Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

3.7.2 Vor- und Nachbedingungen
Die bedeutendste Anwendung von Zusicherungen ist die Spezifikation von Routinen, deren Aufgabe ja die
Implementierung von Funktionen eines abstrakten Datentyps ist. Um diese Aufgabe präzise auszudrücken –
sowohl als Hilfe für den Entwurf als auch als Teil einer Dokumentation – gibt es in Eiffel zwei Möglichkeiten,
Zusicherungen einer Routine zuzuordnen: als Vor- und die Nachbedingungen (preconditions bzw. requirements
und postconditions) der Routine. Diese zielen darauf ab, die semantischen Eigenschaften der Routine explizit
zu machen.
Die Vorbedingung drückt diejenigen Eigenschaften aus, die beim Aufruf der Routine immer gelten müssen,
damit sie ordnungsgemäß funktionieren kann. Sie gilt für alle Aufrufe, sowohl von innerhalb der deklarierenden
Klasse als auch von außerhalb bei einem Aufruf durch eine Kundenklasse. In einem korrekten System sollte
es der Fall sein, daß Routinen niemals in Zuständen aufgerufen werden, in denen die Vorbedingung nicht
erfüllt ist. Eine Vorbedingung kann innerhalb einer Routinendeklarationen in der Form von Klauseln angegeben
werden, die mit dem Schlüsselwort require eingeleitet werden. Diese Klausel muß vor der eigentlichen
Anweisungsfolge und ggf. auch vor einem local erscheinen.
In der Nachbedingung wird festgelegt, welche Eigenschaften nach Beendigung der Routine gewährleistet sein
sollen. Sie drückt eine Garantie aus, welche der Implementierer für den Fall übernimmt, daß beim Aufruf der
Routine die Vorbedingungen erfüllt waren. Eine Nachbedingung kann innerhalb einer Routinendeklarationen
in der Form von Klauseln angegeben werden, die mit dem Schlüsselwort ensure eingeleitet werden. Diese
Klausel muß am Ende der Anweisungsfolge direkt vor dem end erscheinen.
Im Abschnitt 3.6 hatten wir die generische Klasse ARRAY mit den Features make, lower, upper, count,
item und put skizziert. Als Vorbereitung für eine systematische Implementierung dieser Klasse wollen wir diese
Skizze nun um die notwendigen Vor- und Nachbedingungen ergänzen, welche die semantischen Eigenschaften
eindimensionaler Keller beschreiben. Dies sind zum Beispiel
• make(min,max) erzeugt ein Feld der Größe max - min + 1 bzw. der Größe 0, wenn max