Variablen
Den Begriff der Variable kennst du bereits aus dem Mathematikunterricht. Für den Informatikunterricht ist es wichtig, dass Du dein Vorwissen beiseite legst und das Konzept der Variable in der Informatik neu lernst. Wir können uns Variablen als Behälter für einen Wert vorstellen, aus dem man etwas herausnehmen und hineinlegen kann. In Python können wir Variablen "erschaffen", indem wir folgenden Ausdruck in unseren Code schreiben: variablenname = wert oder schuhgroeße = 39.
Hinweis
Variablennamen werden per Konvention klein geschrieben und sollten möglichst selbsterklärend sein. Namen wie gfpr_123juhu oder dasistdiewichtigevariabledenkdaran sind möglich, aber sehr ungern gesehen.
Wozu aber Variablen? Sie machen unsere Programm flexibel und erlauben uns Eingaben, sodass wir mit unserem Programm interagieren können ohne den Code ständig abändern zu müssen. Das Praktische: Wenn sich der Wert ändert, musst du nur an einer Stelle was austauschen – der Name bleibt gleich.
Stell dir ein System vor, das deine Telefonnummer kennt.
telefonnummer = "0176 1234567"
name = "Ali"
t.write(name, "hat die Nummer", telefonnummer)Wenn Ali eine neue Nummer bekommt, musst du nur die Variable ändern: telefonnummer = "0157 9876543"
Detailliertere Erklärung, Begriffe
In Python ist x = 10 ein einfacher Zuweisungsausdruck, der gleichzeitig folgendes leistet:
- Erstellt die Variable x, falls sie noch nicht existiert (Definition).
- Weist x den Wert 10 zu (Zuweisung).
- Da x damit ihren ersten Wert bekommt, kann man zugleich sagen, dass x damit initialisiert wird.
Was wir mit solchen Behältern anstellen können wird in den folgenden Beispielen deutlich. Überlegt euch zu zweit, welches Ergebnis ihr am Bildschrim seht bevor ihr das Programm ausführt.
Beispiel 1
import turtle
t = turtle.Turtle()
zahl = 5
t.write(zahl)
t.forward(50) # Platz schaffen für die nächste Zahl
zahl = 10
t.write(zahl)Erklärung Beispiel 1
Die Variable zahl wird in Zeile 4 definiert und ihr wird gleichzeitig der Wert 5 zugewiesen. Dies geschieht mit dem Zuweisungsoperator =. Anschließend wird der Wert der Variable Zahl mit t.write(zahl) auf dem Bildschrim ausgegeben. In Zeile 9 wird der Wert von zahl neu zugewiesen. Der alte Wert verfällt und der Variable wird der neue Wert 10 zugewiesen. Nun schreibt die Schildkröte den neuen Wert 10 auf den Bildschirm.
Aufgabe 1: Korrigieren
Hier geht es zu PyTurtule: pythonsandbox.com/turtle
import turtle
tobi = turtle.Turtle()
8 = zahl
t.write(zahl)Hinweis
Lies dir die Fehlermeldungen genau durch. Sie zeigen dir, in welcher Zeile du anch den Fehlern schauen musst.
Beispiel 2
import turtle
t = turtle.Turtle()
a = 7
b = 3
summe = a + b
t.write("Summe: ")
t.forward(50)
t.write(summe)Erklärung Beispiel 2
Jetzt wird gerechnet! Zeilen 4 und 5 sind dir bekannt. In Zeile 6 wird eine Variable summe definiert und ihr wird der Inhalt rechts durch den Zuweisungsoperator = zugewiesen. Der Wert ist in diesem Fall die Summe aus a und b, leicht erkennbar durch das +. Nun trägt die Variable summe den Wert 10.
