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📖 for - Schleife

erst in Woche 7 relevant

Neben while und do..while existiert noch eine dritte Schleifenart, die for-Schleife.

Die for-Schleife ist eine Erweiterung der while Schleife, sodass zwischen den runden Klammern () nicht nur eine <Bedingung> definiert wird, sonder auch eine <Zählervariable> sowie eine <Schrittweite>.

  • 💡 Die drei Teile werden mit einem ; Semikolon getrennt.
  • 💡 Für die for-Schleife existiert keine do..for Variante.

Grundform​

Die for Kontrollstruktur ist zuerst einmal gewöhnungsbedürftig. Das Muster sieht so aus:

for - Muster​

for (
  <Zählervariable>;
  <Bedingung>;
  <Schrittweite>
) {
    <Anweisungen, Sequenz>
}
Semikolon

Die 3 Teile in den Runden Klammern () sind mit einem Semikolon ; getrennt! (und stehen meist auf einer Linie nebeneinander)

for - Ablaufdiagram​

<Zählervariable>​

Ganz am Anfang wird die <Zählervariable> initialisiert und ist im Code-Block sichtbar.

💡 Häufig dient die <Zählervariable> als Indexnummer und heisst dadurch i.

<Bedingung>​

Vor jeder Sequenz wird die Bedingung auf Wahrheit geprüft (true), ob die die <Anweisungen, Sequenz> ausgeführt werden sollen oder ob die Schlaufe beendet wird.

💡 Meistens betrifft die <Bedingung> die <Zählervariable>.

<Schrittweite>​

Am Schluss einer Sequenz, vor der <Bedingung>, wird die <Zählervariable> hoch oder runter gezählt.

💡 i++ Zählt z.B. die Variable i mit der Schrittweite 1 hoch.

<Anweisungen, Sequenz>​

Die <Anweisungen> im Code-Block werden Ausgeführt, solange die <Bedingung> wahr (true) ist.

Grundform am Beispiel​

Damit es weniger abstrakt ist, hier ein Beispiel als for sowie while Schleife, welches die Zahlen 0 bis 4 ausgibt. Dies soll veranschaulichen, wieso die for-Schleife zusätzlich zur while-Schlaufe in fast jeder programmiersprache existiert.

for

for: Wiederhole 5 mal fix
public class FixeWiederholung {

    public static void main(String[] args) {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(i);
        }
    }

}

Es wird als Erstes die Variable int i = 0; initialisiert. Sobald die Anweisungen innerhalb des Code-Blocks abgearbeitet sind (System.out.pringln(i);), springt die Programmausführung bei der schliessenden geschweiften Klammer wieder zurück zum for, verändert die Variable um die Schrittweite (i++) und prüft, ob die Bedingung (i < 5) noch erfüllt ist. Wenn ja, wird die Schleife erneut ausgeführt.

while

while: Wiederhole 5 mal fix
public class FixeWiederholungWhile {

    public static void main(String[] args) {
        int i = 0;
        while (i < 5) {
          System.out.println(i);
          i++;
        }
    }

}

Die while Variante verhält sie gleich wie die for Variante. Sie brauch jedoch mehr Zeilen.

Wieso wird for hier bevorzugt?

int i = 0; ist ausserhalb der Schlaufe initialisiert!

Dadurch ist diese also in der ganzen äusseren Methode sichtbar und nicht nur im Code-Block der Schlaufe und existiert auch nach dem Beenden der Schlaufe weiter.

<Zählervariable>

int i = 0: Eine Variable i mit Datentyp int wird mit 0 initialisiert

<Bedingung>

i < 5: Solange i kleiner als 5 ist, wird die for-Schleife weiterhin ausgeführt

<Schrittweite>

i++: Die Variable i wird bei jedem Durchlauf um 1 erhöht

<Anweisungen, Sequenz>

Mir der Anweisung System.out.println(i); wird bei jeder Sequenz/Iteration bei der die <Bedingung> wahr ist, die Variable i auf die Konsole ausgegeben.

