Python for Schleife: Die Python for Loop im Überblick!

In diesem Tutorial wollen wir das Konzept der Python for Schleife erkunden.

Es ist nicht ungewöhnlich, dass Programmierer Strategien entwickeln, die darauf basieren, einen bestimmten Trend oder Wert in den Daten zu finden, mit denen sie arbeiten. Eine triviale IF-ELSE-Anweisung kann dabei helfen, eine Anweisung auf Grundlage eines bestimmten Kriteriums auszuführen. Diese Anweisungen funktionieren jedoch am besten, wenn man mit einzelnen Datenpunkten arbeitet und nicht mit den gesamten Daten im Allgemeinen, da es schwierig ist, die gesamten Daten einzeln durchzugehen. Um dieses Problem zu lösen, führen wir das Konzept der Python Schleifen ein.

Eine Schleife bedeutet, dass eine bestimmte Datenstruktur wie ein Array, eine Menge oder ein Wörterbuch geparst beziehungsweise durchlaufen wird, um bestimmte Bedingungen in unseren Daten zu überprüfen. Es ist eine systematische Methode, um unsere Daten besser zu verstehen und Strategien darauf aufzubauen. Eine Schleife ist ein Teil des Codes, der so lange ausgeführt wird, bis er auf eine abschließende Bedingung stößt. Achtung: Wenn keine Abbruchbedingung angegeben ist, kann es jedoch zu einer Endlosschleife kommen.

Es gibt zwei primitive und weit verbreitete Arten von Python Schleifen, die bei der Arbeit in verschiedenen Programmierszenarien verwendet werden. Diese können wie folgt aufgeteilt werden.

• Die Python for-Schleife
• Die Python while-Schleife

Die Python for-Schleife: Grundlagen

In diesem Tutorial werden wir versuchen, die for-Schleife mit Python zu verstehen.

Wie bereits erwähnt, funktioniert eine Schleife hauptsächlich auf der Grundlage einer Endbedingung. Eine for-Schleife läuft grundsätzlich so lange, bis sie das Ende einer bestimmten, vom Programmierer festgelegten Sequenz erreicht. Eine for-Schleife wird in Python eher als Iterator oder Datenparser gesehen, im Gegensatz zu anderen Programmiersprachen, in denen das Schlüsselwort for mehrere Bedeutungen hat. Die grundlegende Struktur einer for-Schleife lässt sich mit Hilfe des folgenden Pseudocodes verstehen.

## Beginn der for-Schleife

for i in array:
    anweisungen ausführen ## Anweisung auf die einzelnen Elemente anwenden
    
## Ende der for-Schleife

Wie wir im obigen Codeblock sehen können, nimmt die for-Schleife einen Iterator auf und analysiert ihn durch einen Datentyp. Im obigen Beispiel verwenden wir den Variablennamen i (dieser ist frei wählbar), um die Werte in unserem Array zu analysieren. Dieses Array kann durch andere Datentypen wie dem Dictionary, der Linked List, dem Set oder den Strings ersetzt werden.

Es ist wichtig zu verstehen, dass die Schleife weiterläuft, bis wir das Ende unserer betrachteten Datenstruktur erreichen. Statt eines Datentyps können wir unsere Schleife auch über einen bestimmten Bereich mit einem bestimmten Schritt laufen lassen. Bevor wir diese verschiedenen Möglichkeiten erkunden, wollen wir versuchen, diese Schleife zu verstehen und wie wir sie mit einer Zeichenkette verwenden können.

Betrachte das folgenden Programmbeispiel.

## Beginn der for-Schleife

for zeichen in string:
    mach was ## Anweisungen ausführen
  
## Ende der for-Schleife

Wie wir im obigen Codeblock sehen können, versuchen wir, jedes einzelne Zeichen in unserer Zeichenkette durchzugehen und eine Operation anzuwenden. Das kann auch mit den Indexwerten der Zeichen in der Zeichenkette geschehen. Dies ist mit der range und der for-Schleife möglich.

Beginnen wir bei der for-Schleife mit der gleichen Problemstellung, mit der wir im Python while-Schleifen-Tutorial gearbeitet haben. Wir werden versuchen, den Gesamtwert zu berechnen, der sich nach der Multiplikation aller Zahlen von 1 bis 10 ergibt. Unser Ergebnis sollte also die Antwort wiedergeben, die als 1 2 3..* 10 dargestellt werden kann. Das können wir mit Hilfe einer Python for-Schleife mit dem nachfolgenden Code erreichen.

