Übungsbeschreibung
Loops
13m 26s
Lerne, wie du dein Skript aufbauen und handhaben kannst, um Funktionen mit Loops mehrfach zu wiederholen.
Video Transkript
Loops
13m 26s
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Es gibt jede Menge Situationen, in denen derselbe Code-Abschnitt viele Male nacheinander
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ausgeführt werden soll. Eine Schleife ist eine Steuerungsstruktur, die uns erlaubt, eine Anweisung
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oder Gruppe von Anweisungen mehrfach auszuführen, je nachdem, ob bestimmte Bedingungen
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erfüllt werden.
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Im Prinzip ist es so: Wenn das Skript bei deiner Schleife ankommt, analysiert er die Bedingung. Ist die
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Bedingung erfüllt, führt er den bedingten Code aus und analysiert dann die Bedingung neu. Er macht
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damit weiter, bis die Bedingung nicht mehr erfüllt wird, und ignoriert ab dann den Code.
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Lua bietet uns drei Schleifen-Arten, die sich sehr ähneln, aber geringfügig darin unterscheiden, wie
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sie mit ihren bedingten Anweisungen umgehen.
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Eine „while“-Schleife wiederholt den Code wieder und wieder, solange die Bedingte Anweisung wahr
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ist. Wenn sich die Bedingte Anweisung nie ändert, wird die Schleife endlos fortgesetzt, bis er in einer
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Fehlermeldung endet.
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Eine „for“-Schleife führt den Code so viele Male aus, wie es vorher von dir festgelegt wurde.
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Und eine „repeat“-Schleife wiederholt den Code immer wieder, bis eine bestimmte Bedingung erfüllt ist.
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Bauen wir ein paar einfache Schleifen zur Demonstration und wenden sie dann auf unser Q-SYS
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Design an. Zuerst die „while“-Schleife. Definieren wir Variable x als 5 und erstellen eine Schleife, der
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x um 1 erhöht, bis der Wert 10 erreicht ist.
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Unsere Bedingte Anweisung für „while“ kann (x<10) sein. Dann fügen wir das sehr wichtige
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reservierte Wort „do“ ein, das den Hauptteil unseres bedingten Codes einleitet. Wir nehmen einfach
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x und definieren es neu als seinen aktuellen Wert plus 1. Dann geben wir den neuen X-Wert aus als
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Beleg dafür, dass diese Schleife durchgelaufen ist, und schreiben „end“ zum Beenden unserer Anweisung.
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Wenn x zum ersten Mal in die Schleife eintritt, wird 1 addiert, und x wird zu 6. Dann gibt die Schleife
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6 aus und kehrt zur Bedingten Anweisung zurück. Da x – nun mit Wert 6 – kleiner als 10 ist, durchläuft
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es den bedingten Code wieder, wird zu 7, dann 8, dann 9, dann 10. Wenn es nun auf die Bedingte
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Anweisung trifft, erfüllt es nicht mehr die Bedingung „kleiner als 10“, also wird der „do“-Code nicht
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ausgeführt und die Schleife beendet.
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Wir können dies prüfen, indem wir unser Skript laufen lassen und sehen, dass unser Debug-Fenster
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am Ende jede Schleife x ausgibt und dann aufhört. Für uns sieht es natürlich so aus, als ob dies alles
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augenblicklich und nicht sequentiell geschieht, aber wir können sicher sein, dass der Computer die
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Schleifen der Reihe nach abarbeitet.
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Als nächstes nehmen wir eine „for“-Schleife. Das ist ein genau festgelegte Schleife, der für jede von
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uns angegebene Iteration nur einmal abläuft. Ich entferne die „while“-Anweisung und ersetze sie
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durch „for i=1,5“. Hier repräsentiert „i“ eine Iteration, oder eine Instanz, dieser Schleife.
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Hier ist die erste Zahl diejenige, bei der wir anfangen, und die zweite die Zahl, bei der wir aufhören
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wollen. Wenn wir ihn jetzt starten, sieht es so aus, als ob dasselbe passiert wie bei unserer ersten
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Schleife. Bei der ersten Iteration wurde die Schleife ausgeführt und änderte x in 6, bei der zweiten
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wurde x zu 7, usw.
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Nach der fünften Iteration ist x 10 und die Schleife ist beendet. Aber der Grund dafür ist ein
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vollkommen anderer als in unserem vorigen Beispiel. Unsere „while“-Schleife endete, weil x die
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Bedingte Anweisung nicht mehr erfüllt hat, aber hier ist der Schluss einfach dadurch erreicht, dass die
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Schleife am Ende der angewiesenen Zahl von Durchläufen angekommen ist.
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Ich möchte noch betonen, dass „i“ nichts mit „x“ zu tun hat, und es muss auch nicht bei 1 anfangen.
