Unterroutinen

Unterroutinen, auch als Subroutinen oder Unterprogramme bezeichnet, sind eigenständige Abschnitte von Code, die innerhalb eines Programms mehrmals aufgerufen werden können, um eine spezifische Aufgabe zu erfüllen. Sie erhalten Eingabewerte über Parameter und können, je nach Sprache, einen Rückgabewert liefern oder auch nur eine prozedurale Wirkung haben.

Es gibt zwei Grundformen: Funktionen, die einen Wert zurückgeben, und Prozeduren, die keinen Rückgabewert liefern. Subroutinen arbeiten oft mit Parameterübergabe, die nach verschiedenen Modellen erfolgen kann, etwa durch Wert- oder Referenz-Übergabe. Dadurch können Eingaben kontrolliert verändert oder unverändert belassen werden. Zusätzlich spielen Seitenwirkungen und der Zustand der aufrufenden Umgebung eine Rolle, weshalb Lokalisierung von Variablen und klare Schnittstellen wichtig sind.

Die Einführung von Unterroutinen steigert Modularität, Wiederverwendbarkeit und Lesbarkeit von Programmen. Sie ermöglichen Abstraktion, indem komplexe Aufgaben in überschaubare Bausteine zerlegt werden. Typische Themen rund um Unterroutinen sind Namensgebung, Parametrierung, Sichtbarkeit (Gültigkeitsbereich) von Variablen, Fehlerbehandlung und Rekursion. In vielen Sprachen unterstützen Unterroutinen außerdem rekursive Aufrufe, wobei der Aufruf-Stack zur Verwaltung von Funktionsaufrufen genutzt wird und bei tiefen Rekursionen eine Stackbegrenzung auftreten kann.

Historisch entstanden Unterroutinen in frühen Programmiersprachen wie FORTRAN und ALGOL, wurden in strukturierter Programmierung weiter standardisiert und bilden heute das Grundkonzept moderner imperativer Sprachen. In objektorientierten Sprachen werden Unterroutinen oft als Methoden implementiert, behalten aber ähnliche Grundprinzipien bei.