Verzweigungen

Bei der while-Schleife hast du die Raute im Flussdiagramm kennengelernt. Jetzt nutzen wir sie, um ein Programm je nach Situation unterschiedlich reagieren zu lassen.

Aufgabe 1: Ein Problem erkennen

Gegeben ist die folgende Zeichnung. Mithilfe einer Schleife soll ein solches Bild gezeichnet werden.

Entwickle mithilfe eines Flussdiagramms ein mögliches Vorgehen.

Erläutere anschließend, ob gewisse Elemente deines Flussdiagramms mit den bisher bekannten Python-Befehlen noch nicht umsetzbar sind.

Auflösung

Man braucht eine Entscheidung: „Ist dieser Punkt ein gerader oder ein ungerader?" Je nachdem wird die Farbe rot oder blau gesetzt.

Im Flussdiagramm ist das eine Raute mit zwei abgehenden Pfeilen, die sich danach wieder vereinigen. Genau dafür fehlt uns bisher der Python-Befehl.

Die if-Abfrage

Analysiere das Verhalten des folgenden Programms durch systematisches Testen: Gib nacheinander 4, 7, 0 und 13 ein.

Beschreibe aufgrund deiner Beobachtungen die Funktionsweise einer if-Abfrage.

zahl = int(input("Bitte eine Zahl eingeben: ")) if zahl % 2 == 0: print("Die Zahl ist gerade.") else: print("Die Zahl ist ungerade.")

flowchart TD
    S([Start]) --> I[/Eingabe: zahl/]
    I --> C{Rest von zahl geteilt durch 2 ist 0?}
    C -- ja --> A1[/Ausgabe: Die Zahl ist gerade./]
    C -- nein --> A2[/Ausgabe: Die Zahl ist ungerade./]
    A1 --> E([Ende])
    A2 --> E

if bedingung: führt den eingerückten Block nur dann aus, wenn die Bedingung wahr ist.
else: gehört zur passenden if-Abfrage und wird ausgeführt, wenn die Bedingung falsch ist.
Ein else ist optional. Ohne else passiert bei falscher Bedingung einfach nichts.
Wie bei Schleifen gilt: Doppelpunkt am Ende, eingerückter Block darunter.

Vorsicht bei der häufigsten Fehlerquelle:

if zahl = 5:      # FALSCH - das ist eine Zuweisung
if zahl == 5:     # RICHTIG - das ist ein Vergleich

Aufgabe 2: Die Punkte einfärben

a) Entwickle mithilfe einer if-Abfrage ein Programm, das die Zeichnung aus Aufgabe 1 liefert.

b) Erläutere, ob sich dein Programm von deinem Entwurf aus Aufgabe 1 unterscheidet.

from turtle import * shape("turtle") screensize(600, 300) penup() goto(-120, 0) # Dein Code hier

Tipp 1: Woran erkenne ich gerade Punkte?

Die Zählvariable deiner Schleife nimmt nacheinander die Werte 0, 1, 2, 3, … an. Bei geraden Werten ist der Rest der Division durch 2 gleich 0.

Tipp 2: Wo gehört die Abfrage hin?

Die Entscheidung fällt bei jedem Punkt neu. Die if-Abfrage steht also innerhalb der Schleife, direkt vor dem dot.

from turtle import *
shape("turtle")
screensize(600, 300)
 
penup()
goto(-120, 0)
 
for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        pencolor("red")
    else:
        pencolor("blue")
    dot(20)
    forward(25)

Lösung. Erfrage das Passwort bei deiner Lehrkraft.

Aufgabe 3: Das Konto

Das folgende kleine Programm soll erweitert werden:

Ist genug Geld auf dem Konto vorhanden, wird der gewünschte Betrag vom Guthaben abgezogen und der neue Kontostand angezeigt. Andernfalls wird angezeigt, dass nicht genug Geld vorhanden ist.

Implementiere ein geeignetes Programm.

konto = 0 einzahlung = int(input("Welchen Betrag zahlst du ein? ")) konto = konto + einzahlung auszahlung = int(input("Welchen Betrag hebst du ab? ")) # Dein Code hier

Tipp: Wie lautet die Bedingung?