## Beginn der for-Schleife
mein_arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
insgesamt = 1
for wert in mein_arr:
    insgesamt = insgesamt * wert  ## Kalkulation anwenden

print("Das Ergebnis beträgt: ", insgesamt)
## Ende der for-Schleife in Python

Wie wir im obigen Codeblock sehen können, haben wir ein Array mit Werten zwischen 1 und 10. Außerdem haben wir eine Variable „insgesamt“, die die aktuelle Gesamtzahl enthält. Die Ausgabe des oben genannten Codeblocks erzeugt folgende Ausgabe auf der Konsole:

Wie wir sehen können, haben wir den gewünschten Wert mit Hilfe der for-Schleife gefunden. Jetzt wollen wir versuchen zu verstehen, wie wir die range-Funktion zusammen mit einer for-Schleife verwenden können.

Die Python for-Loop in Kombination mit der range-Funktion

Python hilft uns mit einer range()-Funktion, die Werte erzeugt, die innerhalb eines bestimmten vordefinierten Bereichs liegen. Diese range-Funktion kann zusammen mit einer for-Schleife verwendet werden, um Werte über einen bestimmten Bereich zu schleifen, oder mit Indizes, um einen bestimmten Datentyp oder eine Datenstruktur zu parsen. Die Bereichsfunktion nimmt in der Regel drei Hauptargumente entgegen. Das erste ist start, das den Beginn eines Bereichs angibt, das zweite ist stop, das das Ende eines Bereichs angibt, und das dritte ist step_size, das die Schrittgröße oder die Werte angibt, die bei jeder Iteration übersprungen werden sollen. Diese Funktion kann mit Hilfe des folgenden Codes besser verstanden werden.

## Beginn der range-Funktion
print(list(range(2, 8, 2)))
## Ende der range-Funktion

Wie wir im obigen Codeblock sehen können, ist unser Startwert 2, unser Endwert 8 und unsere Schrittgröße ist 2. Die Ausgabe des oben genannten Codes erzeugt folgende Ausgabe.

Wie wir sehen können, enthält die Ausgabe die geraden Zahlen und unsere Liste endet bei dem Wert 6, da 8 unser Stoppwert ist. Jetzt wollen wir sehen, wie wir diese Bereichsfunktion in einer for-Schleife zu unserem Vorteil nutzen können. Das können wir am Besten mit Hilfe des folgenden Codes nachvollziehen.

## Beginn der Python for Schleife

for i in range(2, 10, 1):
    if i % 2 == 0:
        print("Die Zahl ", i, " ist gerade")
    else:
        print("Die Zahl ", i, " ist ungerade")
        
## Ende der Python for Schleife

Wie wir nun sehen können, versuchen wir, die Werte von i von 2 bis 10 (außer 10) mit einer Schrittweite von 1 zu iterieren. Außerdem prüfe wir, ob der jeweilige Wert von i gerade oder ungerade ist.

Hinweis: Wenn die Schrittweite in der range-Funktion nicht definiert wird, ist der Standardwert 1.

Das Ergebnis der oben genannten Vorgehensweise erzeugt folgende Konsolenausgabe.

Damit haben wir die range-Funktion erfolgreich in unsere for-Schleife eingebaut.

Die Funktionalität einer for-Schleife kann weiter angepasst werden, um mit verschiedenen Anweisungen wie continue, break oder else zu arbeiten.

Wir wollen versuchen zu verstehen, wie diese Anweisungen in einer for-Schleife verwendet werden können, und geben dazu passende Beispiele.

Die for-Schleife mit der continue-Anweisung

Die Python continue-Anweisung wird verwendet, um einen Wert oder eine Gruppe von Werten zu überspringen, die in einer bestimmten Schleife geparst oder iteriert werden. Diese Anweisung kann sowohl in while- als auch in einer Python for Schleife verwendet werden. Lass uns die continue-Anweisung zusammen mit einer for-Schleife verstehen. Der Pseduo-Code kann wie folgt dargestellt werden.

