Definitoin „Variable (Programmierung)“ Was ist eine Variable?

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Analog zur Mathematik steht eine Variable auch in der Programmierung stellvertretend für einen Wert. Ihr Inhalt kann sich zur Laufzeit eines Programms verändern.

In der Programmierung ist eine Variable vergleichbar mit einem Behälter, in dem zur Laufzeit eines Programms Informationen gespeichert werden können. Variablen können unterschiedliche Datentypen annehmen und werden genutzt, um Zwischenergebnisse festzuhalten. Die Variable besteht aus einem Namen und einem Wert des zugewiesenen Datentyps.

Name

Der Name einer Variable kann frei aus den in der Syntax einer Programmiersprache zugelassenen Zeichen gewählt werden. Er darf jedoch in der Regel nicht identisch mit einem feststehenden Schlüsselwort der jeweiligen Sprache sein. Über den Namen der Variablen kann der im Speicher hinterlegte Wert abgerufen und verändert werden.

Datentyp

Eine Variable kann in typisierten Programmiersprachen einen von verschiedenen Datentypen annehmen und bei Bedarf in einen anderen Typ konvertiert werden. Welche Datentypen zur Verfügung stehen, hängt von der Syntax der verwendeten Programmiersprache ab.

Die Wahl des optimalen Datentyps richtet sich außerdem nach dem Inhalt der Variablen. Typische Beispiele für einfache Datentypen sind Integer (Ganzzahlen), Double (Gleitkommazahlen) oder String (Zeichenketten). Zudem gibt es komplexe Datentypen wie Array oder Struct, welche mehrere Elemente in strukturierter Form enthalten können.

Einige Programmiersprachen wie Java erlauben außerdem, dass Variablen über das Schlüsselwort var deklariert werden dürfen, statt immer einen konkreten Datentyp zu fordern. Es handelt sich bei var nicht um einen eigenen Datentyp, sondern um ein Schlüsselwort für Typinferenz. Der Typ wird bei der Typinferenz automatisch entsprechend anhand des Inhalts abgeleitet, sodass sich Programmierer eine explizite Typangabe ersparen.

Zugriff und zeitliche Begrenzung

Eine Variable zeichnet sich dadurch aus, dass lesend und schreibend auf ihren Wert zugegriffen werden kann. Sie existiert nur zur Laufzeit eines Programms im Arbeitsspeicher der ausführenden Maschine. Ihr Inhalt kann jedoch über die Laufzeit hinaus gespeichert werden, z. B. in einer Datenbank oder im Local Storage eines Browsers.

Arten von Variablen

Allgemein stehen je nach Situation zwei Arten von Variablen zur Wahl: Globale Variablen und lokale Variablen. Außerdem gibt es mit Konstanten noch eine unveränderliche Form von Datenelement.

Globale Variablen

Globale Variablen sind Datenelemente, die von jeder Stelle des Codes aus aufgerufen werden können. Das bedeutet, dass der Inhalt vom gesamten Programm aus sowohl gelesen als auch geschrieben werden kann. Eine globale Variable behält ihren aktuellen Wert die gesamte Laufzeit über, also solange, bis das Programm wieder beendet wird. Das kann hilfreich sein, wenn ein Wert vielfach in unterschiedlichen Bereichen oder Modulen gebraucht wird.

Lokale Variablen

Lokale Variablen haben nur in ihrem jeweiligen Kontext Gültigkeit, also z. B. ausschließlich innerhalb der Funktion, in der sie deklariert werden. Es wird nur dann Speicherplatz für die Variable allokiert, wenn die jeweilige Stelle im Code aufgerufen wird. Nach dem Aufruf werden die Variablen wieder verworfen und der belegte Speicher wird freigegeben. Sie existiert also weder vor noch nach dem Aufruf. Je nach Programmiersprache sind allerdings Ausnahmen von dieser Regel möglich, z. B. wenn eine globale Variable eine Referenz auf eine lokale Variable enthält.

Globale vs. lokale Variablen

Globale Variablen können praktisch sein, bringen aber auch immer das Risiko mit sich, dass ihr Wert aus Versehen überschrieben werden kann. Das Risiko besteht z. B. dann, wenn der Code sehr komplex wird oder mehrere Personen zugleich an verschiedenen Teilbereichen der Anwendung arbeiten.

Lokale Variablen haben den großen Vorteil, dass ihre Werte nur innerhalb einer isolierten Umgebung geändert werden können. Soll der innerhalb einer Funktion ermittelte Inhalt einer lokalen Variable außerhalb dieses Kontexts genutzt werden, muss der Inhalt der Variable explizit als Rückgabewert an den Aufrufer übergeben werden. So kann es nicht unbeabsichtigt zum Überschreiben eines Wertes kommen.

Konstante

Konstanten sind keine Variablen. Ihr Wert ist fest vordefiniert. Ein Programm kann also lesend, aber niemals schreibend auf eine Konstante zugreifen. Sie werden genutzt, wenn ein Wert garantiert unveränderlich sein muss.

Fazit

Variablen haben ihren Ursprung in der Mathematik und sind dort, genau wie in der Programmierung, ein Symbol, das stellvertretend für einen Wert steht. Sie werden als Platzhalter für einen zu ermittelnden Wert genutzt, dienen zur Darstellung von Zusammenhängen oder speichern Werte zwischen, welche sich im Laufe der Zeit verändern können. Sie ermöglichen dadurch komplexe Funktionen, die ohne einen Zwischenspeicher nicht möglich wären, und machen den Quellcode für menschliche Betrachter leichter nachvollziehbar.

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