Autor: Andreas Fertig, Philips Medizin Systeme B\u00f6blingen<\/p>\n
Programmieren ist heute ein leichtes. Es gibt dutzende Programmiersprachen und viele M\u00f6glichkeiten sie zu erlernen. Ein wichtiger Teil des Wortes Programmiersprache: die Sprache. Meist konzentrieren wir uns darauf den Teil „Programmieren“ zu erledigen. Im Embedded Umfeld haben Programme eine Lebensdauer von vielen Jahren. Das fehlerfreie Programmieren ist deshalb eine wichtige Aufgabe. Oft vernachl\u00e4ssigt wird, dass es beim Programmieren noch ein weiteres wichtiges Ziel gibt und zwar die Kommunikations mit den anderen Entwicklern. Mithilfe der Sprache k\u00f6nnen wir unsere Intention \u00fcber Jahre hinweg kommunizieren. Durch Sprache wird die Fehlersuche unterst\u00fctzt und das bestehende Programm l\u00e4sst sich leichter erweitern. Mit der Weiterentwicklung des C++ Standards zu C++11 und 14 ergeben sich neue M\u00f6glichkeiten unsere Ausdrucksweise weiter zu verbessern.<\/strong><\/p>\n Programmieren und Programmiersprachen werden vorrangig zum L\u00f6sen von Aufgaben eingesetzt. Mithilfe des Programmierens soll etwas Neues geschaffen werden oder etwas Existierendes verbessert bzw. repariert werden. Nach Springer Gabler wird Programmiersprache, wie folgt, definiert:<\/p>\n Eine Programmiersprache ist eine k\u00fcnstliche Sprache zur Verst\u00e4ndigung zwischen Mensch und Computer. Sie ist durch ihre Syntax und Semantik definiert. In einer Programmiersprache stellt man Verfahren zur Probleml\u00f6sung in einer f\u00fcr den Computer \u201everst\u00e4ndlichen\u201d Form dar.\u00a0<\/em>[1]“<\/p>\n In dieser Definition steht die Kommunikation mit dem Computer im Vordergrund, der Fokus liegt erneut auf dem L\u00f6sen einer Aufgabenstellung. Streichen wir den ersten Teil des Worts, bleibt Sprache \u00fcbrig. Gem\u00e4\u00df Pons ist Sprache definiert als<\/p>\n „System von Zeichen (das der Kommunikation o.\u00c4. dient)<\/em>\u00a0[2]“<\/p>\n Eine Programmiersprache dient also nicht allein der L\u00f6sung von Problemen und der Kommunikation mit dem Compiler.\u00a0 Durch die Programmiersprache kommunizieren wir ebenfalls mit anderen Menschen, die mit unserem Code arbeiten. Sie \u00fcbernehmen den Code von uns oder f\u00fchren \u00c4nderungen an ihm durch. Code ist somit neben der Spezifikation eine weitere Form der Dokumentation, wobei nur der Code die tats\u00e4chliche Implementierung widerspiegelt. Deshalb sollte der Code auch f\u00fcr den Leser geschrieben sein.<\/p>\n Google hat das erkannt und in den Coding-Regeln entsprechend ber\u00fccksichtigt. In seinem Vortrag auf der cppcon 2014 hat Titus Winter die Philosophie der Coding-Regeln von Google, wie folgt, erkl\u00e4rt: „Code is going to live a long time, and be read many times.\u00a0<\/em>We choose explicitly to optimize for the reader, not the writer.<\/em>“<\/p>\n Wie in\u00a0Abb. 1 (PDF)<\/a>\u00a0gezeigt wird, erf\u00fcllt der Code den Aspekt mit dem Computer zu kommunizieren, w\u00e4hrend er gleichzeitig f\u00fcr die Kommunikation unter Menschen sowie f\u00fcr Dokumentationszwecke verwendet wird.