Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen der Seite angezeigt.

Link zu der Vergleichsansicht

Beide Seiten, vorherige Überarbeitung Vorherige Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		 Vorherige Überarbeitung
gf_informatik:python_zusammenfassung [2023-09-25 05:38] – hofgf_informatik:python_zusammenfassung [2023-09-25 07:14] (aktuell) – [Operationen mit Zahlen] hof
Zeile 4: Zeile 4:
  
 ## The Big Six ## The Big Six
 +### Variablen
 +
 +In **Variablen** werden Werte gespeichert, die man im Laufe des Programms lesen oder verändern will. Variablen haben einen Namen und einen Wert. Den Namen der Variable darf man frei wählen. Nicht erlaubt sind allerdings die Schüsselwörter (z.B. *from*, *repeat*, ...) und Namen mit Sonderzeichen.
 +
 +Variablen kannst du ganz einfach deklarieren: `<Name der Variablen> = <Wert der Variablen>`
 +
 +Variablen haben jeweils einen **Typ**:
 +
 +   * **Zahlen**: Mit Zahlen kann man rechnen.
 +   * Ein Text wird in der Informatik als **String** bezeichnet. In Python müssen Strings immer in Anführungs- und Schlusszeichen geschrieben werden. Zahlen sind keine Strings und benötigen deshalb keine Anführungs- und Schlusszeichen. Natürlich kann man mit Strings nicht rechnen.
 +
 +**Beispiele:**
 +
 +<code python>
 +x = 7 # Zahl
 +
 +a = "Hallo, ich bin ein String!" # String
 +</code>
 +#### Operationen mit Zahlen
 +Betrachte als Beispiel den folgenden Code:
 +
 +<code python>
 +x = 7
 +
 +y = x*x
 +
 +print(y)
 +</code>
 +
 +Im ersten Schritte legen wir eine Variable mit Namen `x` fest und weisen ihr den Wert 7 zu. Danach quadrieren wir die Zahl und speichern diesen Wert in einer zweiten Variable mit Namen `y`. Nun geben wir in der Konsole den Wert der Variable `y` (also 49) aus. Die **Konsole** (auch **Terminal**) ist das Fenster unterhalb des Code-Fensters.
 +Um etwas in der Konsole auszugeben, schreiben wir dies in die `print(...)` Funktion.
 +
 +Führe diesen Code (selber schreiben, nicht copy-paste!) nun selbst aus. Weise der Variablen `x` nun einen anderen Wert zu. Damit wird dann auch der Wert der Variablen `y` verändert und dementsprechend sieht die Ausgabe im Terminal anders aus.
 +
 +Einige wichtige **mathematischen Operatoren** sind:
 +
 +^ Funktion ^ Python-Code ^ Resultat ^
 +| Addition | `7+3` | `10` |
 +| Subtraktion | `7-3` | `4` |
 +| Multiplikation | `7*3` | `21` |
 +| Division (Nachkommastellen) | `7/3` | `2.3333333333...` |
 +| Ganzzahldivision | `7//3` | `2` |
 +| Hoch (z.B. 2 hoch 5) | `2**5` | `32` |
 +| Wurzel (z.B. Wurzel von 2, sqrt für square-root) | `sqrt(2)` | `1.4142135...` |
 +| Modulo (Rest der Ganzzahl-Division) | `7%3`| `1` |
 +
 +#### Operationen mit Strings
 +
 +^ Funktion            ^ Python-Code                 ^ Resultat             ^
 +| Länge               | `len("Eine Zeichenkette")`  | `17`                 |
 +| Buchstabe auslesen  | `"Hallo"[1]`                | `"a"`                |
 +| Aneinanderreihen    | `"Hallo" + "Welt"`          | `"HalloWelt"`        |
 +| _Multiplikation_    | `"lol" * 5`                 | `"lollollollollol"`  |
 +
  
