Wiederholungen: Schleifen

Das Problem: Copy & Paste

Stell dir vor, du willst einen Countdown von 5 bis 1 ausgeben. Mit dem, was du bisher weißt:

print(5)
print(4)
print(3)
print(2)
print(1)
print("Start!")

Für fünf Zahlen geht das noch. Aber für 100? Oder für eine Anzahl, die du vorher gar nicht kennst, etwa so viele Zeilen, wie ein Nutzer Einträge hat?

Programmierer haben eine eiserne Regel: Wiederhole dich nicht (englisch Don't Repeat Yourself, kurz DRY). Wenn du Code kopierst und nur eine Kleinigkeit änderst, gibt es fast immer einen besseren Weg. Für Wiederholungen ist das die Schleife.

for-in: Zählen

Die häufigste Schleife in Swift:

for number in 1...5 {
    print(number)
}

Ausgabe:

1
2
3
4
5

So liest du das: „Für jede Zahl in dem Bereich von 1 bis 5: Führe den Block aus.“

Bei jedem Durchlauf bekommt number den nächsten Wert aus dem Bereich. Den Namen number darfst du frei wählen. Er gilt nur innerhalb der geschweiften Klammern.

Bereiche kennst du aus Lektion 1.4:

for i in 0..<3 {
    print("Durchlauf \(i)")
}
// Durchlauf 0
// Durchlauf 1
// Durchlauf 2

Wenn du die Zahl gar nicht brauchst

Manchmal willst du etwas nur x-mal wiederholen und brauchst den Zähler nicht. Dann schreibst du statt eines Namens einen Unterstrich:

for _ in 1...3 {
    print("Hip hip hurra!")
}

Der _ bedeutet in Swift: „Hier steht etwas, das mich nicht interessiert.“ Er wird dir noch öfter begegnen.

Rückwärts zählen und in Schritten

Für unseren Countdown brauchen wir die Zahlen rückwärts:

for number in (1...5).reversed() {
    print(number)
}
print("Start!")

Und für Schritte, etwa nur jede zweite Zahl, gibt es stride:

for number in stride(from: 0, to: 10, by: 2) {
    print(number)   // 0, 2, 4, 6, 8
}

stride(from:to:by:) zählt ohne den Endwert, stride(from:through:by:) mit.

Mit Werten rechnen

Schleifen sind besonders mächtig in Kombination mit Variablen. Hier wird die Summe der Zahlen von 1 bis 100 berechnet:

var sum = 0

for number in 1...100 {
    sum += number
}

print(sum)   // 5050

Die Variable sum steht vor der Schleife. Stünde sie innerhalb, würde sie bei jedem Durchlauf neu bei 0 beginnen.

Über Texte laufen

for-in funktioniert nicht nur mit Zahlen, sondern mit allem, was aus mehreren Teilen besteht, zum Beispiel mit den Buchstaben eines Strings:

for letter in "Swift" {
    print(letter)
}
// S, w, i, f, t (je in einer Zeile)

In der nächsten Lektion lernst du Arrays kennen, Listen von Werten. Mit for-in gehst du sie Element für Element durch. Das ist mit Abstand der häufigste Einsatz von Schleifen.

while: Solange …

Manchmal weißt du vorher nicht, wie oft etwas wiederholt werden muss. Du weißt nur, wann es aufhören soll. Dafür gibt es while:

var balance = 100
var months = 0

while balance > 0 {
    balance -= 30
    months += 1
}

print("Das Geld reicht \(months) Monate.")   // 4

So funktioniert es: Vor jedem Durchlauf prüft Swift die Bedingung. Ist sie true, läuft der Block. Ist sie false, geht es nach der Schleife weiter.

var count = 0
while count < 5 {
    print(count)
    // count += 1 vergessen!
}

repeat-while: Mindestens einmal

repeat-while prüft die Bedingung erst nach dem Durchlauf. Der Block läuft also mindestens einmal:

var dice = 0

repeat {
    dice = Int.random(in: 1...6)
    print("Gewürfelt: \(dice)")
} while dice != 6

Würfeln, bis eine 6 kommt. Ohne den ersten Wurf gäbe es ja nichts zu prüfen. Int.random(in:) liefert übrigens eine Zufallszahl im angegebenen Bereich.

