Ein umfangreicheres Beispiel: Das Spiel des Lebens

Überblick

In diesem Kapitel werden wir weitere Bestandteile von Pascal vorstellen. Dafür haben wir eine etwas umfangreichere Programmieraufgabe ausgewählt. Die Aufgabe besteht darin das „Spiel des Lebend“ zu implementieren; John Conway hat es sich Ende der 60er/Anfang der 70er Jahre ausgedacht. Wir haben die Idee bei [Gardnerl] und [Gardner2] gestohlen.

Bislang haben wir nur ein paar sehr kleine und relativ übersichtliche Beispiele programmiert. Der Sinn mancher Pascalbestandteile wird erst deutlich, wenn man sich an einem etwas größeren Problem versucht. Wir werden deshalb ein etwas größeres Programm das ganze Kapitel über hinweg implementieren. Dieses ist bei weitem nicht so umfangreich, wie es im Handel befindliche Programme gewöhnlich sind, trotzdem reicht es aus, um bestimmte Vorgehensweisen und Probleme deutlich zu machen. Wir werden die für unsere Verhältnisse große Aufgabe in kleinere Teilaufgaben aufteilen, die wir dann einzeln und möglichst unabhängig voneinander lösen. Die Einzellösungen werden „Module“ genannt; eine solche Aufteilung wird in Pascal unterstützt durch die Möglichkeit, Prozeduren und Funktionen zu vereinbaren.

Nachdem wir das vollständige Programm demonstriert haben, werden wir ein paar Algorithmentypen zur Lösung typischer Probleme in der Informatik vorstellen. Die erste Technik heißt „endlicher Automat“; man setzt sie ein, um zu erkennen, ob Zeichenketten bestimmten einfachen Bedingungen genügen. Wir werden diese Technik am Beispiel einer Prozedur erklären, die prüft, ob eine Zeichenkette als Zahl interpretiert werden kann.

Ein zweiter Typ von Algorithmen benutzt sogenannte „Zufallsfunktionen“. Diese heißen so» weil man sich bemüht, die Ergebnisse dieser Funktionen in irgendeinem Sinne zufällig aussehen zu lassen. Mit Algorithmen dieses Typs kann man zum Beispiel das Ergebnis eines Würfelwurfes simulieren.

Ein dritter AJgorithmentyp ist das Sortieren von Listen. Am Ende des Kapitels werden wir zwei Verfahren vorstellen, wie Listen sortiert werden können. In diesem Zusammenhang werden wir auch die Technik der Rekursion behandeln.