Python 3 - Lernen und professionell anwenden

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Kapitel 5

Kontrollstrukturen

Durch Kontrollstrukturen wird festgelegt, in welcher Reihenfolge die Anweisungen eines

Programms ausgeführt werden. Die einfachste Kontrollstruktur ist die Sequenz. Anweisun-

gen, die hintereinander – oder sagen wir besser untereinander – aufgeschrieben sind, wer-

den auch in dieser Reihenfolge abgearbeitet. Ein Programm, das nur aus einer einfachen

Sequenz von Befehlen besteht, nennt man linear. Bisher sind Sie in den Programmbeispie-

len nur linearen Programmen begegnet. In diesem Kapitel werden weitere Kontrollstruktu-

ren eingeführt, nämlich

쐽 Programmverzweigungen (if, if-else, if-elif)

쐽 Aufruf von Funktionen und Methoden

쐽 Schleifen (while, for)

쐽 Sprünge (break, continue)

쐽 Abfangen von Ausnahmen (try-except)

Viele Kontrollstrukturen haben mit Bedingungen zu tun. Bedingungen sind logische Aus-

drücke, die wahr oder falsch sein können. Eine bedingte Anweisung z.B. wird nur dann aus-

geführt, wenn eine Bedingung erfüllt ist. In

while-Schleifen bestimmen Bedingungen, wie

oft eine Anweisung wiederholt werden soll. Deshalb beschäftigen wir uns zunächst mit der

Formulierung von Bedingungen.

5.1 Einfache Bedingungen

Der Ausdruck alter < 18 ist ein Beispiel für eine einfache Bedingung. Hier wird der Inhalt

der Variablen

alter mit dem Wert 18 verglichen. Ist der Wert von alter beispielsweise die

Zahl

17, ist die Bedingung erfüllt. Denn die Aussage 17 < 18 ist wahr.

5.1.1 Vergleiche

Typische Beispiele für einfache Bedingungen sind Vergleiche. Ein Vergleich ist im einfachs-

ten Fall ein Ausdruck, der aus zwei Operanden (z.B. Zahlen) und einem Vergleichsoperator

in der Mitte besteht.

Bei Python können auch Objekte unterschiedlicher Datentypen miteinander verglichen

werden. Dies macht aber nur Sinn, wenn die Datentypen zueinanderpassen. Zum Beispiel

kann man ganze Zahlen und Gleitkommazahlen miteinander vergleichen. Dagegen lässt

sich eine Zahl nicht sinnvoll mit einer Zeichenkette vergleichen. Gehören zwei Objekte zu

unvereinbaren Datentypen, so sind sie auf jeden Fall ungleich. Es kann allerdings nicht auf

sinnvolle Weise entschieden werden, welches von beiden größer oder kleiner ist.

Kapitel 5

Kontrollstrukturen

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Will man mit Python testen, ob eine Bedingung erfüllt ist, gibt man sie im interaktiven

Modus ein. Das System liefert den Wert

True, falls die Aussage wahr ist, und False, falls sie

falsch ist.

Beispiele:

Wie in der Mathematik üblich können bei Python Vergleiche beliebig verkettet werden. Der

Term

a<b<c ist wohl geformt. Das unterscheidet Python von den meisten Programmier-

sprachen wie C, Java oder Pascal.

Operator Erklärung Beispiel Wahrheitswert

< kleiner 10 < 20 True

10 < 10 False

<=

kleiner oder gleich 10 <= 20 True

10 <= 10 True

>

größer 5.0 > 5.0 False

>= größer oder gleich "alle" >= "alt" False

== gleich "gleich" == "gleich" True

!= ungleich 2 != 3 True

is

identisch 2 is 2 True

[1] is [1] False

is not nicht identisch 1 is not 2 True

Tabelle 5.1: Vergleichsoperatoren bei Python

>>> "Haus" == 2 # Objekte unterschiedlichen Typs

False

>>> 2 < 3 # Objekte gleichen Typs

True

>>> 0 == 0.0 # gleiche Zahlen unterschiedlichen Typs

True

>>> 2 < 45 < 78

True

linker Operand rechter Operand

alter < 18

Vergleichsoperator

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5.1

Einfache Bedingungen

Jeder Vergleichsoperator vergleicht die Werte zweier Objekte. Die Semantik des Vergleichs

hängt vom Datentyp ab. Wir gehen im Folgenden davon aus, dass Objekte gleichen Typs

miteinander verglichen werden.

Zahlen werden arithmetisch verglichen, wie man es aus der Mathematik gewohnt ist. Auf

komplexe Zahlen können die Operatoren

>, >=, < und <= nicht angewendet werden. Der Test

auf Gleichheit ist aber möglich. Beispiel:

Zeichenketten werden gemäß der lexikografischen Ordnung verglichen. Das bedeutet Fol-

gendes: Zuerst betrachtet man die ersten Buchstaben der beiden Strings. Wenn der erste

String mit einem Zeichen beginnt, das im Alphabet vor dem ersten Zeichen des zweiten

Strings kommt, ist der erste String kleiner.

Wenn die ersten Zeichen der beiden Strings gleich sind, vergleicht man die zweiten Zei-

chen. Liegt das zweite Zeichen des ersten Strings im Alphabet vor dem zweiten Zeichen des

zweiten Strings, ist der erste String kleiner usw. Beispiel:

"Aal" ist kleiner als "Achtung". Die beiden Worte beginnen mit A, aber der zweite Buch-

stabe von

"Aal" ist a und liegt im Alphabet vor c.

Probieren Sie folgende Anweisung aus:

Das heißt,

"a" ist größer als "B", obwohl doch a im Alphabet vor B kommt. Warum? Grund-

lage für die Ordnung der Buchstaben in einfachen Zeichenketten ist die Unicode-Numme-

rierung (siehe Anhang A). Unicode ordnet jedem Zeichen eine Nummer zu. Das Zeichen

mit der kleineren Unicode-Nummer gilt als kleiner. Nun ist

66 die Unicode-Nummer von B

und 97 die Nummer von a. Folglich liegt a hinter B.

Mit dem Operator

is wird die Identität zweier Objekte verglichen. Identität ist nicht das-

selbe wie Gleichheit. Zwei gleiche Objekte müssen nicht unbedingt identisch sein. Python

ist in einem grundlegenden Sinne eine objektorientierte Sprache. Auch Literale, die Werte

(Zahlen oder Strings) darstellen, sind Objekte, die eine Identität besitzen. Die Identität wird

mit einer Nummer bezeichnet, die man mit der Funktion

id() abfragen kann:

>>> 2 < 23 <= 10

False

>>> 2 * (1+1j) == 2+2j

True

>>> "abends" < "morgens"

True

>>> "Aal" < "Achtung"

True

>>> "a" > "B"

True