Schleifen mit for

Am Ende der Lektion über Listen blieb eine Frage offen: Wie fängst du mit jedem Element einer Liste etwas Eigenes an, etwa jede Temperatur in Fahrenheit umrechnen oder jeden Einkauf auf eine eigene Zeile schreiben? Mit dem, was du bisher kennst, bräuchtest du für jedes Element eine eigene Zeile, und sobald die Liste länger würde, müsstest du das Programm ändern. Eine Schleife schreibt den Schritt nur einmal auf und wiederholt ihn für jedes Element, so wie du in den Grundideen jede Zwiebel im Netz geschält hast, eine nach der anderen, bis das Netz leer war.

Für jedes Element einer Liste

Die for-Schleife liest sich fast wie ein Satz: für jeden Einkauf in der Einkaufsliste, schreib ihn auf eine eigene Zeile.

shopping = ["Milch", "Brot", "Äpfel", "Käse"]

for item in shopping:
    print(f"- {item}")

Die Zeile beginnt mit for, dann folgen ein Name, das Wort in, die Liste und ein Doppelpunkt. Alles, was darunter eingerückt ist, gehört zur Schleife und heißt ihr Rumpf; wie bei eigenen Funktionen zeigt allein die Einrückung, wo er endet. Python führt den Rumpf für jedes Element einmal aus, hier also viermal, und item steht dabei jedes Mal für das nächste Element der Liste.

Der Rumpf darf auch mehrere Zeilen haben. Hier rechnet er jede Temperatur in Fahrenheit um, und die letzte Zeile ist nicht eingerückt, gehört also nicht mehr zur Schleife und läuft erst danach, ein einziges Mal:

temperatures = [12.5, 14.0, 9.5, 16.0, 13.5]

for celsius in temperatures:
    fahrenheit = celsius * 9 / 5 + 32
    print(f"{celsius} °C sind {fahrenheit:.1f} °F")

print("Alle Werte umgerechnet.")

Rück die letzte Zeile probeweise ein und führ den Code noch einmal aus: Dann erscheint der Satz nach jeder Temperatur, weil er jetzt zum Rumpf gehört.

Die Schleifenvariable

Der Name zwischen for und in heißt Schleifenvariable. Sie ist eine ganz normale Variable, die vor jeder Runde das nächste Element zugewiesen bekommt, und ihren Namen wählst du selbst. Üblich ist die Einzahl dessen, was die Liste in der Mehrzahl hält, also for item in shopping, for celsius in temperatures oder for name in names. Python wäre auch mit for x in temperatures zufrieden, aber wer das Programm liest, versteht celsius sofort.

Nach der Schleife behält die Variable den Wert aus der letzten Runde:

names = ["Ada", "Alan", "Grace"]

for name in names:
    print(f"Hallo {name}!")

print(f"Zuletzt begrüßt: {name}")

Aufsummieren

sum() addiert alle Werte einer Liste auf einmal. Wie das im Inneren abläuft, kannst du mit einer Schleife selbst schreiben, und dieses Muster brauchst du immer dann, wenn es keine fertige Funktion gibt. Vor der Schleife legst du eine Variable an, die bei 0 beginnt, und in jeder Runde kommt das aktuelle Element dazu:

prices = [2.49, 1.19, 3.99, 0.89]
total = 0

for price in prices:
    total += price
    print(f"+ {price:.2f} macht {total:.2f}")

print(f"Summe: {total:.2f} Euro")

Eine solche Variable heißt Sammelvariable (englisch accumulator), weil sie Runde für Runde das Ergebnis einsammelt. total += price ist die Kurzform von total = total + price aus der Lektion über das Rechnen. Wichtig ist, dass total = 0 vor der Schleife steht: Im Rumpf würde die Variable in jeder Runde wieder auf 0 gesetzt, und am Ende stünde nur der letzte Preis darin.

Zählen mit einer Bedingung

Eine Sammelvariable kann auch zählen. Statt den Wert dazuzunehmen, zählt sie bei jedem passenden Element um eins hoch, und welches Element passt, entscheidet ein if im Rumpf, wie du es aus Entscheidungen mit if, elif und else kennst:

temperatures = [12.5, 14.0, 9.5, 16.0, 13.5]
warm_days = 0

for celsius in temperatures:
    if celsius > 13:
        warm_days += 1

print(f"{warm_days} von {len(temperatures)} Tagen waren wärmer als 13 Grad.")