Aufgabe 2: Rechnen
Erstelle ein Python-Programm mit Turtle, das zwei Zahlen in Variablen speichert (z. B. a und b). Berechne sowohl ihre Summe (a + b) als auch ihre Differenz (a - b) und ihr Produkt (a * b). Gib alle drei Ergebnisse mit Turtle aus, jeweils mit einem passenden Text davor, z. B.:
Summe: 13
Differenz: 7
Produkt: 30Text und Variablenwerte ausgeben
Der Befehel für die Ausgabe von Text lautet: t.write("Hier deinen Text einfügen.") Der Befehl für die Ausgabe von Variablen lautet: t.write(zahl) Der Befehl zur Ausgabe von beidem in der selben Zeile lautet (spannenderweise): t.write("Name" + str(name)) Das mag seltsam aussehen. Eine Erklärung folgt im nächsten Block.
Beispiel 3
import turtle
t = turtle.Turtle()
zahl = 5
zahl = zahl + 2
t.write(zahl)Erklärung Beispiel 3
Hier wird sehr deutlich, wie das = als Zuweisungsoperator funktioniert. zahl = zahl + 2 ist im mathematischen Sinne natürlich Humbug. In der Informatik ergibt diese Zeile aber Sinn. Der Variable zahl wird mit = der Wert der rechten Seite zugewiesen der Operation zugewiesen. Dieser rechte Teil ist die Summe aus dem ehemaligen Wert der Variable zahl, sprich 5, und 2. zahl trägt den Wert 7.
Rechenzeichen
Hier alle arithmetischen Operatoren auf einen Blick
| Operator | Name |
|---|---|
+ | Addition |
- | Subtraktion |
* | Multiplikation |
/ | Division (float) |
// | Ganzzahlige Division |
% | Modulo (Rest) |
** | Potenzierung |
Aufgaben
Löse die folgenden Aufgaben selbstständig oder mit einem Partner oder Partnerin.
Aufgabe: Eingaben von Usern
Wenn du an deinen Alltag mit Computern oder Smartphones denkst, dann denkst du sicher oft an Interaktionen zwischen dir und deinen Geräten. Solche Interaktionen nennt man auch Input oder Eingabe Du tippst etwas ein oder klickst auf einen Button und es passiert etwas. Das klappt in Python selbstverständlich auch:
import turtle
t = turtle.Turtle()
zahl = int(input())
zahl = zahl + 10
t.write(zahl)Erklärung Userinput
Das Program startet die einzelnen Zeilen Code werden abgearbeitet, bis sie zur input() Funktion gelangen. Nun wartet das Programm... auf deine Eingabe. Tipp doch mal eine Zahl ein und bestätige mit Enter und schau dir das Ergebnis an.
Vorsicht
Erwarten wir eine ganze Zahl, so müssen wir den Befehl input() in die Klammern des int() Casts schreiben wie im Beispiel darüber (bspw. zahl = int(input())). Erwarten wir einen Text, so reicht ein einfaches input() (bspw. name = input())
Aufgabe 3: Frage zu Userdaten
Frage in deinem Programm zuerst nach dem Namen des Users. Frage anschließend nach dem Alter. Nutze dazu die input() Funktion. Speichere beides jeweils in einer eigenen Variable. Gib anschließend beide Eingaben aus:
Name des Users: Martha Musterfrau
Alter des Users: 34Aufgabe 4: Kreise
Schreibe ein Python-Programm mit Turtle, das drei Kreise nebeneinander zeichnet.
- Der erste Kreis soll einen Radius von 50 haben.
- Nach jedem Kreis soll der Radius um 10 größer werden.
- Verwende dafür nur eine einzige Variable, z. B. radius.
Achte darauf, dass die Kreise nebeneinander stehen.
Tipp
Setze radius = 50 am Anfang. Nach jedem Kreis: radius = radius + 10. Zum Bewegen kannst du penup(), forward() und pendown() verwenden. 
Aufgabe 5: Vertauschen
Erstelle zwei Variablen a = 5 und b = 7. Tausche ihre Werte und gib das Ergebnis aus.
Aufgaben vor dem folgenden Block
INFO
- Schaue Dir das folgende Video bis Minute 2:30 an und halte die Fehlvorstellungen zu Variablen fest