Genug Geld ist vorhanden, wenn der Kontostand mindestens so groß ist wie der gewünschte Betrag.

konto = 0
 
einzahlung = int(input("Welchen Betrag zahlst du ein? "))
 
konto = konto + einzahlung
 
auszahlung = int(input("Welchen Betrag hebst du ab? "))
 
if konto >= auszahlung:
    konto = konto - auszahlung
    print("Neuer Kontostand:")
    print(konto)
else:
    print("Nicht genug Geld auf dem Konto!")

Lösung. Erfrage das Passwort bei deiner Lehrkraft.

Aufgabe 4: Wachsende Punkte in zwei Farben

Mithilfe einer Schleife und einer Verzweigung kann man ein Bild wie unten erstellen: Die Punkte werden nach rechts größer, die erste Hälfte ist rot, die zweite blau.

Entwickle ein geeignetes Programm. Stelle deine Lösung zusätzlich als Flussdiagramm dar.

Zwölf wachsende Punkte, die ersten sechs rot, die letzten sechs blau

from turtle import * shape("turtle") screensize(700, 300) speed(0) penup() goto(-260, 0) # Dein Code hier

Tipp 1: Zwei Dinge gleichzeitig

In dieser Aufgabe passieren zwei Dinge parallel:

Die Größe wächst bei jedem Durchlauf – wie bei der Spirale in Lektion 3.
Die Farbe hängt davon ab, in welcher Hälfte man ist – dafür ist die if-Abfrage da.

Tipp 2: Die Größe berechnen

Statt eine eigene Variable hochzuzählen, kannst du die Größe direkt aus der Zählvariablen berechnen:

dot(6 + i * 4)

from turtle import *
shape("turtle")
screensize(700, 300)
speed(0)
 
penup()
goto(-260, 0)
 
for i in range(12):
    if i < 6:
        pencolor("red")
    else:
        pencolor("blue")
    dot(6 + i * 4)
    forward(45)

Lösung. Erfrage das Passwort bei deiner Lehrkraft.

Verschachtelte Verzweigungen

Genau wie Schleifen darf man auch Verzweigungen ineinander schachteln.

Das folgende Flussdiagramm stellt den Ablauf eines kurzen Turtle-Programms dar.

a) Analysiere zunächst das Diagramm. Erkläre genau, wie das beschriebene Programm abläuft.

b) Implementiere anschließend ein entsprechendes Programm.

flowchart TD
    S([Start]) --> P[/Wiederhole 8 mal/]
    P --> I[/Eingabe: groesse/]
    I --> C1{groesse größer als 20?}
    C1 -- ja --> R[pencolor rot]
    C1 -- nein --> C2{groesse größer als 10?}
    C2 -- ja --> G[pencolor grün]
    C2 -- nein --> B[pencolor blau]
    R --> D[dot groesse]
    G --> D
    B --> D
    D --> F[forward 40]
    F --> P
    P -- fertig --> E([Ende])

from turtle import * shape("turtle") screensize(600, 300) penup() goto(-250, 0) # Dein Code hier

Tipp 1: Die zweite Raute

Die zweite Raute wird nur erreicht, wenn die erste mit „nein" beantwortet wurde. In Python steht sie deshalb im else-Zweig der ersten Abfrage.

Tipp 2: Es geht auch kürzer

Für „sonst, falls …" gibt es ein eigenes Schlüsselwort: elif.

if groesse > 20:
    pencolor("red")
elif groesse > 10:
    pencolor("green")
else:
    pencolor("blue")

Das ist gleichbedeutend mit einer im else verschachtelten if-Abfrage, aber deutlich übersichtlicher.

from turtle import *
shape("turtle")
screensize(600, 300)
 
penup()
goto(-250, 0)
 
for i in range(8):
    groesse = int(input("Wie groß soll der Punkt sein? "))
 
    if groesse > 20:
        pencolor("red")
    elif groesse > 10:
        pencolor("green")
    else:
        pencolor("blue")
 
    dot(groesse)
    forward(40)

Lösung. Erfrage das Passwort bei deiner Lehrkraft.

elif steht für else if („sonst, falls").

