Schleifenstrukturen

Schleifenstrukturen sind grundlegende Bausteine der Steuerung von Programmen. Sie ermöglichen die wiederholte Ausführung eines Codeblocks, solange eine Bedingung erfüllt ist, oder eine festgelegte Anzahl von Durchläufen vorgesehen ist. Durch Schleifen lassen sich wiederkehrende Aufgaben effizient lösen, ohne redundanten Code zu schreiben.

Zu den wichtigsten Schleifenarten gehören:

- while-Schleife: prüft die Bedingung vor dem ersten Durchlauf. Falls die Bedingung falsch ist, wird der Schleifenrumpf nie ausgeführt.

- do-while-Schleife: der Schleifenrumpf wird mindestens einmal ausgeführt; danach wird die Bedingung geprüft.

- for-Schleife: verwendet eine Laufvariable mit Initialisierung, Abbruchbedingung und Inkrement; typischer Einsatz bei einer festen Anzahl von Iterationen.

- foreach-Schleife (for-each): iteriert über die Elemente einer Sammlung, ohne manuell einen Index zu verwalten.

Funktionsweise und Terminierung: Eine Schleife wiederholt Anweisungen, bis eine Abbruchbedingung erfüllt ist. Endlosschleifen können auftreten, wenn die Bedingung nie falsch wird. Gute Praxis ist die klare Formulierung der Abbruchbedingung und das Vermeiden von unbeabsichtigten Seiteneffekten innerhalb des Schleifeninhalts. Viele Sprachen unterstützen auch Break- oder Continue-Anweisungen, um den Abbruch oder den nächsten Durchlauf zu steuern.

Anwendungsbeispiele: Durchläufe über Arrays oder Listen, Summen- oder Produktberechnungen, Validierung von Benutzereingaben, wiederholte Abfragen von Ressourcen oder wiederholte Versuche bei fehlerhaften Operationen.

Beziehung zu anderen Konzepten: Schleifen stehen im Kontrast zu rekursiven Ansätzen, bei denen die Wiederholung durch wiederholte Funktionsaufrufe realisiert wird. Allgemeine Design- und Optimierungsaspekte betreffen die Vermeidung unnötiger Berechnungen innerhalb der Schleife und den kontrollierten Ressourcenverbrauch.