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Das erste Programm Funktionen Mastermind Ende

Einführung in Python

Arne Hüffmeier

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1 Das erste Programm

2 Funktionen

3 Mastermind

4 Ende

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Mittelwert berechnenWir wollen jetzt ein kleines Programm schreiben, welches denMittelwert berechnen kann.

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Wie gehen wir vor?

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Wichtige Fragen, die man sich vorher stellen sollte1 Welchen Mittelwert?2 Wie sieht die Eingabe aus?3 Wie sieht die Ausgabe aus?4 Wie ist der Ablauf?

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1) Welchen Mittelwert?Am Anfang nehmen wir das arithmetische Mittel

1n

n∑i=1

xi = x1 + x2 + · · · + xnn

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2) Wie sieht die Eingabe aus?Um es einfach zu gestalten, nehmen wir als Eingabe einfach eineListe an

1 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]

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3) Wie sieht die Ausgabe aus?Bei der Ausgabe reicht uns ein einfaches print

1 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Ablauf

Was wir schon wissen

print(ergebniss)

ergebniss = 0

numbers=[1,2,3,4]

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Ablauf

Aus der Formel ergibt sich

print(ergebniss)

ergebniss = 0

numbers=[1,2,3,4]

ergebnis/=len(numbers)

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Ablauf

Da wir über die Liste iterieren müssen

print(ergebniss)

ergebniss = 0

numbers=[1,2,3,4]


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Ablauf

Dafür ist for da

for i in numbers

print(ergebniss)

ergebniss = 0

numbers=[1,2,3,4]


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Ablauf

Eine Addition und wir sind fertig

for i in numbers

print(ergebniss)

ergebniss = 0

numbers=[1,2,3,4]

ergebniss += i


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Ablauf

Der erste Teil in Python

1 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]2 e r g e b n i s = 03456 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Ablauf

Das Teilen kommt dazu

1 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]2 e r g e b n i s = 0345 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )6 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Ablauf

for hinzugefügt

1 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]2 e r g e b n i s = 03 f o r i i n numbers :45 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )6 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Ablauf

Jetzt ist es fertig

1 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]2 e r g e b n i s = 03 f o r i i n numbers :4 e r g e b n i s += i5 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )6 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Ablauf

kleine VerbesserungDieses kleine Programm funktioniert zwar, jedoch würde dasProgramm sehr unübersichtlich werden, wenn wir weitereMittelwerte berechnen wollen. Zudem würde jede Berechnungausgeführt, auch wenn wir das nicht wollen.

Was passiert, wenn wir bei einem größeren Projekt an mehrerenStellen den arithmetischen Mittelwert benötigen?

Um mehrfaches Auftauchen von gleichen Codeschnipseln zuverhindern, gibt es Funktionen.

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Auslagern als Funktion

Machen wir aus unserer Berechung mal eine Funktion

1 d e f a r i thmet ic_mean ( ) :2 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]3 e r g e b n i s = 04 f o r i i n numbers :5 e r g e b n i s += i6 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )7 p r i n t ( "Das␣Arithmetisches␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s s )

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Was ist neu?Es ist nur eine Zeile dazu gekommen

1 d e f a r i thmet ic_mean ( ) :

def = es handelt sich um eine Funktionarithmetic_mean = Funktionsname (dieser ist frei wählbar)(): = Parameter und Ende

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Bevor wir uns mit den Funktionen weiter beschäftigen, schauen wiruns an, wie wir die Funktion aufrufen können.

1 d e f a r i thmet ic_mean ( ) :2 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]3 e r g e b n i s = 04 f o r i i n numbers :5 e r g e b n i s += i6 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )7 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )89

10 ar i thmet ic_mean ( )

Ein einfaches arithmetic_mean() reicht aus um unsere Funktionaufzurufen.

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So etwas kennen wir doch schon?!

1 p r i n t ( "Hallo" )

Das print ist auch eine Funktion. Diese Funktion wurde von denPython Entwicklern für uns geschrieben.

Doch bei dieser Funktion schreiben wir etwas in die RundenKlammern (Das sind die Parameter).

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Funktionen mit Parametern

Einbauen von ParameternBis jetzt haben wir:

1 d e f a r i thmet ic_mean ( ) :2 numbers= [ 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 1 0 , 3 3 ]3 e r g e b n i s = 04 f o r i i n numbers :5 e r g e b n i s += i6 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )7 p r i n t ( "Das␣Arithmetisches␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s s )

Jedoch ergibt es ja wenig Sinn, immer für die gleichen Zahlen denMittelwert zu bestimmen.Besser wäre es, wenn wir die Liste als Parameter bekommenwürden.