Python prüft die Bedingungen von oben nach unten.
Sobald eine zutrifft, wird nur deren Block ausgeführt – alle weiteren werden übersprungen.
Es darf beliebig viele elif-Zweige geben, aber höchstens ein else ganz am Schluss.

Deshalb ist die Reihenfolge wichtig: Prüfe immer erst die engste Bedingung.

Zusatzaufgabe: Rot, Grün und Blau

Entwickle zunächst mit einem Flussdiagramm ein Programm, in dem die Turtle mithilfe einer Schleife und verschachtelter Verzweigungen ein Bild wie unten zeichnet.

Implementiere es danach.

Zwölf Punkte in wiederkehrender Folge rot, grün, blau

from turtle import * shape("turtle") screensize(600, 300) penup() goto(-140, 0) # Dein Code hier

Tipp: Drei statt zwei Fälle

Bei zwei Farben hast du mit i % 2 gearbeitet. Bei drei Farben liegt es nahe, mit i % 3 zu arbeiten – die möglichen Reste sind dann 0, 1 und 2.

Selbsttest

1. Wann wird der Block nach else ausgeführt?

{r1{Immer}}

{r1{!Nur wenn die Bedingung der if-Abfrage falsch ist}}

{r1{Nur wenn die Bedingung wahr ist}}

{r1{Nie}}

{h{else ist der Gegenpart zu if.}} {H{Richtig!}}

2. Welche Schreibweise vergleicht korrekt auf Gleichheit?

{r2{if zahl = 5:}}

{r2{!if zahl == 5:}}

{r2{if zahl := 5:}}

{h{Ein einzelnes Gleichheitszeichen weist zu, statt zu vergleichen.}} {H{Richtig! Zum Vergleichen braucht man das doppelte Gleichheitszeichen.}}

3. Wofür steht elif?

{r3{end if}}

{r3{!else if – also „sonst, falls"}}

{r3{elementary if}}

{h{Es kombiniert zwei englische Wörter.}} {H{Richtig!}}

4. Wie viele Zweige einer if-elif-else-Kette werden höchstens ausgeführt?

{z{1}}

{h{Sobald eine Bedingung zutrifft, überspringt Python den Rest der Kette.}} {H{Richtig! Es wird immer genau ein Zweig ausgeführt – oder gar keiner, wenn es kein else gibt.}}

5. Welche Farbe erhält der Punkt bei groesse = 15? Die Kette lautet: größer als 20 → rot, sonst größer als 10 → grün, sonst blau.

{r4{Rot}}

{r4{!Grün}}

{r4{Blau}}

{h{Prüfe die Bedingungen der Reihe nach: Ist 15 größer als 20? Ist 15 größer als 10?}} {H{Richtig! Die erste Bedingung trifft nicht zu, die zweite schon.}}

6. Was gehört im Flussdiagramm zu einer Verzweigung? (Mehrfachauswahl)

{c1{!Eine Raute mit einer Bedingung}}

{c1{!Zwei abgehende Pfeile, beschriftet mit ja und nein}}

{c1{Ein Parallelogramm}}

{c1{Ein abgerundetes Rechteck}}

{h{Das Parallelogramm ist für Ein- und Ausgaben reserviert.}} {H{Richtig!}}

Verzweigungen🔖

Aufgabe 1: Ein Problem erkennen🔖

Die if-Abfrage🔖

Aufgabe 2: Die Punkte einfärben🔖

Aufgabe 3: Das Konto🔖

Aufgabe 4: Wachsende Punkte in zwei Farben🔖

Verschachtelte Verzweigungen🔖

Zusatzaufgabe: Rot, Grün und Blau🔖

Selbsttest🔖

Verzweigungen

Aufgabe 1: Ein Problem erkennen

Die if-Abfrage

Aufgabe 2: Die Punkte einfärben

Aufgabe 3: Das Konto

Aufgabe 4: Wachsende Punkte in zwei Farben

Verschachtelte Verzweigungen

Zusatzaufgabe: Rot, Grün und Blau

Selbsttest