<\/p>\n Der erste Aspekt ist soweit klar. Die anderen beiden werden jedoch oft \u00fcbersehen. Jede Sprache hat die Eigenschaft, dass sich S\u00e4tze unterschiedlich formulieren lassen. Beispiele daf\u00fcr sind Kommasetzung oder Rechtschreibung. Menschen erkennen den Sinn eines Satzes auch, wenn dieser leicht falsch geschrieben ist oder ein Komma fehlt. Unser bester Freund, der Compiler, versucht Menschen nachzueifern. Er versucht, solange semantisch korrekt, jeglichen Code in eine ausf\u00fchrbare Form zu \u00fcbersetzen. Dieser Code ist dann in den allermeisten F\u00e4lle lauff\u00e4hig. Das folgende Beispiel ist \u00fcbersetzbar und lauff\u00e4hig:<\/p>\n void PrintString(char* str) {<\/p>\n \u00a0\u00a0 for( float x=0.0; nullptr != str[x]; x+=1.0 ) {<\/p>\n \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 printf( \u201e%c \u201c, str[x] );<\/p>\n \u00a0\u00a0 }<\/p>\n }<\/p>\n Wahrscheinlich w\u00fcrde kaum ein Programmierer an dieser Stelle einen float verwenden. Ungeachtet dessen gilt: es compiliert und l\u00e4uft!<\/p>\n Was nicht erkennbar ist, ist die Intention des Autors. Gab es einen Grund den Datentyp float zu verwenden oder war es schlicht Unkenntnis? Sofern der Einsatz von float Absicht war, sollte der Grund direkt an der eingesetzten Stelle kommentiert werden.<\/p>\n Weniger auff\u00e4llig sind Beispiele mit Referenzen, Zeigern oder const. Speziell C-Entwickler neigen dazu aus Gewohnheit Zeiger zu verwenden. Zeiger funktionieren semantisch fast genauso wie Referenzen. Dabei haben Referenzen zwei entscheidende Vorteile: sie k\u00f6nnen nie NULL sein und sie m\u00fcssen immer direkt initialisiert werden.<\/p>\n Wenn wir einen Zeiger als optional interpretieren und Referenzen als erforderlich, haben wir ein gutes St\u00fcck Ausdrucksm\u00f6glichkeit gewonnen. Eine Funktion, die eine Referenz als Parameter entgegen nimmt, erfordert demnach einen Wert. Nimmt die gleiche Funktion einen Zeiger entgegen, ist der Wert optional und kann durch NULL weggelassen werden. Jetzt ist es die Aufgabe der gerufenen Funktion mit dem Umstand eines NULL-Zeigers zurecht zu kommen.<\/p>\n Im Falle der Referenz als Parameter spart sich der Autor nebenbei auch die oft l\u00e4stige NULL-Zeigerpr\u00fcfung im Funktionsrumpf. Ein positiver Nebeneffekt ist, dass der resultierende Code kleiner ist und die Pr\u00fcfung nicht vergessen werden kann. Weiter signalisiert eine Referenz bereits nach au\u00dfen, dass die Funktion ist nur mit validen Werten aufrufbar ist.<\/p>\n Ein anderes Beispiel ist const. Bei einem Parameter kann der Aufrufer sich darauf verlassen, dass die \u00fcbergebenen Daten unver\u00e4ndert bleiben. Eine komplette Funktion kann als Konstant markiert werden. Ein Aufruf ver\u00e4ndert dann die Klasse nicht. Bauen wir die const-Hierarchie weiter aus, erhalten wir ein vollst\u00e4ndiges konstantes Objekt. Im Bereich eingebetteter Systeme ist das ein hohes Gut, da das Objekt nie kopiert oder initialisiert werden muss. Es kann direkt im ROM, Read-only Memory, abgelegt werden. In diesem Fall wird die Kommunikation mit dem Compiler effektiv genutzt. Nat\u00fcrlich l\u00e4uft der gleiche Code auch ohne const. Er braucht dann jedoch mehr Ressourcen.