Achte auf die zwei Stufen der Einrückung: Das if gehört zur Schleife, und warm_days += 1 gehört zum if und läuft deshalb nur in den Runden, in denen die Bedingung gilt.

Eine neue Liste aufbauen

Oft soll aus einer Liste eine neue entstehen, etwa eine Liste aller Temperaturen in Fahrenheit, mit der das Programm weiterrechnen kann. Dann beginnt die Sammelvariable nicht bei 0, sondern als leere Liste, und append() hängt in jeder Runde ein Element an:

temperatures = [12.5, 14.0, 9.5, 16.0, 13.5]
fahrenheit = []

for celsius in temperatures:
    fahrenheit.append(round(celsius * 9 / 5 + 32, 1))

print(fahrenheit)
print(f"Höchstens {max(fahrenheit)} °F")

Die neue Liste ist ein ganz normaler Wert, mit dem das Programm weiterarbeiten kann, hier etwa mit max(). Steht das append() in einem if, übernimmt die Schleife nur einen Teil der Elemente; probier aus, nur die Werte über 13 Grad in die neue Liste zu schreiben.

Zahlenfolgen mit range()

Manchmal gibt es gar keine Liste, sondern nur eine Zahl von Runden, etwa wenn ein Programm das Einmaleins der 7 ausgeben soll. Dafür erzeugt range() eine Folge ganzer Zahlen, über die die Schleife läuft:

for number in range(1, 11):
    print(f"{number} × 7 = {number * 7}")

range(1, 11) beginnt bei 1 und hört vor der 11 auf, so wie auch der Index einer Liste nie ihre Länge erreicht. Das ist anfangs ungewohnt, hat aber einen Vorteil: Wie viele Zahlen herauskommen, ist einfach die Differenz, hier 11 − 1 = 10. Mit einem, zwei oder drei Argumenten ergibt range() diese Folgen:

print(list(range(5)))
print(list(range(2, 6)))
print(list(range(0, 20, 5)))
print(list(range(10, 0, -2)))

Mit einem Argument beginnt die Folge bei 0 und endet vor der Zahl, sodass range(5) genau fünf Zahlen liefert. Mit zwei Argumenten gibst du Anfang und Ende vor, und ein drittes ist die Schrittweite, die auch negativ sein darf, um rückwärts zu zählen. list() macht aus der Folge eine Liste, damit print() alle Zahlen auf einmal zeigt; in einer Schleife ist das nicht nötig.

Die Zeichen eines Textes

Ein Text ist für die Schleife eine Folge von Zeichen, und for nimmt sie sich eins nach dem anderen vor:

word = "Avocado"

for letter in word:
    print(letter)

Zusammen mit einer Sammelvariablen und einem if zählt die Schleife zum Beispiel die Vokale eines Wortes. in prüft bei einem Text, ob ein Zeichen darin vorkommt, und lower() sorgt dafür, dass auch das große A am Anfang mitzählt:

word = "Avocado"
vowels = 0

for letter in word.lower():
    if letter in "aeiouäöü":
        vowels += 1

print(f"{word} hat {vowels} Vokale.")

Nummeriert mit enumerate()

Für eine Ausgabe wie „Tag 1“, „Tag 2“ brauchst du zu jedem Element auch seine Nummer. enumerate() liefert in jeder Runde beides, die Nummer und das Element, und die Schleife nimmt sie in zwei Variablen entgegen:

temperatures = [12.5, 14.0, 9.5, 16.0, 13.5]

for day, celsius in enumerate(temperatures, start=1):
    print(f"Tag {day}: {celsius} Grad")

Ohne start=1 beginnt die Zählung wie der Index bei 0. Die Reihenfolge der beiden Variablen ist fest: zuerst die Nummer, dann das Element.

Zum Mitnehmen

• for element in liste: führt den eingerückten Rumpf für jedes Element einmal aus; die Schleifenvariable hält dabei das aktuelle Element und heißt am besten wie die Einzahl der Liste.
• Eine Sammelvariable beginnt vor der Schleife bei 0 oder als leere Liste und sammelt im Rumpf mit += oder append() das Ergebnis ein.
• Ein if im Rumpf zählt oder übernimmt nur die Elemente, die eine Bedingung erfüllen.
• range(ende), range(anfang, ende) und range(anfang, ende, schritt) erzeugen ganze Zahlen, und das Ende gehört nie dazu.
• Über einen Text läuft die Schleife Zeichen für Zeichen, und enumerate(liste, start=1) liefert zu jedem Element seine Nummer.