Listen

Als Erstes eine Fingerübung: Wir wollen das „große“ Einmaleins üben – also die Multiplikationsreihen von $1\times 1$ bis $100\times 100$. Dafür sollen zwei zufällige Zahlen ausgegeben werden und die Benutzerin gibt das Ergebnis ein. Wir prüfen dann, ob es richtig oder falsch ist und geben das Ergebnis zurück. Für zufällige Zahlen gibt es direkt keinen Befehl in Python. Wir müssten also erstmal etwas programmieren, dass zufällige Zahlen auswirft. „Künstlich“ zufällige Zahlen ausgeben zu lassen, ist gar nicht einfach. Dankenswerterweise haben sich andere bereits die Arbeit gemacht und wir können deren Code nutzen. Man spricht hier von Bibliotheken beziehungsweise Libraries, die du in Deinen Code einbindest. In Python werden diese Bibliotheken auch Module genannt. Ein solch es Modul stellt Dir quasi neue, weitere Befehle zur Verfügung. Ein Prinzip von Python ist es, dass Dir die notwendigen Bibliotheken mitgeliefert werden (wie man noch weitere findet und einbindet – du weißt, später). Das Modul für Zufallszahlen heißt random (engl. für Zufall). Es gibt zwei Möglichkeiten es einzubinden – entweder komplett oder nur den Befehl, den du wirklich brauchst. Das passiert ganz einfach:

import random

Hier laden wir nur die Funktion randrange aus dem Modul random:

from random import randrange

Warum muss das sein und es wird nicht einfach alles eingebunden, was Python so mitliefert? Hinter jeder so einer Bibliothek stecken viele, viele Zeilen Code. Um so mehr du davon einbindest, um so langsamer wird Dein Programm und um so mehr Speicher braucht es. Das merkst du nicht, wenn du etwas wie random dazu lädst. Wenn du aber 50 solcher Bibliotheken laden würdest, wäre das schon weniger gut. Deswegen nutzen wir import immer nur für die Teile, die wir wirklich brauchen. Und du ahnst es vielleicht schon – deswegen ist der Weg über from <Modul> import <Funktion> der deutlich vorzugswürdigere.

Zurück zu unserer Aufgabe. Wie erstellen wir jetzt eine Zufallszahl? Wir wollen, dass count1 eine Zufallszahl von 1 bis 100 zugewiesen bekommt. Und damit wir sehen, dass das geht, lassen wir 20 solcher Zahlen ausgeben.

from random import randrange

for i in range(20):
    count1 = randrange(1, 100)
    print(count1)

Jetzt solltest du alles haben für unseren Kopfrechentrainer: Weise count1 eine Zufallszahl von 1 bis 100 zu, ebenso count2. Sag das dem Benutzer an und frage die Benutzerin nach dem Ergebnis. Vergleiche es. Wenn das stimmt, gibt es eine neue Aufgabe und wenn es falsch ist, sage das und gib erneut die Möglichkeit, ein Ergebnis einzugeben. Diese Gelegenheit erhalten Benutzende so lange, bis das Ergebnis passt (wenn du willst, kann du sie oder ihn nach drei Fehlversuchen auch „erlösen“ und die richtige Lösung verraten). Dann mal ran an die Tasten.

Das Programm läuft. Aber jetzt wollen wir es um einen Highscore erweitern. Dafür muss am Anfang die Benutzerin nach dem Namen gefragt werden. Das Spiel läuft so lange, bis als Antwort „fertig“ eingegeben wird. Für die Wertung wollen wir ein Verhältnis ausrechnen: Merke Dir, wie viele Aufgaben der Benutzende gemacht hat und wie oft Fehler auftraten. Wenn die Benutzerin „fertig“ eingibt, wirfst Du dieses Ergebnis als Wertung aus. Wenn du das geschafft hast, kommen wir zum nächsten Teil. Jetzt könnten wir uns diese Ergebnisse in einer Liste auf einem Blatt aufschreiben – oder …wir verwenden den Variablentyp Liste. Der wird über zwei eckige Klammern definiert. Da können wir neue Daten aufstapeln, sie abrufen und löschen. Entweder wird eine Liste gleich mit Werten gefüllt. Dann sähe das so aus:

greatList = ["Antonia", "Johannes", "Lukasz"]

Mit print(greatList) können wir sie ausgeben. Die Datentypen innerhalb einer Liste können alle möglichen sein, auch gemischt. Eine Liste kann also auch so aussehen:

greaterList = ["Antonio", 24, "Johannes"]

Wenn wir ein bestimmtes Element ausgeben wollen, dass schreiben wir:

greaterList = ["Antonia", "Johannes", "Lukasz"]
print(greaterList[1])

Wait what? Warum steht da Johannes und nicht Antonia? Weil die Zählung bei Listen immer bei null beginnt. Und greaterList[1] ist damit das zweite Element. In Programmiersprachen wird meist mit null beim Zählen angefangen. Es soll deshalb schon Menschen gegeben haben, die aus Gewohnheit mit dem Aufzug in den fünften Stock wollten, und dann die Taste „4“ gedrückt haben.

