Programmieren lernen

Ein Programm ist eine Liste von Anweisungen, die von oben nach unten abgearbeitet werden. Mehr ist es im Kern nicht. Alles Weitere - Verzweigungen, Schleifen, Funktionen - sind nur Regeln, die diese Reihenfolge steuern.

Dein erstes Programm

console.log(...) gibt etwas aus. Drück auf Ausführen und schau, was passiert. Ändere danach den Text und führ es noch einmal aus.

Eine Variable ist ein benannter Behälter für einen Wert. Du legst etwas hinein, holst es später wieder heraus und kannst den Inhalt austauschen.

let alter = 19;              // eine Zahl
const name = "Sarah";        // ein Text, unveränderlich
let istEingeschrieben = true; // ein Wahrheitswert

Die wichtigsten Datentypen

Bis jetzt lief jedes Programm stur von oben nach unten. Mit if trifft es Entscheidungen.

if (bedingung) {
  // läuft nur, wenn die Bedingung wahr ist
} else {
  // läuft in allen anderen Fällen
}

Mehrere Fälle hängt man mit else if aneinander. Wichtig: Die Prüfung läuft von oben nach unten und hört beim ersten Treffer auf. Die Reihenfolge ist deshalb nicht beliebig.

Eine Schleife wiederholt einen Block, solange eine Bedingung gilt. Ohne Schleifen müsstest du für 5000 Rechnungspositionen 5000 Zeilen schreiben.

Die for-Schleife

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  console.log(i);
}
//   ┬        ┬        ┬
//   │        │        └─ nach jedem Durchlauf: i um 1 erhöhen
//   │        └────────── solange das gilt, weiterlaufen
//   └─────────────────── Startwert

Die while-Schleife

for nimmt man, wenn die Anzahl der Durchläufe vorher feststeht, while, wenn nicht - etwa "solange noch Daten kommen".

Aufgabe: Summe berechnen

Schreib eine Schleife, die alle Zahlen von 1 bis 100 zusammenzählt, und leg das Ergebnis in summe ab. Der Prüfen-Knopf sagt dir, ob es stimmt.

let summe = 0;

for (let i = 1; i <= 100; i++) {
  summe = summe + i;   // kürzer: summe += i;
}

console.log("Summe:", summe);   // 5050

Eine Funktion ist ein benannter Codeblock, den du beliebig oft aufrufen kannst. Sie nimmt Werte entgegen (Parameter) und gibt einen Wert zurück (Rückgabewert).

function bruttoPreis(netto, steuersatz) {
  return netto * (1 + steuersatz / 100);
}

const preis = bruttoPreis(100, 19);   // 119

Aufgabe: Rabattfunktion

Schreib eine Funktion rabattPreis(preis, prozent), die den Preis nach Abzug des Rabatts zurückgibt. Bei 100 Euro und 20 Prozent sollen 80 herauskommen.

function rabattPreis(preis, prozent) {
  return preis - (preis * prozent / 100);
}

// gleichwertig und etwas eleganter:
function rabattPreis(preis, prozent) {
  return preis * (1 - prozent / 100);
}

Einzelne Variablen reichen nicht weit. Echte Programme arbeiten mit Sammlungen.

Arrays: eine nummerierte Liste

const preise = [10, 25, 7, 42];

preise[0]        // 10   - das erste Element hat den Index 0
preise.length    // 4    - Anzahl der Elemente
preise[preise.length - 1]  // 42 - das letzte Element

Objekte: Werte mit Namen

Bei einem Kunden willst du nicht wissen, was an Position 2 steht, sondern was der ort ist. Dafür gibt es Objekte:

const kunde = {
  nummer: 4711,
  name:   "Meier GmbH",
  ort:    "Walldorf",
  umsatz: 125000,
};

kunde.name          // "Meier GmbH"
kunde.umsatz        // 125000

Bei größeren Programmen reicht es nicht, Daten und Funktionen lose nebeneinander zu legen. Die objektorientierte Programmierung (OOP) bündelt beides: Daten und die dazu passenden Funktionen wandern in eine Klasse.

