Python-Schleifen und -Bereiche

Einführung

In diesem Lab lernst du, wie du for-Schleifenanweisungen und die range()-Funktion in Python verwendest. for-Schleifenanweisungen ermöglichen es dir, über eine Sequenz von Elementen wie einer Liste oder eines Strings zu iterieren. Die range()-Funktion ist eine integrierte Funktion, die eine Sequenz von Zahlen zurückgibt, die standardmäßig bei 0 beginnt, um 1 (auch standardmäßig) erhöht und bei einer angegebenen Zahl endet.

Ziele

• for-Schleifenanweisungen
• Die range()-Funktion
• Die enumerate()-Funktion
• Die zip()-Funktion

Skills Graph

for-Schleife

Eine for-Schleife ist eine Steuerflussanweisung, die es dir ermöglicht, über eine Sequenz von Elementen zu iterieren. Die Syntax einer for-Schleife lautet wie folgt:

for variable in sequence:
    statements

Wobei sequence eine Sequenz von Elementen (wie eine Liste, ein Tupel oder ein String) ist und variable eine Variable ist, die nacheinander jeweils einen Wert aus der Sequenz annimmt. Die statements innerhalb der Schleife werden für jeden Wert in der Sequenz ausgeführt.

Öffne einen neuen Python-Interpreter.

python3

Hier ist ein Beispiel für eine einfache for-Schleife, die über eine Liste von ganzen Zahlen iteriert und jeden Wert ausgibt:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
for number in numbers:
    print(number)

Iterieren über einen String:

for char in 'Hello':
    print(char)

Die range()-Funktion

Die range()-Funktion ist eine integrierte Funktion in Python, die eine Sequenz von Zahlen zurückgibt. Die Syntax der range()-Funktion lautet wie folgt:

range(start, stop, step)

Wobei start die Startzahl der Sequenz ist (Standardwert ist 0), stop die Endzahl der Sequenz ist (nicht enthalten) und step der Inkrement zwischen jeder Zahl in der Sequenz ist (Standardwert ist 1).

Du kannst die range()-Funktion in einer for-Schleife verwenden, um über eine Sequenz von Zahlen zu iterieren. Beispielsweise:

for i in range(5):
    print(i)

Du kannst auch einen start- und einen stop-Wert für die range()-Funktion angeben:

for i in range(2, 5):
    print(i)

Du kannst sogar einen Schrittwert angeben:

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

Verschachtelte for-Schleifen

Du kannst auch mehrere for-Schleifen verwenden, um über geschachtelte Sequenzen zu iterieren. Beispielsweise:

for i in range(1, 3):
    for j in range(1, 4):
        print(f'i: {i}, j: {j}')

Übung

Nun ist es deine Zeit, die Verwendung von for-Schleifenanweisungen und der range()-Funktion zu üben. Schreibe ein Programm, das das folgende Muster ausgibt:

*
**
***
****
*****

Einige Tipps:

Dein Programm sollte zwei for-Schleifen verwenden, eine innerhalb der anderen verschachtelt. Die äußere Schleife sollte über die Anzahl der Zeilen iterieren, und die innere Schleife sollte über die Anzahl der Spalten iterieren.

Um diese Übung zu absolvieren, musst du die print()-Funktion verwenden, um die Sterne auszugeben. Du kannst die range()-Funktion verwenden, um die Anzahl der Iterationen für die Schleifen zu steuern.

Die enumerate()-Funktion

Die enumerate-Funktion nimmt ein Iterable wie eine Liste als Eingabe und gibt einen Iterator zurück, der Tupel generiert, die den Index und den Wert jedes Elements enthalten. Im folgenden Beispiel verwenden wir den Entpackungsoperator (index, fruit), um den Index und den Wert jedes Tupels den Variablen index und fruit zuzuweisen.

## Beispiel für die Verwendung der enumerate-Funktion in einer for-Schleife in Python

## Beispiel-Liste, über die iteriert werden soll
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']

## Verwenden einer for-Schleife und der enumerate-Funktion, um über die Liste zu iterieren
for index, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"Index: {index}, Fruit: {fruit}")

## Ausgabe:
## Index: 0, Fruit: apple
## Index: 1, Fruit: banana
## Index: 2, Fruit: cherry

Im obigen Beispiel definieren wir eine Liste fruits, die die Elemente apple, banana und cherry enthält.

Dann verwenden wir eine for-Schleife, um über die Liste fruits zu iterieren und die enumerate-Funktion, um sowohl den Index als auch den Wert jedes Elements in der Liste zu erhalten. Innerhalb der Schleife verwenden wir die String-Formatierung, um den Index und das Fruit auszugeben. Die enumerate-Funktion beginnt standardmäßig bei 0 zu zählen, aber du kannst das optionale Argument start verwenden, um einen anderen Startpunkt für das Zählen anzugeben.

Die zip()-Funktion

Die zip()-Funktion kann nützlich sein, wenn du mit mehreren Listen oder anderen iterierbaren Objekten arbeitest und du über deren Elemente paarweise iterieren möchtest, oder wenn du mehrere iterierbare Objekte zu einem zusammenführen möchtest.

## Beispiel für die Verwendung der zip()-Funktion in einer for-Schleife in Python

## Beispiel-Listen, über die iteriert werden soll
fruits = ['apple', 'banana', 'cherry']
prices = [1.2, 3.5, 2.5]

## Verwenden einer for-Schleife und der zip-Funktion, um über die Listen zu iterieren
for fruit, price in zip(fruits, prices):
    print(f"Fruit: {fruit}, Price: ${price}")

## Ausgabe:
## Fruit: apple, Price: $1.2
## Fruit: banana, Price: $3.5
## Fruit: cherry, Price: $2.5

Im obigen Beispiel definieren wir zwei Listen fruits und prices, die die Elemente apple, banana, cherry und 1.2, 3.5, 2.5 enthalten.

Dann verwenden wir eine for-Schleife, um über die Elemente aus den beiden Listen mit der zip()-Funktion zu iterieren. Die zip()-Funktion nimmt mehrere iterierbare Objekte als Eingabe und gibt einen Iterator zurück, der Tupel generiert, die die Elemente der Eingabe-iterierbaren an entsprechenden Positionen enthalten. Im obigen Beispiel verwenden wir den Entpackungsoperator (fruit, price), um die Elemente jedes Tupels den Variablen fruit und price zuzuweisen. Innerhalb der Schleife verwenden wir die String-Formatierung, um das Fruit und den Preis auszugeben.

Wenn die Länge der Eingabe-iterierbaren nicht gleich ist, wird die zip()-Funktion am Ende des kürzesten iterierbarens stoppen.

Zusammenfassung

In diesem Lab hast du gelernt, wie du Python's for-Schleifenanweisungen und die range()-Funktion verwendest, um über eine Sequenz von Elementen zu iterieren. Du hast die Syntax von for-Schleifen und der range()-Funktion gelernt und Beispiele gesehen, wie du sie verwendest, um über Listen, Strings, Tupel und Zahlenfolgen zu iterieren. Du hast auch gelernt, wie du verschachtelte for-Schleifen verwendest, um über geschachtelte Sequenzen zu iterieren.

Jetzt, da du die Grundlagen von for-Schleifen und der range()-Funktion gelernt hast, kannst du diese Werkzeuge verwenden, um Aufgaben wie die Verarbeitung von Daten, die Generierung von Ausgaben und vieles mehr durchzuführen.