Schleifen steuern: break und continue

continue: Diesen Durchlauf überspringen

for number in 1...10 {
    if number % 2 == 0 {
        continue
    }
    print(number)
}
// 1, 3, 5, 7, 9

Bei geraden Zahlen springt continue sofort zum nächsten Durchlauf. Das print wird übersprungen.

break: Schleife ganz beenden

let numbers = 1...100

for number in numbers {
    if number * number > 50 {
        print("Erste Zahl, deren Quadrat größer als 50 ist: \(number)")
        break
    }
}
// Erste Zahl, deren Quadrat größer als 50 ist: 8

Sobald das Gesuchte gefunden ist, beendet break die Schleife. Die restlichen Zahlen werden gar nicht mehr angeschaut.

Verschachtelte Schleifen

Schleifen können in Schleifen stehen. Ein klassisches Beispiel ist das kleine Einmaleins:

for row in 1...3 {
    for column in 1...3 {
        print("\(row) × \(column) = \(row * column)")
    }
}

Für jeden Durchlauf der äußeren Schleife läuft die innere Schleife komplett durch. Bei 3 × 3 sind das also 9 Ausgaben.

Typische Fehler

Bereich falsch herum

for i in 5...1 {
    print(i)
}

Der Code stürzt ab. Ein Bereich muss immer vom kleineren zum größeren Wert gehen. Für rückwärts: (1...5).reversed().

Variable in der Schleife statt davor

for number in 1...3 {
    var sum = 0
    sum += number
}
print(sum)

sum existiert nur innerhalb der Schleife und beginnt bei jedem Durchlauf wieder bei 0. Leg die Variable vor der Schleife an.

Schleifenvariable ändern

for i in 1...5 {
    i += 1
}

Die Schleifenvariable ist eine Konstante. Swift setzt sie selbst bei jedem Durchlauf. Du darfst sie lesen, aber nicht ändern.

Endlosschleife

Der Playground reagiert nicht mehr, der Ladebalken dreht sich. Stop-Button drücken und prüfen, ob sich die while-Bedingung im Block wirklich ändert.

FAQ

outer: for row in 1...5 {
    for column in 1...5 {
        if row * column == 6 {
            break outer
        }
    }
}

Übungen

for i in 1...10 {
    print("7 × \(i) = \(7 * i)")
}

for number in 1...30 {
    if number % 15 == 0 {
        print("FizzBuzz")
    } else if number % 3 == 0 {
        print("Fizz")
    } else if number % 5 == 0 {
        print("Buzz")
    } else {
        print(number)
    }
}

var money = 1000.0
var years = 0

while money <= 2000 {
    money *= 1.03
    years += 1
}

print("Nach \(years) Jahren: \(money) €")
// Nach 24 Jahren: 2032.79… €

Zusammenfassung

• for-in läuft über einen Bereich oder eine Sammlung von Werten.
• _ statt eines Namens, wenn du den Wert nicht brauchst.
• while wiederholt, solange eine Bedingung true ist. Vorsicht vor Endlosschleifen.
• repeat-while läuft mindestens einmal.
• continue überspringt einen Durchlauf, break beendet die Schleife.
• Variablen, die über alle Durchläufe gelten sollen, gehören vor die Schleife.

Spickzettel

for i in 1...5 { ... }                     // 1 bis 5
for i in 0..<5 { ... }                     // 0 bis 4
for _ in 1...3 { ... }                     // 3-mal, ohne Zähler
for i in (1...5).reversed() { ... }        // rückwärts
for i in stride(from: 0, to: 10, by: 2) { ... }

while condition { ... }
repeat { ... } while condition

continue   // nächster Durchlauf
break      // Schleife beenden