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Ich könnte es von 22 bis 26 laufen lassen und wir würden dasselbe Ergebnis bekommen. Es durchläuft
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eine Schleife für 22, einen für 23, 24, 25 und 26. Es ist einfach ein Bereich, aber die 22. Iteration tut
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exakt dasselbe wie die erste.
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Und zum Schluss schreiben wir eine „repeat“-Schleife. Ich behalte auch hier meinen bedingten Code
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bei, aber wir ersetzen diese erste Zeile durch den Befehl „repeat“. Der größte Unterschied ist hier,
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dass die „repeat“-Schleife nicht mit der bedingten Anweisung beginnt, sondern mit ihr endet. Das
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heißt, dass die erste Schleife wird auf jeden Fall ausgeführt und anschließend geprüft, ob nach dessen
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Beendigung fortgefahren werden soll.
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Was die Syntax angeht, so brauchen wir nichts weiter als das Wort „repeat“, um unsere Schleife zu
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starten. Wir können „end“ auch durch unsere Bedingte Anweisung „until“ ersetzen. Jetzt definieren
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wir, was diese Bedingte Anweisung ist: In diesem Fall ist x gleichbedeutend mit 10.
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Das Konzept ist dem der „while“-Schleife sehr ähnlich, der jedoch führt zuerst seine Analyse durch
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und erledigt dann die Arbeit, während die „repeat“-Schleife zuerst die Arbeit ausführt und dann
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analysiert, ob er weitermachen soll.
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Kombinieren wir dies nun mit einigen der anderen Tools, die wir kennengelernt haben, und bauen
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eine Schleife, der uns tatsächlich etwas bringt. Wir können eine Schleife z. B. dafür verwenden, ein
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ansonsten repetitives Skript zu vereinfachen. Schaut euch diese programmierbare
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Steuerungskomponente an, …
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… in die wir fünf Umschalter namens „Flippy“ eingebaut haben und in der wir den EventHandler des
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ersten „Flippy“ zum Starten einer Funktion verwenden. Diese Funktion enthält eine Wenn/Dann-
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Anweisung. Wenn Flippys Wert 1 ist, zeigt seine .Legend „ON“ an. Sonst lautet seine .Legend „OFF“.
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Das funktioniert: Unser Button zeigt anhand dieses Skripts die entsprechende Kennzeichnung an.
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Aber das funktioniert nur beim ersten Button. Wenn ich das gleiche Verhalten für jeden Button
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haben möchte, muss ich dieses Skript vier weitere Male kopieren, oder?
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Nun, nicht unbedingt – wir können auch eine „for“-Schleife verwenden. Ich kann also stattdessen
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einfach eine bedingte „for“-Anweisung hinzufügen, „for i=1,5 do“ ... und dann wird dieses Skript
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ausgeführt. Ich muss lediglich den Index jedes Steuerungselements ersetzen – statt die Nummer
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dieses ersten zu referenzieren, referenziere ich das „i“-te Steuerungselement. Hier nutze ich unsere
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Iterationsnummer als Variable, die innerhalb unserer Funktion gelten soll.
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Also wird diese Funktion bei der ersten Iteration für Flippy Nr. 1 erstellt, bei der zweiten für Flippy Nr.
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2 usw. Alles was ich tun muss, ist meine „for“-Schleife hier unten zu beenden, und damit ist meine
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Arbeit getan. Jedes meiner Steuerungselemente hat nun dasselbe Verhalten, und das habe ich mit
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zwei Code-Zeilen erreicht anstatt mit dutzenden.
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Wenn man dies auf viel mehr als nur fünf Steuerungselemente erweitert, seht ihr, wie viel Zeit und
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Aufwand das spart. Hier sehen wir auch ein Beispiel dafür, warum unsere Iterationen in einer „for“-
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Schleife nicht immer bei 1 anfangen müssen. Ich könnte diese „for“-Schleife so definieren, dass er
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stattdessen von 2 bis 5 läuft und sich nur auf die Steuerungselemente 2 bis 5 auswirkt, falls ich für 1
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ein anderes Verhalten haben möchte.
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Gut, dann wechseln wir jetzt zum Block Controller und bauen all diese Schleifen auch dort. Ihr findet
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die Schleifen unter „Flow Control“. Zuerst greifen wir uns diesen „repeat“-Block. Das sollte euch
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bekannt vorkommen: Er ist jetzt auf eine bedingte „while“-Anweisung eingestellt, aber ihr könntet
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dies im Aufklappmenü auch auf eine „until“-Bedingung umstellen.
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Genauso wie in Lua richten wir eine Variable ein und setzen sie auf 5, und dann geben wir unserer
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„while“-Schleife die Bedingung, dass x kleiner ist als 10. Wir brauchen also einen logischen Operator,
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den wir auf „weniger als“ setzen. Dann gehen wir in unsere Variablen, holen uns unser x, dann noch
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eine Variable für die zweite Hälfte. Die setzen wir auf 10.
