Schleifenkonstruktionen und logische Ausdrücke

Source: python-lernen.de|python-lernen.com — Karlheinz Schubert 2023/10/29 17:18

Mit Schleifen kann man Programmteile (beliebig oft) wiederholen.

Wir könnten zum Beispiel einen Linienblatt ausgeben, indem wir 30 mal print('_' * 50) schreiben.

Besser ist aber eine Schleife zu verwenden. Dafür benötigen wir eine Hilfsvariable die wir hoch zählen (inkrementieren) werden. Diese Variable nennen wir ZeilenNr und initialisieren sie mit 0. Damit wir wissen, was die Zahl 30 bedeutet, schreiben wir diese in eine Variable mit einem sprechenden Namen: AnzahlLinien = 30.

AnzahlLinien = 30
ZeilenNr = 0
while ZeilenNr < AnzahlLinien:
    ZeilenNr += 1
    print('_' * 50)

Nachdem wir die Variablen definiert und gesetzt haben, benutzen wir das KeyWord while und geben genauso wie bei den if Bedingungen einen Vergleich an.

Wir fragen, ob LinienNr kleiner als AnzahlLinien ist. Sollte das der Fall sein, wird der Block in der Schleife ausgeführt.

Im Block selbst geben wir unsere Zeile print('_'*50) aus und (sehr wichtig) erhöhen die LinienNur um 1: LinienNr += 1. Sollten wir dies vergessen, so bleibt LinienNr immer 0 also kleiner als AnzahlLinien und die Schleife läuft ewig weiter.

Wollen wir eine Aktion n-mal wiederholen, so wie beim Linienblatt, kann man auch eine for Schleife verwenden. Diese benötigt keinen Inkrementor LinienNr += 1, dafür aber die range() Funktion. Diese erwartet als Paramter eine Anzahl und gibt uns ein Range Objekt zurück. Was ein Objekt genau ist, interessiert uns momentan nicht. Wir können uns vorstellen, dass das Range Objekt uns eine List von Zahlen zurück gibt.

Also anstatt unserer Hilfsvariable LinienNr hoch zu zählen benutzen wir die range() Funktion mit unserem Zahlenbereich.

for ZeilenNr in range(30):
    print('_' * 50)

Achtung die range(10) gibt den Zahlenbereich von 0 bis 9 zurück. Die Schleife läuft also 10 mal. Wenn wir ZeilenNr mit ausgeben, sehen wir aber das diese bei 0 beginnt und bei 9 endet.

Es kann vorkommen das wir aus einer Schleife springen wollen und diese abrechen. Dafür verwenden wir das break statement.

for iIndex in range(10):
    if Index == 5:
        break
    print("Hallo Welt")

In diesem Beispiel wird nur 5 mal, statt 10 mal “Hallo Welt” ausgegeben. Da sobald Index gleich 5 ist wir aus der Schleife springen.

for Index in range(10):
    print(Index)
    if Index % 2 == 0:
        continue
    print("Hallo Welt")

In diesem Beispiel geben wir die Zahlen von 0 bis 9 aus. Sollte i nicht ganzzahlig durch 2 geteilt werden können, geben wir “Hallo Welt” aus. Wenn i durch 2 glatt teilbar ist springen wir wieder zum Anfang der Schleife und überspringen somit das Ausgeben von “Hallo Welt”.

Das % Zeichen ist ein ganz normaler Rechen-Operator wie +oder *. Das % steht für Modulo und gibt den Rest einer Ganzzahl-Division.

• 3 % 2ergibt also 1
• 4 % 2 ist 0, da kein Rest übrig bleibt.

Sowohl bei den if , als auch bei den Schleifen Anweisungen haben entweder eine Variable oder eine (Un-)Gleichungen als Bedingung angegeben. Dies funktioniert, weil verschiedene Operatoren und Operationen in Python einen booleschen Wert zurückgeben.

print(42==42)

So gibt dieses print() einfach ein “True” aus.

