Cursus leren programmeren: de fundamentals

Toch kan iedereen leren programmeren en we bewijzen het in deze cursus.Wanneer je voor het eerst overweegt om te leren programmeren, komt er heel wat op je af. In welke taal kan je leren programmeren? Welke software heb je nodig? Welke hardware heb je nodig? Welke technologieën moet je onder de knie hebben? Waar ga je jouw software ‘hosten’, waar komt je database te staan, etc. Rustig aan.

Al die vragen krijgen op de gepaste tijd een antwoord, maar de essentie van het programmeren kan je gewoon met pen en papier leren. Meer zelfs, in mijn studententijd was ons examen programmeren niet eens aan een computer, maar via pen en papier. Volledige A4’s moesten we uitschrijven vol code. Dat zullen we je in deze cursus niet van je vragen. We houden het leuk en luchtig. Deze cursus zet de ‘fun’ in ‘fundamentals’.

• Cursus basis HTML & CSS: de bouwsteen voor je website

Leren programmeren, hoe begin je?

Denken als een programmeur

Mensen die problemen ervaren met programmeren, begrijpen doorgaans niet goed de basisprincipes van het programmeren. Er zijn een paar fundamentele principes en begrippen die je moet kennen en beheersen. Pas daarna kan je zelf aan de slag gaan en je eerste code schrijven, maar dat is niet waar deze cursus zich op focust. Hier spitsen we ons toe op de principes van het programmeren.

Wat is programmeren?

Achter elke vanzelfsprekende technologische actie die je uitvoert (zoals je notificaties checken op je telefoon of een berichtje sturen) zitten heel wat regels knap programmeerwerk. Programmeren kunnen we het best omschrijven als het schrijven van specifieke instructies voor een computer, smartphone of ander technologisch apparaat. In tegenstelling tot wat je misschien denkt, bestaat er geen apparaat dat dommer is dan een computer. Computers kunnen enkel doen wat wij hen specifiek opdragen. Zonder code, kan een computer niets. Als programmeur is het jouw taak om die instructies te schrijven, zodat een computer deze kan interpreteren en het gewenste resultaat kan afleveren.

De kunst van het programmeren ligt niet meteen bij het uitschrijven van die instructies, dat zal je al snel kunnen. Al snel zal je echter merken dat je programma vastloopt (een crash) of dat er iets niet werkt zoals verwacht (een bug). Dit kan tal van oorzaken hebben, bijvoorbeeld een vorm van “user input” waar je niet aan gedacht had. Wanneer je via jouw software de gebruiker om een telefoonnummer vraagt en de gebruiker vult het veld met nietszeggende tekens, dan moet je ervoor zorgen dat jouw programma hier een gepaste reactie op kan geven. Heb je hier niet aan gedacht, dan zal je programma crashen.

Programmeertalen

Ondertussen weten we dat programmeren niets ‘meer’ is dan het schrijven van instructies. Die instructies kunnen we in verschillende talen schrijven. Welke taal je gaat gebruiken, hangt af van je eigen voorkeur, maar vooral van het apparaat waar je de software voor schrijft. Een iOS-applicatie gebruikt Swift, maar voor een Windows-applicatie kan je kiezen voor een taal zoals C# (C Sharp) of C++. Wil je een online web app programmeren, dan gebruik je bijvoorbeeld PHP en/of JavaScript. Er zijn duizenden programmeertalen en er komen er steeds nieuwe bij. Op dit moment is Python bijvoorbeeld erg ‘hot’ onder hobbyisten.

Al deze programmeertalen verschillen voornamelijk in hun syntax. Vergelijk dat gerust met de grammaticaregels. Het gaan dan bijvoorbeeld om het gebruik van enkele of dubbele aanhalingstekens, ronde haakjes of vierkante haakjes, of je een instructie al dan niet afsluit met een puntkomma, etc. Deze talen delen echter wel de programmeerprincipes die we in deze cursus ook behandelen (het gebruik van variabelen, if-else statements, functies, etc). Wanneer je de basisprincipes dus goed onder de knie hebt, gaat de overstap van de ene programmeertaal naar de andere meestal vrij soepel.

Variabelen

Tijdens het programmeren werk je steeds met data. Die data moet je ergens kunnen opslaan. Je kan het zo eenvoudig maken als je zelf wil. Stel dat je een programma hebt met twee velden: getal 1 en getal 2. Ook is er een knop ‘optellen’. Klik je op die knop, dan wordt de waarde in het eerste veld opgeteld bij de waarde uit het tweede veld. In dit geval zou je drie variabelen kunnen hebben. De eerste variabele is ‘Getal1’, de tweede variabele is ‘Getal2’ en de laatste variabele is ‘Resultaat’. Door deze waarden in een variabele te steken, kan je deze waarden makkelijk oproepen in je code. Het gebruik van variabelen maakt je code een stuk beter leesbaar. Zorg er dus altijd voor dat je variabelen een duidelijke naam hebben.

De term ‘variabele’ verwijst naar het variabele karakter ervan (wie zei dat programmeren moeilijk is?). Heb je een variabele die nooit verandert van waarde, dan noemen we dit een constante. Stel dat je een game maakt. In die game start je personage altijd met een maximale levensbalk. In dit geval zou je een constante genaamd ‘MaxHealth’ kunnen aanmaken met een waarde van 100. Telkens wanneer het personage schade oploopt, roep je de waarde ‘MaxHealth’ aan en trek je er 10 van af.

