Fachkonzept - Variablen und Zuweisungen

Datenverwaltung mit Variablen

Variablen dienen in der Informatik dazu, Daten zu verwalten.

In der Simulation zum PageRank-Verfahren haben wir Variablen zaehler, a, b, ..., f_neu benutzt, um Daten zur Simulation des Surfverhalten von Webseitenbesuchern zu verwalten. Die Tabelle zeigt die benutzten Variablen und die zu einem bestimmten Zeitpunkt verwalteten Daten.

Variable	Datenobjekt
zaehler	1
a	300
b	300
c	300
d	300
e	300
f	300
a_neu	180.0
b_neu	460.0
c_neu	580.0
d_neu	300.0
e_neu	100.0
f_neu	180.0

Als Wert einer Variablen wird das Datenobjekt angesehen, das von der Variablen aktuell verwaltet wird.

Ein Variablenzustand beschreibt die aktuell vorliegenden Variablen mit den verwalteten Daten.

Einen Variablenzustand kann - wie oben - mit einer Tabelle darstellen. Wir werden einen Variablenzustand auch kurz so notieren:

{zaehler -> 1; a -> 300; b -> 300; ...; f_neu -> 180.0}

Zuweisungen an Variablen

Mit einer Zuweisung kann man eine Variable mit einem neuen Datenobjekt verknüpfen.

Das folgende Beispiel zeigt eine Zuweisung, bei der der Variablen zaehler ein neues Datenobjekt zugewiesen wird.

zaehler = zaehler + 1

Der Aufbau einer Zuweisung lässt sich am Beispiel klarmachen:

Eine Zuweisung besteht aus einer Variablen (der ein Wert zugewiesen wird) und einem Term (der den zuzuweisenden Wert festlegt). Komplexere Zuweisungen werden erst in den weiteren Abschnitten eingeführt.

Allgemein kann man den Aufbau einer Zuweisung auch wie folgt beschreiben:

[variable] = [term]

Wir werden hier - angelehnt an Python - das Gleichheitszeichen "=" als Zuweisungszeichen benutzen. Beachte, dass oft auch die Zeichenfolge ":=" oder der Pfeil ← als Zuweisungszeichen benutzt werden.

Die Ausführung einer Zuweisung erfolgt nach folgendem Schema:

Schritt 1: Der Wert des Terms wird mit Hilfe des aktuellen Variablenzustands ermittelt.

Schritt 2: Der Variablen, die auf der linken Seite der Zuweisung steht, wird der ermittelte Wert des Terms als neuer Wert zugeordnet.

Beachte, dass das Gleichheitszeichen = hier nicht die Gleichheit von Werten beschreibt, sondern dazu führt, dass der Variablen auf der linken Seite ein (neuer) Wert zugewiesen wird. Am besten, du liest es daher in der Form "... wird zugewiesen ...".

Mit einer Trace-Tabelle protokolliert man die Veränderung von Variablenzuständen, wenn mehrere Zuweisungen (bzw. sonstige Anweisungen) ausgeführt werden. Das folgende Beispiel zeigt eine solche Trace-Tabelle.

Zuweisung	a	b	c	d	e	f	a_neu	b_neu	c_neu	d_neu	e_neu	f_neu
a = 300	300
b = 300	300	300
c = 300	300	300	300
d = 300	300	300	300	300
e = 300	300	300	300	300	300
f = 300	300	300	300	300	300	300
a_neu = (0.8*c)/3 + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0
b_neu = (0.8*a)/2 + (0.8*e) + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0	460.0
c_neu = (0.8*a)/2 + (0.8*b)/2 + (0.8*d) + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0
d_neu = (0.8*c)/3 + (0.8*b)/2 + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0
e_neu = 0 + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0
f_neu = (0.8*c)/3 + (0.2*(a+b+c+d+e+f))/6 + (0.8*f)/6	300	300	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
a = a_neu	180.0	300	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
b = b_neu	180.0	460.0	300	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
c = c_neu	180.0	460.0	580.0	300	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
d = d_neu	180.0	460.0	580.0	300.0	300	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
e = e_neu	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	300	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0
f = f_neu	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0	180.0	460.0	580.0	300.0	100.0	180.0