Arduino Programmierung: Schleifen

Möchte man einen bestimmten Abschnitt im Quellcode mehrfach wiederholen, so verwendet man Schleifen.

In diesem Tutorial schreibe ich den Code in der DEV-C++ IDE, da der Microcontroller mit C bzw. C++ teilen programmiert wird. Dieses hat den Vorteil das man den Quellcode nicht extra hochladen muss um es dann zu testen.

Ohne Schleifen

Ohne Schleifen würde man den Code wiederholen und hätte somit einen unübersichtlichen, langen Quellcode.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main(){
  cout << "Zeile 1" << endl;
  cout << "Zeile 2" << endl;
  cout << "Zeile 3" << endl;
  cout << "Zeile 4" << endl;
  cout << "Zeile 5" << endl;
  cout << "Zeile 6" << endl;
  return 0; 
}

Ausgabe des Quellcodes

Schreiben wir also nun den Code um so, dass die Ausgabe gleich bleibt aber mit einer Schleife.

#include <iostream>
#include <cstdlib>
using namespace std;

int main(){
  for(int i=0;i<=6;i++){
    cout << "Zeile "<< i << endl;
  }
  return 0; 
}

Zählschleife

Im oberen Beispiel habe ich die „for“ Zählschleife verwendet. Im Kopf der For-Schleife wird ein Datentyp mit einem initialen Wert deklariert, darauf folgt eine Bedingung und nach einem weiteren Semikolon die Reinitialisierung, d.h. der Schleifenvariablen wird ein neuer Wert zugeordnet. Die Variable im Kopfbereich der For-Schleife wird nach der schließenden geschweiften Klammer der For-Schleife verworfen.

Aufwärts zählen

Möchte man aufwärts zählen so muss der initiale Wert kleiner sein als der „Zielwert“ bei der Reinitialisierung wird der Wert incrementiert d.h. hinaufgezählt.
Das hin aufzählen kann mit „<Variablenname>++“ erfolgen oder aber man erzeugt größere Schritte mit „<Variablenname> += 2“.

//Aufwärts zählen	
cout << "Aufwaerts zaehlen"<< endl;
for(int i=0;i<=6;i++){
  cout << "Zeile "<< i << endl;
}

Abwärts zählen

Möchte man abwärts zählen, so muss der initiale Wert größer sein als der „Zielwert“, bei der Reinitialisierung wird der Wert dann dekrementiert, d.h. verringert.

//Abwärts zählen	
cout << "Abwaerts zaehlen"<< endl;
for(int i=6;i>=0;i--){
  cout << "Zeile "<< i << endl;
}

Neben Zählschleifen gibt es noch die  Kopfgesteuerte schleife und die Fußgesteuerte schleife.

Kopfgesteuerte schleifen & Fußgesteuerte schleifen

Bei Kopfgesteuerten schleifen steht die Bedingung im Kopf und bei Fußgesteuerte schleifen im Fußbereich der Schleife.  Wozu also nun zwei verschiedene Schleifen? Man könnte doch alles mit einer lösen? Oder doch nicht? In einer kopfgesteuerten Schleife wird die Bedingung im Kopfbereich geprüft, d.h. wenn die Bedingung am Anfang FALSCH ist, wird die Bedingung nicht ausgeführt, anders sieht es bei einer Fußgesteuerten schleife aus. Die Fußgesteuerte Schleife wird ausgeführt und dann die Bedingung geprüft.

Kopfgesteuerte schleife

Zu den Kopfgesteuerten schleifen zählt die While-Schleife.

While-Schleife

Als Bedingung muss ein Resultat eines booleschen Ausdrucks stehen. Des Weiteren darf man in der Schleife nicht vergessen die Variable zu verändern, da sonst die Schleife nie verlassen wird.

int i = 0;
while(i<=10){
  cout << "Zeile "<< i++ << endl;
}

Fußgesteuerte schleife

In der Fußgesteuerten schleife steht die Bedingung am Ende der Schleife d.h. diese wird min. 1x ausgeführt.

int i = 0;
 do {
    cout << "Zeile "<< i++ << endl;
 } while(i<=10);

Wenn also die Bedingung von Anfang an FALSCH ist, wird die Schleife trotzdem ausgeführt.

Verlassen einer Schleife

Es gibt zwei Arten eine Schleife zu verlassen, einmal ist es die Ausführung zu beenden, d.h. die Bedingung muss WAHR sein, oder aber man bricht die Bedingung mit dem Schlüsselwort „break“ ab.

int i = 0;
do {
   cout << "i -> " << i++ << endl;
   if(i==6)break;
} while(i<=9);

Wenn die Variable den Wert 6 einnimmt, dann wird die Schleife abgebrochen.

Überspringen eines Schrittes innerhalb einer Schleife

Wie man eine Schleife abbricht, habe ich bereits erläutert. Nun möchte ich zeigen wie man einen Schritt überspringen kann. Überspringen heißt hier das einer bzw. mehrere Schritte nicht in der Schleife weiter abgearbeitet werden. Dazu wird das Schlüsselwort „continue“ verwendet.

Alles, was vor dem Schlüsselwort steht, wird abgearbeitet, jedoch alles danach wird übersprungen.

int i = 0;
do {
   if(++i ==6) continue;    
   cout << "i -> " << i << endl; 
} while(i<=9);

cout << "Ende" << endl;

Wenn man den oben stehenden Quellcode ausführt, so erkennt man das „der Schritt 6“ übersprungen wird.