Python elmélet

Az algoritmus építő elemei a feltétel a ciklus és a szekvencia! 

Online fordító

https://www.programiz.com/python-programming/online-compiler/

FELTÉTELEK ÉS A „HA” (IF) KULCSSZÓ

A Python támogatja a matematikában megszokott logikai feltételeket:

Egyenlő: a == b

Nem egyenlő: a! = B

Kevesebb, mint: a <b

Kevesebb vagy egyenlő: a <= b

Nagyobb, mint: a> b

Nagyobb vagy egyenlő: a> = b

Ezeket a feltételeket többféle módon, többféle kombinációban lehet használni, leggyakrabban a döntéshozatal és a ciklusok esetében.

Az első egyszerű példa a döntéshozatalra bekér két numerikus értéket, és összehasonlítja azokat:

a = input("az első szám: ")

b = input("a második szám: ")

if b >a:

  print("a második szám nagyobb mint az első")

A példában két változót használunk (a,b) amiket az input paranccsal „töltünk fel” értékkel. Az ifb > a feltétel igaz értéke esetén végrehajtódik a print parancs, ami a terminál ablakba írja az összehasonlítás eredményét.

A programnak ez a verziója nem reagál az összehasonlítás hamis értékére, illetve csak egyszer hajtódik végre. Fontos szintaktikai szabály, hogy az if…. összehasonlítás sorát „:” zárja, valamint az, hogy az utána következő, az összehasonlítás igaz értéke esetén végrehajtódó sorok behúzással, tabulátorral íródjanak! A program alábbi beírása esetén:

a = input("az első szám: ")

b = input("a második szám: ")

if b >a:

print("a második szám nagyobb mint az első")

AZ „ELIF” KULCSSZÓ

Az elif kulcsszó a pythonban kb. azt jelenti: “Ha a korábbi feltételek nem voltak igazak, akkor próbáld ki ezt a feltételt”.

Nézzük meg az előbbi programot ezzel a bővítéssel:

a = input("az első szám: ")

b = input("a második szám: ")

if b >a:

    print("a második szám nagyobb mint az első")

elif a==b:

print("a két szám egyenlő")

Ez a programváltozat már két esetet tud levizsgálni:ha a második szám a nagyobb, illetve, ha a két szám egyenlő.

Az összes lehetőséget az alábbi megoldással értékelhetjük ki:

a = input("az első szám: ")

b = input("a második szám: ")

if b >a:

    print("a második szám nagyobb mint az első")

elif a==b:

print("a két szám egyenlő")

elifa > b:

    print("az első szám  nagyobb mint a második")

A fenti megoldást adja az „else” parancs használata is:

AZ „ELSE” KULCSSZÓ

Az alapvető különbség, hogy míg az „elif” kulcsszóval konkrét leválogatást tettünk meg, az „else” bármi egyéb értékre ugyan azt a választ adja. Ez ebben az esetben azonos mint az előbbi példában, hiszen csak három lehetőség van.

a = input("az első szám: ")

b = input("a második szám: ")

if b >a:

    print("a második szám nagyobb mint az első")

elif a==b:

print("a két szám egyenlő")

else:

    print("az első szám  nagyobb mint a második")

Ha csak egy végrehajtandó utasítás van, akkor ugyanabba a sorba is írhatjuk, mint az if utasítást.

if a > b: print("a nagyobb mint b")

EGYMÁSBA ÁGYAZOTT DÖNTÉSHOZATAL (NESTED IF)

A programozás során előfordulhat olyan helyzet, hogy egy feltétel teljesülését egy korábbi feltétel teljesülése esetén szeretnénk levizsgálni. Ilyen esetekben használhatjuk a beágyazott if szerkezetet. Erre olyankor lehet szükség, ha pl. két feltétel egyidejű teljesülését szeretnénk kimutatni.

Az ún. beágyazott if megoldás esetében egy második if-elif-else szerkezetet használunk az első if-elif-else belsejében.

A fent említett megoldás szintaxisa:

if kifejezés1:

   parancs(ok)

   if kifejezés2:

      parancs(ok)

   elif kifejezés3:

      parancs(ok)

   else

      parancs(ok)

elif kifejezés4:

   parancs(ok)

else:

   parancs(ok)

Nézzünk egy példát a fenti esetre. Legyen a feladat annak eldöntése, hogy egy adott szám osztható-e egyszerre 3-mal illetve 2-vel, vagy csak az egyikkel, vagy a másikkal, vagy egyikkel se. A megoldásban alkalmazzuk a Python un. modulo (%) (maradék nélküli osztás) függvényét, ami az oszthatóság teljesülése esetén 0-t ad eredményül.