Programmablauf​

Eine for-Schleife wird so durchlaufen, wie folgend dargestellt. Wenn die Bedingung nicht mehr erfüllt ist, wird die Schleife beendet und es wird die erste Anweisung unterhalb der Schleife ausgeführt (roter Pfeil).

  1. Die Bearbeitung der for-Schleife beginnt beim roten Pfeil. Es wird im ersten Teil die <Zählervariable> i mit 0 initialisiert.
  2. Im zwieten Teil, der <Bedingung>, wird geprüft ob die Zählervariable i kleiner als 5 ist.
  3. Da dies der Fall ist, wird nun die <Anweisungen> (System.out.println(i);) im Code-Block {} ausgeführt.
  4. Danach wird "nach oben" zum letzten Teil, der <Schrittweite> gesprungen. Hier wird durch i++ die <Zählervariable> i um 1 hochgezählt.
  5. Nun wird wieder zur <Bedingung> gesprungen.
  6. Wenn die Variable i immer noch kleiner als 5 ist, wird die <Anweisung> wiederholt ausgeführt.

Die Punkte 3-6 (grün), werden solange wiederholt, bis die <Bedingung> falsch (false) und somit die Variable i mindestens 5 ist. Im oberen Beispiel wird das nach der 5. Wiederholung der Fall sein.

Ausgabe vom oberen Beispiel
0
1
2
3
4

🖊 Aufgaben​

Auftrag 1​

  1. Geben Sie die Zahlen von 1 bis 10 aus.
  2. Geben Sie die Zahlen von 37 bis 55 aus.
  3. Geben Sie jede zweite Zahl von 18 bis 96 aus.
  4. Fragen Sie den Benutzer nach Startwert, Endwert und Schrittweite und geben Sie die entsprechenden Zahlen aus.
Musterlösung
public class A1aFor1to10 {

	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 1; i <= 10; i++) {
			System.out.println(i);
		}
	}

}
public class A1bFor37to55 {

	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 37; i <= 55; i++) {
			System.out.println(i);
		}
	}

}
public class A1cFor18to96 {

	public static void main(String[] args) {
		for(int i = 18; i <= 96; i = i + 2) {	// es würde auch gehen  i += 2;
			System.out.println(i);
		}
	}

}
import mytools.StdInput;

public class A1dFor {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Startwert: ");
		int start = StdInput.readInt();

		System.out.print("Endwert: ");
		int ende = StdInput.readInt();

		System.out.print("Schrittweite: ");
		int sw = StdInput.readInt();

		for(int i = start; i <= ende; i = i + sw) {	// es würde auch gehen  i += sw;
			System.out.println(i);
		}
	}
}

Auftrag 2a​

  • Schreiben Sie ein Programm, das eine Zeile mit 10 Sternen ausgibt.
  • Die Sterne sollen einzeln in einer for-Schleife ausgegeben werden (also bei jedem Durchlauf der Schleife wird ein Stern der Zeile hinzugefügt).
  • Verwenden Sie dazu die Methode System.out.print (und nicht System.out.println). Die Ausgabe sieht also so aus:
Ausgabe
**********
Musterlösung
public class A2aSterne {

	public static void main(String[] args) {

		for(int i = 0; i < 10; i++) {
			System.out.print("*");
		}
	}

}
public class A2bSterne {

	public static void main(String[] args) {

		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			for (int i = 0; i < 10; i++) {
				System.out.print("*");
			}

			System.out.println();
		}
	}

}

Auftrag 2b​

Erweitern Sie das obige Programm so, dass 5 Zeilen mit jeweils 10 Sternen ausgegeben werden. Die 5 Zeilen müssen auch in einer for-Schleife erstellt werden. Die Ausgabe sollte also so aussehen :

Ausgabe
**********
**********
**********
**********
**********
Musterlösung
public class A2bSterne {

	public static void main(String[] args) {

		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			for (int i = 0; i < 10; i++) {
				System.out.print("*");
			}

			System.out.println();
		}
	}

}

Auftrag 3​

Schreiben Sie ein Programm Flaggen, das folgende Anforderungen erfüllt:

  • die Anzahl Zeilen für die Flaggen werden vom Benutzer angegeben
  • Zeile 1 enthält 1 Stern, Zeile n enthält n Sterne Die Ausgabe soll so aussehen:
Ausgabe
Anzahl Zeilen: 5
*
**
***
****
*****
Musterlösung
import mytools.StdInput;

public class A3aFlaggen {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Flaggen 1");
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		for(int currentLine = 0; currentLine < lines; currentLine++) {
			for(int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
				System.out.print('*');
			}

			System.out.println();
		}
	}

}
import mytools.StdInput;

public class A3bFlaggenMethode {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("Flaggen 1");
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		flag(lines);
	}

	public static void flag(int nr_of_lines) {
		for (int currentLine = 0; currentLine < nr_of_lines; currentLine++) {
			for (int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
				System.out.print("*");
			}

			System.out.println();
		}

	}

}

Auftrag 4​

Erweitern Sie das Programm so, dass der Benutzer das Zeichen, mit dem die Flagge gezeichnet wird, selbst festlegen kann.

Die Ausgabe soll so aussehen:

Ausgabe
Anzahl Zeilen: 5
Zeichen: x
x
xx
xxx
xxxx
xxxxx
Musterlösung
import mytools.StdInput;

public class A4aFlaggen {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		System.out.print("Zeichen: ");
		String zeichen = StdInput.readString();

		for (int currentLine = 0; currentLine < lines; currentLine++) {
			for (int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
				System.out.print(zeichen);
			}

			System.out.println();
		}
	}

}
import mytools.StdInput;

public class A4bFlaggenMethode {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		System.out.print("Zeichen: ");
		String zeichen = StdInput.readString();

		flag(lines, zeichen);
	}

	public static void flag(int nr_of_lines, String character) {
		for (int currentLine = 0; currentLine < nr_of_lines; currentLine++) {
			for (int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
				System.out.print(character);
			}

			System.out.println();
		}

	}
}

Auftrag 5​

Erweitern Sie das Programm so, dass der Benutzer eingeben kann, wie viele Flaggen gezeichnet werden.

Die Ausgabe soll so aussehen:

Ausgabe
Anzahl Zeilen: 5
Anzahl Flaggen: 2
Zeichen: @

Flagge 1
@
@@
@@@
@@@@
@@@@@

Flagge 2
@
@@
@@@
@@@@
@@@@@
Musterlösung
import mytools.StdInput;

public class A5aFlaggen {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		System.out.print("Anzahl Flaggen: ");
		int flags = StdInput.readInt();

		System.out.print("Zeichen: ");
		String zeichen = StdInput.readString();

		for (int currentFlag = 0; currentFlag < flags; currentFlag++) {
			System.out.println();
			System.out.println("Flagge " + (currentFlag + 1));

			for (int currentLine = 0; currentLine < lines; currentLine++) {
				for (int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
					System.out.print(zeichen);
				}

				System.out.println();
			}
		}
	}

}
import mytools.StdInput;

public class A5bFlaggenMethode {

	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("Anzahl Zeilen: ");
		int lines = StdInput.readInt();

		System.out.print("Anzahl Flaggen: ");
		int flags = StdInput.readInt();

		System.out.print("Zeichen: ");
		String zeichen = StdInput.readString();

		for (int currentFlag = 0; currentFlag < flags; currentFlag++) {
			flag(currentFlag + 1, lines, zeichen);
		}

		// eine andere Variante fuer das Zaehlen der Flaggen ist:
		for (int currentFlag = 1; currentFlag <= flags; currentFlag++) {
			flag(currentFlag, lines, zeichen);
		}
	}

	public static void flag(int flagNumber, int nr_of_lines, String character) {
		System.out.println();
		System.out.println("Flagge " + flagNumber);

		for (int currentLine = 0; currentLine < nr_of_lines; currentLine++) {
			for (int currentPos = 0; currentPos <= currentLine; currentPos++) {
				System.out.print(character);
			}

			System.out.println();
		}

	}

}

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