Über den Umgang mit Boolean

[Brüggendiek]

Hallo!

Nun möchte ich mich auch mal an einem kurzen Tutorial versuchen

Über den Umgang mit Boolean

Ein Tutorial von Dietmar Brüggendiek

Die Beispiele wurden mit Delphi 5 Standard geschrieben.

Wenn ich mich in den Delphi-Foren so umschaue, finde ich immer wieder Sources, die - gelinde gesagt - nicht so ganz richtig sind.

Man findet häufig Folgendes:

Delphi-Quellcode:

if BoolVar=true then
  IrgendWas;

Was soll das denn werden, wenn es fertig ist? Die Syntax ist da doch ganz eindeutig:

Delphi-Quellcode:

IF <logischer Ausdruck> THEN
  anweisung [ELSE anweisung];

Ein logischer Ausdruck kann dabei ein Vergleich sein, z.B.

Delphi-Quellcode:

if IntVar=5 then
  IrgendWas;

Es kann aber auch ein logischer Wert (Variablentyp Boolean) direkt da stehen:

Delphi-Quellcode:

if BoolVar then
  IrgendWas;

oder auch eine Verknüpfung von logischen Ausdrücken.

Der Vergleich "BoolVar=True" kann sogar kräftig in die Hose gehen!
Bei einem normalen Boolean ist es so, daß "True" den Ordinalwert "1" hat. Bei ByteBool, WordBool und LongBool hat "True" normalerweise den Ordinalwert "-1".
Einige Windows-API-Aufrufe liefern ein Ergebnis vom Typ BOOL. Dabei gilt für den einen Fall "Ergebnis=0" und im anderen Fall "Ergebnis<>0". Ein Wert ungleich 0 muß aber nicht unbedingt 1 oder -1 sein! Das Ergebnis: die Variable ist bei <>0 möglicherweise weder true noch false!
Ein Vergleich mit "false" ist nur überflüssig, führt aber nicht zu fehlerhaftem Programmverhalten.
In einem IF-Statement wird jedoch jeder Wert <> 0 als True betrachtet.


Mal ein Beispiel:

Schreiben wir eine Funktion, die uns einen Integer aus einem String liest und eine Fehler-Variable setzt, wenn der String keine gültige Zahl enthält. Dazu verwenden wir das gute alte "Val" - da brauchen wir uns nicht um Exceptions zu kümmern und sparen Aufwand und Rechenzeit.

Delphi-Quellcode:

function GetInt(const aSatz:string; var aFehler:Boolean):Integer;
var Code:Integer;
begin
  Val(aSatz, Result, Code);
  aFehler:=Boolean(Code);
end;

Die Zuweisung an aFehler ist zwar nicht empfohlen, aber sie funktioniert! Code enthält 0, wenn die Umwandlung möglich war oder die Position des Fehlers im String. Dadurch ist der Ordinalwert der Boolean-Variablen entweder =0 (false) oder <>0 (gilt als true). Nutzen wir diese Funktion jetzt mal auf die falsche Weise:

Delphi-Quellcode:

procedure Test(const aSatz:string);
var
  Wert:Integer;
  Fehler:Boolean;
begin
  wert:=GetInt(aSatz, Fehler);
  if Fehler=true then
    ShowMessage(aSatz + ': Eingabefehler!') else
  if Fehler=false then
    ShowMessage(aSatz + ': Wert: '+IntToStr(Wert)) else
    ShowMessage(aSatz + ': Hupps!');
end;

Wenn wir das Ganze nun so aufrufen:

Delphi-Quellcode:

Test('123');
Test('a234');
Test('1asfg');

bekommen wir nacheinander die Meldungen:

Code:

123: Wert: 123
a234: Eingabefehler!
1asfg: Hupps!

Klar, im 3. Fall ist der Fehler in Position 2 und 2 ist nicht gleich Ord(True) !

Kaum macht man's richtig, funktioniert es auch schon! Wir ersetzen die Prozedur "test" durch diese:
Edit: Uuups - das war doch der falsche Code - hier muß ja auch der 3. Fall hin!

Delphi-Quellcode:

procedure Test(const aSatz:string);
var
  Wert:Integer;
  Fehler:Boolean;
begin
  wert:=GetInt(aSatz, Fehler);
  if Fehler then
    ShowMessage(aSatz + ': Eingabefehler!') else
  if not Fehler then
    ShowMessage(aSatz + ': Wert: '+IntToStr(Wert)) else
    ShowMessage(aSatz + ': Hupps!');
end;

und erhalten das richtige Ergebnis:

Code:

123: Wert: 123
a234: Eingabefehler!
1asfg: Eingabefehler!

