7.2 Schleifen mit Bedingung (while)

Ein typisches Beispiel aus dem Alltag, bei dem wir etwas wiederholen, solange eine Bedingung erfüllt ist, ist das Kochen von Wasser. Moderne Wasserkocher haben einen eingebauten Temperatursensor, der die Temperatur des Wassers misst. Solange die Wassertemperatur kleiner als 100 ˚C ist, wird das Wasser erhitzt. Sobald die 100 ˚C erreicht sind, wird der Wasserkocher abgeschaltet. Solche Wiederholungen wollen wir nun mit Python umsetzen.

Lernziele

Lernziele

• Sie können eine Schleife mit Bedingung als while-Schleife in Python implementieren.

• Sie können mit break eine Schleife vorzeitig abbrechen.

• Sie können mit continue eine Schleife vorzeitig fortsetzen.

Syntax der while-Schleife

Bei einer Wiederholung mit Bedingung werden eine oder mehrere Anweisungen solange wiederholt, wie die Bedingung erfüllt ist. Die sogenannte while-Schleife hat folgende Struktur:

 while Bedingung: 
        anweisungsblock

Die bedingte Wiederholung wird mit dem Schlüsselwort while eingeleitet. Dann folgt die Bedingung, die mit einem : abgeschlossen wird. Alle Anweisungen, die wiederholt werden sollen, werden eingerückt. Diesen Teil nennt man das Schleifeninnere, die Zeile while Bedingung: nennt man den Schleifenkopf.

Warning

While-Schleifen sind ein mächtiges Werkzeug in Python, aber es ist wichtig, sie sorgfältig zu verwenden. Eine schlecht definierte Bedingung könnte dazu führen, dass die Schleife unendlich läuft, was zu Problemen führen kann.

Um auf das Beispiel mit dem Wasserkocher zurückzukommen … auch wenn wir jetzt keinen echten Temperatursensor haben, würde eine while-Schleife

temperatur = 20
while temperatur <= 100:
  print(f'aktuelle Wassertemperatur: {temperatur} ˚C')
  temperatur += 10 
print('Befehl an Wasserkocher: schalte das Heizelement aus!')
print('Das Wasser ist fertig gekocht!')

aktuelle Wassertemperatur: 20 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 30 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 40 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 50 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 60 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 70 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 80 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 90 ˚C
aktuelle Wassertemperatur: 100 ˚C
Befehl an Wasserkocher: schalte das Heizelement aus!
Das Wasser ist fertig gekocht!

Mini-Übung

Schreiben Sie ein Programm, das einen Countdown von 10 nach 0 implementiert.

# Hier Ihr Code

Lösung

zaehler = 10
while zaehler >= 0:
    print(zaehler)
    zaehler = zaehler - 1

Schleifen abbrechen mit break

Die break-Anweisung kann verwendet werden, um die Schleife vorzeitig zu beenden, auch wenn die Bedingung der while-Schleife noch True ist. Hier ist ein Beispiel:

zaehler = 0
while zaehler < 5:
    if zaehler == 3:
        break
    print(f'Der Zaehler hat aktuell den Wert: {zaehler}.')
    zaehler = zaehler + 1

Der Zaehler hat aktuell den Wert: 0.
Der Zaehler hat aktuell den Wert: 1.
Der Zaehler hat aktuell den Wert: 2.

Mini-Übung

Schreiben Sie ein Programm, das vom Benutzer natürliche Zahlen abfragt und diese quadriert und ausgibt. Wird eine 0 eingegeben, soll die Eingabe der Zahlen abgebrochen werden und die Meldung “Sie haben 0 eingegeben, das Programm wird beendet.” ausgegeben werden.

# Hier Ihr Code

Lösung

while True:
    zahl = int(input('Geben Sie eine natürliche Zahl ein (0 zum Beenden): '))
    if zahl == 0:
        print('Sie haben 0 eingegeben, das Programm wird beendet.')
        break
    quadratzahl = zahl**2
    print(f'Das Quadrat von {zahl} ist {quadratzahl}.')

Schleifen vorzeitig fortsetzen mit continue

Die continue-Anweisung wird verwendet, um den aktuellen Durchgang der Schleife zu beenden und sofort mit dem nächsten Schleifendurchgang zu beginnen. Hier ist ein Beispiel:

zaehler = 0
while zaehler < 5:
    zaehler = zaehler + 1
    if zaehler == 3:
        continue
    print(f'Der Zaehler hat aktuell den Wert: {zaehler}.')

Der Zaehler hat aktuell den Wert: 1.
Der Zaehler hat aktuell den Wert: 2.
Der Zaehler hat aktuell den Wert: 4.
Der Zaehler hat aktuell den Wert: 5.

In diesem Beispiel wird “Der Zaehler hat aktuell den Wert: 3” nicht ausgegeben, da die continue-Anweisung dafür sorgt, dass vorzeitig der nächste Schleifendurchgang begonnen wird, sobald zaehler den Wert 3 erreicht.

Mini-Übung

Schreiben Sie ein Programm, dass eine Zahl abfragt und deren Wurzel berechnet und ausgibt. Wird eine negative Zahl eingegeben, so soll die Wurzelberechnung übersprungen werden. Insgesamt soll das Programm solange laufen, bis drei Wurzeln berechnet wurden.

# Hier Ihr Code

Lösung

zaehler = 0
while zaehler < 3:
    zahl = int(input('Geben Sie eine positive Zahl ein: '))
    if zahl < 0:
        print('Sie haben eine negative Zahl eingegeben, davon kann keine Wurzel berechnet werden.')
        continue
    wurzel = zahl**0.5
    print(f'Die Wurzel von {zahl} ist {wurzel}.')
    zaehler += 1

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