Programmiertechnik
Auf dieser Seite werden anhand von Kara grundlegende Programmiertechniken vorgestellt.
Methoden, die etwas tun, bis ein Ziel erreicht wird
Solche Methoden brauchen eine Solange-Schleife. In Java kann man das mit while
realisieren.
In der Regel haben diese Methoden folgenden Aufbau:
- Eine Schleife, die so lange läuft, bis das "Ziel" erreicht ist
In der Schleife passiert folgendes:- Es wird "nachgedacht", was als nächster Schritt zu tun ist. (Das kann kompliziert sein...)
- Nach dem Nachdenken: Der Schritt wird ausgeführt.
Wichtig ist dabei, dass in jedem Schleifendurchlauf genau ein Schritt ausgeführt wird, und das erst nach dem "Nachdenken"!
Dadurch wird die Programmierung viel einfacher!
Beispiel
Die folgende Methode lässt Kara rund um einen Wald gehen, bis sie auf einem Blatt steht.
Das "Nachdenken" ist hier relativ kompliziert:
Die größte Schwierigkeit ist für Kara, wenn sie in die "Sackgasse" auf der rechten Seite geht.
Dort muss sie 2x prüfen, ob sie vor einem Baum steht!
Programmbeschreibung | Java Quelltext |
---|---|
Methode rundUmDenWald() ⌈¯¯¯¯¯¯ | Solange Kara nicht auf einem Blatt steht | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | (Nachdenken!) | | wenn kein Baum rechts ist | | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | | drehe dich nach rechts | | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ | | sonst | | |¯¯¯¯¯¯ | | | wenn ein Baum vorne ist | | | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | | | drehe dich nach links | | | | wenn ein Baum vorne ist | | | | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | | | | drehe dich nach links | | | | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ | | | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ | | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ | | | | (Schritt ausführen!) | | gehe einen Schritt | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ |
public void rundUmDenWald() { while(!kara.onLeaf()) { // (Nachdenken!) if(!kara.treeRight()) { kara.turnRight(); } else { if(kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); if(kara.treeFront()) { kara.turnLeft(); } } } // (Schritt ausführen!) kara.move(); } } |
Methoden, die etwas berechnen
Methoden, die etwas berechnen, haben in der Regel folgenden Aufbau:
- Zuerst wird eine Variable
ergebnis
deklariert. - Dann wird mit einer Schleife das zu berechnende Feld (oder Blätterspur o.ä.) durchlaufen.
In der Schleife passiert folgendes:- Die Berechnung wird aktualisiert
- Es wird zum nächsten Schritt weitergegangen.
- Wenn die Schleife fertig ist, dann wird
ergebnis
zurückgegeben.
Beispiel
Die folgende Methode lässt Kara so lange geradeaus laufen, wie Kara auf einem Blatt steht.
Dabei werden die Blätter gezählt und am Ende der Methode zurückgegeben.
Programmbeschreibung | Java Quelltext |
---|---|
Methode zaehleBlaetter(): gibt eine Zahl zurück ⌈¯¯¯¯¯¯ | Setze ergebnis auf 0 | Solange Kara auf einem Blatt steht | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | erhöhe ergebnis um 1 | | gehe einen Schritt | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ | gib ergebnis zurück; ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ |
public int zaehleBlaetter() { int ergebnis = 0; while(kara.onLeaf()) { ergebnis = ergebnis + 1; kara.move(); } return ergebnis; } |
Zerlegung in mehrere Methoden
Programmieren wird viel einfacher - und vor allem übersichtlicher! - wenn man ein großes Problem in beherrschbare Teilprobleme zerlegt.
Im Idealfall genügt jedes Teilproblem folgenden Anforderungen:
- Es lässt sich ganz einfach programmieren
- Es lässt sich einzeln testen
Vorgehensweise
- Man überlegt sich, in welche Teilprobleme man das Gesamtproblem zerlegen kann.
- Für jedes Teilproblem:
- Programmieren
- Testen
- Jetzt das Gesamtproblem programmieren!
Beispiel
Kara soll über das Gebirge klettern, bis sie in einem Tal ein Kleeblatt findet.
Zerlegung
Man sieht, dass Kara immer abwechselnd bergauf und bergab gehen muss! Daher bietet es sich an, das Gesamtproblem mithilfe der folgenden zwei Methoden zu programmieren:
aufDenGipfel()
insTal()
Programmbeschreibung der Hauptmethode
Programmbeschreibung |
---|
Methode sucheKleeblatt() ⌈¯¯¯¯¯¯ | Solange Kara nicht auf einem Blatt steht | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | zumGipfel() | | insTal() | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ |
Programmierung der Teilprobleme
Für die Teilprobleme wird hier nur die Programmierung angegeben.
public void zumGipfel()
{
while(kara.treeFront())
{
// eine Stufe hochsteigen!
kara.turnRight();
kara.move();
kara.turnLeft();
kara.move();
}
}
public void insTal()
{
while(!kara.treeFront())
{
// eine Stufe runtersteigen!
kara.move();
kara.turnRight();
kara.move();
kara.turnLeft();
}
}
Programmierung der Hauptmethode
Jetzt kann man die Hauptmethode programmieren, indem man die Methoden zumGipfel()
und insTal()
verwendet!
Dafür wird die Programmbeschreibung in ein Java-Programm übersetzt.
Programmbeschreibung | |
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Methode sucheKleeblatt() ⌈¯¯¯¯¯¯ | Solange Kara nicht auf einem Blatt steht | ⌈¯¯¯¯¯¯ | | zumGipfel() | | insTal() | ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ⌊ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ ̶ |
public void sucheKleeblatt() { while(!kara.onLeaf()) { zumGipfel(); insTal(); } } |