while-loops (while-Schleifen)

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(Musterlösungen fehlen noch!)

Schau dir das folgende Video zu while-loops an und löse die darin enthaltenen kleinen Aufgaben!

Lösung der ersten Aufgabe aus dem Video

summe = 0
eingabe = -1
while eingabe != 0:
    eingabe = int(input("Gib eine Zahl ein: "))
    summe = summe + eingabe
print(f"Die Summe der eingegebenen Zahlen ist {summe}.")

Lösung der zweiten Aufgabe aus dem Video

string-mit-mindestlaenge-10-einlesen.py

eingabe = ""
while len(eingabe) < 10:
    eingabe = input("Gib einen String der Länge mindestens 10 ein: ") 
print(f"Die Eingabe war: {eingabe}")

Lösung der dritten Aufgabe aus dem Video

drei-potenzieren.py

produkt = 1
zaehler = 0
while produkt <= 1000000:
    produkt = 3 * produkt
    zaehler = zaehler + 1
print(f"3 hoch {zaehler} ist das erste Mal groesser als 1000000.")

Die Syntax von while-Schleifen ist ähnlich zu der von if-statements:

while <Ausführungsbedingung der Schleife>:
    Code-Block (auch Rumpf der Schleife genannt)

Der eingerückte Code-Block wird solange wieder und wieder durchgeführt, wie die Ausführungsbedingung gilt.

Die Ausführungsbedingung einer while-Schleife hängt fast immer von Variablen ab. Diese müssen am Anfang initialisiert werden (oft so, dass die Schleife mindestens einmal ausgeführt wird) und im Rumpf der Schleife so verändert werden, dass die Schleife irgendwann verlassen wird.

Vermeide Endlosschleifen! Falls das doch passiert: Abbruch der Programms im Terminal mit Ctrl+c.

Jede for-loop kann durch eine while-loop ersetzt werden:

(1) Schreibe ein Programm mit einer while-Schleife und ohne for-Schleife, das dasselbe tut wie das folgende Programm:

for i in range(5, 20):
    print(i)

(2) Verändere dein Programm so, dass es von 20 abwärts mit Schrittweite 3 alle Zahlen ausgibt, die echt grösser als -7 sind.

Gib in der Python-Shell den Befehl

import random

ein (dieser importiert alle Befehle aus der random-Bibliothek) und dann

random.randint(1,6)

Um den letzten Befehl noch einige weitere Male auszuführen: Drücke die Pfeiltaste ↑ (damit bekommt man die vorige Eingabe) und dann Enter. Wiederhole dies einige Male. Variiere die Argumente 1 und 6 im Befehl random.randint(1,6) und bekomme so heraus, was dieser Befehl macht.

Was liefert der Befehl random.random()?

Lösung

Der Befehl random.randint(1,6) erzeugt eine ganzzahlige Zufallszahl zwischen 1 (einschliesslich) und 6 (einschliesslich). Alle Zahlen kommen gleich häufig vor (wie bei einem idealen Würfel).

Der Befehl random.random() liefert zufällig eine Kommazahl im Intervall $[0,1[$.

Genauer: Es kommen nur Kommazahlen heraus, die ab der 54. Nachkommastelle nur Nullen als Nachkommastellen haben. (Ich habe dies durch Eingabe von f“{random.random():.54f}” herausgefunden.)

Speichere das folgende Programm ab und ändere es so, dass der Benutzer nach jeder Additionsaufgabe gefragt wird, ob er noch eine weitere Aufgabe lösen möchte. Bei Eingabe “n” soll das Programm enden, sonst (beispielsweise beim Drücken von Enter ohne vorherige Eingabe) soll eine weitere Additionsaufgabe gestellt werden.

additionstrainer.py

import random
a = random.randint(-10, 10)
b = random.randint(-10, 10)
eingabe = int(input(f"Berechne {a} plus {b}: "))
if eingabe == a + b:
    print("Korrekt!")
else:
    print(f"Falsch. Richtig wäre {a+b} gewesen.")

Bonus-Aufgabe: Wer mag, kann jedesmal abhängig von einer Zufallszahl (mit Werten 1, 2, 3 (und 4)) eine Additions-, Subtraktions- oder Multiplikationsaufgabe (oder “aufgehende” Divisionsaufgabe) stellen. (Achtung, Division durch Null vermeiden!)

