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<!DOCTYPE html>

<title>Iterative Programmierung</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading">Iterative Programmierung</h1>

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<div id="mw-content-text" class="mw-body-content mw-content-ltr" lang="de" dir="ltr"><div class="mw-content-ltr mw-parser-output" lang="de" dir="ltr">Die iterative Programmierung (von <a href="Latein" title="Latein">lat.</a> iterare = wiederholen) ist ein Konzept, bei dem mehrfach auszuführende Arbeitsschritte in <a href="Schleife_(Programmierung)" title="Schleife (Programmierung)">Schleifen</a> (Wiederholungen von <a href="Anweisung_(Programmierung)" title="Anweisung (Programmierung)">Anweisungen</a> oder Anweisungsfolgen) umgesetzt werden.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Abgrenzung">Abgrenzung</h2></div>

Andere Programmierkonzepte sind

<ul><li>die <a href="Rekursive_Programmierung" title="Rekursive Programmierung">rekursive Programmierung</a>, die für mehrfach auszuführende Arbeitsschritte <a href="Rekursion" title="Rekursion">Rekursion</a> verwendet (wiederholte Selbstaufrufe eines Programmteils); prinzipiell lassen sich rekursive <a href="Algorithmus" title="Algorithmus">Algorithmen</a> auch iterativ implementieren und umgekehrt.</li>

<li>die <a href="Logische_Programmierung" title="Logische Programmierung">logische Programmierung</a>, die Lösungen für Probleme nicht über Anweisungsfolgen findet, sondern durch regelbasierte logische Folgerung.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading3"><h3 id="Gegenüberstellung">Gegenüberstellung</h3></div>

In der Literatur werden Funktionen gerne im <a href="Rekursive_Programmierung" title="Rekursive Programmierung">rekursiven Programmierstil</a> vorgestellt, die meist als einfacher zu verstehen gelten. Bei <a href="Rekursive_Programmierung" title="Rekursive Programmierung">rekursiver Programmierung</a> wird die Wiederholung erreicht, ohne dass das Programm explizite Schleifen enthält.<a href="#cite_note-1">[1]</a> Anstatt Schleifenkontrollanweisungen enthält das Programm sogenannte (direkte) Selbstaufrufe der betreffenden Funktion oder auch indirekte gegenseitige Aufrufe mehrerer Funktionen untereinander. In beiden Fällen, iterativer wie rekursiver Programmierung, bedarf es normalerweise einer expliziten <a href="Abbruchbedingung" title="Abbruchbedingung">Abbruchbedingung</a>, die eine <a href="Terminiertheit" title="Terminiertheit">Terminierung</a> des Programms erzwingt, wobei Fehler in derselben zu unbeabsichtigten <a href="Endlosschleife_(Programmierung)" title="Endlosschleife (Programmierung)">Endlosschleifen</a> führen können.

Iterative Implementierungen bieten oft Vorteile:

<ul><li>Bei iterativer Programmierung kann der Speicherbedarf schärfer durch den Programmierer zugeschnitten und kontrolliert werden, wogegen bei rekursiver normalerweise bei jedem Selbstaufruf der Kontext der aufrufenden Prozedur (im Programm-<a href="Stapelspeicher" title="Stapelspeicher">Stapelspeicher</a>) zu retten ist, damit er beim <a href="R%C3%BCcksprung" class="mw-redirect" title="Rücksprung">Rücksprung</a> wieder hergestellt werden kann.<a href="#cite_note-2">[2]</a></li>

<li>Darüber hinaus ist der Speicherbedarf für den Programm-Stapelspeicher programmiersprachlich schwer oder gar nicht kontrollierbar. Auch die Anzahl der Wiederholungen (resp. Selbstaufrufe) ist bei rekursiver Programmierung manchmal weniger deutlich erkennbar. Beide Probleme mögen zu den berüchtigten <a href="Stapel%C3%BCberlauf" title="Stapelüberlauf">Stapelüberläufen</a> beitragen.</li>