<\/p>\n Mit neuen Sprachelementen wie override k\u00f6nnen wir ausdr\u00fccken, dass eine geerbte Funktion \u00fcberschrieben werden soll. Leider ist dieses Schl\u00fcsselwort erst sp\u00e4t zu C++ hinzugekommen. Diesem Umstand ist die gew\u00f6hnungsbed\u00fcrftige Semantik geschuldet. Die Verwendung von override ist optional. Wir k\u00f6nnen bisher Funktionen, die virtual sind, einfach \u00fcberschreiben. Der Gewinn liegt in der neuen Ausdrucksm\u00f6glichkeit. Programmierer k\u00f6nnen nun ausdr\u00fccken, dass genau diese Funktion \u00fcberschrieben werden soll. Sie erwarten, dass die Funktion in der Vererbungshierarchie existiert. Jetzt sehen Kollegen, dass die Funktion aus einer Basisklasse kommt, sogar kommen muss. Als weiteres Plus unterst\u00fctzt der Compiler und weist darauf hin, wenn keine solche Funktion in der Hierarchie existiert. Ohne override w\u00fcrde er die Funktion, als neue eigenst\u00e4ndige Funktion, anlegen. Erst bei einer Fehlersuche w\u00e4re m\u00fchsam herauszufinden, warum sich die Funktion ganz anders verh\u00e4lt, als gedacht. Vielleicht wird sie sogar nie aufgerufen.<\/p>\n Aussagekr\u00e4ftiger und klarer Code ist ein hohes Gut. Abgesehen vom Compiler und Wartung, gibt es Kollegen, die mit dem Code arbeiten. Sie verwenden Funktionen oder Klassen, die andere bereitgestellt haben. Bereits 1993 schrieb Robert Murray in C++ Strategies and Tactics: „If you use object-oriented technology, you can take any class someone else wrote, and by using it as a base class, refine it to do a similar task.<\/em>\u00a0[3]“<\/p>\n Behalten Sie diesen Satz immer im Hinterkopf. Die Natur von C++ erm\u00f6glicht es auf einfache Art und Weise Funktionen oder Klassen weiter zu nutzen. Mittels override und final k\u00f6nnen wir sehr gezielt entscheiden, wann die Vererbungsm\u00f6glichkeit enden soll. Diese Entscheidung k\u00f6nnen wir sowohl auf Funktions- als auch Klassenebene treffen.<\/p>\n Eine Programmiersprache dient zu mehr als nur der L\u00f6sung eines Problems. Sie ist zugleich Dokumentation und Kommunikation. Neben dem Compiler wird sie auch von Menschen gelesen. Darum gilt: das Auge liest mit. Nutzen Sie die Sprachmittel, um ihrem Code mehr Klarheit zu geben. Sch\u00fctzen Sie ihn gegen ungewollten Einsatz.<\/p>\n [1] Spinger Gabler, Programmiersprache Beitrag als PDF downloaden<\/strong><\/a><\/p>\n Wollen Sie sich auf den aktuellen Stand der Technik bringen?<\/strong><\/p>\n Dann informieren Sie sich\u00a0hier<\/strong>\u00a0<\/a>zu Schulungen\/ Seminaren\/ Trainings\/ Workshops und individuellen Coachings von MircoConsult zum Thema Implementierung \/Embedded- und Echtzeit-Softwareentwicklung.<\/p>\n Training & Coaching zu den weiteren Themen unseren Portfolios finden Sie\u00a0hier<\/a>.<\/strong><\/p>\n Wertvolles Fachwissen zum Thema Implementierung\/\u00a0Embedded- und Echtzeit-Softwareentwicklung steht\u00a0hier\u00a0<\/strong><\/a>f\u00fcr Sie zum kostenfreien Download bereit.<\/p>\nLiteratur- und Quellenverzeichnis<\/h2>\n
\n[2] Duden, Sprache
\n[3] Murray, Robert B., C++ Strategies and Tactics, 1993<\/p>\n
\nImplementierung – unsere Trainings & Coachings<\/h2>\n
\nImplementierung – Fachwissen<\/h2>\n