Ziele

• Externe Bibliotheken importieren und nutzen
• Eigene Funktionen definieren und verwenden
• Parameter und Rückgabewerte verstehen
• Programme sauber strukturieren

Externe Bibliotheken

Python wird durch Bibliotheken noch mächtiger. Eine Bibliothek ist eine Sammlung von Funktionen, die andere Programmierer geschrieben haben.

Die random-Bibliothek

import turtle
import random  

t = turtle.Turtle()

# Zufällige Zahlen generieren
zufallszahl = random.randint(1, 6)  
t.write(f"Würfel: {zufallszahl}")

t.penup()
t.goto(0, -50)
t.pendown()

# Zufällige Farbe
farben = ["red", "blue", "green", "yellow", "purple"]
zufalls_farbe = random.choice(farben)  
t.color(zufalls_farbe)
t.circle(30)

Die math-Bibliothek

import turtle
import math  

t = turtle.Turtle()

# Mathematische Funktionen nutzen
radius = 50
umfang = 2 * math.pi * radius  
flaeche = math.pi * radius * radius  

t.write(f"Kreis: Umfang = {umfang:.1f}")
t.penup()
t.goto(0, -30)
t.pendown()
t.write(f"Fläche = {flaeche:.1f}")

Nützliche Funktionen

random-Bibliothek:

• random.randint(a, b): Zufällige ganze Zahl zwischen a und b
• random.choice(liste): Zufälliges Element aus einer Liste
• random.random(): Zufällige Kommazahl zwischen 0 und 1

math-Bibliothek:

• math.pi: Die Zahl Pi (3.14159...)
• math.sqrt(x): Quadratwurzel von x
• math.pow(x, y): x hoch y

Funktionen definieren

Du kennst bereits viele Funktionen: t.forward(), t.left(), int() usw. Funktionen geben dir die Möglichkeit, Programmcode an verschiedenen Stellen mit geringem Aufwand wiederzuverwenden.

Einfache Funktionen ohne Parameter

import turtle
t = turtle.Turtle()

def dreieck_zeichnen():  
    for i in range(3):   
        t.forward(50)    
        t.left(120)      

# Funktion aufrufen
dreieck_zeichnen()
t.forward(100)
dreieck_zeichnen()

Erklärung

Mit def definieren wir eine neue Funktion namens dreieck_zeichnen. Der Code in der Funktion wird erst ausgeführt, wenn wir sie mit dreieck_zeichnen() aufrufen.

Funktionen mit Parametern

import turtle
t = turtle.Turtle()

def quadrat_zeichnen(groesse):  
    for i in range(4):          
        t.forward(groesse)      
        t.left(90)              

# Verschiedene Quadrate zeichnen
quadrat_zeichnen(30)
t.penup()
t.forward(100)
t.pendown()
quadrat_zeichnen(50)

Funktionen mit Rückgabewerten

import turtle
t = turtle.Turtle()

def quadrat_umfang(seitenlaenge):  
    umfang = seitenlaenge * 4
    return umfang                  

# Funktion verwenden
seite = 25
umfang = quadrat_umfang(seite)
t.write(f"Umfang: {umfang}")

Aufgaben

Löse die folgenden Aufgaben selbstständig oder mit einem Partner oder Partnerin.

Aufgabe 1: Stern-Funktion

Schreibe eine Funktion stern_zeichnen(groesse), die einen 5-zackigen Stern zeichnet.

Aufgabe 2: Zufälliges Kunstwerk

Erstelle ein Programm, das ein zufälliges Kunstwerk zeichnet:

• Zeichne 10 Kreise mit zufälligen Größen (zwischen 10 und 50)
• Jeder Kreis soll eine zufällige Farbe haben
• Die Position jedes Kreises soll zufällig sein
• Verwende eine Funktion zufalls_kreis()

Aufgabe 3: Polygon-Generator

Erstelle eine Funktion polygon_zeichnen(seiten, groesse), die ein beliebiges regelmäßiges Polygon zeichnet.

Aufgabe 4: Geometrie-Rechner

Schreibe Funktionen für geometrische Berechnungen:

• kreis_flaeche(radius): Berechnet die Fläche eines Kreises
• rechteck_umfang(breite, hoehe): Berechnet den Umfang eines Rechtecks

Aufgaben vor dem folgenden Block

INFO

Denke über komplexere Programme nach, die alle bisherigen Konzepte kombinieren.