A mintaprogram:

x = int(input("írj be egy számot: "))

if x%2 == 0:

   if x%3 == 0:

      print ("a szám osztható 3-mal és 2-vel")

   else:

      print ("a szám osztható 2-vel de nem osztható 3-mal")

else:

   if x%3 == 0:

      print ("a szám osztható 3-mal de nem osztható 2-vel")

   else:

      print  ("a szám sem 2-vel, sem 3-mal nem osztható")

KOMBINÁLT DÖNTÉSHOZATAL

Bizonyos esetekben szükségünk lehet a leválogatásokat bizonyos értékhatárokhoz kötni, pl. ponthatárok és osztályzatok esetén. Könnyítsük meg a dolgozatokat javító és pontozó tanár dolgát egy olyan egyszerű kis algoritmussal, ami kiszámolja az adott pontszámhoz tartozó érdemjegyet!

A ponthatárok legyenek: – 20: elégtelen, 21 – 30: elégséges, 31 – 50: közepes, 51 – 80: jó, 81 – 100: jeles.

x = int(input("írd be a pontszámot: "))

ifx > 80:

print("jeles")

if x > 50 and x <80:

print("jó")

if x > 30 and x <50:

print("közepes")

if x > 20 and x <30:

print("elégséges")

elif x < 20:

print("elégtelen")

A fenti példaprogramot érdemes kombinálni egy ciklussal, hogy ne kelljen minden egyes érték megadása utána újra futtatni az alkalmazást. Erre szolgál a python „While” illetve „For” parancsa!

a = input("az első szåm: ")

b = input("a mĂĄsodik szĂĄm: ")

if b > a:

    print("a mĂĄsodik szĂĄm nagyobb mint az elsĹ‘")

a = input("az első szåm: ")

b = input("a mĂĄsodik szĂĄm: ")

if b > a:

    print("a mĂĄsodik szĂĄm nagyobb mint az elsĹ‘")

elif a==b:

    print("a kĂŠt szĂĄm egyenlĹ‘")

    

a = input("az első szåm: ")

b = input("a mĂĄsodik szĂĄm: ")

if b > a:

    print("a mĂĄsodik szĂĄm nagyobb mint az elsĹ‘")

elif a==b:

    print("a kĂŠt szĂĄm egyenlĹ‘")

elif a > b:

    print("az elsĹ‘ szĂĄm  nagyobb mint a mĂĄsodik")

x = int(input("Ă­rj be egy szĂĄmot: "))

if x > 10:

  print("A szĂĄm nagyobb mint 10!")

  if x > 20:

    print("A szĂĄm nagyobb mint 20!")

  else:

    print("A szĂĄm nem nagyobb mint 20!")

else:

    print("A szĂĄm kisebb mint 10!")

x = int(input("Ă­rd be a pontszĂĄmot: "))

if x > 80:

    print("jeles")

if x > 50 and x <80:

    print("jĂł")

if x > 30 and x <50:

    print("kĂśzepes")

if x > 20 and x <30:

    print("elĂŠgsĂŠges")

elif x < 20:

    print("elĂŠgtelen")

CIKLUSOK (ITERÁCIÓ) – A WHILE CIKLUS

Az iteráció röviden azt jelenti, hogy a program ugyanazt a kódblokkot újra és újra végrehajtja, a feladattól függő számban, vagy egy logikai feltétel bekövetkeztéig. Az iterációt végrehajtó programozási struktúrát ciklusnak, huroknak nevezzük. A programozásban az iterációnak kétféle típusa van: határozatlan és határozott.

Határozatlan iteráció: a ciklus végrehajtásának száma nincs pontosan előre megadva. A kijelölt blokkot a program többször végrehajtja, mindaddig, amíg bizonyos feltétel(ek) teljesülnek.

Határozott iteráció: a kijelölt programblokk végrehajtásának száma egyértelműen meghatározott már akkor, amikor a ciklus elindul.

A WHILE CIKLUS

A Python „while” ciklus felépítése nagyon egyszerű:

while <expr>:

<statement(s)>

A „statements” rész tulajdonképpen a létrehozott ciklus magja, az a programblokk, ami meghatározott számban lefut, az „expr” részben szabjuk meg, hogy ez hányszor történjen meg.

Nézzünk egy egyszerű példaprogramot:

n = 5

while n > 0:

    n -= 1

print (n)

Mi történik ebben a példában:

Az n értéke kezdetben 5. A 2. sorban a while állítás vizsgálatána eredménye(n> 0), ami igaz, tehát a ciklusmag lefut. A 3. sorban a ciklusmagban n-t 1-el csökkentjük, majd az eredményt kinyomtatjuk.

Amikor a ciklusmaglefutott, a program végrehajtása visszatér a hurok tetejére a 2. sorba, és a kifejezést újra kiértékeljük. Még mindig igaz, tehát a ciklusmag újra végrehajtja a feladatot, és az eredmény nyomtatásra kerül.

Ez addig folytatódik, amíg n nullává nem válik. Ezen a ponton, amikor a kifejezést teszteljük, az eredmény hamis, így a hurok véget ér.

Fontos, hogy a while hurok a vezérlő logikai kifejezést előbb teszteli, mielőtt bármi más megtörténik. Ha hamis a kiértékelés eredménye, akkor a ciklusmag egyszer sem fut le.

A ciklusmagban szereplő n -= 1 kifejezés jelentése: n értékét csökkentsed eggyel.

n = 0

while n > 0:

    n -= 1

print (n)

A fenti program az előzőek értelmében egyszer sem fut le, mert a kiindulási feltétel (n > 0) hamis.