Wie fügen wir jetzt ein neues Element an:

greaterList = ["Antonia", "Johannes", "Lukasz"]
greaterList.append("Cem")
print(greaterList)

Für Listen gibt es noch eine ganze Reihe weitere Methoden. Hier soll uns das erstmal genügen. Jetzt haben wir mit print(greaterList) diese Liste ausgegeben. Aber was, wenn wir nicht die Liste auf einmal heraushauen wollen, sondern jedes Element einzeln. Stell Dir vor, in einer Liste stecken Zahlen. Aber bei der Ausgabe soll zu jedem Listenelement noch 100 dazu addiert werden. Versuche mal selbst, wie du es lösen würdest. Wenn du wissen willst, wie viele Elemente eine Liste enthält, dann geht das mit anzahl = len(greaterList).

Wenn du nicht geschmult hast, wird Dein Ergebnis vermutlich so oder ähnlich ausschauen:

list_of_Numbers = [52, 235, 235, 93]
length = len(list_of_Numbers)
for i in range(length):
    print(list_of_Numbers[i])

Möglich wäre auch:

list_of_Numbers = [52, 235, 235, 93]
for i in range(len(list_of_Numbers)):
    print(list_of_Numbers[i]

Eingefleischten Pythonfans brennen jetzt die Augen (deshalb vergiss die beiden obigen Beispiele ganz schnell wieder). Der richtige Weg hierfür sind sogenannte List Comprehension. Das schaut so aus:

[print(i) for i in [52, 235, 235, 93]]

Jetzt wollten wir aber, dass die Zahl um 100 erhöht wird, also:

list_of_Numbers = [52, 235, 235, 93]
[print(i + 100) for i in list_of_Numbers]

Jetzt solltest du es alleine hinbekommen, den Highscore noch dazu zu entwickeln. Das Ergebnis – also wie viele falsche im Verhältnis zu der Anzahl der Versuche war – speicherst du einfach mit zum Namen. Wandel das Ergebnis also als String um und kombiniere es zum Namen. Einen Hinweis noch: ein

listenname.append("Element dazu hinzugefügt wird")

setzt eine bereits bestehende Liste voraus. Deshalb musst du die ganz am Anfang erschaffen; wir sagen, initialisieren. Dafür schreibst du einfach highscore = []. Versuche die Aufgabe stückchenweise abzuarbeiten. Wenn du nicht zu Rande kommst – gar nicht schlimm. Nicht verzweifeln, sondern lass uns bei einer Videositzung gemeinsam drüber sprechen. Wir stupsen Dich dann an dem Punkt in die richtige Richtung, an dem du stecken bleibst oder holen Dich aus der falschen Abbiegung zurück auf den richtigen Weg. Wenn du da Dein Problem nicht vor der Gruppe besprechen magst (was an sich besser ist, weil alle dann was lernen), dann gehen wir mit Dir gerne auch einen Breakoutroom.

Knobeln

Damit das Hirn schon geschmeidig bleibt, lohnt es sich, es regelmäßig zu kneten. Versuche dich mal an der folgenden Aufgabe aus dem Eulerprojekt:

Die möglichen Vielfachen von 3 oder 5 aller natürlichen Zahlen bis 10 sind 3, 5, 6 und 9. Wenn du diese Zahlen addierst, kommt 23 raus. Wie ist die Summe aller Vielfachen bis 1000?

Wenn du das Ergebnis hast, kannst du im Eulerprojekt prüfen, ob es richtig ist. Falls du dich dort nicht registrieren magst, kannst du uns auch fragen. Wie immer - wenn du auf der Stelle trittst, lass uns drüber sprechen, damit wir dich unterstüzen können, die Richtung zu finden.

weitere Listenbefehle

Mit Listen kann man eine Menge Spielereien anstellen. Ein paar weitere Möglichkeiten wollen wir Dir hier zeigen. Es gibt noch deutlich mehr, aber damit dürftest Du die wichtigsten kennen gelernt haben:

liste.append('bar')
# ergänzt die Liste um den String 'bar'

liste[3] = 'bahr'
# verändert das 4. Element der Liste von 'bar' zu 'bahr'

liste.sort()
liste.sort(reverse=True)
# sortiert eine Liste vorwärts und rückwärts (geht aber nicht bei gemisten Listen)

liste.insert(0, 5)
# fügt an Stelle 0 den Integer 5 ein

liste.remove('bahr')
# entfernt das Element 'bahr' aus der List

liste.pop[0]
# entfernt das 0. Element aus der Liste

len(list_of_Numbers)
# gibt die Anzahl der Elemente einer Liste ausgibt

for number in list_of_Numbers:
  print(number)
# iteriert über eine Liste

[print(number) for number in list_of_Numbers]
# iteriert über eine Liste