Teilprogramme

Teilprogramme, oft auch Unterprogramme oder Subroutinen genannt, sind eigenständige Bausteine eines Programms, die eine definierte Aufgabe ausführen. Sie werden durch einen Namen angesprochen, akzeptieren Eingabeparameter und können einen Rückgabewert liefern oder nicht. Durch den Aufruf eines Teilprogramms wird der Ausführungskontext an den Codeblock übergeben und danach der ursprüngliche Kontext fortgesetzt.

Man unterscheidet in vielen Programmierparadigmen zwischen Funktionen, die einen Wert zurückgeben, und Prozeduren oder Unterroutinen, die keinen direkten Rückgabewert liefern. Parameter können nach unterschiedlichen Strategien übergeben werden, zum Beispiel by value (Wertübergabe) oder by reference (Referenz, d. h. der Aufrufer kann das Argument im Teilprogramm verändern). Manche Sprachen unterstützen zusätzlich optionale Parameter oder Namensparameter.

Wie Teilprogramme ausgeführt werden, hängt vom Laufzeitsystem ab. In der Regel besitzt jeder Aufruf einen eigenen lokalen Speicherbereich (Stack-Frame), in dem lokale Variablen, Rücksprungadresse und Parameter abgelegt werden. Rekursive Aufrufe sind möglich; manche Sprachen optimieren wiederholte Aufrufe durch Tail-Call Optimierung, sodass kein zusätzliches Stack-Frame entsteht.

Vorteile bestehen in der Erhöhung von Modularität, Wiederverwendbarkeit, Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes. Teilprogramme ermöglichen Abstraktion, erleichtern das Debugging, die Parametrisierung von Verhalten und die Zusammenarbeit in Teams.

Historisch spielten Teilprogramme eine zentrale Rolle im strukturierten Programmieren. Heute sind sie in nahezu allen Programmiersprachen vorhanden, oft als Funktionen, Prozeduren oder Methoden benannt. Die konkrete Semantik variiert leicht je nach Sprache, doch der Grundgedanke bleibt derselbe: Komplexität durch Aufteilung in kleinere, gut definierte Bausteine zu beherrschen.