Die vier Grundprinzipien

Programmieren besteht zum größeren Teil aus Fehlersuche. Das ist kein Zeichen von Unfähigkeit, sondern der Normalzustand des Berufs. Es hilft, drei Fehlerarten zu unterscheiden:

Die Fehlersuche in vier Schritten

1. Fehlermeldung lesen. Sie nennt Datei und Zeile. Das klingt banal, wird aber ständig übersprungen.
2. Ausgaben einbauen. console.log vor und hinter der verdächtigen Stelle zeigt dir, welche Werte tatsächlich ankommen. Fast immer ist es nicht der, den du erwartet hast.
3. Halbieren. Kommentier die Hälfte des Codes aus. Tritt der Fehler noch auf? So grenzt du die Stelle in wenigen Schritten ein.
4. Laut erklären. Erklär den Code einer anderen Person - oder einer Gummiente auf dem Schreibtisch. Beim Formulieren fällt einem der Fehler auffallend oft selbst auf. Der Trick heißt tatsächlich "Rubber Duck Debugging".

Fehler abfangen mit try/catch

Manche Fehler kann man nicht verhindern - eine Netzwerkverbindung bricht ab, eine Datei fehlt. Damit das Programm dann nicht abstürzt, fängt man sie ab:

Dieselbe Sache in drei Sprachen

Damit dich der Wechsel im Studium nicht überrascht: Hier ist derselbe Gedanke - eine Funktion, die Werte aus einer Liste summiert - dreimal aufgeschrieben.

function summe(zahlen) {
  let s = 0;
  for (const z of zahlen) {
    s += z;
  }
  return s;
}

public static int summe(int[] zahlen) {
    int s = 0;
    for (int z : zahlen) {
        s += z;
    }
    return s;
}

def summe(zahlen):
    s = 0
    for z in zahlen:
        s += z
    return s

Übungen

Aufgabe 1 · leicht

Schreib eine Funktion istGerade(zahl), die true zurückgibt, wenn die Zahl gerade ist.

function istGerade(zahl) {
  return zahl % 2 === 0;
}

Aufgabe 2 · mittel

Schreib groessterWert(zahlen), die den größten Wert einer Liste zurückgibt - ohne Math.max zu benutzen.

function groessterWert(zahlen) {
  let groesster = zahlen[0];
  for (const z of zahlen) {
    if (z > groesster) {
      groesster = z;
    }
  }
  return groesster;
}

Aufgabe 3 · mittel

Schreib zaehleGrosskunden(kunden), die zählt, wie viele Kunden mehr als 100 000 Euro Umsatz haben.

function zaehleGrosskunden(kunden) {
  let anzahl = 0;
  for (const k of kunden) {
    if (k.umsatz > 100000) {
      anzahl++;
    }
  }
  return anzahl;
}

// kürzer:
function zaehleGrosskunden(kunden) {
  return kunden.filter(k => k.umsatz > 100000).length;
}

Aufgabe 4 · schwer

Schreib istPrimzahl(n). Eine Primzahl ist nur durch 1 und sich selbst teilbar. Achtung bei den Randfällen: 0 und 1 sind keine Primzahlen, 2 ist die kleinste.

function istPrimzahl(n) {
  if (n < 2) return false;

  for (let i = 2; i * i <= n; i++) {
    if (n % i === 0) return false;   // Teiler gefunden
  }
  return true;
}

Selbsttest

Karteikarten zu diesem Modul

Wenn du tiefer einsteigen willst

• "Java ist auch eine Insel" von Christian Ullenboom - kostenlos online lesbar und das gängigste deutschsprachige Java-Buch. Passend, wenn deine Vorlesung mit Java startet.
• exercism.org oder Codewars - kleine Übungsaufgaben mit automatischer Prüfung. Zwei Aufgaben am Tag bringen mehr als ein Wochenende Videos.
• "Clean Code" von Robert C. Martin - ab dem zweiten Semester interessant, wenn du merkst, dass funktionierender Code und guter Code zwei Dinge sind.