Wie oben schon erwähnt, gibt es diese Rückgabewerte bei Windows-API-Aufrufen. Das etwas haarige Beispiel ist also gar nicht so weit hergeholt.


Was soll nun das schon wieder werden, wenn's fertig ist?

Delphi-Quellcode:

if BoolVar then
begin
end else
  Irgendwas;

Bei solchem Gestümpere rollen sich mir die Fußnägel auf! Warum denn der leere Block? Achja, es soll was getan werden, wenn die Variable nicht true ist. Aber vielleicht sollte man sich ja mal mit den Boolean-Operatoren beschäftigen. Da könnte man herausfinden, daß es NOT gibt!

Delphi-Quellcode:

if not BoolVar then
  IrgendWas;

bewirkt dasselbe, ist kürzer und für andere Programmierer leichter zu lesen.
(Anmerkung: sollte das Programm noch nicht fertig sein und der Block später noch gefüllt werden, habe ich nichts gesagt. Aber dann sollte man doch einen Kommentar setzen, daß hier noch was fehlt!)


Weiter geht es in unserer beliebten Reihe: "Warum Einfach wenn's auch kompliziert geht?" mit Folgendem:

Delphi-Quellcode:

if IntVar=5 then
  BoolVar:=true else
  BoolVar:=false;

Der Ausdruck "IntVar=5" ist doch schon ein Boolean und kann der BoolVar direkt zugewiesen werden! Wir schreiben also
BoolVar:=IntVar=5; und gut ist!
Im umgehehrten Fall müssen wir auch nicht mit

Delphi-Quellcode:

if IntVar=5 then
  BoolVar:=false else
  BoolVar:=true;

arbeiten. Da hilft
BoolVar:=not (IntVar=5); Allerdings: Die Klammern darf man hier nicht vergessen!

Auswertung boolscher Ausdrücke

Bei Boolean-Ausdrücken kann es natürlich vorkommen, daß das Ergebnis vorzeitig feststeht:

Delphi-Quellcode:

if (IntVar1=5) or (IntVar2=9) or (IntVar3=567) then
  IrgendWas;

Wenn die 1. Variable 3, die 2. 9 und die 3. 567 ist, braucht der letzte Vergleich nicht mehr ausgeführt werden, denn es ist ja schon ein Ausdruck wahr.
Standardmäßig führt Delphi hier eine Optimierung durch, indem die Auswertung dann abgebrochen wird, wenn das Ergebnis bereits feststeht. Das kann man aber abschalten. Dazu gibt es den Compilerschalter $B bzw. $BOOLVAR. Die verkürzte Auswertung von Boolean-Ausdrücken führt aber zu einer weiteren bösen Falle:

Delphi-Quellcode:

if (Length(StringVar)>=5) and (StringVar[5]='x') then
  IrgendWas;

ist eine ganz gefährliche Sache. Bei optimiertem Boolean wird der 2. Teil nicht mehr ausgewertet; ohne Optimierung jedoch ergibt sich bei AnsiString die Situation, daß der Index außerhalb des Wertebereichs liegen kann.
Solange man in seiner Unit/Komponente den B-Compilerschalter richtig einstellt, sollte beim Austausch von Quellcode nichts passieren. Wenn man sich jedoch auf die Einstellung des Compilers verläßt, ist man verlassen und erhält dann vom Anwender Rückmeldungen, daß das Ganze "manchmal" fehlerhaft läuft.

SIMULA67 kennt bedingte Ausdrücke. Damit könnte man das Problem sinngemäß so lösen:

Code:

IF (IF Length(string_var) >= 5 THEN False ELSE string_var[5] = 'x') THEN
    irgend_was;

Das Beispiel ist syntaktisch nicht ganz richtig, aber in SIMULA habe ich schon lange nicht meht programmiert. Außerdem ist dieser Sprachmix für Delphi-Programierer leichter zu verstehen.

In Delphi sollte man hier nicht sparen:

Delphi-Quellcode:

if Length(StringVar)>=5 then
  if StringVar[5]='x' then
    IrgendWas;

und man ist für alle Fälle gerüstet.
Man kann die Auswertung ja in einer Funktion kapseln.

Sinn und Unsinn der verkürzten Auswertung

Im obigen Beispiel erscheint die verkürzte Auswertung sinnvoll. Was ist aber, wenn mehrere Funktionen aufgerufen werden, die jeweils noch etwas Weitergehendes erledigen?

Ein Beispiel: Berechnen des Rauminhaltes eines Quaders.
Wir lesen Länge, Breite und Höhe als Integer-Werte aus 3 TEdit. Wenn ein Feld kein Integer enthält, soll das zum TEdit gehörende TLabel rot eingefärbt werden, um den Fehler anzuzeigen. Werden alle Werte korrekt eingegeben, wird ein Ergebnisfeld auf den Rauminhalt gesetzt.

Delphi-Quellcode:

procedure TForm1.bRechnenClick(Sender: TObject);
var Laenge, Breite, Hoehe: Integer;

begin
  if LeseEingabe(lLaenge, Laenge) or LeseEingabe(lBreite, Breite) or
    LeseEingabe(lHoehe, Hoehe) then
    lErgebnis.Caption:='Fehler!' else
    lErgebnis.Caption:=IntToStr(Laenge*Breite*Hoehe);

{
Das erste fehlerhafte Edit oder das erste Edit aktivieren
}
  if lLaenge.Color<>Color then
    TEdit(lLaenge.FocusControl).Setfocus else
  if lBreite.Color<>Color then
    TEdit(lBreite.FocusControl).Setfocus else
  if lHoehe.Color<>Color then
    TEdit(lHoehe.FocusControl).Setfocus else
    eLaenge.Setfocus;
end;

function TForm1.LeseEingabe(const aLabel: TLabel; var aWert: Integer): Boolean;
var Code: Integer;
begin
  Val(TEdit(aLabel.FocusControl).Text, aWert, Code);
  Result:=Code<>0;
  if Result then
    aLabel.Color:=clRed else
    aLabel.Color:=Color;
end;

Haben wir das Kurzschlußverfahren eingeschaltet (B- oder BOOLVAR OFF), wird nur der erste Fehler gemeldet. Bei vollständiger Auswertung (B+ oder BOOLVAR ON) werden alle Fehler gemeldet.

Im Anhang ist das vollständige Projekt mit gleichzeitiger Auswertung in beiden Varianten. Glücklicherweise ist der B-Schalter lokal, kann also in einer Datei beliebig oft gesetzt werden. Die linke Spalte wird mit B+, die rechte mit B- ausgewertet. Man sieht bei Eingabefehlern in mehreren Feldern schön den Unterschied.
Von der Ergonomie her sollte natürlich das Verhalten der linken Spalte benutzt werden.

Für Benutzer älterer Compiler habe ich das Formular im älteren Verfahren (also nicht als Text) gespeichert. Wer nicht compilieren will, kann sich auch die Echse laden.
Das Ganze ist so einfach wie möglich gehalten - es soll ja nur das Prinzip gezeigt werden.

Anmerkung: Bitte nicht über die fehlende Typprüfung beim Cast nach TEdit meckern! Das Ganze wird zur Designzeit festgelegt, so daß Fehler wie fehlendes FocusControl oder ein falsches Feld im FocusControl bereits beim ersten Test auffallen werden. Wer natürlich nach dem Motto vorgeht: "Es compiliert, wir können es ausliefern", hat Pech gehabt

Gruß

Dietmar Brüggendiek

[Tyrael Y.]

Zitat von malo:

Also, ich muss ganz ehrlich sagen, dass ich gelegentlich eine Abfrage mit "= false" mache. .....

Ich persönlich finde jedenfalls, dass es übertrieben ist, sich darüber "aufzuregen", dass manche "if irgendwas = true" schreiben. Das Ganze hat auch etwas mit Programmierstil zu tun. Und wer es so übersichtlicher findet, soll es halt übersichtlicher finden. Auf die 6 Zeichen die dabei zusätzlich getippt werden (meinetwegen bei 100 maligem Aufruf 600 Zeichen) kommt es auch nicht mehr drauf an.

if x = false then ist ja auch richtig
besser
if not(x) then

aber

if x = True sollte man NIEEEEEEE schreiben....
...dies kann richtig sein, aber muss nicht richtig sein

lies dir das oben bitte nochmal durch, bevor du in Zukunft Fehler im Program hast und die Quell nicht lokalisieren kannst


Gruß

[malo]

Zitat von Tyrael Y.:

if x = True sollte man NIEEEEEEE schreiben....
...dies kann richtig sein, aber muss nicht richtig sein

lies dir das oben bitte nochmal durch

Jetzt hab ich auch dieses "Problem" verstanden.

Jedenfalls hab ich mir das "= true" schon länger abgewöhnt. Aber das lag hauptsächlich daran, dass ich ziemlich schreibfaul bin

[Airblader]

Hihi, also zunächst schreibe ich immer "TRUE" und "FALSE" und nicht "true" oder "True", ist für mich einfach signalgebender
Allerdings schreibe ich das nie im if-Statement, um Gottes Willen. Ein Programmierer ist von Natur aus faul und abgesehen davon finde ich "Irgendwas=TRUE" stilistisch einfach schrecklich - so sieht Code doch nicht schön aus

air

[Brüggendiek]

Hallo!

Da war mir in meinem Tut doch tatsächlich der falsche Code reingerutscht - habe ich oben verbessert und markiert .

Sind ja in kurzer Zeit viele Reaktionen gekommen. Antworten darauf kann ich leider heute nicht mehr schreiben. Zum Einen habe ich im Moment viel zu tun und morgen ist hier in Dortmund Roadshow - da bin ich angemeldet.

Gruß

Dietmar Brüggendiek

[Oxmyx]

Zitat von Airblader:

Hihi, also zunächst schreibe ich immer "TRUE" und "FALSE" und nicht "true" oder "True", ist für mich einfach signalgebender
Allerdings schreibe ich das nie im if-Statement, um Gottes Willen. Ein Programmierer ist von Natur aus faul und abgesehen davon finde ich "Irgendwas=TRUE" stilistisch einfach schrecklich - so sieht Code doch nicht schön aus

air

Naja, ein mit C vertrauter Programmierer würde vielleicht meinen, dass du mit TRUE und FALSE die Windows-Konstanten meinst, die als Integer mit 4 Bytes definiert sind.

Zum Tutorial muss ich sagen, dass ich den Schreibstil etwas daneben finde. Es wird dem Leser ständig suggeriert, dass er schwer von Begriff sei.

[negaH]

Zitat:

Der Cast auf Boolean soll doch ein Cast sein, der die Daten nicht verändert, sondern nur den Typ.
Das ist doch gerade der Kernpunkt des ersten Teil des Tutorials!

Würde man deine Konstruktion verwenden, bekäme man in diesem Fall keine Probleme mit einem expliziten Vergleich auf true oder false.

if Boolean = True then
sollte man NIEEEEEEE schreiben....
...dies kann richtig sein, aber muss nicht richtig sein

Ich weis nicht, dein "Tutorial" zieht meiner Meinung nach die falschen Schlußfolgerungen.

Delphi-Quellcode:

if Boolean = True then

Ist zwar eine umständliche Boolsche Auswertung aber immer noch eine korrekte und PASCAL konforme Auswertung die immer richtig umgesetzt wird. Es ist egal ob man dabei den Typen Booelan, WordBool, Bool, ByteBool oder LongBool benutzt.

Das eingentliche Problem mit falschen Auswertung solcher Konstrukte liegt im CAST eines beliebigen Wertes in einen Boolean Datentyp. Robert hat also oben schon absolut die saubere Lösung zur Vermeidung solcher CASTs aufgezeigt.

Denn das nun

Delphi-Quellcode:

if Boolean then
// oder
if not Boolean then

mit casted Datentypen denoch korrekt funktioniert liegt ausschließlich nur an der Art & Weise wie der Compiler diese Abfragen in Maschinencode umsetzt. In diesem speziellen Falle erzeugt nämlich der Compiler keinen direkten Vergleich zweier Datenwerte zueinander sondern benutzt spezielle Features der CPU die immer quasi ein Auschlußverfahren anwenden. Auf Grund dessen ist FALSE als 0 definiert und der Compiler erzeugt einen Code der <> 0 oder == 0 testet, je nach TRUE oder FALSE Bedingung.

Das der Compiler dies so macht ist keine zwangsläufige und dokumentierte Grundlage zur Auswertung Boolscher Bedingungen. Dieses Verhalten ist undokumentiert und man kann sich darauf nicht verlassen !
Der Compiler könnte also interen selber ebenfalls einen direkten Wertvergleich durchführen, dh. also aus

Delphi-Quellcode:

if Boolean then
// macht der Compiler einen Maschinencode wie
if Boolean = Truee then

und würde dann ebenfalls auf die Schnauze fallen mit casted Boolean's.

Die eigentliche Ursache des Problems liegt also nicht in der Art & Weise der Abfrage eines Booleans sondern in der Erzeugung eines Booleans per TypCasts !!

Ergo: Sich hinzustellen und zu behaupten das eine PASCAL konforme Abfrage schlecht wäre und zu Fehlern führt ist die falsche Konsequenz. Dies stimmt nicht, da die Ursache einzigst im Cast eines Datentypes liegt. Man kann zwar versuchen den Schimmelbefall eines Hauses durch einen sauberen Anstrich zu verdecken, aber nur die Beseitigung des Übels schafft wirklich abhilfe. Das macht aber einen schlechteren Hausanstrich nicht verantwortlich dafür das der Schimmelbefall immer noch da ist.

Das die umständliche Abfrage eines Boolschen Datentypes per zusätzlichem Boolschen Vergleich doppelt gemoppelt ist und somit sehr un-clever ist sei unbestritten, aber nicht falsch im Sinne der PASCAL Semantik.

Schaut mal den IT Professoren auf Bayern3 im <IT> Grundkurs zu und was die für schreckliche PASCAL Sourcen als Lehrmittel heranziehen. Da habe ich solche doppeltgemoppelten Boolschen Abfragen schon sehr oft gesehen.

Gruß Hagen

[edit]
Die Frage eines Stils des "Bullet proof" Programmieren kann man aber mit deinem Tutorial sehr wohl begründen. Es ist also sauberer Boolsche Datentypen direkt Boolsch auszuwerten und macht auf Grund der speziellen Auswertung solcher Abfragen durch den Compiler den Code sicherer. Aber er wird dadurch nicht richtiger als die un-celvere Art der Boolschen Abfragen !
[/edit]

[Merlin2001]

Hallo Dietmar,

ich bin Delphi-Anfänger und verstehe folgendes nicht:

Zitat von Brüggendiek:

Auswertung boolscher Ausdrücke

(...)
Die verkürzte Auswertung von Boolean-Ausdrücken führt aber zu einer weiteren bösen Falle:

Delphi-Quellcode:

if (Length(StringVar)>=5) and (StringVar[5]='x') then
  IrgendWas;

ist eine ganz gefährliche Sache. Bei optimiertem Boolean wird der 2. Teil nicht mehr ausgewertet; ohne Optimierung jedoch ergibt sich bei AnsiString die Situation, daß der Index außerhalb des Wertebereichs liegen kann.
Solange man in seiner Unit/Komponente den B-Compilerschalter richtig einstellt, sollte beim Austausch von Quellcode nichts passieren. Wenn man sich jedoch auf die Einstellung des Compilers verläßt, ist man verlassen und erhält dann vom Anwender Rückmeldungen, daß das Ganze "manchmal" fehlerhaft läuft.

Du sprichst ja davon, dass bei manchen Abfragen das Ergebnis frühzeitig feststeht.
Wenn ich aber

Delphi-Quellcode:

if (Length(StringVar)>=5) and (StringVar[5]='x') then
  IrgendWas;

schreibe, dann müssen doch auf jeden Fall beide Bedingungen geprüft werden, oder? Schließlich lässt sich aus der Richtigkeit der ersten Bedingung nicht auch das Zutreffen der zweiten schließen (jedenfalls in meiner Logik ^^).
Bitte sei so nett und erklär es mir noch mal etwas genauer

Gruß
Marcus

[Flocke]

Zitat von Merlin2001:

Wenn ich aber

Delphi-Quellcode:

if (Length(StringVar)>=5) and (StringVar[5]='x') then
  IrgendWas;

schreibe, dann müssen doch auf jeden Fall beide Bedingungen geprüft werden, oder? Schließlich lässt sich aus der Richtigkeit der ersten Bedingung nicht auch das Zutreffen der zweiten schließen (jedenfalls in meiner Logik ^^).

Wenn die erste Bedingung schon falsch ist (die Länge des Strings also kleiner als 5), dann kann der gesamte Ausdruck nicht mehr wahr werden. Nur dann wird die weitere Auswertung abgebrochen. Das liegt daran, dass "False AND Irgendwas" immer "False" liefert, genau wie "True OR Irgendwas" immer "True".

[stefangeorg]

Servus,

Zitat:

Da hilft
BoolVar:=not (IntVar=5);

Hier würde ich schreiben:
BoolVar:=IntVar<>5; Was ist denn hier schneller / angebrachter / richtiger?

Grüße,

Georg

[RavenIV]

würdest Du bitte aus dem "Tutorial" ein pdf erstellen, in dem alle Anmerkungen / Korrekturen aus diesem Thread eingeflossen sind?

Danke im Voraus.