Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

Der häufigste Fehler, der bei der Bestimmung der Vorbedingung einer Wertzuweisung gemacht wird, ist die
Umkehr der Richtung. Wie man sich leicht am Beispiel y=1 und b=2 klarmachen kann, gilt nicht
{ y 0 x > -m
wp(x:=x+m, a>0) ≡ a>0 keine Änderung!
wp(x:=l, x>m) ≡ l>m
4.3.2 Routinenaufruf
Die Verwendung von Routinen haben wir schon im Abschnitt 3.3 angesprochen. Wir wollen dies nun vertiefen
und um die zugehörigen Verifikationsregeln ergänzen.
Routinen sind ein wichtiges Strukturierungsmittel bei der Implementierung von Klassen. Sie unterstützen die
schrittweise Verfeinerung, da sie ermöglichen, die Programmiersprache durch selbstdefinierte Anweisungen
und Ausdrücke an das jeweiligen Problem anzupassen. Dabei müssen wir unterscheiden zwischen Prozeduren
und Funktionen:
• Die Definition einer Prozedur entspricht der Beschreibung einer komplexeren Anweisung. Der Aufruf
einer Prozedur ist somit die Durchführung einer selbstdefinierten Anweisung. Prozeduraufrufe sind neben
der Wertzuweisung die einzige Form einer elementaren Anweisung. 20 Alle anderen Sprachkonstrukte
bieten nur die Möglichkeit, gegebene Anweisungen zu neuen zusammenzusetzen.
• Im Kontrast dazu beschreibt eine Funktion einen komplexeren Ausdruck im Sinne von Abschnitt 4.4
und nicht etwa eine Anweisung. Ein Funktionsaufruf führt also zur Berechnung eines selbstdefinierten
Ausdrucks. Dies ermöglicht auch in imperativen Sprachen ein weitgehend funktionales Programmieren,
wo dies von der Problemstellung her angebracht ist – wie zum Beispiel bei der Berechnung arithmetischer
Funktionen wie der Fakultät oder des größten gemeinsamen Teilers.
Die Verwendung von Routinen, um Probleme zu verfeinern, ist ein grundlegendes Programmierkonzept vieler
Programmiersprachen. In Pascal und ähnlichen Sprachen ist es daher erlaubt, innerhalb von Routinen weitere
Routinen zu definieren, um diese noch stärker zu strukturieren. In Eiffel (und C) geht das nicht, da Eiffel
Routinen als Dienstleistungen von Klassen versteht und nicht etwa als selbständiges Strukturierungskonzept.
In Eiffel dürfen innerhalb von Routinen keine weiteren Routinen deklariert werden.
Routinen sind im wesentlichen als Kurzbeschreibung längerer Programmteile anzusehen. Der Name der Routine
ist eine Abkürzung für den Anweisungsteil, der beim Aufruf der Routine ausgeführt wird. 21 Durch die
Verwendung formaler Argumente wird dieser Anweisungsteil vielseitiger anwendbar, da nun die Routine zur
Abkürzung aller Programmstücke benutzt werden kann, die bis auf bestimmte Parameter identisch sind.
20 Der Aufruf einer Initialisierungsprozedur ist in diesem Zusammenhang eine spezielle Form des Prozeduraufrufs.
21 Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß das Routinenkonzept über den Dienstleistungs- und Strukturierungscharakter
hinaus noch die Einbindung externer Routinen ermöglicht, die in anderen Programmiersprachen implementiert wurden. Dies
ermöglicht es, “alte” und zum Teil sehr effiziente Software weiterzuverwenden, anstatt sie erneut in Eiffel codieren zu müssen,
und dennoch klar definierte Eiffel-Schnittstellen zur Verfügung zu haben. Eine ausführlichere Beschreibung dieser Möglichkeit
findet man in [Meyer, 1992, Kapitel 24].