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Programmiersprache

Autor: Leandro Alegsa

03-11-2020

Inhalt

· 1 Arten von Programmiersprachen

o 1.1 Hohes Niveau vs. niedriges Niveau

o 1.2 Deklaratives vs. Imperatives Programmieren

o 1.3 Funktionell vs. prozedural

o 1.4 Stapelbasiert

o 1.5 Objektorientiert

o 1.6 Flussorientiert

· 2 Regeln

· 3 Objektorientierte Programmierung

· 4 Beispiele

o 4.1 Beispiel für Visual Basic

o 4.2 Beispiel für Python

o 4.3 Beispiel für C#

o 4.4 Beispiel Haskell

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Eine Programmiersprache ist eine Art Schriftsprache, die Computern sagt, was sie tun sollen, damit sie funktionieren. Programmiersprachen werden zur Erstellung aller Computerprogramme und Computersoftware verwendet. Eine Programmiersprache ist wie eine Reihe von Anweisungen, denen der Computer folgt, um etwas zu tun.

Ein Programmierer schreibt Quellcodetext in der Programmiersprache, um Programme zu erstellen. Normalerweise verwendet die Programmiersprache für einige der Befehle echte Wörter, so dass die Sprache für einen Menschen leichter zu lesen ist. Viele Programmiersprachen verwenden Interpunktion genau wie eine normale Sprache. Viele Programme werden heute "kompiliert". Das bedeutet, dass der Computer den Quellcode in eine andere Sprache übersetzt (z.B. Assembler oder Maschinensprache), was für den Computer viel schneller und leichter zu lesen ist, für einen Menschen aber viel schwerer.

Computerprogramme müssen sehr sorgfältig geschrieben werden. Wenn der Programmierer Fehler macht oder das Programm versucht, etwas zu tun, wofür der Programmierer es nicht entworfen hat, könnte das Programm dann "abstürzen" oder nicht mehr funktionieren. Wenn ein Programm aufgrund der Art und Weise, wie der Code geschrieben wurde, ein Problem hat, wird dies als "Fehler" bezeichnet. Ein sehr kleiner Fehler kann ein sehr großes Problem verursachen.

Arten von Programmiersprachen

Es gibt viele Arten von Programmiersprachen. Die meisten Programmiersprachen folgen nicht nur einem Typ, so dass es schwierig ist, für jede Sprache einen Typ zuzuordnen. Die Beispiele für jeden Typ sind in jedem Abschnitt unten aufgeführt, da sie die bekanntesten Beispiele für diesen Typ sind.

Hohes Niveau vs. niedriges Niveau

Dieser Abschnitt benötigt weitere Informationen. (August 2018)

High-Level-Programmiersprachen erfordern im Vergleich zu Low-Level-Programmiersprachen weniger Kenntnisse über die Hardware. Programmiersprachen auf hoher Ebene erfordern einen Interpreter, der den Quellcode in Programmiersprachen auf niedriger Ebene umwandelt.

Deklaratives vs. Imperatives Programmieren

Deklarative Programmiersprachen beschreiben ein "Problem", aber sie sagen gewöhnlich nicht, wie das Problem gelöst werden soll. Die Problembeschreibung bedient sich der Logik, und das "Lösen" des Problems sieht oft so aus, als beweise es automatisch ein System logischer Axiome. Beispiele für solche Programmiersprachen sind Prolog, XSLT, LISP und SQL.

Imperative Programmiersprachen beschreiben ein System von Zustandsänderungen. Beim Start befindet sich das Programm in einem bestimmten Zustand, und dem Computer werden Schritte vorgegeben, denen er folgen muss, um eine Aktion auszuführen. Die Befolgung der Schritte führt dazu, dass das Programm den "Zustand ändert".

Im Allgemeinen sind deklarative Programmiersprachen sicherer und kürzer. Imperative Programmiersprachen sind häufiger anzutreffen, da sie einfacher zu verwenden sind.

Funktionell vs. Prozedural

Die funktionale Programmierung betrachtet die Programmierung wie eine Funktion in der Mathematik. Das Programm empfängt Eingaben, zusammen mit einigen Informationen, und verwendet diese Informationen zur Erzeugung von Ausgaben. Es hat keinen Zwischenzustand, und es ändert auch keine Dinge, die nicht mit der Berechnung zusammenhängen.

Verfahrensprogramme spezifizieren oder beschreiben Sätze von Schritten oder Zustandsänderungen.

