Wiederholungen mit while-Schleifen

Mit Schleifen können wir bestimmte Codeblöcke mehrfach wiederholen.

Ein Beispiel ist eine Passwortabfrage: Wir möchten den Benutzer so lange nach dem Passwort fragen, bis er es richtig eingibt.

Immer wenn wir einen Codeblock wiederholen möchten, solange eine bestimmte Bedingung erfüllt ist, verwenden wir die while-Schleife.

💡 Beispiel: Eingabe einer Geheimzahl

Nehmen wir an wir möchten ein Programm schreiben, bei dem der Benutzer beliebig oft eine Zahl eingeben kann, bis er die Geheimzahl erraten hat.

Zuerst brauchen wir die sogenannte Schleifenbedingung. Solange diese Bedingung gilt, wird die Schleife wiederholt. Nehmen wir an unsere Geheimzahl ist 13, dann wäre die Bedingung: !(eingabe == 13) oder in Kurzschreibweise: (eingabe != 13).

int eingabe = 0;

while (eingabe != 13)
{
    eingabe = Turtle.InputInt("Rate die Geheimzahl: "))
}

Turtle.Print("Du hast die Geheimzahl erraten")

Die while-Schleife wird mit dem Schlüsselwort while eingeleitet, gefolgt von einer Schleifenbedingung. Die Anweisungen im Codeblock werden wiederholt, solange die Bedingung erfüllt ist. Nach Ende der Wiederholungen wird das Programm mit der nächsten Anweisung nach dem Codeblock fortgesetzt.

⚠️ Vorsicht: Achte darauf, dass die Bedingung in runden Klammern steht. Die Anweisungen, die wiederholt werden, wenn die Bedingung zutrifft, schreibst du in geschweifte Klammern.

📜 Syntax

Die Syntax der while-Schleife ist im folgenden Codestück angegeben:

while (Bedingung)
{
    Anweisungen, die
    ausgeführt werden
    solange Bedingung erfüllt ist
}

"Bis"-Bedingungen in "While"-Bedingungen umwandeln

Die Angabe einer while-Bedingung ist für uns am Anfang etwas unnatürlich. Beim obigen beispiel würde man natürlichsprachlich sagen: "Die Schleife muss wiederholt werden bis der Benutzer die Geheimzahl richtig hat. Wir möchten also die Schleife ausführen, bis (eingabe == 13) gilt.

Die while-Schleife verlangt aber nach solange-Bedingungen. Deshalb müssen wir die natürlichsprachliche bis-Bedingung in eine solange-Bedingung umwandeln. Das können wir, indem wir den Wahrheitswert der "Bis"-Bedingung mit einem logischen Nicht umdrehen.

Die Aussage:

• Wiederhole die Schleife bis (eingabe == 13) ist dasselbe wie
• Wiederhole die Schleife solange (eingabe != 13)

Hier sind noch weitere Beispiele:

💡 Beispiel: Mit while-Schleife zählen

Wir wollen nun die while-Schleife benutzen, um eine Variable solange um 1 zu erhöhen, solange sie kleiner als 100 ist. Nehmen wir an die Variable heißt i, dann lautet die Schleifenbedingung (i < 100).

int i = 0;

while (i < 100)
{
    Turtle.Print(i);
    i++;
}

Diese Schleife wird 100 Mal durchlaufen, indem zur Zahl 0 immer wieder 1 addiert wird, solange das Ergebnis kleiner als 100 ist. Diese Art von Schleife nennt man auch Zählschleife. Sie wird so häufig in der Programmierung eingesetzt, dass dafür eine eigene Schleifenstruktur entwickelt wurde: die for-Schleife, die im nächsten Kapitel vorgestellt wird.

Ähnlichkeit zur Verzweigung

Die while-Schleife hat eine gewisse Ähnlichkeit zur if-Verzweigung.

• Die if-Verzweigung wird einmal ausgeführt, falls die Bedingung erfüllt ist
• Die while-Schleife wird solange ausgeführt, solange die Bedingung erfüllt ist

Sehen wir uns die beiden folgenden Programme an.

Die beiden Programme sind, bis auf die Schlüsselwörter if und while, gleich. Der erste Programm überprüft mit der if-Verzweigung ob die Bedingung (i < 100) gilt, wenn ja werden die zwei Zeilen im Codeblock einmal ausgeführt.

int i = 0;

if (i < 100)
{
    Turtle.Print(i);
    i++;
}

Das zweite Programm enthält eine while-Schleife. Diese prüft ebenfalls, ob die Bedingung (i < 100) gilt. Der Unterschied ist aber, dass der Codeblock solange ausgeführt wird, solange die Bedingung gilt. Der Codeblock in der Schleife wird also in diesem Fall 100 Mal ausgeführt.

int i = 0;

while (i < 100)
{
    Turtle.Print(i);
    i++;
}

Flussdiagramm der while-Schleife

Den Unterschied kannst du auch im Flussdiagramm klar erkennen. Die unterschiedlichen Pfeile sind fett hervorgehoben.

Übungen

📝 Übung 35

Schreibe ein Programm bei dem der Benutzer eine Zahl eingeben kann. Das Programm soll die Zahl solange verdoppeln, solange die Zahl kleiner als 100 ist.

Beispiel:

Geben Sie eine Zahl ein: 5
Ausgabe:
5
10
20
40
80

📝 Übung 36

Schreibe ein Programm, bei dem der Benutzer so lange eine Zahl eingeben muss, bis er eine Zahl eingibt die größer als 1000 ist.

⚠️ Vorsicht: In diesem Beispiel wurde die Schleifenbedingung mit dem Wort bis angegeben. Das Wort bis ist aber genau das Gegenteil von solange.

Wenn du eine Schleife wiederholen möchtest, bis die Zahl größer als 1000 ist, so das äquivalent zu: solange die Zahl kleiner oder gleich 1000 ist.

Du brauchst also eine Schleife in der Form: while (zahl <= 1000) { ... }

📝 Übung 37

Schreibe ein Programm, bei dem der Benutzer solange eine Zahl eingeben muss, bis die Summe aller bis dahin eingegeben Zahlen den Wert 1000 übersteigt.

📝 Übung 38

Schreibe ein Programm, beim der Benutzer eine positive Zahl eingeben kann. Falls der Benutzer aber eine negative Zahl eingibt, soll die Eingabe solange wiederholt werden, bis die Zahl positiv ist. Das Programm soll dann in einer Zählschleife alle Teiler der eingegeben Zahl ermitteln und ausgeben.

Beispiel:

• Eingabe: 24
• Ausgabe: 1, 2, 3, 4, 6, 8, 12

🧭 Zusammenfassung

Mit der while-Schleife kannst du Codeblöcke solange wiederholen lassen, solange eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Ist die Bedingung nicht mehr erfüllt so wird die Schleife beendet.

Die Syntax einer while-Schleife ist:

while (Bedingung)
{
    Anweisungen, die
    wiederholt werden,
    solange die Bedingung erfüllt ist
}