For-Schleife

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Struktogramm einer For-Schleife

Viele Programmiersprachen definieren eine For-Schleife als eine Kontrollstruktur, mit der man eine Gruppe von Anweisungen (Block) mit einer bestimmten Anzahl von Wiederholungen ausführen kann.

Die Definition, wie eine For-Schleife auszusehen hat (Syntax), ist von Programmiersprache zu Programmiersprache unterschiedlich. Auch die Bedeutung einer For-Schleife (Semantik), also die Art, wie sie ausgeführt wird, ist von Sprache zu Sprache verschieden. Die Elemente, aus denen eine For-Schleife besteht, sind aber fast immer dieselben.

Numerische Schleife[Bearbeiten]

Die Anzahl der Wiederholungen steht schon beim Eintritt in die Schleife fest. Es gibt eine Schleifenvariable, die am Anfang auf den Startwert gesetzt wird und dann jeweils um die Schrittweite verändert wird, bis der Zielwert erreicht ist. Die Schleifenvariable, der Startwert, die Schrittweite und der Endwert müssen numerisch sein. Diese Form der Schleife ist daher auch unter dem Begriff Zählschleife bekannt.

In den meisten Programmiersprachen sind Start-, Endwert und Schrittweite auf ganze Zahlen beschränkt. Bei manchen Sprachen (z. B. Pascal) ist die Schrittweite auf 1 (bzw. -1 mit downto statt to) beschränkt.

Die Grundstruktur dieser For-Schleifen ist folgende (hier am Beispiel BASIC):

 For Zähler = Start To Ende Step n
  ' zu
  ' wiederholende
  ' Anweisungen
 Next

Ausdrucksorientierte Schleife[Bearbeiten]

Die ausdrucksorientierte Schleife erlaubt es auch mit nicht numerischen Schleifenvariablen zu arbeiten. So können zum Beispiel auch verkettete Listen bearbeitet werden.

In C-artigen Programmiersprachen hat eine For-Schleife die Form:

for (Initialisierung; Test; Fortsetzung) Anweisung

Und so wird sie ausgeführt (nach ISO/IEC 9899:1999):

  1. Der Ausdruck Initialisierung wird ausgewertet. Falls es sich dabei um eine Deklaration handelt, sind die darin definierten Variablen nur innerhalb der For-Schleife gültig.
  2. Der Ausdruck Test wird als boolescher Ausdruck ausgewertet. Falls der Wert false ist, wird die For-Schleife beendet.
  3. Die Anweisung Anweisung wird ausgeführt.
  4. Der Ausdruck Fortsetzung (meistens eine Anweisung) wird ausgewertet.
  5. Es geht mit 2. weiter.

Beispiel für Verwendung als nichtnumerische Schleife:

struct Liste {
 struct Liste *next;
 int element;
};
 
for (p = liste; p != NULL; p = p->next) {}

Beispiel für Verwendung als numerische Schleife:

for (i = 0; i < length; i++) {}

Die Foreach-Schleife[Bearbeiten]

Einige Programmiersprachen (zum Beispiel Perl, Python, PHP, aber auch C++11) bieten ein Konstrukt an, um einer Variable nacheinander alle Elemente einer Liste zuzuweisen. Dieses Konstrukt wird entsprechend seines üblichen Schlüsselwortes meist Foreach-Schleife genannt. Je nach Programmiersprache unterscheiden sich Notation und Schlüsselwort jedoch. So wird die Foreach-Schleife in Delphi und JavaScript als For-In-Schleife bezeichnet.

Perl[Bearbeiten]

Eine Foreach-Schleife hat die Form:

foreach Variable (Werte) { Anweisungen }

Beispiel:

foreach $name ("Anna", "Heinz", "Sebastian") {
 print("Hallo, $name.\n");
}

$name ist die Variable, die nacheinander die Werte in den Klammern zugewiesen bekommt.

PHP[Bearbeiten]

Eine Foreach-Schleife hat die Form:

foreach (Array as Schluessel => Wert) {
 Anweisungen
}

Schluessel und Wert wird in jedem Schleifendurchlauf ein Schlüssel-Wert-Paar aus dem Array zugewiesen. PHP-Arrays unterscheiden sich zu vielen anderen Sprachen dadurch, dass jeder Eintrag ein Schlüssel-Wert-Paar sein kann, nicht nur ein einfacher Wert.

Im Gegensatz zu Perl ist die Syntax nicht an der mathematischen Lesart angelehnt, so dass es komisch klingt, wenn man den Code vorliest. Das kann insbesondere bei Programmieranfängern oder Umsteigern zu Problemen führen. In den meisten anderen Programmiersprachen folgt nämlich auf das Schlüsselwort foreach der Name der Variablen, die nacheinander die verschiedenen Werte annimmt.

Beispiel:

<?php
$namen = array (
 "Albert" => "Einstein",
 "Rasmus" => "Lerdorf",
 "Stephen William" => "Hawking"
);
 
foreach ($namen as $vorname => $nachname) {
 print("Hallo, $vorname $nachname\n");
}
?>

C++11[Bearbeiten]

Im neuen C++-Standard C++11 (auch bekannt als C++0x) gibt es die range-basierte For-Schleife (engl. range-for)[1]. Diese erlaubt es dem Programmierer, über alle Container der STL zu iterieren (alles, was die Methoden .begin() und .end() und somit Iteratoren bereitstellt), aber auch über herkömmliche Arrays (C-style arrays):

# include <iostream>
# include <vector>
 
int main (void)
{
    // Initialisiere Array mit 5 Zellen
    std::vector<int> vec(5);
 
    // range-basierte for-Schleife über Initialisiererliste (std::initializer_list) und initialisiere Vektor
    for ( auto i: {1, 2, 3, 4, 5} )
    {
        vec[i-1] = i;
    }
    // range-basierte for-Schleife über Vektor (STL-Container)
    for ( auto i: vec )
    {
        std::cout << i;
    }
 
    return 0;
}

[2]

Das hierbei benutzte Schlüsselwort auto bringt den Compiler dazu, automatisch den benötigten Typ zu nutzen (wäre bei beiden Schleifen int).

Historisches: Die Für-Schleife von „Superplan“[Bearbeiten]

Heinz Rutishauser entwickelte von 1949 bis 1951 die einfache algebraische Programmiersprache „Superplan“. Rutishauser kannte Konrad Zuses Arbeit über Programmiersprachen, d. h. Zuses Plankalkül und wählte den Namen in Anlehnung an Zuses Bezeichnung „Rechenplan“ für ein einzelnes Programm.
Rutishausers einfache Sprache hatte nur eine Kontrollstruktur: die Für-Anweisung bzw. Für-Schleife.

Für i=2(1)n: a_i  + 3 = a_i 

bedeutet z. B., dass in einem Array a zu allen (d. h. es wird mit der Schrittweite 1 weitergezählt) Elementen von Index Startwert 2 ausgehend bis zu Index Zielwert n eine 3 hinzuaddiert wird.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Nachweise, zusätzliche Literatur[Bearbeiten]

  1. http://www2.research.att.com/~bs/C++0xFAQ.html#for
  2. http://www.cplusplus.com/reference/std/initializer_list/initializer_list/ Initialisiererlisten