K103: Zählschleifen mit for und range()

Um was geht es bei Schleifen (oder auch Schlaufen)? Bis anhin hat Python für uns ein Programm ausgeführt und dabei der Reihe nach eine Anweisung nach der anderen abgearbeitet. Betrachten wir beispielsweise das folgende Programm:

from turtle import *

forward(100)
left(120)
forward(100)
left(120)
forward(100)
left(120)

exitonclick()

Das Programm zeichnet das bekannte gleichseitige Dreieck. Speziell an diesem Anweisungsblock ist, dass Python drei Mal genau dasselbe machen muss, nämlich 100 Schritte geradeaus gehen und 120 Grad nach links drehen. Einfacher wäre es, wenn wir Python sagen können, dass etwas wiederholt werden soll. Beispielsweise so:

wiederhole 3x:
– forward(100)
– left(120)

Wiederholte Anweisungen setzt man in Python mit sogenannten Schleifen (oder Schlaufen, manchmal spricht man auch von Iteratoren) um. Genau genommen gibt es in Python 2 Schleifentypen, namentlich die for Schleife und die while Schleife. Sie funktionieren ähnlich, an dieser Stelle betrachten wir aber nur die for Schleife.

Wie Schleifen arbeiten, sieht man am besten an einem Beispiel:

from turtle import *

for i in range(3):
    forward(100)
    right(120)

exitonclick()

Das Programm gibt erneut unser bekanntes Dreieck auf dem Bildschirm aus (dieses Mal haben wir nach rechts gedreht).

Wie funktioniert das? Als erstes müssen wird Python sagen, dass etwas wiederholt werden soll. Und natürlich auch, wie oft es wiederholt werden soll. Das machen wir mit dem Wort for, dann einen beliebigen Variablennamen, gefolgt von in und range(Anzahl Mal):

for variablen in range(anzahl):

Die Anweisung besteht aus 4 Teilen:

1. for 
   Das Wort for ist ein sogenanntes Schlüsselwort. Es sagt Python, dass es sich beim Nachfolgenden um eine Wiederholung handelt. Deshalb muss es auch an erster Stelle stehen.
2. variable
   Als nächstes kommt eine Variable. Das kann ein beliebiger Name sein. Beispielsweise i, aber auch Auto, Mister_x, etc. Genau genommen ist es ein Name, welcher auf ein Objekt verweist. Wozu dieser Name genau dient, werden wir später noch sehen. Hier ist erste einmal wichtig, dass es etwas braucht. Der Einfachheit halber schreiben wir nur einen einzelnen Buchstaben, hier ein i.
3. in range(anzahl)
   Dann schreiben wir, wie oft etwas wiederholt werden soll. Für 3 Wiederholungen notieren wir in range(3), für 5 Wiederholungen in range(5) etc.
4. :
   Am Ende steht ein Doppelpunkt! Bitte beachten, denn der Doppelpunkt geht am Anfang gerne mal vergessen.

Nachdem Python nun weiss, dass etwas wiederholt werden soll, müssen wir Python noch sagen, was es genau wiederholen soll. Das machen wir, indem wir die zu wiederholenden Anweisungen einrücken (in Python spricht man von Identation). Wichtig dabei ist, dass wir die zu wiederholenden Anweisungen immer genau gleich viel einrücken. Wie viel man die Anweisungen genau einrückt ist egal, aber es muss immer gleich viel sein (zur guten Praxis gehört eine Einrückung von 4 Leerschlägen).

Zu Illustration nachfolgend das oben bereits dargestellte Programm mit einem klassischen Fehler:

from turtle import *

for i in range(3):
    forward(100)
right(120)

exitonclick()

Was ist falsch? Die Anweisung right(120) ist nicht eingerückt. Python wird in diesem Fall 3x die Anweisung forward(100) wiederholen. Dann ist die Schleife beendet (alle eingerückten Bewegungen sind 3x abgearbeitet) und der normale (sequentielle) Programmablauf wird fortgesetzt.

Löse nun als nächstes die unten stehenden Aufgaben. Zur Wiederholung:

• Mit for sagen wir Python, dass ein Anweisungsblock mehrere Male wiederholt werden soll.
• Nach dem for benötigen wir einen Variablennamen. Wir nehmen hier momentan einen einfachen Buchstaben wie i, j oder k (das ist typisch für sogenannte Zählschleifen).
• Anschliessend kommt in range(). In die Klammern schreibt man die Anzahl Wiederholungen.
• Doppelpunkt nicht vergessen!
• Das, was wiederholt werden soll, wird anschliessend eingerückt. Und zwar immer genau gleich viel.

Noch einen letzten Hinweis zur Terminologie (zu der gebräuchlichen Bezeichnung): Die erste Zeile nennt man auch den Schleifenkopf, die eingerückten, zu wiederholenden Zeilen nennt man den Schleifenrumpf oder Schleifenkörper.