Stapelbasiert

Stapelbasierte Sprachen sehen einen Teil des Programmspeichers wie einen Stapel von Karten an. Es gibt nur sehr wenige Dinge, die mit einem Stack gemacht werden können. Ein Datenelement kann ganz oben auf den Stapel gelegt werden. Dieser Vorgang wird allgemein als "Push" bezeichnet. Ein Datenelement kann von der Oberseite des Stapels entfernt werden. Dies wird als "Pop" bezeichnet. Sie können sich das Element am oberen Ende des Stapels ansehen, ohne es zu entfernen. Dies wird als "Peek" bezeichnet.

Wenn ein Programm als "push 5; push 3; add; pop;" geschrieben wird, legt es 5 oben auf den Stapel, legt 3 oben auf die 5, addiert die beiden obersten Werte (3 + 5 = 8), ersetzt die 3 und 5 durch die 8 und druckt die oberste (8). Beispiele für Programmiersprachen, die auf dem Stack basieren, sind die Sprachen Postscript und Forth.

Objektorientiert

Objektorientierte Programmiersprachen fassen Daten und Funktionen, die Daten ändern, in einer einzigen Einheit zusammen. Diese Einheit wird als "Objekt" bezeichnet. Objekte können miteinander interagieren und die Daten eines anderen Objekts ändern. Dies wird üblicherweise als Kapselung oder Information Hiding bezeichnet. Die meisten modernen Programmiersprachen sind objektorientiert oder erlauben zumindest diese Art der Programmierung. Beispiele hierfür sind Java, Python, Ruby, C++, C# und andere C-Sprachen.

Flussorientiert

Die flussorientierte Programmierung sieht Programmierung als Verbindung verschiedener Komponenten. Diese Komponenten senden Nachrichten hin und her. Eine einzelne Komponente kann Teil verschiedener "Programme" sein, ohne dass sie intern geändert werden muss.

Regeln

Jede Programmiersprache hat Regeln darüber, was sie tun kann und was nicht. Diese beinhalten:

Korrekte Zahlen (Arten von Zahlen und wie groß oder klein die Zahlen sein können)
Wörter (reservierte Wörter, Groß-/Kleinschreibung)
Grenzen dessen, was die Programmiersprache leisten kann

Die meisten Sprachen haben offizielle Standards, die die Regeln für das Schreiben des Quellcodes definieren. Einige Programmiersprachen haben zwei oder mehr Standards. Dies kann passieren, wenn ein neuer Standard einen alten ersetzt. Zum Beispiel ersetzte der Standard Perl 5 Perl 4 im Jahr 1993. Das kann passieren, weil zwei Personen gleichzeitig zwei Standards erstellt haben. Beispielsweise gibt es mehrere Standards für APL.

Objektorientierte Programmierung

Objektorientierte Programmierung (manchmal auf OOP abgekürzt) ist eine Form der Programmierung, bei der alle Teile des Programms Objekte sind. Objekte sind Teile des Speichers mit derselben Struktur, die immer wieder verwendet werden können. Ein Bankkonto, eine Bitmap oder ein Held aus einem Videospiel können alle Objekte innerhalb eines Programms sein. Objekte setzen sich aus Eigenschaften (Informationen, die das Objekt speichert) und Methoden zusammen, die Dinge sind, die das Objekt tun kann. Ein Hundeobjekt könnte Eigenschaften wie Höhe und Haarfarbe haben. Zu seinen Methoden könnten bark() und wagTail() gehören.

Alle Objekte werden aus Vorlagen, den sogenannten Klassen, erstellt. Sie können sich eine Klasse als eine Form vorstellen, aus der Objekte hergestellt werden. Die Klasse definiert alle Eigenschaften und Methoden, die ihre Objekte haben werden. Objekte, die aus einer Klasse erstellt werden, werden als Instanzen der Klasse bezeichnet. Eine Klasse kann eine andere Klasse erweitern, was bedeutet, dass sie alle Eigenschaften und Methoden der Klasse übernimmt, aber ihre eigenen hinzufügen kann.

Hier ist ein Beispiel dafür, wie eine Klasse in einer Programmiersprache aussehen könnte:

Klasse Hund erweitert Säugetier{ //Dies sind Eigenschaften: Schnurrasse = "Collie" Schnurtyp = "Hütehund" //Dies sind Methoden void wagTail(){ //Dein bisschen wedeln } bellen(){ //Das Bellen hier } }

Beachten Sie, dass die Klasse Hund die Klasse Säugetier erweitert, so dass alle Hunde die Eigenschaften eines Säugetiers, wie Haarlänge, und Methoden, wie essen() oder schlafen(), haben.

Objektorientierte Programmierung wird in vielen der heute populärsten Programmiersprachen verwendet, wie z. B. Java, C#, Objective-C, C++, Python, Ruby, Javascript und ActionScript.