<li>Im rekursiven Programmierstil lassen sich manche Szenarien nur durch eine sogenannte <a href="R%C3%BCckruffunktion" title="Rückruffunktion">Rückruffunktion</a> (<a href="Englische_Sprache" title="Englische Sprache">englisch</a> callback function) realisieren. Beispielsweise wird bei einer rekursiv programmierten <a href="Bin%C3%A4rbaum#Traversierung" title="Binärbaum">Traversierfunktion</a> eines <a href="Bin%C3%A4rbaum" title="Binärbaum">Binärbaums</a> dieser stets in seiner Gänze durchlaufen und die Nutzfunktion in einem Rückruf implementiert. Im Gegensatz dazu kann bei iterativer Programmierung das zu bearbeitende Segment des Baums durch eine <a href="Bin%C3%A4rer_Suchbaum#Suchen" title="Binärer Suchbaum">Suchfunktion</a> angesteuert, die Nutzfunktion nach Belieben als flache Anweisungsfolge bzw. als Unterprogramm implementiert und nach einem <a href="Bin%C3%A4rbaum#Iterative_Implementierung" title="Binärbaum">(iterativen) Querschritt</a> beim nächsten Element wiederholt werden.<a href="#cite_note-3">[3]</a></li></ul>

Mit wachsender Leistungsfähigkeit der Rechner tritt jedoch die Lesbarkeit und Wartbarkeit von Software gegenüber ihrer technischen Effizienz in den Vordergrund. Wo dies der Fall ist, bietet sich der rekursive Ansatz für die Arbeit mit <a href="Baum" title="Baum">baumartigen</a> Datenstrukturen und der iterative für sequenzielle Datenstrukturen an.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiel">Beispiel</h2></div>

Ein Beispiel für die iterative Programmierung ist ein Datenbankdurchlauf (<a href="Pascal_(Programmiersprache)" title="Pascal (Programmiersprache)">Pascal</a>) durch die Datensätze („Zeilen“) von (der „Tabelle“) <code>Dataset</code>:

<div class="mw-highlight mw-highlight-lang-pascal mw-content-ltr" dir="ltr"><pre>procedure Durchlauf;

begin

while not Dataset.Eof do ! wiederhole_solange Tabelle Dataset nicht „zu Ende“ ist

begin ! den hier beginnenden Befehlsblock

Befehl1;

Befehl2;

Befehl3;

Dataset.Next; ! Schalte weiter zum nächsten Datensatz (nächste „Zeile“) von Dataset.

end;

end;

</pre></div>

Dabei werden die Befehle 1 bis 3 solange wiederholt, bis alle <a href="Datensatz" title="Datensatz">Datensätze</a> durchlaufen wurden.

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Anmerkungen_und_Einzelnachweise">Anmerkungen und Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><a href="#cite_ref-1">↑</a> <a href="Niklaus_Wirth" title="Niklaus Wirth">Niklaus Wirth</a>: Algorithmen und Datenstrukturen, <a href="B._G._Teubner" class="mw-redirect" title="B. G. Teubner">B. G. Teubner</a> 1983, Seite 150

</li>

<li id="cite_note-2"><a href="#cite_ref-2">↑</a> Ausnahmen sind Programmiersysteme und Compiler, die Unterstützung dafür bieten, <a href="Endrekursion" title="Endrekursion">Endrekursionen</a> zu erkennen und zu optimieren.

</li>

<li id="cite_note-3"><a href="#cite_ref-3">↑</a> Siehe dazu <a href="Bin%C3%A4rbaum#Traversierung" title="Binärbaum">Traversierung</a> (mit Codebeispielen) und Ben Pfaff: An Introduction to Binary Search Trees and Balanced Trees. Free Software Foundation, Inc. Boston 2004, S. 47 „4.9.2 Traversal by Iteration“.

</li>

</ol></div><div><div class="zim-footer">

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