 ### Verzweigung ### Verzweigung
Zeile 27: Zeile 81:
 </code> </code>
  
-Gibt es aber **drei oder mehr Fälle**, muss man `if`-`else`-Verzweigungen ineinander verschachteln. Dadurch wird der Code unübersichtlich und fehleranfällig. Es ist dann besser, mit `elif` die weiteren F$lle zu programmieren, da man mit dieser **beliebig viele Fälle** unterscheiden kann:+Gibt es aber **drei oder mehr Fälle**, muss man `if`-`else`-Verzweigungen ineinander verschachteln. Dadurch wird der Code unübersichtlich und fehleranfällig. Es ist dann besser, mit `elif` die weiteren Fälle zu programmieren, da man mit dieser **beliebig viele Fälle** unterscheiden kann:
 <code python> <code python>
 if <Bedingung1>: if <Bedingung1>:
Zeile 40: Zeile 94:
  
    * Es gibt genau eine `if`-Anweisung!    * Es gibt genau eine `if`-Anweisung!
-   * Man kann **beliebig viele** (auch null) `elif`-Anweisungegn hintereinander schalten.+   * Man kann **beliebig viele** (auch null) `elif`-Anweisungen hintereinander schalten.
    * Es gibt keine oder eine `else`-Anweisung.    * Es gibt keine oder eine `else`-Anweisung.
    * Falls die Bedingung bei `if` oder einem `elif` erfüllt ist, werden alle darauffolgenden `elif` gar **nicht mehr überprüft**.    * Falls die Bedingung bei `if` oder einem `elif` erfüllt ist, werden alle darauffolgenden `elif` gar **nicht mehr überprüft**.
Zeile 57: Zeile 111:
 # sobald die <Bedingung> nicht mehr erfüllt ist # sobald die <Bedingung> nicht mehr erfüllt ist
 </code> </code>
 +
 +### Bedingungen
 +
 +Sowohl in Schleifen wie auch in Verzweigungen werden Bedingungen überprüft. Bedingungen sind Code-Ausdrücke, die in einen Wahrheitswert (`True` - die Bedingung ist erfüllt, oder `False`, sie ist nicht erfüllt) umgewandelt werden können.
 +
 +Die einfachste Bedingung ist also gerade so ein Wahrheitswert. Eine `while True`-Schleife wird nie regulär beendet, wir verwenden Sie für einen Programmteil der nicht verlassen werden sollen (z.B. in der Robotik):
 +
 +<code python>
 +while True:
 +    if button_a.is_pressed():
 +        display.show(Image.SMILE)
 +</code>
 +
 +#### Vergleichs-Operatoren
 +
 +Für komplexere Bedingungen in Verzweigungen und Schleifen benötigen wir **Vergleichsoperatoren:**
 +
 +^ Operator ^ Erklärung ^
 +| `x == 4` | x ist Zahl und hat Wert von genau 4 |
 +| `s == "Hallo"` | s ist String und hat genau den Inhalt "Hallo" |
 +| `x != 4` | x ist NICHT eine Zahl vom Wert (Ungleich-Operator)|
 +| `x > 5` | x ist Zahl grösser als 5 |
 +| `x >= 5` | x ist Zahl grösser gleich 5 |
 +| `x < 5` | x ist Zahl kleiner als 5 |
 +| `x <= 5` | x ist Zahl kleiner gleich 5 |
 +
 +#### Implizite Umwandlung in Wahrheitswert
 +
 +Python kann alle Werte irgendwie in einen Wahrheitswert umwandeln:
 +  * `False` sind:
 +    * die Zahl `0` oder `0.0`
 +    * der leere String `""` und die leere Liste `[]`
 +    * `None`
 +    * `False` selbst
 +  * `True` ist alles andere:
 +    * alle anderen Zahlen ausser 0
 +    * alle nicht-leeren Strings und Listen
 +    * `True` selbst
 +    * alle anderen Objekte
 +
 +#### Logik-Operatoren
 +
 +Mit **Logikoperatoren** können mehrere Aussagen **verknüpft** (`and`, `or`) oder eine Aussage **negiert** (`not`) werden:
 +^ Operator ^ Erklährung ^
 +| `A and B` | ist `True` nur falls beide Aussagen `A` und `B` `True` sind |
 +| `A or B` | ist `True` nur falls mindestens eine der Aussagen `A` und `B` `True` ist |
 +| `not A` | negiert Aussage `A` |
 +
 +### Listen
 +
