Lazarus/Schleifen

Lazarus-Buch

• Einführung
• Technisches
• Komponenten, Eigenschaften, Ereignisse
• Computer-Mathematik
• Verzweigungen
• Spielen mit dem Zufall
• Schleifen
• Computer-Graphik
• Geschachtelte Verzweigungen und Verzweigungen in Schleifen
• Prozeduren, Funktionen und Bibliotheken
• Felder (Arrays)
• Zeichen (Char) und Zeichenkette (String)
• Dateien
• Graphische Komponenten

Zählschleifen

Mit Hilfe von Alternativen (if-then-else) konnten wir Programme so steuern, dass bestimmte Anweisungen nur unter ganz bestimmten Bedingungen ausgeführt wurden, andernfalls nicht. Allerdings wurde die gleiche Anweisung (bei ein und demselben Knopfdruck) immer nur ein einziges Mal ausgeführt.

Bei vielen Dingen ist es jedoch sinnvoll, wenn Dinge mehrfach ausgeführt werden. Nicht umsonst heißt es: "Ein Computer ist unglaublich dumm, aber sehr sehr fleißig". So könnte eine sehr einfache Aufgabe an den Computer lauten, er solle die Zahlen von 1 bis 10 nacheinander in das Memo-Feld Memo1 schreiben. Natürlich könnten wir den Befehl WriteLnTo(Memo1,1) zehn mal untereinander kopieren und dann die Zahlen zwischen den Klammern verändern. Aber das wäre sehr sehr lästige -- und schlimmer noch -- langweilige Arbeit.

Viel bequemer ist es dagegen, wenn wir dem Computer sagen:

"Es gibt eine Variable zaehler, die in der Variablenliste natürlich deklariert sein muss. Setze diese Variable zunächst auf 1 und zähle sie dann schrittweise auf 10 hoch. Nach jedem Zählschritt schreibe den Wert der Variable in das Memo-Feld." Genau dies tut das folgende Programm. (Es ist nur die entscheidende Prozedur vermerkt, den Rest kennst Du mittlerweile).

Vorlage:Kasten blau

Auch hier können bei jedem Zählschritt auch mehrere Anweisungen ausgeführt werden; die muss man hier wieder mit begin und end zu einem Anweisungsblock gruppieren: Vorlage:Kasten blau

Schleifen mit Eingangsbedingung (while-Schleifen)

Nehmen wir an, ein (recht phantasieloser) Lehrer gäbe seinen Schüler die Stillarbeit, so viele aufeinanderfolgende Zahlen zu addieren und die Zwischenergebnisse zu notieren, bis die Summe den Wert 1000 erreicht. Schüler Fritz hat sein Netbook im Ranzen und will das Problem mit Lazarus lösen. Das Problem: Er kann jetzt natürlich auf gut Glück ungefähr raten, bis zu welcher Zahl er die Zahlen addieren muss und dies mit einer for-Schleife tun. Aber es muss doch auch eine andere Möglichkeit geben, nämlich, dass der Computer selbst merkt, wenn das Ergebnis erreicht ist. Tatsächlich gibt es diese Möglichkeit. Das folgende Programm benötigt die Integer-Variablen var zaehler und summe.

Man erkennt deutliche Unterschiede: Die Schleife, so heißt es in dem Programm, wird so lange wiederholt, solange die Summe noch einen Wert kleiner als 1000 hat. Das Setzen des Zählers auf 0 am Anfang und das Hochzählen in jedem einzelnen Schritt, muss der Programmierer hier selbst übernehmen (Zeilen 35 bzw. 39).

Wichtige Anmerkung: Angenommen, man würde in Zeile 36 den anfänglichen Wert der Variable summe auf 1000 setzen, so würde der Computer sozusagen gar nicht erst mit der Schleife anfangen, sondern alles zwischen while und dem end der Schleife überspringen. Denn die Schleife soll ja nur solange ausgeführt werden, solange die Bedingung summe<1000 erfüllt ist. Und das wäre sie in diesem Fall ja von Anfang an nicht. Deshalb spricht man bei der while-Schleife auch von einer Schleife mit Eingangsbedingung.

Schleifen mit Abbruchbedingung (repeat-until-Schleifen)

Anders ist es bei Schleifen mit Abbruchsbedingung. Bei denen wird das Innere der Schleife mindestens einmal durchlaufen. Eine solche Schleife ist in Pascal die so genannte Repeat-Until-Schleife. Unser Problem mit dem Aufsummieren von Zahlen bis zur Summe 1000 könnte mit einer solchen Schleife so aussehen:

Das Programm verhält sich haargenau wie das Programm mit der While-Schleife. Solange man nicht die Summe vorher größer oder gleich 1000 wählt. Würde man das tun, würde zumindest ein Summations- und Schreibschritt ausgeführt und erst dann die Schleife abgebrochen.

Aufgaben

1. Ändere das einfache Zählprogramm mit for-Schleife so ab, dass man in einem Edit-Feld angeben kann, bis zu welcher Zahl der Computer zählen soll.
2. Karin bekommt 100 Euro geschenkt. Sie legt sie auf der Bank an mit einem Zinssatz von 2.3% (Jahreszins). Ein Programm soll ihr sagen, nach wievielen Jahren sich die Summe verdoppelt hat (oder mehr).
3. Zeichne in eine Image-Komponente ein Gitter mit Kästchen. Die horizontalen und vertikalen Linien sollen jeweils einen Abstand von 20 Pixeln voneinander haben.
4. Eine Image-Komponente soll von unten nach oben mit einem Farbverlauf von dunkelgrau nach hellgrau ausgefüllt werden.
5. Versuche, eine Sinuskurve auf dem Bildschirm darzustellen.
6. Bei radioaktiven Stoffen spricht man von der Halbwertszeit, das ist die Zeit, nach der ein Stoff nur noch halb soviel strahlt. Schreibe ein Programm, das die Halbwertszeit (in Jahren) vom Benutzer erfragt und dann ausrechnet, nach wievielen Jahren die Strahlung auf ein Hundertstel zurückgegangen ist.
7. In grauer Vorzeit (bis zur Erfindung des Taschenrechners) hatte man sogenannte Logarithmentafeln, in denen die Werte der Logarithmusfunktion tabelliert waren, also eine Tabelle mit x und ln x als Spalten. Schreibe ein Programm, das eine solche Tafel ausdruckt (für x-Werte 0.01, 0.02 . . . 1.00).
8. Der Mathematiker Leibnitz fand eine Methode, die Zahl π näherungsweise zu berechnen.
   Es gilt: $\frac{\pi}{4}=1-\frac{1}{3}+\frac{1}{5}-\frac{1}{7}+\frac{1}{9}+\ldots$
   Schreibe ein Programm, das diesen langen Ausdruck bis zum Summanden $\frac{1}{401}$ ausrechnet. Vergleiche die Zahl mit dem Ergebnis Deines Taschenrechners.
9. Die Fakultät einer Zahl n (geschrieben als n!) ist definiert als $n!= 1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \ldots \cdot n$
   Schreibe ein Programm, das nach Eingabe einer Zahl n die Fakultät ausrechnet. Was passiert bei großen Werten für n?
10. Zwei Würfel werden geworfen. Schreibe ein Programm, dass alle Möglichkeiten ausgibt, wie die beiden Augenzahlen aussehen können (also etwa: (1,1), (1,2), (1,3), ... (6,6)).

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