Datatypes

Tijdens het programmeren gebruiken we tal van manieren om de foutgevoeligheid van je applicatie te minimaliseren. Zo geven we elke variabele bijvoorbeeld ook een datatype. Bevat de waarde van je variabele platte tekst (zoals een voornaam of adres), dan gebruiken we het datatype ‘string’ (waarschijnlijk had je niet gedacht dat programmeren zelfs sexy zou zijn).

Krijgt de variabele een numerieke waarde toegewezen (zoals een variabele voor de leeftijd van de gebruiker) dan gebruiken we het datatype ‘integer’. Door datatypes te definiëren, zorgen we ervoor dat onze computer weet wat voor data hij kan verwachten. Het maakt je software minder gevoelig voor fouten en zorgt er ook voor dat je computer weet hoeveel ruimte hij moet vrijhouden voor elke variabele, wat je applicatie ook weer een stuk efficiënter maakt. Niemand houdt van software die traag werkt, en het is dan ook steeds een uitdaging om niet alleen werkende code te schrijven, maar ook efficiënte code.

Conditionals

De ware kracht van het programmeren verschuilt zich in het gebruik van conditional statements. Hiermee kan je de computer zeggen wat er moet gebeuren wanneer er iets gebeurt. Wellicht heb je al gehoord van de website ‘If This Then That’. Dit beschrijft goed hoe conditionals werken binnen het programmeren. If <een bepaalde actie> then <moet de computer dit doen>. Bijvoorbeeld: je maakt een applicatie met een leeftijdscontrole. Je maakt een variabele aan genaamd ‘GeboortdatumBezoeker’ (met het datatype DateTime) waar je de datum opvraagt die de gebruiker heeft ingevoerd. In je code maak je vervolgens een variabele genaamd ‘ToegelatenOpWebsite’. Deze variabele geef je het datatype ‘Boolean’, wat betekent dat deze variabele enkel ‘true’ of ‘false’ kan bevatten. In je code vraag je de datum van vandaag op, en je trekt hier de waarde van ‘GeboortedatumBezoeker’ van af.

Als de gebruiker ouder is dan 18, dan mag deze op de website. Indien dit niet zo is, dan wordt toegang tot de website geweigerd. Je raadt het al: hier komt een conditional uitstekend van pas. IF <ToegelatenOpWebsite = false> THEN <gebruiker krijgt geen toegang> ELSE <gebruiker krijgt wél toegang>.

Hierboven hebben we de computer dus expliciet opgedragen wat hij moet doen. Tijdens het programmeren ga je voortdurend gebruikmaken van dergelijke conditionals. In dit voorbeeld telt onze conditional slechts 1 regel code, maar het is geen uitzondering om een conditional te hebben met honderden regels code. Bijvoorbeeld wanneer je een applicatie maakt waar een gebruiker een van vele opties kan kiezen uit een dropdown menu. Afhankelijk van de waarde die wordt gekozen, moet er iets anders gebeuren. Het aantal statements in je conditional telt dus al snel op.

Functies

Je kan de meest geavanceerde software schrijven in 1 tekstbestand zonder enige vorm van onderverdeling, maar dat is uiteraard geen goed programmeerwerk. Je code wordt zo onmogelijk om te lezen, wat een groot probleem is wanneer je later jouw programma moet uitbreiden, een probleem moet oplossen of wanneer een andere programmeur aan de slag moet met jouw code. Bovendien is het niet efficiënt om lange code te schrijven. Het is een stuk efficiënter om acties die regelmatig terugkomen op te delen in functies. Een functie bevat code die een bepaalde actie uitvoert. Je kan zoveel functies maken als je zelf wil. De ene programmeur verkiest een functie met heel wat code, de andere kiest ervoor om tal van kleine functies te maken.

Bijvoorbeeld: je maakt een simpele rekenmachine. De rekenmachine bevat twee velden (voor twee getallen) en vervolgens vier knoppen: optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. Je zou een functie “ResultaatBerekenen()” kunnen maken die alle code omvat van je applicatie, maar beter is om in dit geval 5 functies te maken. Niet alleen de functie ResultaatBerekenen(), maar ook de functies Optellen(), Aftrekken(), Vermenigvuldigen() en Delen(). Stel dat je later in je applicatie opnieuw het codestuk nodig hebt om twee getallen met elkaar te vermenigvuldigen, dan kan je de functie simpelweg aanroepen in plaats van de code te moeten kopiëren en plakken uit de allesomvattende functie ResultaatBerekenen(). Concreet: functies voeren een bepaalde actie uit. Een actie die je zelf omschrijft aan de hand van instructies.

Parameters

Zoals je hierboven zag, wordt de naam van een functie gevolgd door twee ronde haakjes. Dit heeft een praktisch nut. Tussen deze twee ronde haakjes kunnen we namelijk parameters toevoegen. Via parameters kan je bepaalde waarden ‘meegeven’ bij een functie. Neem bijvoorbeeld de functie Optellen(). Deze functie bevat slechts enkele regels code. We zeggen de computer om Getal1 en Getal2 met elkaar op te tellen, en het resultaat te bewaren in een nieuwe variabele. Om die functie zo flexibel mogelijk te maken, zorgen we ervoor dat we bij het aanroepen van de functie zelf kunnen meegeven welke twee getallen moeten worden opgeteld. Dat kan bijvoorbeeld via Optellen(Getal1, Getal2). Op die manier kunnen we deze functie overal aanroepen. We moeten enkel twee getallen opgeven en die worden vervolgens bij elkaar opgeteld. Het resultaat kunnen we dan opslaan in een eigen variabele. Bijvoorbeeld: var Resultaat  = Optellen(Getal1, Getal2).

Zoals je merkt kunnen functies en parameters ervoor zorgen dat je code overzichtelijker, efficiënter en herbruikbaar wordt.