Lektion 4: Python-Sprachelemente

• Reservierte Wörter
• Befehlstypen
• Ein- und Ausgaben
• Variablen und Datentypen
• Kontrollstrukturen

Reservierte Wörter

• Dürfen nicht für Bezeichner (Variablen, Functions usw.) verwendet werden
• Es gibt bei Version 3.7 ca. 30 reservierte Wörter
• Sind in der Hilfe und auf unzähligen Webseiten ausführlich beschrieben

Befehlstypen

• Befehl ist nicht gleich Befehl
• Befehle (z.B. break, for, if oder while)
• Befehlswörter (z.B. in oder from)
• Functions (z.B. print() oder input())
• Objekt-Functions (auch Methoden genannt)
• Operatoren

Ein- und Ausgaben in der Konsole

• Für Eingaben gibt es die input()-Function
• Für Ausgaben gibt es die print()-Function
• Bei Python 2.x war print noch ein Befehl (also ohne runde Klammern)

Formatierte Ausgabe

• Formatiert bedeutet, dass Zahlen und Datumswerte auf eine bestimmte Weise in eine Zeichenkette eingesetzt werden
• Für die Formatierung gibt es die format()-Function
• format() bietet viele Möglichkeiten, daher gibt es viele Details
• {} ist stets ein Platzhalter für einen Wert, der durch die format()-Function an dieser Stelle eingesetzt wird

Variablen

• Eine Variable speichert einen oder mehrere Werte während der Programmausführung
• Variablen werden nicht deklariert
• Der Typ des Werts gibt auch den Typ der Variablen an, z.B. int oder float
• Eine Variable, die keinen Wert besitzt, besitzt den Wert none
• Eine Variable besitzt einen Gültigkeitsbereich

Regeln für Variablennamen (1)

• Die erste Referenz sollte der PEP 8 Style Guide sein
• Ein Abschnitt heißt "Naming Styles"
• Die wichtigste Aussage ist: Es gibt keine verbindliche Vorgabe
• Wichtig ist, dass eine Schreibweise durchgehend verwendet wird
• Einige Python-IDEs zeigen "Verstöße" gegen PEP 8 mit Hilfe von Pylint im Quellcode an
• Pylint => Lektion 12 (https://www.pylint.org)

Regeln für Variablennamen (2)

• Meine bevorzugte Schreibweise ist mixedCase, z.B. anzahlVersuche
• Meine Empfehlungen für den Kurs:
• A) CapWords oder B) lower_case_with_underscores
• A) AnzahlVersuche B) anzahl_versuche

Datentypen (1)

• Der Datentyp steht für die "Sorte" des Wertes, den z.B. eine Variable enthält
• Es gibt theoretisch unendlich viele Datentypen
• Die wichtigsten Datentypen für den Alltagsgebrauch sind int, float, bool und str
• Python nimmt den Datentyp eines Wertes ernst, der Datentyp muss daher passen
• Über Konvertierungs-Functions wird z.B. aus einem int ein string
• Gute Übersicht bei Wikipedia

Datentypen (2)

Datentypen, die es nicht gibt

• Bei Python steht Einfachheit im Mittelpunkt
• Einige Datentypen anderer Programmiersprachen gibt es bei Python nicht
• Beispiele: byte, char oder Integer ohne Vorzeichen
• In Python gibt es keinen Pointer-Datentyp (Zeiger)

Operatoren (1)

• Neben den Standardoperatoren (+, -, / und *) besitzt Python eine Fülle an "Spezialoperatoren"
• // -> Division mit Ganzzahl als Ergebnis
• % -> Rest einer Division
• += -> Erhöhen und Zuweisen

Operatoren (2)

• ** -> Zweierpotenz
• << und >> -> bitweises verschieben
• if und else sind auch Operatoren (z.B. b = 1 if a == 3 else 2)
• Gute Übersicht: https://python-reference.readthedocs.io/en/latest/docs/operators/

Einrückungen bei Kontrollstrukturen

• Befehle wie if, for oder while besitzen keinen Abschlussbefehl
• Die dazugehörigen Befehle werden durch Einrücken festgelegt
• Mindestens ein Leerzeichen (üblich sind 4)
• Die Anzahl der Leerzeichen muss pro Block konstant sein

Einrückungen richtig und falsch

Entscheidungen

• Entscheidungen mit dem if-Befehl
• Bedingung in Gestalt eines Ausdrucks folgt auf den Befehl (keine runden Klammern erforderlich)
• Ausdruck ungleich 0 => True Ausgleich gleich 0 => False
• Für den Alternativzweig gibt es else-Befehl
• Für einen Alternativzweig mit einer Bedingung gibt es den elif-Befehl
• Es gibt bei Python keinen switch- oder select case-Befehl
• Tipp: Der pass-Befehl als Platzhalter

Entscheidungen mit dem if-Befehl (Teil 2)

Entscheidungen mit if und else

Entscheidungen mit if und elif

Mehrere Bedingungen prüfen

• Mit Hilfe der logischen Operatoren and und or
• Wenn alle Bedingungen erfüllt sein müssen - and
• Wenn nur eine Bedingung erfüllt sein muss - or

Logische Herausforderungen

• Am Anfang ist das richtige Kombinieren von if, elif und else nicht ganz einfach
• Konkretes Beispiel:
• Es auch soll eine Meldung ausgegeben werden, wenn die Eingabe eine Zahl ist, aber nicht im Bereich 1 bis 1000?
• Wie könnte eine Lösung aussehen?

elif und else kombinieren

Wiederholungen mit for

• Ein Befehlsblock wird eine festgelegte Anzahl oft wiederholt
• Die Anzahl wird durch die Elemente einer Liste festgelegt
• Die range()-Function liefert eine Liste von Zahlen
• Die enumerate()-Function liefert neben den Listenelementen auch eine Index-Variable (als Tupel-Werte)

Eine klassische Zählschleife mit for

Eine Zinsberechnung mit for

Wiederholungen mit while

• Die Wiederholungsbedingung wird zu Beginn der Wiederholung geprüft
• Es gibt keinen do-Befehl

Eingabewiederholung mit while und break

Wiederholungen vorzeitig verlassen oder beenden

• Der break-Befehl beendet eine Wiederholung
• Der continue-Befehl leitet einen weiteren Durchlauf der Wiederholung ein

Zusammenfassung

• Das Motto bei den Python-Befehlen ist Einfachheit
• Kontrollstrukturen werden durch Einrückungen festgelegt
• Für Entscheidungen gibt es die Befehle if, else und elif
• Für Wiederholungen gibt es die Befehle do und while
• Für die Steuerung von Wiederholungen gibt es die Befehle break und continue