Nézzünk egy példát „felfelé” számlálásra, amikor a ciklusváltozó értékét egyesével növeljük!

count = 0

while (count < 9):

print ('The count is:', count)

count = count + 1

print ("Good bye!")

Az első sorban a count változó értékét nullára állítjuk, a while állítás vizsgálatát pedig úgy állítjuk be, hogy a vizsgálat mindaddig igaz legyen, míg a változó kisebb mint 9.

A VÉGTELEN CIKLUS

A ciklus végtelen ciklussá válik, ha avizsgálati részben beállított feltétel soha nem válik hamissá(FALSE). Ezzel a megoldással azonban óvatosan kell eljárni a ciklusok programozása során, mert olyan ciklust állíthatunk elő, amiből a programunk nem tud kilépni.Az ilyen ciklust végtelen ciklusnak hívják.

var = 1

while var == 1 :  # This constructs an infinite loop

   num = int(input("Enter a number  :"))

   print ("You entered: ", num)

print ("Good bye!")

A második sorban beállított logikai feltétel állandóan igaz értéket ad, így a ciklus végtelenné válik. A ciklusból való kilépés egyetlen módja a Ctrl + c billentyűkombináció alkalmazása.

Elegánsabb megoldás, ha figyeljük a bevitt értékeket, és egy előre megadott szám bevitelekor (pl. 0) a „break” paranccsal kilépünk a ciklusból:

while True:  # This constructs an infinite loop

   num = int(input("Enter a number  :"))

   print ("You entered: ", num)

   if num == 0:

        break    # break here

print ("Good bye!")

Hasonló megoldást eredményez a cikluson belül elhelyezett felhasználói döntést kérő vezérlésátadó utasítás, aminek segítségével elegánsan tudunk kilépni a programból:

import random

while True:

   input("Press enter to roll the dice")

   # get a number between 1 to 6

   num = random.randint(1,6)

   print("You got",num)

   option = input("Roll again?(y/n) ")

   # condition

   if option == 'n':

       break

A példa kockadobást szimulál. A program első sora importálja a véletlenszám generáláshoz szükséges library-t, ennek a segítségével állítjuk elő az 1-6 közé eső egész számot, ami egy „whileTrue” típusú végtelen cikluson belül mindaddig fut, amíg az „új dobás?” (Roll again?) kérdésre y(es) a válasz. Nem válasz esetén kilépünk a ciklusból.

Az utolsó példaprogram Raspberry Pi-n futtatható, aminek a GPIO portjára három darab LED diódát kapcsolunk, sorban a 11-es, a 13-as, valamint a 15-ös lábra.

A program első két sorában a szükséges library-k importálása történik, az első az időzítés, a második a GPIO port kezelése miatt. A következő négy sorban beállítjuk a tüskesor számozásának módját (BOARD – panel szerint), valamint a három kimeneti tüske (11,13,15) adatirányát (OUT).

A következő három sor inicializálj, alaphelyzetbe állítja a kimeneteket, azaz kikapcsolja az ide kötött LED-eket.

import time

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

GPIO.setup(11, GPIO.OUT)

GPIO.setup(13, GPIO.OUT)

GPIO.setup(15, GPIO.OUT)

GPIO.output(11, False)

GPIO.output(13, False)

GPIO.output(15, False)

while True:

        GPIO.output(11, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(13, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(11, GPIO.LOW)

        GPIO.output(13, GPIO.LOW)

        GPIO.output(15, GPIO.HIGH)

        time.sleep(5)

        GPIO.output(15, GPIO.LOW)

        GPIO.output(13, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(13, GPIO.LOW)

n = 5

while n > 0:

    n -= 1

    print (n)

count = 0

while (count < 9):

   print ('The count is:', count)

   count = count + 1

print ("Good bye!")

var = 1

while var == 1 :  # This constructs an infinite loop

   num = int(input("Enter a number  :"))

   print ("You entered: ", num)

print ("Good bye!")

while True:  # This constructs an infinite loop

   num = int(input("Enter a number  :"))

   print ("You entered: ", num)

   if num == 0:

        break    # break here

print ("Good bye!")

import random

while True:

   input("Press enter to roll the dice")

   # get a number between 1 to 6

   num = random.randint(1,6)

   print("You got",num)

   option = input("Roll again?(y/n) ")

   # condition

   if option == 'n':

       break

import time

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

GPIO.setup(11, GPIO.OUT)

GPIO.setup(13, GPIO.OUT)

GPIO.setup(15, GPIO.OUT)

GPIO.output(11, False)

GPIO.output(13, False)

GPIO.output(15, False)

while True:

        GPIO.output(11, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(13, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(11, GPIO.LOW)

        GPIO.output(13, GPIO.LOW)

        GPIO.output(15, GPIO.HIGH)

        time.sleep(5)

        GPIO.output(15, GPIO.LOW)

        GPIO.output(13, GPIO.HIGH)

        time.sleep(3)

        GPIO.output(13, GPIO.LOW)