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

[negaH]

Zitat:

Was ist denn hier schneller / angebrachter / richtiger?

Keines von beiden ist richtiger noch schneller als das andere, aber lesbarer und kürzer und nicht so umständlich ist

BoolVar := Value <> 5; sehe ich sowas
BoolVar := not (Value = 5); in einem Source so weis ich sofort mit Sicherheit das der Programmierer der dies so schreibt eben nicht in der Lage ist Formeln umzustellen. Und das Ziel ist es eben auch ein Problem im Source so zu lösen das es fast schon genial einfach erscheint.

Gruß Hagen

[TiGü]

Wie sieht denn das eigentlich im Verhältnis zu C/C++ aus?
Oft sehe ich bei Kollegen die in diesen Sprachen programmieren Sachen wie ... == false/true!

[Sherlock]

Bei C/C++ ist eh Hopfen und Malz verloren.
*SCNR*

Spaß beiseite: Es kann bei den von Dir genannten Fällen durchaus sein, daß die zu vergleichende Variable gar keine Boolean ist, sondern zB ein Integer oder auch ganz was anderes, C erlaubt entsprechend phantasievolle Vergleiche, und gibt sogar manchmal die erwarteten Ergebnisse zurück. Da lob ich mir doch eine typensichere Sprache.

Sherlock

[Medium]

Geade bei C (ohne ++) gab es das Problem, dass es keine standardmäßigen Konstanten für true/false gab, und somit jeder in seinem Abschnitt seine eigenen derlariert hat. Dadurch konnte er dann recht sicher sein, dass Gleichheit besteht, komfortabel war/ist das insgesamt aber wohl eher nicht

Bei C(++) gilt: 0=false, egal was für einen Typ man vor sich hat. So wird ein "if Assigned(MyInstance) then..." dort oft auch zu einem "if (MyInstance) {...}".

[himitsu]

Joar, False ist eigenttlich immer 0 (wenn der Boolean als ordinaler Type angelegt ist), also "nichts".

Wobei aber das Delphi-True = 1
und das C-True = -1

Code:

Die standardisierten Konstanten:

True:
  Boolean         = $01
  ByteBool / bool = $FF
  WordBool        = $FFFF
  LongBool / BOOL = $FFFFFFFF

False:
  Boolean         = $00
  ByteBool / bool = $00
  WordBool        = $0000
  LongBool / BOOL = $00000000

In der Auswertung ist es aber immer:
False = 0
True <> 0
True = nicht False

Und schon fällt auf, warum = True nicht korrekt sein kann.
= False würde zwar problemlos gehn, aber wenn man = True nicht nehmen darf kann, warum soll man sich dann mit = False auch noch rumschlagen. (schön einheitlich halt)

[JamesTKirk]

Zitat von himitsu:

Joar, False ist eigenttlich immer 0 (wenn der Boolean als ordinaler Type angelegt ist), also "nichts".

Wobei aber das Delphi-True = 1
und das C-True = -1

Code:

Die standardisierten Konstanten:

True:
  Boolean         = $01
  ByteBool / bool = $FF
  WordBool        = $FFFF
  LongBool / BOOL = $FFFFFFFF

False:
  Boolean         = $00
  ByteBool / bool = $00
  WordBool        = $0000
  LongBool / BOOL = $00000000

Bei Free Pascal kommen dann noch QWordBool, Boolean16, Boolean32 und Boolean64 (letztere drei seit 2.6.0) hinzu

Code:

True:
  QWordBool       = $FFFFFFFFFFFFFFFF
  Boolean16       = $0001
  Boolean32       = $00000001
  Boolean64       = $0000000000000001  

False:
  QWordBool       = $0000000000000000
  Boolean16       = $0000
  Boolean32       = $00000000
  Boolean64       = $0000000000000000

Gruß,
Sven

[Medium]

Letztlich ist wohl auch unter C(++) der direkte Vergleich genau so kritisch wie in Delphi. Vor allen Dingen kann bei einem nackten "if mybool then" ein schlankes "jz" bzw. "jnz" erzeugt werden, ohne vorher noch ein "cmp" zu machen, sowie den Vergleichswert zu laden oder verpointern.
Und da eben letztlich immer ein jz oder jnz mitspielt, ist ein "if 0" immer der richtige weg, und ein "if not 0" die logische Konsequenz. Dabei tritt dann nur eben das Problem auf, dass Datentypen breiter als 1 Bit sind, und sich somit je nach Architektur beliebig viele "nicht nulls" bilden ließen. Auch in C-likes, und daher ist auch da zumindest ein "== true" eher smelly.
Interessant finde ich, dass man für beide o.g. True-Konstrukte ($FFFFFFFF und 1) logisch und semantisch sinnvoll argumentieren kann, wobei beides bei vernünftiger Verwendung (kein Vergleich machen) auch problemlos gemischt benutzt werden kann. Delphi geht den "mathematischen" Weg 0-1, C den technischen, bei dem einfach das "not" als logischer Operator auf den gesamten Operanden angewendet wird.