 +Eine Liste ist eine Sequenz von Werten, die in einer einzigen Variable gespeichert werden.
 +
 +Eine Liste erstellt man wie folgt:
 +<code python>
 +L = ['a', 'b', 'c', 'd']
 +</code>
 +Eine Liste besteht aus **Elementen**, die Position eines Elements wird **Index** genannt. Die Elemente einer Liste kann man über ihren Index **auslesen**. Das erste Element hat den Index 0, das zweite den Index 1 usw. `print(L[2])` gibt also `c` in der Konsole aus. Ganz ähnlich kannst du auch einen **Wert ändern**: `L[2] = 'B'`.
 +
 +Elemente hinten **hinzufügen** kann man mit append:
 +<code python>
 +L = ['a', 'b', 'c', 'd']
 +L.append('e')
 +</code>
 +
 +Nach dem append-Befehl sieht die Liste wie folgt aus: `['a', 'b', 'c', 'd', 'e']`. Mit `print(L)` kannst du dich selbst davon überzeugen. Weitere wichtige Befehle sind
 +<code python>
 +L.insert(2,'z') # fügt an Index-Position 2 den Wert 'z' ein
 +L.pop(4) # Entfernt das Element mit Index 4
 +len(L) # Gibt an, wieviele Elemente sich in der Liste befinden. Diesen Wert kann man z.B. printen oder in einer Variablen speichern
 +</code>
 +
 +#### Iteration
 +
 +Iteration bedeutet, alle Elemente einer Liste durchzugehen. Mit einer `while`-Schleife könnte das so aussehen:
 +<code python>
 +i = 0
 +while i < len(L):
 +    print(L[i])
 +    i = i + 1
 +</code>
 +
 +Noch etwas eleganter geht dasselbe mit einer `for`-Schleife. Dabei wird die Schleifen-Variable (im Beispiel `e`) in jedem Durchgang der Schleife auf das nächste Element der Liste gesetzt.
 +<code python>
 +for e in L:
 +    print(e)
 +</code>
 +### Funktionen
 +
 +Eine **Funktion** verpackt ein Stück Code, das wir öfter benötigen. 
 +
 +Die Funktion ist immer wie folgt aufgebaut:
 +
 +<code python>
 +def name_der_funktion(PARAMETER): # Parameter sind optional, die Klammern nicht.
 +    # CODE DER FUNKTION
 +    return RETURN_WERT # ist optional
 +</code>
 +
 +Wir verwenden Funktionen schon lange, viele kennst du: `print` und `input`, `random.randint`, `len`. Zudem gibt es Funktionen, die zu einem Objekt gehören:
 +<code python>
 +digits = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
 +digits.append(6)  # Die Funktion append gehört zum Listen-Objekt
 +
 +message = "Wir haben {0} Ziffern".format(7)  # Die Funktion format gehört zum String-Objekt
 +</code>
 +
 +Gründe, um Funktionen zu benützen:
 +  * Effizienz: Wiederholung vermeiden, mehrfach benötigten Code nur einmal schreiben.
 +  * Klarheit: Der Name der Funktion dokumentiert, was hier passiert.
 +  * Isolation: Eine Funktion bearbeitet nur ihre Argumente, andere Variablen sind tabu!
 +
 +Vergleich den folgenden Code und entscheide, was klarer ist:
 +
 +<WRAP group>
 +<WRAP 45% column>
 +<code python>
 +numbers = [58, 100, 2, 24, 34, 34, 41, 46, 49, 45]
 +
 +count = 0
 +for n in numbers:
 +   if n % 5 == 0:
 +       if n % 3 == 0:
 +           count = count + 1
 +print(count)
 +</code>
 +</WRAP>
 +<WRAP 45% column>
 +<code python>
 +def is_multiple(number, factor):
 +    return number % factor == 0
 + 
 +def count_multiples_of(candidates, x, y):
 +    count = 0
 +    for n in candidates:
 +       if is_multiple(n, x) and is_multiple(n, y):
 +           count = count + 1
 +    return count
 + 
 +numbers = [58, 100, 2, 24, 34, 34, 41, 46, 49, 45]
 +print(count_multiples_of(numbers, 5, 3))
 +</code>
 +</WRAP>
 +</WRAP>
 +
  
  • gf_informatik/python_zusammenfassung.1695620325.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2023-09-25 05:38
  • von hof