n-Faches Wiederholen mit for-Schleifen

Häufig haben wir beim Programmieren die Situation, dass wir einen gewissen Codeblock, also eine Folge von Anweisungen, genau n-Mal ausführen möchten.

Das ist beispielsweise beim zeichnen eines Quadrats so:

#r "nuget: BulmeSharp, 0.10.1"
using BulmeSharp;

Turtle.fd(50);
Turtle.rt(90);
Turtle.fd(50);
Turtle.rt(90);
Turtle.fd(50);
Turtle.rt(90);
Turtle.fd(50);
Turtle.rt(90);

Turtle.showTurtle();

Die beiden Zeilen Turtle.fd(50); und Turtle.rt(90); werden hier viermal wiederholt. Das ist umständlich und auch gar nicht nötig, denn wir können C# anweisen, die zwei Zeilen einfach viermal auszuführen.

Bis jetzt haben wir hierfür die while-Schleife kennengelernt. Wie könnten das Quadrat beispielsweise mit folgendem Code zeichnen:

int i = 0;

while (i < 4)
{
    Turtle.fd(50);
    Turtle.rt(90);
    i++;
}
Turtle.showTurtle();

Diese Schleifenart nennt man auch Zählschleife. Da sie oft verwendet wird, gibt es dafür ein eigenes Konstrukt: die for-Schleife. In diesem Kapitel lernst du die for-Schleife kennen, mit der du Codeblöcke eine festgelegte Anzahl von Malen wiederholen kannst.

Die for-Schleife

Möchten wir einen Codeblock n-Mal ausführen so verwenden wir die for-Schleife. Möchten wir die beiden Zeilen aus dem vorhergegangen Beispiel viermal wiederholen, so schreiben wir:

#r "nuget: BulmeSharp, 0.10.1"
using BulmeSharp;

for (int i = 0; i < 4; i++)
{
    Turtle.fd(50);
    Turtle.rt(90);
}

Turtle.showTurtle();

Die Variable i ist die Zählvariable, die mitzählt bei welcher Wiederholung wir sind.

⚠️ Vorsicht: die Zählvariable beginnt bei 0 zu zählen, wie überall in der Informatik üblich. Deshalb zählt sie bei vier Wiederholungen von 0 bis 3.

📜 Syntax

Die for-Schleife hat von allen bis jetzt bekannten Konstrukten, die komplizierteste Syntax:

for (<Initialisierung>; <Bedingung>; <operation>)
{
    Anweisungen, die
    solange die bedingung gilt
}

Die drei mit Beistrich getrennten Teile sind:

• Initialisierung: Hier wird die Zählvariable definiert und ein Startwert vergeben. Meistens verwendet man die Kleinbuchstaben i, j und k für die Zählvariable. Der Initialisierungsteil könnte beispielsweise lauten: int i = 0
• Bedingung: Die von der While-Schleife bekannte Bedingung. Auch die for-Schleife hat eine solange-Bedingung. Falls eine Schleife bis inkl. 10 zählen soll, so muss die Bedingung i <= 10 sein.
• Operation: Die Veränderung der Zählvariable. Meistens wird die Zählvariable entweder inkrementiert, dekrementiert oder es wird bei jedem Durchlauf ein fixer Wert hinzuaddiert. Beispiele sind: i++, i--, i += 4 oder i *= 2

Damit definiert ist, welche Anweisungen den zu wiederholenden Codeblock bilden, müssen die zu wiederholenden Anweisungen in geschweifte Klammern geschrieben werden.

Beispiel

Um ein regelmäßiges Neuneck zu zeichnen muss die Turtle neunmal geradeaus gehen und sich dann um 40° drehen. Würdest du das alles untereinander schreiben, dann würde das Programm ziemlich lange werden. Hier verwenden wir in Zeile 4 aber die for-Schleife und sagen der Turtle damit, sie soll die zwei eingerückten Funktionsaufrufe in Zeilen 5 und 6 neunmal wiederholen.

#r "nuget: BulmeSharp, 0.10.1"
using BulmeSharp;

for (int i = 0; i < 9; i++)
{
    Turtle.fd(50);
    Turtle.rt(40);
}

Turtle.showTurtle();

Übungen

📝 Übung 40

Zeichne die nebenstehende Figur. Dazu brauchst du auch die Funktionen bk() und dot().

📝 Übung 41

Zeichne eine Perlenkette, die aus 18 Perlen (dots) besteht. Zwischen den Perlen muss die Turtle jeweils einige Schritte vorwärts gehen und um einen kleinen Winkel (z.B. 20°) nach links drehen.

📝 Übung 42

Zeichne die Treppenfigur in der nebenstehenden Abbildung. Verwende dazu die for-Schleife.

📝 Übung 43

Zeichne das Pentagramm in der nebenstehenden Abbildung. Überlege dir zuerst, wie die Drehwinkel lauten und verwende wieder die for-Schleife um die Figur zu zeichnen.

📝 Übung 44

Zeichne den Stern in der nebenstehenden Abbildung. Überlege dir zuerst, welche Teile wiederholt werden und verwende wieder die for-Schleife um die Figur zu zeichnen.

📝 Übung 45

Schreibe ein Programm, bei dem der Benutzer eine Ganzzahl eingeben kann. Gibt der Benutzer die Zahl 3 ein, so wird ein regelmäßiges Dreieck gezeichnet. Gibt der Benutzer die Zahl 4 ein, so wird ein regelmäßiges Viereck gezeichnet, und so weiter.

📝 Übung 46

Schreibe ein Programm, beim der Benutzer eine positive Zahl eingeben muss. Das Programm soll dann in einer for-Schleife alle Teiler der eingegeben Zahl ermitteln und ausgeben.

Beispiel:

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

📝 Übung 47

Schreibe ein Programm, welches die Quadrate aller Zahlen von 1 bis 20 ausgibt.

Ausgabe: 1, 4, 9, 16, ...., 361, 400

🧭 Zusammenfassung

Mit der for-Schleife gibst du der Turtle an, dass sie soll eine oder mehrere Anweisungen anzahl-mal wiederholen soll. Alles, was wiederholt werden soll, muss im Codeblock nach der Schleife stehen stehen.

for (int i = 0; i < anzahl; i++)
{
    Anweisungen die n-Mal
    wiederholt werden sollen
}