2.3. Kontrolstrukturer og Løkker#

Denne side bygger ovenpå den tidligere, og omhandler hvordan man kan bygge kode op med brugen af kontrolstrukturer og løkker til eksempelvis at gentage kode. I MekRel og LinAlys benytter vi dog primært moduler, som tager sig af den logik og de løkker, som man skal bruge. Derfor er det ikke strengt nødvendigt at læse den her side, selvom det er nogle meget brugbare emner, der helt sikkert vil være med til at forbedre forståelsen for Python.

2.3.1. Logik i Python#

Når vi skriver programkode, er vi ret ofte interesseret i, om et udtryk er sandt eller falsk for vide, hvordan vi skal eksekvere resten af koden. Til dette benytter vi boolean variable, som enten kan være True eller False. Enten kan vi selv definere en variabel som værende sand ved at skrive switch = True, men oftere skal vi dog tjekke om noget er sandt.

Når man benytter to lighedstegn == tjekker Python om udtrykkene på hver side er lig hinanden. Eksempelvis kan vi se om vores defineret værdi er lig med 10:

Bemærk denne forskel: Et lighedstegn definerer en variabel og to lighedstegn efter hinanden sammenligner to udtryk:

i = 10 # Definer variabel
i == 10 # Sammenlign variabel med værdi

True

i += 2 # Vi øger værdien med 2
i == 10 # Og sammenligner igen

False

I det andet tilfælde har vi redefineret i til i = 12 og udtrykket “i er lig med 10” er altså ikke længere sandt.

Udover at benytte == kan vi benytte forskellige andre tegn til at danne udsagn, der kan være sande eller falske:

< eller > fortæller om en værdi er større eller mindre end en anden
<= eller >= er ligesom overstående men inkluderer også lig med
!= er det modsatte af ==, altså er forskelligt fra, og svarer til det matematiske tegn \(\neq\).
not ændrer sandhedsværdien af et udtryk til det omvendte, eksempelvis er værdien af not True netop False og dermed er not 1 == 2 sandt idet 1 og 2 jo ikke er ens.
in kan bruges til at spørge om et element er i en liste. Eksempelvis vil 7 in tal give True, hvis tal er en liste, som indeholder 7, som det gjorde på tidligere side.

2.3.2. If-else-statements#

Boolean-logik er særligt nyttigt hvis vi skal udføre forskellige beregninger når et bestemt udtryk er sandt og noget andet, hvis det ikke er. Her kan vi benytte if/else statements. Her ser syntaksen sådan ud:

if Statement:
    ~ gør det her ~
else:
    ~ gør noget andet ~

Hvad der sker, afhænger af sandhedsværdien af udtrykket Statement. Hvis det logiske udsagn Statement er sandt, udføres første del af koden, ellers udføres den anden del. Man kan udelade else, og i dette tilfælde vil der kun ske noget såfremt Statement er sandt. Bemærk at indrykningen spiller en vigtig rolle i at afgrænse, hvad der skal gøres i de enkelte tilfælde.

Her er et eksempel, hvor vi vil tage absolutværdien af et tal:

a = -100
if a < 0: # Hvis a er negativt, så gør følgende:
    # Vi printer, hvis vi går ind i denne del af koden.
    print("Bingo: Vi startede med et negativt tal, så if-betingelsen var opfyldt") 
    a = - a   # Sæt a lig med sig selv med omvendt fortegn
print(a)

Bingo: Vi startede med et negativt tal, så if-betingelsen var opfyldt
100

Hvis vi gentager testen nu hvor a er blevet positiv, vil betingelsen i if-sætningen ikke være opfyldt, og der udføres ingen beregninger i if-sætningen:

if a < 0: # Hvis a er negativt, så gør følgende:
     # Vi printer, hvis vi går ind i denne del af koden.
    print("Bingo: Vi startede med et negativt tal, så if-betingelsen var opfyldt")
    a = - a  
print(a)

Bemærk at print(a) ikke er indrykket og dermed ikke er en del af if-sætningen. Værdien af a udskrives derfor uanset fortegn.

