Kopfgesteuert: while

Solange

Analogie zu if

Die Schleife beginnt mit dem Schlüsselwort while. In Klammern folgt die Bedingung, unter der die direkt anschließende Anweisung ausgeführt wird. Auch hier können mehrere Anweisungen zu einem Anweisungsblock zusammengefasst werden, wenn sie in geschweiften Klammern stehen. Abbildung {grafwhile} zeigt den Syntaxgraph.

Grafik nur im Buch vorhanden

Zählen für Anfänger

Zählen für Computer

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    i = 1;
    while (i <= 10) // Schleifenbedingung
    {
        cout << i << endl;  // Aktion
        i++; // Ohne diese Erhöhung wird es eine Endlosschleife
    }
}

Grenzfragen

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int i = 0;
    while (i < 10)
    {
        i++;
        cout << i << endl;
    }
}

Test am Kopf

Struktogramm

Grafik Struktogramm der while-Schleife nur im Buch vorhanden

Als weiteres Beispiel wird noch einmal gezählt, diesmal aber rückwärts.

int i = 10;
while (i > 0)
{
    i--;
}

Fußgesteuert: do...while

Eingabeprüfung

Grafik Syntaxgraph do-while nur im Buch vorhanden

Auch hier werden Sie in den meisten Fällen einen Block aus geschweiften Klammern verwenden, da eine Schleife meist mehrere Anweisungen umfasst.

Das Struktogramm unterscheidet sich von dem der while-Schleife darin, dass die Bedingung nun am Ende steht.

Grafik Struktogramm der do-while-Schleife nur im Buch vorhanden

Im folgenden Beispiel wird rückwärts gezählt. Betrachten Sie das Listing, und überlegen Sie, ob die Zahlen 10, 1 und 0 ausgegeben werden! Prüfen Sie, ob Ihre Vermutungen stimmen!

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int i = 10;
    do
    {
        cout << i << endl;
        i--;
    }
    while(i>0);
}

Abgezählt: for

• Eine Initialisierung vor Beginn der Schleife
• Eine Bedingung, unter der die Schleife durchlaufen wird
• Eine Aktion, die die Bedingung verändern kann

Eine sehr typische Anwendung für Schleifen ist das Zählen; und gerade hier zeigt sich besonders die Übersichtlichkeit der for-Schleife. Das folgende Beispiel zählt von 0 bis 9.

for (i=0; i<10; i++)
{
    cout << i << endl;
}

Zusammengefasst

Die Grafik Syntaxgraph für for ist nur im Buch vorhanden.

Die for-Schleife ist der while-Schleife sehr ähnlich. Sie verpackt ihre Fähigkeiten nur eleganter und bewirkt, dass der Programmierer nicht so leicht wichtige Elemente vergisst. Sie könnten das obige Schema leicht auch als while-Schleife darstellen.

Startanweisung;
while ( Bedingung)
{
    Schleifenkörper;
    Schlussanweisung;
}

Entsprechend unterscheidet sich das Struktogramm nicht von dem der while-Schleife. Es wird lediglich inhaltlich der Kopf der Schleife in den Abfragebereich geschrieben.

Die Grafik Struktogramm der for-Schleife ist nur im Buch vorhanden.

Manche Programmierer setzen beim Struktogramm die Schlussanweisung in das Feld des for-Befehls zu Startanweisung und Bedingung.

Mehrfachanweisungen

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int i, a;
    for (i=0, a=10; i<5; i++, a--)
    {
       cout << i << "-" << a << endl;
    }
}

Komma

Anweisungen weglassen

Endlosschleife

for (;;) // läuft bis zum nächsten Stromausfall
{
    ...
}

Schleifensprünge: break und continue

fehler=0;
while (a>0)
{
    ...
    c=4;
    if (fehler==9)
    {
        break;
    }
    a++;
    ...
}

Kein guter Stil

Eine allzu häufige Verwendung von break zeugt von mangelnder Planung. Anstatt sorgfältig eine Bedingung zu formulieren und durch eine if-Abfrage den Ablauf zu steuern, wird die Schleife spontan abgebrochen. Der folgende Ablauf ist äquivalent zu dem vorigen, hat aber den Vorteil, dass der Ablauf und das Ende der Schleife deutlicher werden.

fehler=0;
while (fehler!=9 && a>0)
{
    ...
    c=4;
    if (fehler!=9)
    {
        a++;
        ...
    }
}

continue

while (a>0)
{
    ...
    c=4;
    if (fehler==9)
    {
        continue;
    }
    a++;
    ...
}

while (a>0)
{
    ...
    c=4;
    if (fehler!=9)
    {
        a++;
        ...
    }
}

