Die for-Schleife (A)

9.2.2. Die for-Schleife (A)#

Die for-Schleife verwenden wir immer dann, wenn wir (zur Laufzeit) vor dem Eintritt in die Wiederholung wissen, wie viele Wiederholungen wir maximal benötigen. Dabei wollen wir entweder

  1. für eine bestimmte Anzahl \(n \in \mathbb{N}\), oder

  2. für jedes Element einer Datenstruktur (Liste, Tupel, usw.)

einen Befehlsblock ausführen.

Im zweiten Fall spricht man auch von der sog. Foreach-Schleife. Durch den Zahlenbereich range() reduziert Python den ersten Fall auf den zweiten.

9.2.2.1. Die klassische for-Schleife (Fall 1)#

n = ...
for i in range(n):
    # Codeblock

Der Name der Zählervariable (hier i) kann frei gewählt werden, allerdings verwendet man für Fall 1 gewöhnlich: i, j oder k.

for i in range(10):
    print(i**2)

0
1
4
9
16
25
36
49
64
81

Will man andeutet, dass die Zählervariable nicht benötigt wird, so verwendet man den Unterstrich _ als ihren Namen.

for _ in range(10):
    print('42 ist die Antwort!')

42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!
42 ist die Antwort!

9.2.2.2. Die Foreach-Schleife (Fall 2)#

sequenz = ... # some Sequenz of Elements
for element in sequenz:
    # Codeblock

Der Name mit dem wir die Elemente der Sequenz ansprechen (hier element) kann frei gewählt werden und sollte beschreiben über welche Elemente wir iterieren.

names = ['Sarah', 'Sebastian', 'Babar', 'Simon', 'Martin']

for name in names:
    print(name)

Sarah
Sebastian
Babar
Simon
Martin

range() ist, genau wie eine Liste und ein Tupel, auch eine Sequenz. Eine for-Schleife läuft über die Einträge einer Sequenz oder anderer iterierbarer Strukturen.

Es kann durchaus sein, dass wir die for-Schleife auch dann verwenden, wenn nicht genau klar ist wie viele Wiederholungen wir benötigen. Ist uns bekannt wie viele Wiederholungen wir maximal benötigen ist dies kein Problem.

Nehmen wir den Test ob eine Zahl \(n\) eine Primzahl ist. Ein einfacher Algorithmus für den Test, testet für jede Zahl \(m \in \{2, 3, \ldots, n-1\}\) ob \(m\) die Zahl \(n\) teilt. Wenn dies der Fall ist, ist \(n\) keine Primzahl und wir können die Wiederholung stoppen. Wir wissen demnach, dass wir maximal \(n-m-3\) Wiederholungen benötigen. Es könnten jedoch auch weniger sein:

def is_prime(n):
    prime = True
    for i in range(2, n):
        if n % i == 0:
            prime = False
            break
    return prime

print(is_prime(2))
#print(is_prime(13))
#print(is_prime(25))
#print(is_prime(83))

True

Um die for-Schleife frühzeitig zu beenden verwenden wir break. Mit break springen wir aus der innersten Schleife heraus. Wir könnten stattdessen auch return verwenden, um aus der gesamten Funktion herauszuspringen:

def is_prime(n):
    for i in range(2, n):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

print(is_prime(2))
#print(is_prime(13))
#print(is_prime(25))
#print(is_prime(83))

True

Eine weitere Steuermöglichkeit bietet continue. Mit continue springen wir nicht aus der Schleife heraus sondern springen zurück zum Schleifenkopf. Der Code nach continue wird übersprungen:

def double_even_numbers(numbers):
    result = []
    for number in numbers:
        if number % 2 == 1:
            continue
            
        print(number)
        result.append(number*2)
    return result
numbers = list(range(10))
double_even_numbers(numbers)

0
2
4
6
8

[0, 4, 8, 12, 16]

Allerdings braucht man continue so gut wie nie und wenn es verwendet wird handelt es sich oftmals um schlecht leserlichen Code.

def double_even_numbers(numbers):
    result = []
    for number in numbers:
        if number % 2 == 0:    
            print(number)
            result.append(number*2)
    return result
numbers = list(range(10))
double_even_numbers(numbers)

0
2
4
6
8

[0, 4, 8, 12, 16]

Kontrollmechanismen der for-Schleife

Gehen Sie sparsam mit break und continue um, oftmals brauchen Sie es nicht!

Exercise 9.5 (Praxisaufgabe (PA3.4): Würfelspiel simulieren)

Simulieren Sie \(N=1000\) Würfe eines fairen Würfels. Zählen Sie, wie oft 1, 2, …, 6 vorkommen und geben Sie die Zählerstände aus.

Hinweis: Verwenden Sie randint(1, 6) aus dem Modul random.

from random import randint

N = 1000

# TODO: Zähler initialisieren und in einer for-Schleife erhöhen

# print(...)

Exercise 9.6 (Praxisaufgabe (PA3.4): Würfelspiel simulieren - Teil 2)

Erweitern Sie das Würfelspiel so, dass es zusätzlich die relative Häufigkeit (in %) ausgibt.

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