Spieler A denkt sich eine (ganzzahlige) Zufallszahl zwischen 1 und 100 aus. Spieler B rät eine Zahl. Spieler A informiert ihn dann, ob er zu hoch bzw. zu tief bzw. richtig geraten hat. Spieler B wiederholt das Raten so lange, bis er die richtige Zahl herausbekommen hat.

Schreibe ein Python-Programm, so dass der Computer den Part von Spieler A übernimmt und der Benutzer den Part von Spieler B.

Bonus-Frage: Finde eine Rate-Strategie für B, so dass B mit möglichst wenig Fehlversuchen auskommt.

Unter dem folgenden Link ist ein Skelett eines Programms, das du verbessern sollst (Download im Ordner deiner Wahl per rechter Maustaste).

(Achtung: Das Programm enthält eine Endlosschleife! Abbruch per Ctrl+c im Terminal.)

box-steuern.py

Wenn du das Programm in etwa verstehst, löse sofort die Aufgaben unten. Sonst schau dir das folgende Erklärvideo an:

Video zum Programm "box-steuern"

Ändere das Programm so, dass:

(1) Drücken der Escape-Taste, der Taste “q” oder Anklicken des Kreuzes rechts oben im Pygame-Fenster das Programm beenden.

Hinweis

Verändere die Variable fensterSchliessen bei den entsprechenden Eingaben.

(2) Die grüne Box (imfolgenden Schlange genannt, auch wenn sie sehr kurz ist) mit den Cursor-Tasten bewegt werden kann (Bewegung um ein Kästchen pro Tastendruck).

Hinweis

Verändere die Variablen xSpieler und ySpieler bei den entsprechenden Eingaben.

(3) Die Schlange das Spielfeld nicht verlassen kann (wenn die Box etwa am rechten Rand ist und die rechte Pfeiltaste gedrückt wird, passiert nichts).

Hinweis

Zum Beispiel bei Eingabe “Pfeiltaste nach rechts”: Erhöhe die Variable xSpieler nur dann um eins, wenn die Schlange dadurch das Spielfeld nicht verlässt. (Die Breite des Spielfelds ist in ANZAHL_BOXEN_X gespeichert.)

(4) Das Spiel endet, wenn die Schlange auf das Feld mit der roten Box kommt (die Schlange frisst den Apfel).
(5) Drücken der Taste “f” (wie Farbe) zum Farbwechsel der Schlange auf Blau bzw. zurück auf Grün führt.

Bonus-Aufgaben (such dir aus, was dir gefällt):

(6) Wenn die grüne Box einen Spielfeldrand erreicht und weiter in diese Richtung gesteuert wird, erscheint sie am gegenüberliegenden Spielfeldrand.
(7) Wenn der Apfel gefressen wird, wird er an einer neuen Position erzeugt und die “Schlange” bekommt 100 Punkte gutgeschrieben. Den aktuellen Punktestand kannst du im Terminal ausgeben.
(8) Der Apfel kann der Schlange davonlaufen: Steuere den Apfel etwa mit den Tasten “a”, “s”, “d”, “w”.
(9) Sei kreativ und erweitere das Spiel!
(10) Die Schlange läuft stets mit konstanter Geschwindigkeit (auch wenn keine Taste gedrückt wird). Drücken der Pfeiltasten ändert nur die Richtung.
(11) Wenn du Snake programmieren willst, solltest du lernen, was Listen sind! … vermutlich kommt das im nächsten Abschnitt dran …

Schreibe ein Programm, das einen Bankautomat simuliert: Der Benutzer gibt den gewünschten Betrag (in Franken) ein, der Computer gibt diesen Betrag in Banknoten aus und versucht dabei, die Anzahl der ausgegebenen Noten möglichst gering zu halten.

Welche Banknoten es gibt, erfährst du zum Beispiel hier: https://www.snb.ch/de/iabout/cash/history/id/cash_history_serie9

Hinweis

Verwende // (ganzzahlige Division) um herauszufinden, wie oft eine Banknote ausgegeben werden soll.

Verwende % (Rest der ganzzahligen Division) um den Betrag herauszufinden, der dann noch übrig bleibt.

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