Vorlesungsskript - Hochschule Emden/Leer

c○ Prof. Dr. B. Bartning, HS Emden/Leer Rumpfskript ” Informatik I/II“ (WS/SS 2010/11) 28
2.5 Schachtelung der drei Algorithmenstrukturen
(2.50) Übb Diese drei Algorithmenstrukturen Folge, Auswahl, Wiederholung können beliebig
ineinander geschachtelt werden. (Die Schachtelung einer Folge innerhalb einer Auswahl oder
Wiederholung ist bereits in früheren Diagrammen angedeutet worden.)
Nur durch Benutzung dieser drei Strukturen mit der Möglichkeit, sie ineinander zu schachteln,
können beliebig komplizierte Algorithmen gebaut werden. Wie bereits in (2.13b) erwähnt,
reichen diese Grundstrukturen aus; insbesondere ist es nicht nötig, direkte Sprunganweisungen
( ” goto“) zu benutzen. Solche Sprunganweisungen sind im Rahmen dieses Kurses für die
Studierenden verboten; daher werden sie in C ++ auch nicht eingeführt.
Theoretisch kann die Schachtelung in beliebige Tiefe gehen. Eine für die Praxis äußerst
wichtige Grenze liegt in der Forderung, dass die Algorithmenstruktur für den menschlichen
Leser noch überschaubar bleiben muss. Daher wird in diesem Kurs auf das Lay-out von
Programmtext (als Pseudocode oder in einer Programmiersprache) sehr großer Wert gelegt.
Im folgenden Punkt (2.51) werden die Grundregeln erläutert; dieselben Regeln, dort noch
etwas ausführlicher, werden in (4.73) auf C ++ angewendet.
Die Punkte (2.52) und (2.53) bringen Beispiele für Schachtelungen. Das zweite Beispiel, der
Algorithmus ” Bubble-Sort“, kann ggf. auch für spätere Anwendungen benötigt werden; ein
Auswendiglernen ist nicht erforderlich, Erinnern und Wiederauffinden reichen aus.
(2.51) Empf – für Studierende nicht nur eine Empfehlung, sondern ein Muss –
Anfang und Ende der verschiedenen Schachtelungsebenen müssen streng beachtet werden.
Im Pseudocode geschieht dieses durch Einrückungen, vgl. (2.52a).
Wichtig wird es beim Programmieren sein, selbst so viel Disziplin beim Lay-out des
Programmtextes zu zeigen, dass die Einrückungen für die einzelnen Schachtelungsebenen
genau vorgenommen werden (je Schachtelungsstufe mit einem bestimmten
Einrückabstand) – und zwar nur wegen der Übersichtlichkeit für den betrachtenden
Menschen. Ein C ++-Compiler überliest die Einrückungen. da die Sprache ein beliebiges
Lay-out gestattet.
Auch hierbei gilt weiterhin (2.22b): Jede Anweisung sollte jeweils (i. a.) in eine Zeile
geschrieben werden. Ist eine Anweisung zu lang: Fortsetzung eingerückt in der
Folgezeile.
Ausnahmen, und zwar keine Einrückung, obwohl Fortsetzung einer Anweisung (einer
Kontrollstruktur):
• Zweiseitige Auswahl: SONST direkt unter WENN, nicht eingerückt (2.32, 2.34 ↑↑),
• WENN-SONSTWENN-Kette (2.36),
• Fußgesteuerte Wiederholung: SOLANGE direkt unter TUE, nicht eingerückt –
obwohl problematisch (2.42 Anm); zu C ++/C s. (4.73).
Im Struktogramm werden die Schachtelungsebenen durch ein echtes Ineinander-Schachteln
der Rechtecke deutlich, vgl. (2.52c).
(2.52) Bsp Zu den Schachtelungsebenen des folgenden Beispiels: In der obersten (ersten) Schachtelungsebene
gibt es – neben der Angabe der benötigten Speicherplätze – insgesamt drei Anweisungen.
Die zweite unter ihnen hat eine Unterstruktur, sie ist eine zweiseitige Auswahl;
in der nächsten Schachtelungsebene sieht man, dass sowohl der DANN-Zweig als auch der
SONST-Zweig wieder aus je einer zweiseitigen Auswahl (jeweils zweite Schachtelungsebene)
bestehen. Die einzelnen Zuweisungen stehen in der dritten Schachtelungsebene.
(a) Pseudocode – einmal normal mit Einrückungen, einmal mit Extrakennzeichnung der Schachtelungsebenen: