Variablen und Datentypen

Um Daten in Programmen festzuhalten, verwendet man Variablen. Eine Variable ist ein Speichercontainer, der über seinen Namen angesprochen werden kann, und in dem Daten abgelegt werden können. Auf Variablen lässt sich sowohl lesend als auch schreibend zugreifen, der Wert ist also variabel.

Datentypen

Eine Variable hat immer einen zugeordneten Datentyp, folgende Typen sind für die Arduinoprogrammierung wichtig:

Datentypen	Bedeutung	Beschreibung
boolean	wahr o. falsch	Kann nur zwei Werte annehmen, 1 oder 0.
char	Character	Alphanumerische Zeichen (Buchstaben, Zahlen, Sonderzeichen)
byte	ganze Zahlen	ganze Zahlen von 0 bis 255
int	ganze Zahlen	ganze Zahlen von -32.758 bis 32.767
long	ganze Zahlen	ganze Zahlen von - 2 Milliarden bis 2 Milliarden
float	Fließkommazahlen	Bruchzahlen
String	Zeichenkette	Text bestehend aus ASCII Zeichen
array	Variablenfeld	Eine Reihe von Werten des selben Variablentyps können gesammelt gespeichert werden

Beim Programmieren gibt es einige Konventionen, das heißt einige Regeln, auf die man sich geeinigt hat, um die Lesbarkeit von Programmcode zu verbessern. Eine davon ist, dass Name von Variablen immer klein geschrieben werden.

Verwendung der Datentypen

boolean

Ein Boolean kann nur zwei Werte annehmen, wahr oder falsch (true or false).

boolean testWert = false;

Die Zuweisung = false steht in diesem Fall für den Startwert der Variable.

char

Um beispielsweise einen Buchstaben zu speichern, benötigt man den Datentyp char. Der Wert wird in einfachen Anführungszeichen (') übergeben.

char testWert = 'a';

byte

Ein Byte speichert eine 8-bit große, vorzeichenlose Zahl von 0 bis 255.

byte testWert  = 18;
byte testWert2 = B10010;

Das B kennzeichnet, dass die folgende Zahlenfolge im Binärcode geschrieben ist. B10010 entspricht 18 im Dezimalsystem, beide Variablen enthalten also den selben Wert mit unterschiedlicher schreibweise.

int

Der Datentyp int speichert ganze Zahlen in einem Wertebereich von -32.768 bis 32.767.

int testWert = 99;

long

Der Datentyp long wird dann benötigt, wenn der Wertebereich eines Integer nicht mehr ausreicht. Es können ganze Zahlen von -2 Milliarden bis 2 Milliarden gespeichert werden.

long testWert = 9999999;

float

Um gebrochene Zahlen zu speichern benötigt man den Datentyp float.

float testWert = 2.4476;

String

Ein String wird folgendermaßen definiert:

String testWert = "Hallo Welt";

Im Gegensatz zu den Datentypen, die ihr zuvor kennen gelernt habt, wird der Bezeichner String groß geschrieben. Darauf müsst ihr achten, sonst erkennt das Programm den Datentyp nicht. In den meisten Programmiersprachen gibt es primitive Datentypen und höhere Datentypen. Du erkennst sie daran, ob ihre Bezeichner klein (primitiver Datentyp) oder groß (höherer Datentyp) geschrieben werden. Für unsere Anwendungen in der senseBox:edu ist es nicht notwendig zwischen primitiven und höheren Datentypen zu unterscheiden; wenn du später komplexere Anwendungen programmierst, wirst du mehr darüber lernen. Möchtest du jetzt schon mehr darüber erfahren, dann schaue doch hier nach.

array

Ein Array ist kein eigentlicher Datentyp, sondern viel mehr eine Sammlung mehrerer Varibalen desselben Typs.

int testArray[5] = {5, 10, 15, 20, 15};

Im Beispiel wird ein Array vom Typ int angelegt, da ganze Zahlen gespeichert werden sollen. Die 5 in eckigen Klammern hinter dem Namen der Variable legt die Anzahl an Speicherplätzen fest. Arrays auf dem Arduino haben eine feste Größe, und können nicht nachträglich vergrößert werden.

Die Speicherplätze eines Arrays werden bei 0 beginnend durchnummeriert. In einem Programm lässt sich auf die verschiedenen Speicherplätze des Arrays zugreifen, indem der Index des Speicherplatzes in eckigen Klammern hinter den Variablennamen gestellt wird:

Serial.print(testarray[0]); // gibt 5 aus
Serial.print(testarray[4]); // gibt 15 aus
Serial.print(testarray[5]); // erzeugt einen Fehler!

Lebensdauer von Variablen

Eine Variable ist immer in dem Block (innerhalb der geschweifeten Klammern) für das Programm sichtbar, in welchem die Variable deklariert wurde. Man unterscheidet zwischen globalen und lokalen Variablen. Lokale Variablen sind all diejenigen, welche innerhalb geschweifeter Klammern (meist innerhalb einer Funktion) deklariert wurden. Globale Variablen werden üblicherweise vor der setup-Funktion definiert und sind für das gesamte Programm sichtbar.

Da globale Variablen immer sichtbar sind, verbrauchen sie auch für die gesamte Programmlaufzeit Speicherplatz. Willst Speicherplatz sparen, definiere Variablen nur dort wo du sie benötigst. Wenn du mehr über die Lebensdauer von Variablen erfahren willst, schaue bei Wikipedia nach.

Variablen