Python für Kids

232

Der Zufall und bedingte Schleifen

Kapitel

9

Diese

for

-Schleife mit 20 Aufrufen des Zufallsgenerators

randint(1,6)

liefert gerade die Ergebnisse von 20 Mal würfeln. Kann durchaus sein, dass

20 Mal keine 1 dabei ist. Oder auch keine 6.

Die Funktion

randint(a, b)

aus dem Modul

random

liefert eine ganze

Zufallszahl aus dem Bereich

a..b

. (Die Randwerte

a

und

b

gehören zum

Bereich dazu.)

Wenn wir Zufallszahlen im Bereich 1 bis 100 erzeugen wollen, müssen wir

also

random.randint(1,100)

aufrufen. Ebenso lassen sich Bereiche

nutzen, die negative Zahlen enthalten:

>>> for i in range(20):

print(random.randint(-10,10), end=

" ")

-10 9 9 3 -2 0 -6 -9 -1 0 8 -9 5 8 9 -7 -8 -5 5 -9

To r k e l n

Die Idee ist ziemlich einfach: jedes Mal, bevor die Turtle ein Stück vorwärts

geht, wählt sie zufällig die Richtungsänderung vor diesem Schritt aus ei-

nem gegebenen Bereich aus.

>

Mach mit!

>>> from turtle import *

>>> reset(); pensize(3)

>>> winkel = random.randint(-30,30)

>>> left(winkel); forward(15)

>>> winkel = random.randint(-30,30)

>>> left(winkel); forward(15)

>>> winkel = random.randint(-30,30)

… und noch ein paar Mal. Tatsächlich: die Turtle torkelt!

>

Wenn du Lust hast, kannst du nun noch mit anderen Winkelbereichen

und Schrittgrößen experimentieren.

Wir wollen jetzt ein erstes Programm schreiben, das unsere Turtle auf sol-

chen Zufallswegen wandern lässt. Für derartige Spaziergänge gibt es im

Englischen einen Spezialausdruck, den wir hier verwenden wollen: »random

walk«. Im Deutschen sagt man auch »Irrfahrten«.

233

To r k e l n

>

Öffne ein neues Editor-Fenster, schreibe einen Kopfkommentar für das

Skript

randomwalk_arbeit.py

und speichere die Datei im Ordner

c:\py4kids\kap09

ab.

Wir beginnen ganz einfach. Wir schreiben eine Funktion

zufalls

schritt()

und eine Schleife, die die Turtle einige solche Zufallsschritte

machen lässt. Das Ganze ergänzen wir mit etwas Code für die Herstellung

der richtigen Anfangssituation.

from turtle import *

import random

def zufallsschritt():

winkel = random.randint(-30,30)

left(winkel)

forward(15)

setup(400,400)

penup()

home()

pendown()

pensize(3)

startwinkel = random.randint(0,359)

right(startwinkel)

for n in range(10):

zufallsschritt()

Wenn wir dieses Programm mehrere Male ausführen,

wird die Turtle mehrere Zufallswege ins Grafik-Fenster

zeichnen. Damit diese nicht alle in die gleiche Richtung

starten, wird auch die Startrichtung zufällig ausgewählt.

Jeder Schritt der torkelnden Turtle beginnt mit einer

Drehung um einen zufälligen »Torkelwinkel« im Bereich

von -30° bis 30°. Nach neun Programmläufen sah das

bei mir einmal so aus:

>

Speichere eine Kopie dieses Programms als

randomwalk01.py

.

Du wirst dir sicherlich denken, dass dieses Programm

noch sehr verbesserungsfähig ist. Richtig! Arbeiten wir

ein, was wir bisher schon alles gelernt haben.

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Der Zufall und bedingte Schleifen

Kapitel

9

>

Bei

zufallsschritt()

spielen der maximale Torkelwinkel (hier:

30

)

und die Schrittgröße (hier:

15

) eine Rolle. Baue diese beiden Größen

als Parameter der Funktion ein. Dann hast du eine viel flexiblere

Funktion

zufallsschritt()

.

Wie du gesehen hast, ist es interessant, mehrere solcher Zufallswege zu

zeichnen. Erstelle daher eine Funktion

zufallsweg()

, die die Turtle einen

solchen Zufallsweg – das sind mehrere Zufallsschritte – zurücklegen lässt.

Als Parameter drängt sich die Anzahl der Zufallsschritte auf, und Torkel-

winkel und Schrittgröße werden sicher auch gebraucht, da ja im Funktions-

körper von

zufallsweg()

die Funktion

zufallsschritt()

aufgerufen

wird.

>

Schreibe entsprechend dieser Beschreibung die Funktion

zufallsweg()

.

>

Die übrigen Anweisungen gehören zum Teil in die Funktion

zufallsweg()

und zum Teil in den Anweisungsblock einer

if __name__ == '__main__':-

Anweisung. Schreibe das »Haupt-

programm« so, dass die Turtle zehn Zufallswege mit je zehn Zufalls-

schritten erzeugt.

>

Teste dein Programm, und wenn es fertig gestellt ist, speichere eine

Kopie davon als

randomwalk02.py

ab.

Bei der Ausführung der obigen Schritte hast du einiges an Freiheiten, wie

z.

B. die Wahl der Variablennamen, in gewissen Grenzen die Reihenfolge der

Anweisungen usw. Es folgt hier eine mögliche Lösung, als Hilfestellung und

zum Vergleich. Deine wird naturgemäß davon abweichen, doch sie sollte

etwa die gleiche Grafik erzeugen. (Du findest meine Lösung, wie immer,

auch auf der Buch-CD).

from turtle import *

import random

def zufallsschritt(laenge, maxwinkel):

winkel = random.randint(-maxwinkel,maxwinkel)

left(winkel)

forward(laenge)

def zufallsweg(schritt_anzahl, schrittlaenge, torkelwinkel):

pu(); home(); pd()

startwinkel = random.randint(0,359)