Exkurs - Bausteine von Algorithmen

Anweisungen als Bausteine von Algorithmen

Algorithmen werden (oft) aus Anweisungen aufgebaut.

Wir betrachten noch einmal den Algorithmus zur Kleeblattsuche.

SOLANGE nicht auf einem Kleeblatt:
    WENN vor einem Baum:
        links drehen
        Schritt weitergehen
        rechts drehen
        Schritt weitergehen
        SOLANGE rechts ein Baum:
            Schritt weitergehen
        rechts drehen
        Schritt weitergehen
        links drehen
    SONST:
        Schritt weitergehen
Kleeblatt aufheben

Dieser Algorithmus ist aus zahlreichen elementaren Anweisungen (wie z.B. "Schritt weitergehen"), einer Entscheidungsanweisung sowie zwei Wiederholungsanweisungen aufgebaut.

Struktogramme

Besonders deutlich werden die Bausteine, wenn man Algorithmen mit einer Bildsprache - den sogenannten Struktogrammen - beschreibt.

Struktogramm Kleeblatt suchen

Als Bausteine werden die folgenden Bildsymbole benutzt.

Elementare Anweisung:

Struktogramm elementare Anweisung

Fallunterscheidung:

Struktogramm FallunterscheidungStruktogramm Fallunterscheidung

Wiederholung:

Struktogramm Wiederholung

Die folgende Abbildung verdeutlicht noch einmal, wie mit Hilfe der Bildsymbole ein komplexer Ablauf beschrieben wird.

Struktogramm Kleeblatt suchen

Elementaren Anweisungen sind hier gelb, Entscheidungsanweisungen grün und Wiederholungsanweisungen rot eingefärbt.

Die verschiedenen Anweisungen müssen auf geeignete Weise zusammengesetzt werden, um einen komplizierten Ablauf zu beschreiben. Man benutzt hierzu zwei Bauprinzipien.

Die einfachste Form der Zusammensetzung ist die (Hintereinander-) Reihung von Anweisungen.

Struktogramm Kleeblatt suchen

In der Abbildung sind 4 elementare Anweisungen, eine Wiederholungsanweisung und 3 weitere elementare Anweisungen hintereinandergereit. Die Ausführung solcher gereihten Anweisungen erfolgt natürlich der Reihe nach.

Bei komplexen Anweisungen werden Anweisungen geschachtelt. Dabei können beliebig komplizierte Schachtelungsstrukturen gebildet werden.

Struktogramm Kleeblatt suchen

Die Abbildung zeigt eine Schachtelung, bei der eine elementare Anweisung Teil einer Wiederholungsanweisung ist, die selbst Teil einer Entscheidungsanweisung ist, die ihrerseits wiederum Teil einer Wiederholungsanweisung ist.

Beachte, dass die Ausführung ineinandergeschachtelter Anweisungen im Fall von Entscheidungs- und Wiederholungsanweisungen mit Hilfe von Bedingungen geregelt wird.

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