Entscheidungen treffen: `if ... else`

Wenn wir in Python programmieren, nutzen wir oft if-Anweisungen, um Entscheidungen zu treffen. Das ist so, als würden wir im echten Leben sagen: “Wenn es regnet, dann nehme ich einen Regenschirm mit.”

Vergleich mit `if`

Wie setzen wir das in Python um?

Syntax


if Bedingung:
    # Auszuführende Anweisungen, wenn die Bedingung True (wahr) ist

Beispiel


wetter = "sonnig"
 
if wetter == "sonnig":
    print("Vergessen Sie nicht, Sonnencreme aufzutragen!")
if wetter == "regnerisch":
	print("Nehmen Sie einen Regenschirm mit!")

In diesem Beispiel wird die Nachricht nur dann ausgegeben, wenn die Variabel Wetter den String “sonnig” enthält. Die Bedingung wetter == "sonnig" wird ausgewertet und ist entweder True (wahr) oder False (falsch). Die Befehle im if-Block werden ausgeführt, wenn die Bedingung True ist, nicht aber, wenn sie False ist.

Beachten Sie, dass zwei Gleichheitszeichen verwendet werden:

Ein einzelnes Gleichheitszeichen = ist beim Programmieren kein Vergleich, sondern eine Wertzuweisung - es ist ein Befehl.
Zwei Gleichheitsszeichen == sind ein Vergleich. Also eine Frage, ob zwei Werte gleich sind.

Die boolschen Werte von Bedingungen können Sie direkt mit print() ausdrucken.

Run

Sie können auch die reservierten Wörter True und False direkt benutzen, auch wenn das in diesem Fall wenig Sinn ergibt… 🤷

Run

Neben der Gleichheit können Sie in Bedingungen Werte auch anderweitig überprüfen:

!= überprüft die Ungleichkeit von zwei Werten. Also "dies" != "das" ist True, weil die zwei Werte tatsächlich ungleich sind.
Vergleichsoperatoren >, >=, <=, < können Zahlenwerte vergleichen. Also 5 > 2 ist True.

Und sonst? `if ... else`

Manchmal möchten wir nicht nur eine Aktion ausführen, wenn eine Bedingung wahr ist, sondern auch eine alternative Aktion, falls die Bedingung nicht erfüllt wird. Für solche Fälle verwenden wir die if ... else-Struktur.

Syntax


if Bedingung:
    # Auszuführende Anweisungen, wenn die Bedingung True (wahr) ist
else:
    # Auszuführende Anweisungen, wenn die Bedingung False (falsch) ist

Beispiel


wetter = "regnerisch"
 
if wetter == "sonnig":
    print("Vergessen Sie nicht, Sonnencreme aufzutragen!")
else:
    print("Besser einen Regenschirm mitnehmen!")

In diesem Beispiel wird die erste Nachricht ausgegeben, wenn das Wetter “sonnig” ist. Falls das Wetter jedoch nicht “sonnig” ist (also die Bedingung wetter == "sonnig" nicht erfüllt ist), wird die zweite Nachricht ausgegeben.

Aufgabenteil 1

Aufgabe for-print

Schreiben Sie ein Programm, dass alle Zahlen von 0 bis 10 durchgeht und mit print() ausdruckt.

Bei 5 soll das Programm zusätzlich “Wir sind in der Hälfte!” ausdrucken.
Bei allen Zahlen die grösser als 7 sind, soll das Programm zusätzlich “Fast geschafft!” ausdrucken.

Run

Mögliche Lösung


for i in range(11):
    print(i)
    if i == 5:
        print("Wir sind in der Hälfte!")
    if i > 7:
        print("Fast geschafft!")

Aufgabe Modulo

Den Rest einer Division können Sie mit dem “Modulo”-Operator % ausrechnen.

Run

Schreiben Sie ein Programm, dass alle Zahlen von 1 bis 10 ausdruckt, die restlos durch 3 teilbar sind.

Lösung


for i in range(1, 11):
	if i % 3 == 0:
		print(i)

Aufgabe Modulo-Summe

Addieren Sie alle Zahlen bis 100, die restlos durch 3 teilbar sind und geben Sie das Ergebnis aus!

Lösung


sum = 0
 
for i in range(101):
	if i % 3 == 0:
		sum = sum + i
print(sum)

Boolesche Algebra

Sie können mehrere Wahrheitstests verbinden. Dazu helfen Ihnen folgende Schlagwörter:

Klammern

Sie können auch Klammern verwenden, um die Reihenfolge der Auswertung zu steuern. Das ist besonders wichtig, wenn Sie mehrere Bedingungen kombinieren.

Run

In diesem Beispiel wird zuerst die Bedingung in den Klammern ausgewertet. Wenn diese wahr ist, wird die zweite Bedingung geprüft.

Präzedenzregeln

Es gelten bei Bedingungen klare Präzedenzregeln für logische Operatoren, ähnlich wie “Punkt vor Strich” in der Mathematik:

Klammern () haben immer die höchste Priorität (und können auch verwendet werden, um die Lesbarkeit und Logik eindeutig zu machen).
Danach kommt not (höchste Präzedenz unter den logischen Operatoren),
dann and,
und zuletzt or (niedrigste Präzedenz).

Beispiel:


if a == 1 or b == 2 and c == 3:

Das wird interpretiert als:


if a == 1 or (b == 2 and c == 3):

Denn and wird vor or ausgewertet.