1 d e f a r i thmet ic_mean ( numbers ) :2 e r g e b n i s = 03 f o r i i n numbers :4 e r g e b n i s += i5 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )6 p r i n t ( "Das␣Arithmetische␣Mittel␣ist:" , e r g e b n i s )

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Jetzt sieht der Aufruf unserer Funktion etwas anders aus

1 z a h l e n = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 4 5 , 5 , 6 , 8 ]2 ar i thmet ic_mean ( z a h l e n )

Zudem ist es jetzt möglich, von mehreren Listen den Mittelwert zuberechnen.

1 l i s t e 1 = [ 1 , 2 3 , 4 , 5 , 6 , 2 , 4 2 , 6 , 2 , 4 3 , 6 , 8 7 , 2 1 , 7 6 , 3 ]2 l i s t e 2 = [ 4 2 , 4 3 3 , 2 , 1 , 3 , 4 5 , 6 5 , 6 3 2 , 2 3 2 , 5 6 4 , 4 3 , 5 , 2 2 3 , 6 5 ]3 ar i thmet ic_mean ( l i s t e 1 )4 ar i thmet ic_mean ( l i s t e 2 )

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Infos zu ParameternEine Funktion kann auch mehrere Parameter bekommen.

1 d e f add ( a , b , c , d , e ) :2 e r g e b n i s s = a + b + c + d + e3 p r i n t ( e r g e b n i s s )

Der Aufruf der Funktion sieht dann dementsprechend aus:1 add ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )

Wichtig ist, dass die Reihenfolge stimmt. In diesem Beispiel wärea = 1, b = 2, c = 3, d = 4 und e = 5

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Funktionen mit return-Wert

Was ist wenn wir mit dem Ergebnis noch weiter rechnen möchten?Auch dafür gibt es natürlich eine Lösung ;-)

1 d e f a r i thmet ic_mean ( numbers ) :2 e r g e b n i s = 03 f o r i i n numbers :4 e r g e b n i s += i5 e r g e b n i s /= l e n ( numbers )6 r e t u r n e r g e b n i s

Mit dem return können wir Python mitteilen, dass die Funktionhier vorbei ist und dass der Inhalt vom Ergebnis weiter gegebenwerden soll.

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Was müssen wir jetzt am Aufruf verändern?Bis jetzt mussten wir folgendes Schreiben:

1 z a h l e n = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 4 5 , 5 , 6 , 8 ]2 ar i thmet ic_mean ( z a h l e n )

Eigentlich nichts. Jedoch sehen wir keine Ausgabe mehr.1 z a h l e n = [ 1 , 2 , 3 , 4 , 4 5 , 5 , 6 , 8 ]2 e rg = ar i thmet ic_mean ( z a h l e n )3 p r i n t ( "Das␣ergebnis␣ist" , e r g )

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Infos zu returnMit dem return endet die Funktion sofort.

1 d e f t e s t ( ) :2 p r i n t ( "erster␣Text" )3 r e t u r n 14 p r i n t ( "zweiter␣Text" )

Bei dieser test-Funktion würde das zweite print nicht ausgeführtwerden.

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Das Zweite ProgrammDas erste Programm war sehr klein und zugegebenermaßen auchnicht wirklich interessant. Deswegen werden wir jetzt ein kleinesSpiel programmieren.

Mastermind

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Wichtige Fragen

Wir erinnern uns noch mal an die Fragen beim ersten Programm.

Wichtige Fragen, die man sich vorher stellen sollte:1 Welche Regeln hat das Spiel?2 Wie sieht die Eingabe aus?3 Wie sieht die Ausgabe aus?4 Wie ist der Ablauf?

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Wichtige Fragen

1) Welche Regeln hat das Spiel?Es müssen 5 Farben ausgewählt werden.Zur Auswahl stehen 8 Farben.Der Spieler hat 12 Versuche, um die richtige Farbauswahl zu”erraten”.Nach jedem Versuch bekommt er die Rückmeldung, wiehäufig die richtige Farbe am richtigen Platz war und wiehäufig die richtige Farbe am falschen Platz war.

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Wichtige Fragen

2) Wie sieht die Eingabe aus?Hier geht es leider nicht mit einer einfachen Liste, denn der Spielermuss auf die Ausgaben reagieren können.Also benötigen wir eine Eingabe für jede Runde.

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Wichtige Fragen

3) Wie sieht die Ausgabe aus?Die Ausgabe können wir mit print realisieren, jedoch brauchenwir Verschiedene.

1 Nach jedem Versuch des Spielers mit den Informationen:Runden-Nummer, Infos zur Eingabe

2 Wenn der Spieler richtig geraten hat.3 Wenn der Spieler es nicht geschafft hat, in der maximalen

Anzahl Runden richtig zu raten.