## Beginn der Python for Loop
for i in range(2, 10):
    if bedingung: ## Überspringe die aktuelle Iteration, wenn der Wert von i mit einer bestimmten Bedingung übereinstimmt
        continue ## Continue statement
    else:
        anweisungen ausführen ## Die jeweilige Anweisung ausführen
## Ende der Python for Loop

Jetzt wollen wir versuchen, die continue-Anweisung in Python mit einer for-Schleife zu implementieren. Dies kann mit Hilfe des folgenden Codes geschehen.

## Beginn der Python for-Schleife

for i in range(2, 10):
    if i % 2 == 0:
        continue  ## Continue Anweisung
    else:
        print(i)

## Ende der Python for-Schleife

Wie du wahrscheinlich erkannt hast, versuchen wir, alle Iterationen zu überspringen, bei denen der Wert von i gerade ist. Andererseits geben wir den Wert von i aus, wenn er ungerade ist. Die Ausgabe des oben genannten Codeblocks erzeugt folgendes Resultat.

Wir haben also erfolgreich alle geraden Zahlen in unserer Schleife mit der continue-Anweisung übersprungen und uns nur die ungeraden Zahlen auf der Konsole ausgeben lassen.

Die Python for Loop mit der break-Anweisung

Die Python break-Anweisung wird verwendet, um aus einer Python Schleife auszusteigen, wenn sie eine bestimmte Bedingung erfüllt. Wir wollen versuchen, diese Anweisung mit Hilfe des folgenden Pseudocodes zu verstehen.

## Beginn der for-Schleife

for i in range(2, 10):
    if bedingung:
        break ## break-Anweisung
        
## Ende der for-Schleife

Es ist wichtig zu wissen, dass die for-Schleife nicht mehr ausgeführt wird, sobald die Bedingung erfüllt ist und die break-Anweisung ausgeführt wird. Versuchen wir nun, diese Anweisung zu verwenden, um die for-Schleife zu verlassen, sobald unsere Variable i den Wert 5 erreicht. Das können wir mit dem folgenden Code erreichen.

## Beginn der Python for-Loop

for i in range(2, 10):
    if i == 6:
        break  ## break-Anweisung
    print(i)

## Ende der Python for-Loop

Wenn wir nun den Code ausführen, würden wir folgende Ausgabe auf der Konsole erhalten:

Wie wir sehen können, hat die for-Schleife die Ausführung beendet, als der Wert von i 6 erreicht hat. Wir können also problemlos die break-Anweisung zusammen mit einer for-Schleife verwenden.

Die Python for Schleife mit der else-Anweisung

Die Python else-Anweisung wird in der Regel verwendet, um etwas zu tun, das im Widerspruch zu einer anderen Bedingung steht oder nicht im direkten Sinne mit ihr verbunden ist. Dies kann mit Hilfe des folgenden Pseudocodes besser verstanden werden.

## Beginn der for-Schleife

for i in range(2, 5):
	mach was innerhalb der Schleife
else: ## else-Anweisung
    mach was anderes
        
## Ende der for-Schleife

Die else-Anweisung wird in Verbindung mit einer for-Schleife ausgeführt, nachdem diese beendet wurde. Versuchen wir nun, unsere else-Anweisung mit einer for-Schleife so auszuführen, dass wir nach der for-Schleife keine weiteren Elemente mehr ausgeben, die iteriert werden müssen. Dies kann mit Hilfe des folgenden Codes erreicht werden.

## Beginn der Python for Loop

for i in range(2, 5):
    print(i)
else:  ## else-Anweisung
    print("Es gibt keine Elemente mehr über die iteriert werden kann")

## Ende der Python for Loop

Die Ausgabe des oben genannten Codes würde uns das folgende Ergebnis liefern.

Wir haben also nun die for-Schleife erfolgreich mit der else-Anweisung verwendet!

Zusammenfassung: Die Python for-Schleife

Wir haben also nun die Funktionsweise der for-Schleife in Python und ihre Kombination mit verschiedenen Anweisungen und Schlüsselwörtern besprochen. Bei der Arbeit mit for-Schleifen muss ein Programmierer die Abbruchbedingung und ihre Funktionsweise mit der Bereichsfunktion genau verstehen. Der Anwendungsfall für diese Art von Python Schleifen ist sehr vielfältig und kann in fast jedem Programm vielfältig eingesetzt werden.