Mengenlehre

Sie kennen die Logik von or, and und not von den Logikgates, die wir zu einem Addierer verbaut haben. In der Mathematik kennen Sie das vielleicht aus der Mengelehre unter dem Schlagwort “boolesche Algebra”.

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Entsprechend heissen die Datentypen von True und False auch “boolesche Werte” oder einfach “bool”.

Aufgabenteil 2

Aufgabe mit zwei Modulo

Finden Sie alle Zahlen bis 50, die restlos sowie durch 3 als auch durch 4 teilbar sind.

Lösung


for i in range(1, 51):
	if i % 3 == 0 and i % 4 == 0:
		print(i)

Modulo Bingo 1

Schreiben Sie ein Programm, dass alle Zahlen bis 20 überprüft.

Wenn die Zahl nur durch 3 teilbar ist, drucken Sie “Drei” aus
Wenn die Zahl nur durch 4 teilbar ist, drucken Sie “Vier” aus
Wenn die Zahl sowie durch 3 als auch durch 4 teilbar ist, drucken Sie “BINGO!” aus
Ansonsten drucken Sie die Zahl selbst aus

Beachten Sie: Es gibt grundsätzlich zwei mögliche Lösungen.

Lösung
Eine Lösung wäre, unabhängige if-Selektionen zu machen.
for i in range(1, 21):
	if i % 3 == 0 and not i % 4 == 0:
		print("Drei")
	if i % 4 == 0 and not i % 3 == 0:
		print("Vier")
	if i % 3 == 0 and i % 4 == 0:
		print("BINGO!")
	if not i % 3 == 0 and not i % 4 == 0:
		print(i)
Das ist nicht sehr elegant und ineffizient: Der Computer überprüft immer alle Bedingungen! In der nächsten Lektion finden Sie eine elegantere Lösung.

Aufgabe kompliziertere Modulo-Summe

Addieren Sie alle Zahlen bis 100 auf, die zwar restlos durch 5 teilbar sind, aber nicht restlos durch 3 teilbar sind!

Lösung


sum = 0
 
for i in range(101):
	if i % 5 == 0 and not i % 3 == 0:
		sum = sum + i
print(sum)

Aufgabe mit grossen Zahlen

Was ist die kleinste Zahl $i$ , bei der gilt:

$i \mod{113} = 1$
$i \mod{213} = 2$
$i \mod{313} = 3$

Lösung

$i = 2184743$


for i in range(10000000):
    if i % 113 == 1 and i % 213 == 2 and i % 313 == 3:
        print(i, "restlose Zahl")

Zusammenfassung

Zusammenfassung
if ... else-Selektion
Selektionen funktionieren immer mit Bedingungen, oft auch Wahrheitstests genannt, die entweder True (wahr) oder False (falsch) sind. Je nachdem werden andere Teile des Programms ausgeführt.
if Bedingung:
    # Auszuführende Anweisungen, wenn die Bedingung True ist
else:
    # Auszuführende Anweisungen, wenn die Bedingung False ist
Bedingungen
Einzelne Bedingungen können mit logischen AND und OR zu einer Bedingung verknüpft werden. Mit NOT können Sie eine Bedingung ins Gegenteil umkehren.
Vergleichsoperatoren für Tests:
Zwei Gleichheitszeichen (==) sind ein Vergleich:
x = "beispielwert" # Ein Gleichheitszeichen ist eine Wertzuweisung. 
 
# Zwei Gleichheitszeichen sind ein Vergleich
if x == "beispielwert":
	print("x hat den gleichen Wert wie 'Beispiel'!")
 
Wir können das Ergebnis dieses Vergleichs auch direkt anzeigen:
print(x == "beispielwert") # Das druck True aus
print(x == "sonstetwas") # Das druck False aus
Vergleichszeichen (<, >, <=, >=) vergleichen Zahlen
y = 5
print(y > 3) # Das wertet zu True aus
print(y <= 4) # Das wertet zu False aus 
Modulo
Den Rest einer Division können Sie mit dem “Modulo”-Operator % ausrechnen.
# 10 / 3 gibt 2 Rest 1 
print ( 10 % 3 ) # printet 1
# 8 / 4 gibt 2 Rest 0
print ( 8 % 4 ) # printet 0
# Ist der Rest 0?
print (10 % 3 == 0) # False, weil 10%3 gibt 1
print (8 % 4 == 0) # True, weil 8%4 gibt tatsächlich 0

Entscheidungen treffen: if ... else

Vergleich mit if

Syntax

Beispiel

Und sonst? if ... else

Syntax

Beispiel

Aufgabenteil 1

Aufgabe for-print

Aufgabe Modulo

Aufgabe Modulo-Summe

Boolesche Algebra

and fragt, ob beide Wahrheitstests wahr sind

or fragt, ob einer der Wahrheitstests wahr ist

not kehrt den Wahrheitswert um

Klammern

Präzedenzregeln

Mengenlehre

Aufgabenteil 2

Aufgabe mit zwei Modulo

Modulo Bingo 1

Aufgabe kompliziertere Modulo-Summe

Aufgabe mit grossen Zahlen

Zusammenfassung

if ... else-Selektion

Bedingungen

Modulo

Entscheidungen treffen: `if ... else`

Vergleich mit `if`

Und sonst? `if ... else`

`and` fragt, ob beide Wahrheitstests wahr sind

`or` fragt, ob einer der Wahrheitstests wahr ist

`not` kehrt den Wahrheitswert um

`if ... else`-Selektion