Schleifen & Wiederholungen 🎡🔄

1. Die Grundidee: Warum brauchen wir Schleifen?

Computer sind unschlagbar schnell darin, monotone Aufgaben millionenfach zu wiederholen. Anstatt 100-mal denselben Befehl untereinander zu schreiben, sagen wir Python einfach: "Wiederhole diesen Code-Block X-mal!"

2. Zählschleifen: for und range()

Verwende for, wenn du im Voraus weißt, wie oft etwas wiederholt werden soll. Die Funktion range() erzeugt dafür die Zahlenfolge.

Die 3 Varianten von range() im Überblick:

# Countdown von 5 bis 1
for sekunde in range(5, 0, -1):
    print(f"Raketenstart in {sekunde}...")
print("🚀 Liftoff!")

3. Bedingungsschleifen: while

Verwende while, wenn du nicht weißt, wie viele Durchläufe nötig sind, sondern die Schleife laufen soll, solange eine Bedingung wahr (True) ist.

energie = 3
while energie > 0:
    print(f"Roboter läuft... Energie: {energie}")
    energie -= 1  # ⚠️ Zähler anpassen, sonst Endlosschleife!

print("Akku leer! Bitte aufladen.")

4. Schleifen-Steuerung: break & continue

Mit zwei speziellen Schlüsselwörtern hast du volle Kontrolle über den Schleifenablauf:

# Beispiel: Nur ungerade Zahlen drucken, bei 7 abbrechen
for zahl in range(1, 11):
    if zahl % 2 == 0:
        continue  # Überspringe gerade Zahlen
    if zahl == 7:
        print("Glückszahl 7 gefunden -> Abbruch!")
        break     # Schleife komplett beenden
    print("Ungerade Zahl:", zahl)

# Ausgabe: 1, 3, 5, danach Abbruch!

5. Das Akkumulator-Muster 🧺

Ein Akkumulator (Sammelbehälter) ist eines der wichtigsten Entwurfsmuster der Informatik. Er sammelt während der Schleife Werte an:

# 1. Summen-Akkumulator (Startwert: 0)
summe = 0
for x in [10, 20, 30]:
    summe += x     # summe = summe + x
print("Gesamtsumme:", summe)  # 60

# 2. Zähler-Akkumulator (Startwert: 0)
anzahl = 0
for x in range(1, 11):
    if x % 2 == 0:
        anzahl += 1
print("Anzahl gerade Zahlen:", anzahl)  # 5

# 3. Produkt-Akkumulator (Startwert: 1, NIEMALS 0!)
produkt = 1
for x in range(1, 5):
    produkt *= x   # 1 * 2 * 3 * 4
print("Produkt (4!):", produkt)  # 24

6. 🎯 Deine Aufgaben in aufgabe.py

Öffne die Datei aufgabe.py und bearbeite die folgenden 5 Funktionen:

• TODO 1: summe_bis(n: int) -> int
  Berechnet $1 + 2 + \dots + n$ mit einer for-Schleife und range(1, n + 1). Gibt 0 zurück, falls $n \le 0$.
• TODO 2: fakultaet(n: int) -> int
  Berechnet $n! = 1 \cdot 2 \dots n$. Für $n = 0$ ist das Ergebnis 1. Bei $n < 0$ wird ein ValueError ausgelöst.
• TODO 3: zaehle_gerade_zahlen(start: int, ende: int) -> int
  Zählt alle geraden Zahlen im Bereich von start bis ende (inklusive). Gibt 0 zurück, wenn start > ende.
• TODO 4: ist_primzahl(n: int) -> bool
  Prüft, ob n eine Primzahl ist. Gibt False zurück für $n \le 1$, True für 2, und bricht mit return False ab, sobald ein Teiler gefunden wird.
• TODO 5: quorsumme(n: int) -> int
  Berechnet die Quersumme einer Zahl mit einer while-Schleife durch wiederholtes rest % 10 und rest //= 10.

💡 Lösungshinweise (Aufklappen bei Bedarf)

def summe_bis(n: int) -> int:
    if n <= 0:
        return 0
    summe = 0
    for i in range(1, n + 1):
        summe += i
    return summe

def ist_primzahl(n: int) -> bool:
    if n <= 1:
        return False
    for i in range(2, n):
        if n % i == 0:
            return False  # Teiler gefunden -> keine Primzahl!
    return True           # Kein Teiler gefunden -> Primzahl!

def quorsumme(n: int) -> int:
    rest = abs(n)
    summe = 0
    while rest > 0:
        summe += rest % 10    # Letzte Ziffer addieren
        rest = rest // 10     # Letzte Ziffer abschneiden
    return summe

7. 🧪 Testen & Weitergehen

Führe im Terminal den Unittest aus:

python3 test_aufgabe.py