Schleifen

Allgemeiner Aufbau einer Schleife

Schleifen, werden benötigt, um einen Codeblock, den man auch als Schleifenkörper bezeichnet, wiederholt auszuführen. In Python gibt es zwei Schleifentypen: die while-Schleife und die for-Schleife.
Ablaufdiagramm einer Schleife Die meisten Schleifen enthalten einen Zähler oder ganz allgemein Variablen, die im Verlauf der Berechnungen innerhalb des Schleifenkörpers ihre Werte ändern. Außerhalb, d.h. noch vor dem Beginn der Schleife, werden diese Variablen initialisiert. Vor jedem Schleifendurchlauf wird geprüft, ob ein Ausdruck, in dem diese Variable oder Variablen vorkommen, wahr ist. Dieser Ausdruck bestimmt das Endekriterium der Schleife. Solange die Berechnung dieses Ausdrucks "True" liefert wird der Rumpf der Schleife ausgeführt. Nachdem alle Anweisungen des Schleifenkörpers durchgeführt worden sind, springt die Programmsteuerung automatisch zum Anfang der Schleife, also zur Prüfung des Endekriteriums zurück und prüft wieder, ob diese nochmals erfüllt ist.
Wenn ja, geht es wie oben beschrieben weiter, ansonsten wird der Schleifenkörper nicht mehr ausgeführt und es wird mit dem Rest des Skriptes fortgefahren. Das nebenstehende Diagramm zeigt dies schematisch.


Einfaches Beispiel einer Schleife

Wir möchten dies nun an einem kleinen Python-Skript verdeutlichen, was die Summe der Zahlen von 1 bis 100 bildet. Später werden wir weitaus elegantere Möglichkeiten zu diesem Zweck kennenlernen.

#!/usr/bin/env python

n = 100

sum = 0
i = 1
while i <= n:
    sum = sum + i
    i = i + 1

print "Summe von 1 bis %d: %d" % (n,sum)

Standard-Eingabe lesen

Bevor wir mit der while-Schleife weitermachen, müssen wir noch ein paar grundsätzliche Dinge über die Standardeingabe und die Standardausgabe klären. Als Standardeingabe gilt normalerweise die Tastatur. Die meisten Shell-Programme schreiben ihre Ausgaben in die Standardausgabe, d.h. das Terminalfenster oder die Textkonsole. Fehlermeldungen werden in die Standard-Fehlerausgabe ausgegeben, was üblicherweise auch dem aktuellen Terminalfenster oder der Textkonsole entspricht.
Auch der Python-Interpreter stellt drei Standard-Dateiobjekte zur Verfügung:

Sie stehen im Modul sys als zur Verfügung.

Das folgende Beispiel-Skript zeigt nun, wie man Zeichen für Zeichen mittels einer while-Schleife von der Standardeingabe (Tastatur) einliest. Mit dem import-Befehl wird das benötigte Modul sys eingelesen.

import sys 

text = ""
while 1:
   c = sys.stdin.read(1)
   text = text + c
   if c == '\n':
       break

print "Eingabe: %s" % text
Eleganter kann man eine beliebige Eingabezeile von der Standardeingabe natürlich mit der Funktion raw_input(prompt) einlesen.
>>> name = raw_input("Wie heißen Sie?\n")
Wie heißen Sie?
Tux
>>> print name
Tux
>>> 

Der else-Teil

Ablaufdiagramm einer Schleife mit else-TeilWie auch die bedingte if-Anweisung hat die while-Schleife in Python im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen einen optionalen else-Zweig, was für viele Programmierer gewöhnungsbedürftig ist.
Die Anweisungen im else-Teil werden ausgeführt, sobald die Bedingung nicht mehr erfüllt ist. Sicherlich fragen sich einige nun, worin dann der Unterschied zu einer normalen while-Schleife liegt. Hätte man die Anweisungen nicht in den else-Teil gesteckt sondern einfach hinter die while-Schleife gestellt, wären sie ja auch genauso ausgeführt worden. Es wird erst mit einem break-Kommando, was wir später kennenlernen sinnvoll.
Allgemein sieht eine while-Schleife mit else-Teil in Python wie folgt aus:

while Bedingung:
	Anweisung1
	...
	Anweisungn
else:
	Anweisung1
	...
	Anweisungn

Vorzeitiger Abbruch einer while-Schleife

Ablaufdiagramm einer Schleife mit else und breakNormalerweise wird eine Schleife nur beendet, wenn die Bedingung im Schleifenkopf erfüllt ist. Mit break kann man aber eine Schleife vorzeitig verlassen und mit continue einen Durchlauf beenden.
Im folgenden Beispiel, einem einfachen Zahlenratespiel, kann mam erkennen, dass in Kombination mit einem break der else-Zweig durchaus sinnvoll sein kann. Nur wenn die while-Schleife regulär beendet wird, d.h. der Spieler die Zahl erraten hat, gibt es einen Glückwunsch. Gibt der Spieler auf, d.h. break, dann wird der else-Zweig der while-Schleife nicht ausgeführt.

import random
n = 20
to_be_guessed = int(n * random.random()) + 1
guess = 0
while guess != to_be_guessed:
    guess = input("Neue Zahl: ")
    if guess > 0:
        if guess > to_be_guessed:
            print "Zahl zu groß"
        else:
            print "Zahl zu klein"
    else:
        print "Schade, Sie geben also auf!"
        break
else:
    print "Glückwunsch! Das war's!"