Der brutale Sprung: goto

Label

Primzahlen

Äußere Schleife

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int MaxPrimzahl=100; // Ende der Berechnung
    int Primzahl;   // Testkandidat
    for (Primzahl=3; Primzahl<=MaxPrimzahl; Primzahl++)
    // Durchlaufe alle Kandidaten
    {
        // Pruefe, ob Primzahl wirklich eine Primzahl ist
        // Testausgabe:
        cout << Primzahl << " ";
    }
    cout << endl;
}

Innere Schleife

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int MaxPrimzahl=100;
    int Primzahl, Divisor;
    for (Primzahl=3; Primzahl<=MaxPrimzahl; Primzahl++)
    {
        // Pruefe, ob Primzahl wirklich eine Primzahl ist
        for (Divisor=2; Divisor<=Primzahl-1; Divisor++)
        {
            // Testausgabe
            cout << Divisor << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
}

Primzahltest

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int MaxPrimzahl=100;
    int Primzahl, Divisor;
    for (Primzahl=3; Primzahl<=MaxPrimzahl; Primzahl++)
    {
        // Pruefe, ob Primzahl wirklich eine Primzahl ist
        for (Divisor=2; Divisor<Primzahl; Divisor++)
        {
            // Ist das restlos teilbar?
            if (0==Primzahl % Divisor)
            {
                // Zahl ist teilbar, ist also keine Primzahl!
                // Testausgabe:
                cout << Primzahl << "-" << Divisor << endl;
            }
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;
}

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int MaxPrimzahl=100;
    int Primzahl, Divisor;
    bool istEinePrimzahl;
    cout << "2";
    for (Primzahl=3; Primzahl<=MaxPrimzahl; Primzahl++)
    {
        istEinePrimzahl = true;
        // Pruefe, ob Primzahl wirklich eine Primzahl ist
        for (Divisor=2; Divisor<Primzahl; Divisor++)
        {
            // Ist das restlos teilbar?
            if (0==Primzahl % Divisor)
            {
                // Zahl ist teilbar, ist also keine Primzahl!
                istEinePrimzahl = false;
            }
        }
        // Pruefung ist beendet.
        // Wenn es eine Primzahl ist, ausgeben!
        if (istEinePrimzahl)
        {
            cout << ", " << Primzahl;
        }
    }
    cout << endl;
}

Status merken

Die Zahl 2 wird der Vollständigkeit halber einfach zu Anfang direkt ohne explizite Berechnung ausgegeben.

Optimierung

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    const int MaxPrimzahl=100;
    int Primzahl, Divisor;
    bool istEinePrimzahl;
    cout << "2";
    for (Primzahl=3; Primzahl<=MaxPrimzahl; Primzahl++)
    {
        istEinePrimzahl = true;
        // Pruefe, ob Primzahl wirklich eine Primzahl ist
        for (Divisor=2; istEinePrimzahl && Divisor<Primzahl;
             Divisor++)
        {
            // Ist das restlos teilbar?
            if (0==Primzahl % Divisor)
            {
                // Zahl ist teilbar, ist also keine Primzahl!
                istEinePrimzahl = false;
            }
        }
        // Pruefung ist beendet.
        // Wenn es eine Primzahl ist, ausgeben!
        if (istEinePrimzahl)
        {
            cout << ", " << Primzahl;
        }
    }
    cout << endl;
}

Grafik ist nur im Buch vorhanden

Euklid

Zuerst das Struktogramm

Grafik nur im Buch vorhanden

Tauschen

hilf = a;
a = b;
b = hilf;

Grafik nur im Buch vorhanden

Übertragen in C++

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a, b, hilf;
    cin >> a;
    cin >> b;
    while (b>0)
    {
        if (b>a)
        {
            // Tausche a und b
            hilf = a;
            a = b;
            b = hilf;
        }
        a = a - b;
    }
    cout << a << endl;
}

Übungen

• Ergänzen Sie das Programm mwst.cpp dahingehend, dass das Programm prüft, ob der Nettopreis größer als 0 ist, und nur dann die Berechnung durchführt.
• Fügen Sie dem Programm mwst.cpp eine Fehlermeldung hinzu, die ausgegeben wird, wenn der Benutzer eine falsche Eingabe versucht hat.
• Zinseszins: Sie zahlen auf ein Konto zu einem Zinssatz von 5% jedes Jahr 5000 Euro ein. Erstellen Sie eine Tabelle mit der Jahreszahl links und dem Kontostand rechts.
• Zahlenraten: Lassen Sie den Computer eine zufällige Zahl zwischen 1 und 1000 auswählen. Der Anwender gibt einen Tipp, und der Computer meldet, ob der Tipp größer, kleiner oder richtig war. Das wird so lange wiederholt, bis der Tipp die Zahl getroffen hat.