Kontrollstrukturen

Kontrollstrukturen werden für die Ablaufsteuerung in Programmen benötigt und sind ein wichtiger Bestandteil der strukturierten und imperativen Programmierung.

Die Ablaufsteuerung basiert auf Schleifen und Verzweigungen, die meist mit logischen Ausdrücken, der booleschen Algebra, verknüpft sind. Durch diese werden Anweisungen in einem Programm nur bedingt ausgeführt.

Merkmale und Bestandteile von Kontrollstrukturen

Kontrollstrukturen in einem Programmablauf bestehen aus Fallunterscheidungen und Schleifen, mit denen die Datenverarbeitung innerhalb des Programmes geregelt wird.

Fallunterscheidung zur bedingten Ausführung

In Kontrollstrukturen gibt es Abfolgen von Anweisungen (z. B. Berechnung einer Zahl), die je nach Programm immer oder nur unter bestimmten Voraussetzungen ausgeführt werden sollen. Diese bedingte Ausführung wird durch Verzweigungen innerhalb des Programmes erreicht.

Verzweigungen haben den typischen Aufbau IF-THEN-ELSE, was bedeutet, dass wenn eine bestimmte Situation eintrifft, eine zuvor für diesen Fall definierte Anweisung ausgeführt werden soll:

Kontrollstrukturen Definition & Erklärung | Informatik Lexikon

Schleifen für Iterative Programmabläufe

Das zweite Konstrukt sind Schleifen. Diese führen eine Anweisung oder einen Anweisungsblock mehrmals aus, um beispielsweise eine Berechnung durchzuführen. Schleifen werden innerhalb eines Programmes in kopfgesteuert und fußgesteuert unterschieden.

Bei einer kopfgesteuerten Schleife wird eine boolesche Ausführungsbedingung geprüft. Ist diese WAHR wird die Schleife solange ausgeführt, bis die Ausführungsbedingung FALSE wird. Dieser Schleifentyp kann dazu führen, dass die Anweisung innerhalb des Schleifenkörpers nie ausgeführt wird:
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Die fußgesteuerte Schleife wird immer mindestens einmal ausgeführt. Dieser Schleifentyp prüft erst nach einmaliger Durchführung die Bedingung am Ende des Schleifenkörpers:
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Darüber hinaus gibt es noch Zählschleifen (FOR-Schleife) und Mengenschleifen (FOREACH-Schleife), die solange ausgeführt werden, wie Werte in der Zählvariable enthalten sind. Beide können der kopfgesteuerten Schleife zugeordnet werden, da vor der Ausführung geprüft wird, ob ein weiterer Durchlauf möglich und notwendig ist.

Visualisierung von Kontrollstrukturen

Der Ablauf eines Programmes wird meist mit einem Flussdiagramm oder einem Nassi-Shneiderman-Diagramm, das auch als Struktogramm bekannt ist, konzeptuell dargestellt. Beide Diagrammtypen besitzen Konstrukte und Symbole zur Darstellung von Fallunterscheidungen und Schleifen.

Eine andere Art der konzeptuellen Beschreibung von Kontrollstrukturen und allgemein Algorithmen ist der Pseudocode. In diesem werden die bedingten und iterativen Abläufe mittels Schlüsselwörter deutlich gemacht.

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