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Der Ablauf

round_counter = 12

Als Erstes brauchen wir et-

was, um die verbleibende An-

zahl an Runden (Versuchen)

zu zählen.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12

Bevor der Spieler raten kann,

muss erstmal eine Farbkom-

bination ausgewählt werden.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12

if round_counter < 0: print("You lose")

Wenn der Runden-Zähler auf

0 sinkt, hat der Spieler verlo-

ren.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12


correct answer ? print("You win")

Und wenn die richtige Ant-

wort gegeben wurde, hat er

gewonnen.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12



round_counter -= 1

Der Runden-Zähler muss na-

türlich nach jeder Runde ver-

ringert werden.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12

user_input()



round_counter -= 1

Natürlich muss noch

die Spielereingabe

hinzukommen.

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Der Ablauf

chooseStartCode()

round_counter = 12

user_input()

if round_counter < 0:

show_infos()

print("You lose")


round_counter -= 1

Zum Schluss fehlt noch die

Ausgabe, in der die Eingabe

bewertet wird.

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Die Implementation

Überführen wir unsere Grafik in Quellcode

1 d e f game_start ( ) :2 round_counter = 123 c o l o r = chooseSta r tCode ( )45 w h i l e 1 :6 i f round_counter <= 0 :7 p r i n t ( "Du␣hast␣verloren.␣Die␣richtige␣Antwort␣waere:" , c o l o r )8 r e t u r n 19 in p = u s e r _ i n p u t ( )

10 r e t = c h e c k I n p u t ( i np )11 i f r e t == 2 :12 p r i n t ( "Du␣hast␣die␣richtige␣Kombination␣erraten␣und␣noch" ,

round_counter , "Runden␣uebrig." )13 r e t u r n 114 i f r e t == 1 :15 round_counter −= 1

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Die Implementation

Erstellen von der zu ratenden KombinationDa die Farbeingabe etwas schwieriger ist, lassen wir den Spielerkeine Farben, sondern Zahlen raten. Wir benötigen also 5 Zahlen,die zwischen 1 und 8 liegen.

1 d e f chooseSta r tCode ( ) :2 c o l o r = [ ]3 f o r i i n range ( 0 , 5 ) :4 pas s5 r e t u r n c o l o r6

Wir benötigen jetzt noch Zufallszahlen.

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random

randomUm Zufallszahlen zu erstellen, gibt es die Funktion randrange.Diese hat als Parameter die Grenzen des Zufallszahlenbereichs.

1 randrange ( 1 , 8 )

Jedoch kennt Python diesen Befehl von alleine nicht. Wir müssenihn erst einbinden.Das passiert über:

1 from random impor t rand range

Diese Zeile kommt einfach weit nach oben ins Programm.

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Weiter im Programm

Mit der Zeile sieht unsere Funktion dann folgendermaßen aus:

1 d e f chooseSta r tCode ( ) :2 c o l o r = [ ]3 f o r i i n range ( 0 , 5 ) :4 c o l o r . append ( rand range ( 1 , 8 ) )5 r e t u r n c o l o r

Da color eine Liste ist, können wir mit dem Befehl append einfacheine weitere Zahl hinzufügen.

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Weiter im Programm

chooseStartCode()

round_counter = 12

user_input()

if round_counter < 0:

show_infos()

print("You lose")


round_counter -= 1

Was uns jetzt noch

fehlt, sind die Funktio-

nen user_input() und

show_infos().

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Benutzereingaben

Wie kann der Spieler seine Zahlen-Kombination eingeben ?Für eine einfache Benutzereingabe gibt es die Funktion input()

1 e i ng a b e = i n p u t ( "Was␣haben␣Sie␣zu␣sagen?" )2 p r i n t ( e i n g ab e )

Als Parameter kann die Funktion einen Text bekommen, der vorder Eingabe ausgegeben werden soll.Als Rückgabe bekommt man die Eingabe des Benutzers.

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Mastermind

Unsere Input-FunktionUnsere Funktion ist sehr sehr klein. Es ist also nicht nötig sieauszulagern.

1 d e f u s e r _ i n p u t ( ) :2 i n p = i n p u t ( "Eingabe:" )3 r e t u r n i n p

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Mastermind

Wie sieht jetzt unsere game Funktion aus?

