungen häufig zu finden. Grafische Applikationen warten auf ein Ereignis, das durch Tastatur, Maus oder andere Quellen ausgelöst wird, unterscheiden anhand einer Nachricht vom System, was der Benutzer ausgelöst hat, und reagieren entsprechend. Die Nachrichten sind üblicherweise ganzzahlige Werte.

Im folgenden Beispiel wird davon ausgegangen, dass in der Variablen Zeichen ein Buchstabe steht. % der vielleicht direkt von der Tastatur eingegeben wurde. Die Fallunterscheidung interessiert sich für die Buchstaben '3' bis '6' und '9'. Der einfachste Fall ist der, wenn eine '6' in Zeichen vorliegt. Dann wird die Variable e mit 1 belegt. Auch die Ziffer '5' ist noch recht einfach. Hier wird der Variablen d eine 2 zugewiesen.

switch (Zeichen)
{
case '3':
case '4':
case '9':
   a = 4;
case '5':
   d = 2;
   break;
case '6':
   e = 1;
   break;
}

Befindet sich '3', '4' oder '9' in der Variablen Zeichen, so wird zuerst die Variable a auf 4 gesetzt. Da danach kein break erfolgt, wird auch d mit 2 belegt. Erst dann stoppt ein break den weiteren Ablauf. Da es zulässig ist, break wegzulassen, erhalten Sie auch keine Fehlermeldung, wenn es fehlt. Solche Fehler sind schwer zu finden, da man dazu neigt, den Befehl case auch als Ende des vorigen Falles anzusehen.

Ein typisches Beispiel ist die Berechnung der Betragsfunktion. Die Betragsfunktion liefert immer den positiven Betrag eines Wertes. Ist der Eingabewert negativ, muss er mit --1 multipliziert werden. Mit einer if-Anweisung würde das so formuliert werden:

if (Wert >= 0)
{
    Betrag = Wert;
}
else
{
    Betrag = -Wert;
}

Betrag = Wert>=0 ? Wert : -Wert;

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Der Fragezeichen-Ausdruck ist für viele Programmierer sehr irritierend, die andere Sprachen gewohnt sind, die sich nicht von C herleiten, weil es dort nichts Vergleichbares gibt.

Minimum

Minimum = a < b ? a : b;