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Für den „do“-Abschnitt unserer Anweisung gehen wir wieder zu den Variablen und setzen x auf etwas
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anderes. Hier muss ein bisschen gerechnet werden, also holen wir uns aus den Operatoren diesen
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Additionsblock. Wieder belegen wir den ersten Slot mit unserer x-Variablen und den zweiten mit
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einem Wert von 1. Jetzt brauchen wir aus dem System-Ordner noch einen „debug print“-Block, damit
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unser neues x ausgegeben wird.
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So – wenn wir diese beiden nebeneinander legen, sehen wir, dass sie genau gleich sind. X ist gleich 5,
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und solange x kleiner als 10 ist, wird 1 zu x hinzuaddiert und das Ergebnis ausgegeben. Tatsächlich
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zeigt ein Blick auf die Lua-Ausgabe des Block Controllers, dass dieser exakt denselben Lua-Code
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generiert, wortgleich mit der „while“-Schleife, den wir selbst geschrieben haben.
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ABER: Eine Sache ist wichtig. Ändern wir diese „while“-Schleife in eine „repeat-until“-Schleife. In Lua
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bedeutet das, wie ihr Euch erinnert, dass wir die Bedingte Anweisung ganz ans Ende stellen. Im Block
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Controller müssen wir einfach nur das „while“ in „until“ ändern.
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Lasst uns noch unsere Bedingten Anweisungen ändern, sodass solange wiederholt wird, bis x größer
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ist als 9, was uns das gleiche Ergebnis wie unser vorheriges Skript liefert. Ich tue das auf beiden
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Seiten. OK, so weit, so gut! Jetzt schaut euch den vom Block Controller erzeugten Lua-Code an.
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Anstatt eine echte „repeat-until“-Schleife zu schreiben, ändert er einfach seine „while“-Schleife mit
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einem „not“-Modifikator. Solange x NICHT größer ist als 9.
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Ja, fürs Erste bewirkt es das gleiche … aber es gibt einen Sonderfall, bei dem dies problematisch sein
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kann. Ich habe bereits erwähnt, dass die „repeat“-Schleife zuerst die Schleife ausführt und erst
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danach anhand der Bedingten Anweisung prüft, ob er fortfahren soll. Was also, wenn die Bedingte
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Anweisung schon erfüllt ist, bevor die Schleife beginnt? Ich ändere das „until“ in größer als 0 …
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… anstelle von größer als 9. Wenn x bei 5 anfängt, ist es schon größer als 0. Eine „repeat“-Schleife in
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Lua wird trotzdem immer erst einmal durchlaufen, bevor er die Bedingungen prüft – im Debug-
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Fenster sehen wir, dass er einen Zyklus durchläuft, bevor er feststellt, dass die Bedingung erfüllt ist
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und dann stoppt.
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Doch der Block Controller ist immer noch eine getarnter „while“-Schleife – er prüft zuerst die
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Bedingung: Und weil 5 schon größer ist als 0, wird die Schleife überhaupt nicht ausgeführt. Diese
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beiden Funktionen scheinen also identisch, liefern aber leicht unterschiedliche Ergebnisse. Dies wird
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für euch wahrscheinlich nie ein Problem sein, doch halte ich es für erwähnenswert.
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So, zum Schluss bauen wir eine „for“-Schleife mit dem Block Controller. Wir ersetzen den „repeat“-
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Block mit dieser „for each item“-Schleife. Der Hauptteil der Schleife bleibt gleich, doch wir brauchen
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ein Array, um zu definieren, wie oft wir diese Aktion ausführen. Mit Arrays haben wir bis jetzt noch
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nicht gespielt, aber ihr könnt Euch ein Array vorstellen wie einen Behälter, in dem mehrere Objekte
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organisiert sind.
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Auf diesem Block steht, dass er diese Aktion für jedes Objekt im Behälter einmal ausführt, also
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müssen wir nur einen Behälter definieren, in dem fünf Dinge Platz finden. Dieser Block erzeugt ein
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Array mit zu definierendem Inhalt, das x-mal wiederholt wird. Es ist egal, welche Objekte sich
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tatsächlich in dem Array befinden, es geht nur um deren Anzahl.
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Ich kann also ein Array mit „irgendwas“ darin erzeugen, einer Zahl, einem String, was auch immer,
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und es so oft wiederholen lassen wie die Schleife laufen soll. Wenn ich das Skript aktualisiere, verhält
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sich unsere Schleife wie erwartet.
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Gut – das war jetzt eine Übersicht zu den Schleifen. Ihr könnt damit noch viel kompliziertere Dinge
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machen – u. a. Schleifen in Schleifen verschachteln, aber in diesem Online-Kurs werden wir das nicht
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weiter vertiefen. Schaut euch das Thema Schleifem in unserem Control Worksheet an. Danach wartet
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das nächste Video auf Euch.
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