Beispiele

Beispiel für Visual Basic

Hier ist ein einfaches, in Visual Basic geschriebenes Programm:

1 Dim Input 2 Input = InputBox ("Wie alt sind Sie? - Code") 3 If Not IsNumeric(Input) Then 4 MsgBox& Input & "Das ist keine Zahl!" 5 ElseIf Eingabe < 0 Dann 6 MsgBox "Sie können nicht jünger als dieses Alter sein! 7 ElseIf Eingabe > 100 Dann 8 MsgBox "Das ist alt!" MsgBox "Das ist alt! 9 Sonst10 MsgBox"Sie sind " & Eingabe & " Jahre alt". 11 Ende Wenn

Dieses Programm fragt den Benutzer nach seinem Alter und antwortet auf der Grundlage dessen, was der Benutzer eingegeben hat. Wenn der Benutzer etwas eingegeben hat, das keine Zahl ist, sagt das Programm dies. Wenn der Benutzer eine Zahl kleiner als Null eingegeben hat, sagt das Programm dies. Wenn der Benutzer sagt, dass er oder sie älter als 100 Jahre alt ist, sagt das Programm: "Das ist alt! Wenn der Benutzer ein korrektes Alter eingegeben hat, sagt das Programm dem Benutzer zurück, wie alt er oder sie ist.

Beispiel für Python

Hier ist ein Programm, das dasselbe tut wie das obige Programm, aber in Python:

try: age = int(raw_input("Wie alt sind Sie? ")) außer ValueError: print ("Das ist keine Zahl!") else: wenn Alter < 0: print ("Sie können nicht kleiner als Null sein!") elif age > 100: print ("Das ist alt!") else: print( "Sie sind %s Jahre alt." % Alter)

Beispiel für C#

Dasselbe wie das obige Programm, aber in c#:

unter Verwendung von System; public class Hallo { public static void Main() { Konsole. WriteLine("Wie alt sind Sie?"); int Alter; if (! int. TryParse(Konsole. ReadLine(), out age)) Konsole. WriteLine("Das ist keine Zahl!"); else if (Alter < 0) Konsole. WriteLine("Sie können nicht kleiner als Null sein!"); else if (Alter > 100) Konsole. WriteLine("Das ist alt!"); sonst wenn (Alter > 100) Konsole. WriteLine("Sie sind {0} Jahre alt.", Alter); }; sonst wenn (Alter > } }

Beispiel für Haskell

Dasselbe noch einmal, aber in Haskell:

import Text.read main = do putStrLn "Wie alt sind Sie?" input <- fmap readMaybe getLine putStrLn $ case input of Just age | age < 0 -> "Sie können nicht kleiner als Null sein!| Alter > 100 -> "Das ist alt!" | sonst -> "Sie sind " ++ Alter ++ " Jahre alt anzeigen". Nichts -> "Das ist keine Zahl!"

Fragen und Antworten

F: Was ist eine Programmiersprache?

A: Eine Programmiersprache ist eine Art geschriebene Sprache, die Computern sagt, was sie tun sollen. Es handelt sich dabei um eine Reihe von Anweisungen, die der Computer befolgt, um etwas zu tun. Normalerweise werden für einige der Befehle echte Wörter verwendet, damit sie für Menschen leichter zu verstehen sind.

F: Was sind Beispiele für Programmiersprachen?

A: Beispiele für Programmiersprachen sind Python, Ruby, Java, JavaScript, C, C++ und C#.

F: Wie werden Programme in einer Programmiersprache geschrieben?

A: Programme werden geschrieben, indem man Text in den Quellcode einer Programmiersprache schreibt. Normalerweise wird auch Interpunktion verwendet.

F: Was geschieht, nachdem Programme in einer Programmiersprache geschrieben wurden?

A: Nachdem Programme in einer Programmiersprache geschrieben wurden, müssen sie kompiliert werden, d.h. der Computer ändert oder übersetzt den Quellcode in eine andere Sprache (z.B. Assembler oder Maschinensprache), die von Computern gelesen werden kann, die aber für Menschen viel schwieriger zu lesen ist.

F: Was kann passieren, wenn beim Schreiben von Programmen Fehler gemacht werden?

A: Wenn beim Schreiben von Programmen Fehler gemacht werden oder wenn das Programm versucht, etwas zu tun, wofür es nicht vorgesehen ist, kann es aufhören zu funktionieren, was als "Absturz" bezeichnet wird. Wenn dies aufgrund der Art und Weise, wie der Code geschrieben wurde, geschieht, spricht man von einem "Fehler". Selbst kleine Fehler können große Probleme verursachen.

F: Warum müssen Computerprogramme sorgfältig geschrieben werden?

A: Computerprogramme müssen sorgfältig geschrieben werden, denn schon kleine Fehler können große Probleme verursachen und zu Abstürzen oder Bugs führen.