1 d e f game_start ( ) :2 round_counter = 123 c o l o r = chouseSta r tCode ( )45 w h i l e 1 :6 i f round_counter <= 0 :7 p r i n t ( "Du␣hast␣verloren.␣Die␣richtige␣Antwort␣waere:" , c o l o r )8 r e t u r n 19 p r i n t ( "Runde␣nr.:" , round_counter )

10 i n p = i n p u t ( "Eingabe:" )11 r e t = c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r )12 i f r e t == 2 :13 p r i n t ( "Du␣hast␣die␣richtige␣kombination␣erraten␣und␣noch" ,

round_counter , "␣Runden␣uebrig." )14 r e t u r n 115 i f r e t == 1 :16 round_counter −= 1

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Mastermind

Überprüfen, ob die Eingabe richtig ist

1 d e f c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r ) :2 pas s

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Mastermind

Was müssen wir testen?Stimmt die Eingabe überein?Stimmt Position und Zahl überein?Kommt die Zahl in der Kombination vor?Ist die Eingabe des Spielers fünf Zahlen lang?Hat der Spieler nur Zahlen eingegeben?

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Eingabe

Eingabe TestAm einfachsten ist zu überprüfen, ob die passende Anzahl anZeichen eingegeben wurde.

1 d e f c h e c k I n p u t ( i n p , c o l o r ) :2 i f ( l e n ( i n p ) i s not 5) :3 r e t u r n 0

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Eingabe

Eingabe TestEs muss aber noch getestet werden, ob der Spieler nur Zahleneingeben hat. Es gibt vorgefertigte Funktionen, mit denen mantesten kann, ob ein String nur aus Zahlen besteht.

1 d e f c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r ) :2 i f ( l e n ( i n p ) i s not 5) :3 r e t u r n 04 i f i np . i s d i g i t ( ) i s not True :5 r e t u r n 0

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Eingabe

Eingabe TestDa wir für jede Zahl testen müssen, ob sie in unserer Kombinationvorkommt, brauchen wir eine for Schleife.

1 d e f c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r ) :2 i f ( l e n ( i n p ) i s not 5) :3 r e t u r n 04 i f i np . i s d i g i t ( ) i s not True :5 r e t u r n 06 answer = [ ]7 f o r i i n range ( 0 , 5 ) :8 pas s

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Eingabe

Eingabe TestAls Erstes testen wir, ob die Antwort richtig ist. Wenn sie richtigist, speichern wir uns ein ”P” ab.

1 d e f c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r ) :2 i f ( l e n ( i n p ) i s not 5) :3 r e t u r n 04 i f i np . i s d i g i t ( ) i s not True :5 r e t u r n 06 answer = [ ]7 f o r i i n range ( 0 , 5 ) :8 i f ( i np [ i ] == s t r ( c o l o r [ i ] ) ) :9 answer . append ( "P" )

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Eingabe

Eingabe TestWenn die Zahl nicht richtig ist, dann müssen wir noch überprüfen,ob die Zahl an einer anderen Stelle vorkommt. Um das einfach zurealisieren, können wir unsere Liste fragen, wie häufig ein Elementdarin vorkommt.Da unsere Liste aus Zahlen besteht, müssen wir die Eingabe in eineZahl umwandeln.


10 e l i f ( c o l o r . count ( i n t ( i np [ i ] ) ) > 0) :11 answer . append ( "C" )12

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Eingabe

Eingabe-TestUm zu wissen, ob die Eingabe komplett richtig ist, können wireinfach zählen, wie viele ”P” in unserer Auswertung vorkommen.Zudem müssen wir den Tipp für den Benutzer ausgeben.


10 e l i f ( c o l o r . count ( i n t ( i np [ i ] ) ) > 0) :11 answer . append ( "C" )12 i f ( answer . count ( "P" ) == 5 ) :13 r e t u r n 214 p r i n t ( answer )1516 r e t u r n 117

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Eingabe

Jetzt fehlt nur noch eine Sache ...... und zwar das Ganze mal auszuprobieren.

1 d e f game_start ( ) :2 round_counter = 123 c o l o r = chouseSta r tCode ( )4 w h i l e 1 :5 i f round_counter < 0 :6 p r i n t ( "Du␣hast␣verlohren␣die␣richtige␣Antwort␣waere:" , c o l o r )7 r e t u r n 18 p r i n t ( "Runde␣nr.:" , round_counter )9 i n p = i n p u t ( "Eingabe:" )

10 r e t = c h e c k I n p u t ( inp , c o l o r )11 i f r e t == 2 :12 p r i n t ( "Du␣hast␣die␣Richtige␣kombination␣erraten␣und␣noch" ,

round_counter , "runden␣uebrig." )13 r e t u r n 114 i f r e t == 1 :15 round_counter −= 1

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Eingabe

Herzlichen Glückwunsch.Wir haben jetzt ein Python-Spiel programmiert.

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Geschafft

Nun habt ihr einen etwas tieferen Einstieg in Python

Viel Spaß im Tutorium

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