Mit Zahlen können wir bekanntlicherweise Berechnungen anstellen. Das Ergebnis ist wieder eine Zahl.

Operatoren

Mit Hilfe von Operatoren, sagen wir Python welche Art von Berechnung wir anstellen möchten.

zur Berechnung

Python kennt dazu die folgenden Operatoren:

Operator	Name	Beschreibung
+	plus	Addition
-	minus	Subtraktion
*	mal	Multiplikation
/	durch	Division
//	durch	ganzzahlige Division
%	modulo	Rest der ganzzahligen Division
**	hoch	Potenz

Wir können also Zahlen-Werte mit diesen Operatoren kombinieren. Wir sprechen dann von einem Ausdruck. Dieser wird von Python ausgewertet – Es entsteht ein neuer Wert.

Aufgabe: «mit Zahlen rechnen»

Wechsle in die Python-Shell und berechne die folgenden Werte einen nach dem anderen:

5**2
12-4

3-4*12
(3-4)*12
3-(4*12)

12/5
12//5
12%5

Überlege dir jeweils wie die Resultate zustandekommen.

Zusatzaufgabe

Kannst du die folgenden Formel als Ausdruck darstellen?

$$x_{1,2}=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$

Tipp

Python kennt auch «Berechnungen» mit Strings: So hängt ein + zwei Strings aneinander – etwas was bei vielen Programmiersprachen möglich ist. Python erlaubt aber auch die «Multiplikation» von Strings mit *:

"Hallo" + "Welt"
5 * "Hallo"

für Bedingungen

Python kennt auch logische Operatoren. Diese liefern als Ergebnis einen boolean:

Operator	Name	Beschreibung
>	grösser	Addition
<	kleiner	Subtraktion
>=	grösser gleich	Multiplikation
<=	kleiner gleich	Division
==	gleich	ganzzahlige Division
!=	nicht gleich	Rest der ganzzahligen Division

Aufgabe: «logische Ausdrücke»

Wechsle in die Python-Shell und berechne die folgenden Werte:

4.2 < 4.23
5 == 5.0
5 != 5.0
"a" < "b"
"ax" < "b"
"xa" < "b"
"a" < "B"
"a" < 4

Überlege dir wiederum, wie die Resultate wohl zustandekommen und warum diese Sinn machen.

Variablen und Zuweisung

Wir können Python also quasi als «Taschenrechner» verwenden. Damit wir aber in unseren Programmen berechnete Werte verwenden können, müssen wir uns diese merken, damit wir später wieder auf sie zurückgreifen können.

Mit einer Zuweisung können Werte einer Variablen zugewiesen werden.

Variable

Mit einer Variablen können wir Werte benennen um später darauf zuzugreifen. Den Variablennamen können wir mit folgenden Einschränkungen selbst wählen:

• kein reserviertes Schlüsselwort das in Python verwendet wird
• darf weder Leerzeichen noch Sonderzeichen beinhalten
• beginnt mit einem Buchstaben

Zudem halten wir uns bei der Namenswahl an die folgende Konventionen:

• alles Kleinbuchstaben – ausser wir wollen den Wert nie mehr ändern: dann alles Grossbuchstaben (eine sogenannte Konstante)
• Zusammengesetzte Wörter mit underscore trennen
• Aussagekräftige Namen wählen (welche die Variable und ihren Inhalt beschreiben)

Aufgabe: Variablennamen

• Welche der folgenden Variablen-Namen sind korrekt?
• Welche folgen den Konventionen?

c12
007_geheim
geheim_007
geheimAgent
agent geheim
GEHEIM_AGENT
print
asdf_12

Zuweisung

Mit einer Zuweisung können wir nun einer solchen Variablen einen Wert zuweisen. Dazu schreiben wir den Variablen-Namen links, dann ein Gleichzeichen (der sogenannte Zuweisungsoperator) und den zuzuweisenden Wert rechts. Auf der rechten Seite kann auch ein Ausdruck stehen, der vor der Zuweisung berechnet wird oder ein Funktionsaufruf.

x = 7.1
y = x**2
z = round(2.1)
print(x, y, z)

text = "Hallo Welt"
print(text)

Warnung

Zuweisungen finden immer von rechts nach links statt! Links vom Gleichzeichen steht also ein Variablennamen, rechts davon ein Ausdruck.

Aufgabe

Überlege dir genau, was das folgende Programm ausgibt:

x = 2
print(x)
x = 2 * x
print(x)
x = 2 * x
print(x)
x = 2 * x

Nachdem du dir überlegt hast, was der Output sein müsste, kannst du diesen in Thonny nachprüfen.

Aufgabe: Quadratische Gleichung

Um die Lösung(en) einer Quadratischen Gleichung zu finden, kennen wir die folgende Formel:

$$x_{1,2}=\frac{-b\pm \sqrt{b^2-4ac}}{2a}$$

Allerdings haben nicht alle Quadratischen Gleichungen überhaupt eine Lösung!

Schreibe ein Programm, dass berechnet, ob eine Quadratische Gleichung der Form $a{x}^2+bx+c=0$ – gegeben durch ihre Koeffizienten $a$, $b$ und $c$ – keine, eine oder zwei Lösungen besitzt.

a = 4
b = -3
c = 1

# Berechnungen anstellen

Eingabe von Werten

Damit unser Programm spannender und universell einstetzbar wird, sollte der Benutzer die Möglichkeit haben eine Eingabe zu machen. Dafür gibt es denn Befehl input. Durch ihn wird der Programmablauf pausiert – das System wartet auf eine Eingabe des Benutzers. Die Eingabe kommt als str und lässt sich natürlich einer Variablen zuweisen:

zieljahr = 2030
eingabe = input("Bitte gib deinen Jahrgang an: ")
jahrgang = int(eingabe)
alter = zieljahr - jahrgang
print("Im Jahr", zieljahr, "wirst du", alter, "Jahre alt sein")

Warnung

Die Eingabe kommt immer als String – das ist ja der allgemeinste Fall einer Eingabe auf der Tastatur. Wenn du mit dem Eingabewert rechnen möchtest, musst du diesen explizit in eine Zahl umwandeln!

Aufgabe: Werte eingeben

Erweitere das Programm zur Berechnung der Quadratischen Gleichung:

• die Koeffizienten sollen beim Programmstart eingegeben werden können
• Berechne auch die Lösungen

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Zusatzaufgabe

• Programmiere eine kleine Berechnung mit Zahlen oder Text und mindestens einem print()
• Zeige den Code deinem Nachbarn – er soll sagen, was herauskommt
• Führe den Code aus und überprüfe die Ausgabe