AB03 - Schleifen: Die Schafe machen etwas immer wieder...

Nicht jede Wiese ist gleich groß, der Stall ist nicht immer gleich weit weg. Trotzdem sollen die Schafe richtig reagieren. Daher müssen sie ihre Umwelt wahrnehmen und darauf reagieren.

Ziel: Wiederholungen in Handlungen erkennen, als SOLANGE-Schleife formulieren und in Programmiersprache umsetzen können. Methoden mit Parametern benutzen können.

(A1) Wiese erkunden

Die Schafe sollen eine Runde auf ihrer Wiese drehen, egal wie groß diese Wiese ist. Dazu gibt es eine Methode vorBisZaun(). Teste diese Methode und lies dann im Quelltext vom AB3_Schaf nach, wie sie implementiert wurde. Setze diese Methode ein, um die Schafe eine Runde entlang des Zauns ihrer Wiese drehen zu lassen. Teste diese Methode an verschiedenen Schafen.

Der Auftrag vorBisZaun() muss korrekt ausgeführt werden, egal wie weit der Zaun entfernt ist. Daher muss das Schaf prüfen, wie lange es vorwärts gehen muss. Auf die Anfrage: istVorneFrei() liefert es die Antwort true bzw. false. Damit können wir diese bedingte Wiederholung so formulieren:

Genau so steht es auch im Quelltext. Im runden Klammerpaar hinter dem Schlüsselwort while(…) steht die Bedingung, welche die Wiederholungen steuert. Solange diese Ausführungsbedingung gilt, werden alle Anweisungen im Schleifenblock zwischen { und } wiederholt.

Oder anders ausgedrückt: Die Ausführungsbedingung wird überprüft. Ist sie wahr, so wird jede Anweisung in der Blockklammer zwischen { und } ausgeführt. Danach wird wieder überprüft, ob die Ausführungsbedingung immer noch wahr ist. Die Anweisungen innerhalb der Blockklammer werden wieder ausgeführt. Und so weiter und so fort. Erst wenn die Aus­führungsbedingung falsch ist, wird die Schleife beendet und die Befehle hinter der schließenden Klammer } ausge­führt. Innerhalb des wiederholten Vorgangs muss sich die Ausfüh­rungsbedingung verändern, damit die Wiederholungen schließlich aufhören und nicht endlos laufen.

(A2) Zum Gras

Jedes Schaf muss fressen und dafür muss es einen schönen Grasbüschel finden. Es gibt eine Methode istAufGegenstand(), die testet, ob eine Figur auf einem Gegenstand (also z.B. auch Gras) steht. Nutze diese Methode, um die Schafe bis zum nächsten Grasbüschel laufen zu lassen und danach das Gras zu fressen. Implementiere dies in der Methode vorBisGrasUndFriss().
Hinweis: Es muss also so lange laufen, wie es (noch) nicht auf einem Grasbüschel steht. In Java hat while(!Bedingung) die Bedeutung "solange die Bedingung nicht erfüllt ist, mache…". Das Ausrufezeichen heißt also "nicht".

Teste die Methode an verschiedenen Schafen. Beschreibe, was passiert, wenn das Schaf schon auf einem Grasbüschel steht oder nirgends vor dem Schaf Gras zu finden ist.

(A3) Scratch

In Scratch gibt es auch eine vergleichbare Schleife. Analysiere, welchen entscheidenden Unterschied es zwischen dem Scratch-Programm und dem Java-Programm gibt.

Wir haben bisher Methoden benutzt, die keine zusätzliche Information benötigen, um ausgeführt werden zu können. Viele Methode brauchen aber zusätzliche Informationen. Diese werden als Parameter bezeichnet. Die Methode istVorne(String name) testet beispielsweise, ob die Figur vor einem Feld mit "name" steht. Dabei können name verschiedene Dinge (z.B. "Wasser", "Gras", "Zaun") sein. Also z.B. while(istVorne("Zaun")) …

(A4) Methode mit Parameter

Teste diese Methode direkt an einem Schaf. Der Kommentar beim Aufruf gibt an, welche Werte der Parameter haben kann. Untersuche, woran man bei einer Methode erkennen kann, ob sie einen Parameter benötigt.

(A5) Zum Wasser

Jedes Schaf muss mal trinken. Aber der Teich oder der Brunnen sind nicht immer gleich weit weg. Es muss also so lange laufen, wie kein Wasser vorne ist. Implementiere die Methode im Quellcode und teste sie an allen drei Schafen oben.

Bisher haben wir Methoden für die Bedingungen der Schleifen verwendet, die nur true oder false zurückgegeben haben. Andere Methoden geben aber Zahlen oder Texte zurück. Möchte man diese für eine Bedingung verwenden, muss man das Ergebnis der Methode mit einem Wert vergleichen. Für die Vergleiche gibt es folgende Zeichen:

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