Et andet eksempel kunne være, hvis vi ønsker at dividere et tal med et andet, men have den tomme variabel None, hvis vi bliver bedt om at dividere med 0 (og dermed undgår en fejlmeddelelse). Til dette kan vi benytte vores if-else:

tæller = 10
nævner = 0

if nævner != 0: # Hvis nævneren er forskellige fra nul, kan brøken beregnes
    resultat = tæller / nævner
else: # Ellers kan vi ikke beregne resultatet
    resultat = None   # None er et tomt element. Denne har ingen værdi

print(resultat)

None

Hvis der er brug for flere rangordnede betingelser for at afgøre hvilken handling, koden skal udføre, kan man benytte elif second_statement (elif er kort for else-if). Så opbygger man syntaksen som

if Statement:
    ~ gør det her ~
elif Second_statement:
    ~ gør en andet ting ~
else:
    ~ ellers gør det her ~

Hvis man vil tjekke flere ting, kan man blot tilføje flere elif statements under hinanden.
I dette tilfælde vil koden altid køre præcis én kodebid: Koden checker først Statement og hvis denne er sand vil den kun køre den tilhørende del af koden uanset om Second_statement også er sand. Hvis Statement er falskt, vil den tjekke elif-statementerne i rækkefølge og eksekvere koden hørende til den første sande betingelse. Hvis ingen af de givne betingelser er opfyldt, vil den køre koden der følger efter else.

2.3.3. Løkker/loops#

Ofte bruger vi computeren til at gentage opgaver mange gange. Dette kan vi gøre ved brug af løkker (ofte kaldet loops ligesom på engelsk). Der er to typer: en for-løkke og en while-løkke. I denne Notebook vil vi dog kun vise for-løkker, som bruges ved at sætte følgende struktur op:

for variabel in liste:
    ~ gør det her ~

Løkken tildeler variabel værdier fra listen. Kodebiden, som er indrykket køres nu en gang for hvert element i listen, hvor variabel hver gang refererer til det næste element i listen. Det er normal praksis at kalde den variable i løkke-definitionen for i hvis der ikke er nogen særlig grund til at bruge et andet navn. Hvis vi eksempelvis vil beregne og udskrive kvadratet på 2, 3, 5 og 7, kan vi skrive det som:

tal = [2, 3, 5, 7]

for i in tal:     # Variablen hedder 'i' og vil efter tur antage værdierne i listen 'tal'.
    print(i ** 2) # Print kvadratet på tallet `i`

Hvis vi er interreseret i at gøre noget et bestemt antal gange, kan vi benytte range(antal) til at generere en liste med tallene fra 0 og op til antal - 1 (på grund af nulindekseringen så er der antal tal i listen). Lad os prøve at gange et tal med 10, printe det og så gentage dette 5 gange:

a = 3
for i in range(5): # Vi har denne gang ikke tænkt os at benytte 'i' til noget, men det skal stadig være der
    a *= 10 # redefiner a ved at gange det med 10
    print(a)

Vi kan også give range() flere argumenter. Kaldesekvensen er range(start, stop, skridtstørrelse) hvor alle tallene er heltal. Det er vigtigt at notere sig, at værdien ‘stop’ ikke kommer med i listen, så hvis vi ønsker at finde summen af alle tal i 5-tabellen fra 0 til 40, kan vi skrive:

summen = 0
for i in range(0, 45, 5): # For at nå op til 40 skal 'range' have et helt tal mellem 41 og 45 som værdien for 'stop'
    print(f"Vi lægger {i} til {summen}")
    summen += i
    
print(f"Og summen er {summen}")

Vi lægger 0 til 0
Vi lægger 5 til 0
Vi lægger 10 til 5
Vi lægger 15 til 15
Vi lægger 20 til 30
Vi lægger 25 til 50
Vi lægger 30 til 75
Vi lægger 35 til 105
Vi lægger 40 til 140
Og summen er 180

Vi havde fået samme resultat, hvis vi i stedet for 45 havde skrevet 41, da range forsætter indtil i’et er større eller lig med vores stop.

Python i LinAlys og MekRel

Kontrolstrukturer og Løkker

Contents

2.3. Kontrolstrukturer og Løkker#

2.3.1. Logik i Python#

2.3.2. If-else-statements#

2.3.3. Løkker/loops#