Die beiden boolschen Werte True und False lassen sich auch direkt Variablen zuweisen:

Variable1 = False
Vairable2 = True

Ein boolscher Wert aber auch aus anderen Datentypen durch s.g. casten erzeugt werden:

bool(0)            # False
bool(1)            # True
bool(2)            # True
bool("Hallo Welt") # True
bool("")           # False
bool(1==2)         # False
bool(1==1)         # True
bool(1<2)          # True

Dieses casten erfolgt in Schleifen und if Abfragen oft implizit. Daher können wir eine endlos Schleife so schreiben:

while 1:          
    print("Hey, bool(1) ist True!")

Diese Schleife läuft unendlich lange, da 1 immer True ist.

Im Terminal (Unix) bzw. im Command Fenster (Windows) kann man eine solche Endlosschleife mit Ctrl+C abrechen.

Wenn wir überprüfen wollen ob etwas nicht der Fall ist können wir den boolean auch invertieren. Das machen wir indem wir ein not vor den boolean Wert schreiben.

b = False
 
if not b:
    print("in dem if drin")

Das funktioniert natürlich auch mit den bereits bekannten Vergleichen.

Zahl = 42
 
if not Zahl == 43:
    print("Die Zahl ist nicht 43")

Es kommt durchaus mal vor das wir mehrere Bedingungen zusammen hängen wollen. Zum Beispiel das wir prüfen wollen ob die Zahl in einem gewissen Bereich ist.

for Index in range(100):
    if Index > 50 and Index < 60:
        print(Index)

Die Schleife selbst ist relativ trivial, sie zählt von 0 bis 99. Das Neue ist in dem Code im if Statement. Wenn Index größer (>) als 50 UND kleiner (<) als 60 ist, geben wir den Index aus.

Das Gleiche gibt es auch noch mit oder hier ist das Keyword or:

Zahl = 1
if Zahl == 1 or Zahl == 42:
    print("Zahl ist 1 oder 42")
 
Zahl = 42
if Zahl == 1 or Zahli == 42:
    print("Zahl ist 1 oder 42")

In beiden Fällen haben wir die gleiche Abfrage und beide sind Wahr (True) obwohl wir Zahl im Laufe des Programmes überschreiben.

Verschiedene Operatoren die einen booleschen Wert zurückgeben:

print(True == True) # True
print(not True == True) # False
print(True == True and True == False) # False
print(True == True or True == False)  # True
print(42 > 1)  # True
print(42 < 1)  # False
print(42 >= 1) # True
print("Hallo Welt" < "Hallo") # False
print("Hallo Welt" > "Hallo") # True
print("Hallo" == "Hallo")    # True

Jetzt kann man mit if Abfragen einen kleinen Python Rechner bauen. Durch eine While-Schleife führt er Berechnungen aus, bis man 'exit' eingibt:

print("\nMini-Calculator\n")
 
while True:
    Operator = input('Welche Operation (+,-,*,/,^,exit): ')
    Zahl1 = float(input('Zahl1: '))
    Zahl2 = float(input('Zahl2: '))
    Ergebnis = ''
 
    if Operator == '+':
        Ergebnis = Zahl1 + Zahl2
    elif Operator == '-':
        Ergebnis = Zahl1 - Zahl2
    elif Operator == '/':
        Ergebnis = Zahl1 / Zahl2
    elif Operator == '*':
        Ergebnis = Zahl1 * Zahl2
    elif Operator == 'exit':
        break
    else:
        print("Fehler: Die Eingabe konnte nicht interpretiert werden!")
 
    print(f'{Zahl1} {Operator} {Zahl2} = {Ergebnis}')
 
print('Adieu.')

Wir fügen eine nochmal Variabel hinzu und geben ihr den Wert True . Gibt der Benutzer statt eines Rechen Operator ein ‘E’ ein setzten wir nochmal auf False . Was dazu führt das wir die Schleife verlassen und das Programm beendet wird.