Suchen von Elementen

In den vorhergegangenen Kapiteln haben wir Listen angelegt, Elemente hinzugefügt und entfernt. Jedoch haben wir beim Entfernen gesehen, dass das Programm mit einer Fehlermeldung abstürzt, wenn das Element, welches wir entfernen möchten, nicht existiert.

Uns fehlt also noch eine Möglichkeit zu prüfen, ob Elemente existieren. Diesen Prozess nennen wir "Suchen" und das werden wir in diesem Kapitel Schritt-für-Schritt erarbeiten.

Liste mit Schleife durchlaufen

Um zu überprüfen, ob ein gewisses Element in einer Liste existiert, bleibt uns nichts anderes übrig, als jedes Element einzeln zu überprüfen. Sehen wir uns nochmals die bereits bekannte Liste an:

Nehmen wir an, wir möchten überprüfen, ob die zahl 74 existiert, so könnten wir folgendes schreiben:

meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
wert = 74

if (meineListe[0] == wert):
    print("gefunden")
if (meineListe[1] == wert):
    print("gefunden")
if (meineListe[2] == wert):
    print("gefunden")
if (meineListe[3] == wert):
    print("gefunden")
if (meineListe[4] == wert):
    print("gefunden")
if (meineListe[5] == wert):
    print("gefunden")

Das wäre etwas umständlich, würde aber funktionieren, solange die Liste immer 6 Elemente hat. Wenn wir aber einmal scharf auf den Code draufschauen, dann sehen wir, dass wir 6 mal denselben Code, nur mit einem anderen Index ausführen. Hier ergibt sich also die Möglichkeit die for-Schleife einzusetzen, um den Code kürzer zu machen.

meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
wert = 74

for i in range(0,6):
    if (meineListe[i] == wert):
        print("gefunden")

Wir haben also eine for-Schleife erstellt, die von 0 bis inklusive 5 läuft. Bei jedem Schleifendurchlauf, wird die Variable i um 1 erhöht. Beim ersten Mal hat i den Wert 0, beim zweiten Mal 1, und so weiter. Die Schleife läuft, solange i kleiner als 6 ist, also von 0 bis 5.

Dieses Programm ist nun schon viel eleganter, da es keine Code Duplikate enthält. Jedoch funktioniert es noch immer nur für Listen der Länge 6.

Wir können aber die Länge einer Liste auch von Python mit der len-Funktion berechnen lassen. Die Funktion len verlangt als Argument eine Liste und gibt die Länge der Liste zurück. Wenn wir die Zahl 5 im obigen Programm durch len(meineListe) ersetzen, funktioniert das Programm für Listen beliebiger Länge:

meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
wert = 74

for i in range(0,len(meineListe)):
    if (meineListe[i] == wert):
        print("gefunden")

Das obige Programm wirst du häufig wiedersehen. Es ist ein Muster, welches immer wieder vorkommt. Man möchte eine Aussage über die Liste treffen, und dafür muss man mit jedem einzelnen Element etwas machen. Man sagt auch man durchläuft die Liste mit einer for-Schleife.

Resultat der Suche in Flag-Variable speichern

Das folgende Programm macht schon fast was es soll. Es überprüft, ob ein Element in einer Liste vorkommt. Falls es vorkommt, gibt das Programm den Text "gefunden" aus.

meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
wert = 74

for i in range(0,len(meineListe)):
    if (meineListe[i] == wert):
        print("gefunden")

Die Text-Ausgabe ist für uns ungünstig, da wir auf diesen später nicht mehr im Programm zugreifen können. Besser wäre eine Variable, die speichert, ob das Element vorhanden war oder nicht. Soche Variablen, die angeben ob eine Bedingung zutrifft oder eben nicht zutrifft, nennen wir Flag-Variablen oder kurz ein Flag. Der Name rührt von einer Fahne (engl. Flag) her, die im bildlichen Sinne gehisst wird, falls eine Bedingung zutrifft, bzw. gesenkt wird, falls eine Bedingung nicht zutrifft. Flags können nur zwei verschiedene Werte haben True oder False.

In unserem Beispiel müssen wir zuerst davon ausgehen, dass der Wert nicht vorhanden ist, also setzen wir das Flag auf False. Falls wir ein Element finden, setzen wir das Flag auf True.

Im folgenden Code wird das Flag gefunden genannt und standardmässig auf False gesetzt.

meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
wert = 74

gefunden = False
for i in range(0,len(meineListe)):
    if (meineListe[i] == wert):
        gefunden = True

Suche als Funktion definieren

Die Suche nach einem Element in einer Liste, ist etwas, dass wir sicher häufiger benötigen werden. Deshalb macht es Sinn diese Funktionalität in eine eigene Funktion zu packen.

Die Funktion sollte zwei Parameter haben:

• die Liste die durchsucht werden soll
• die Zahl nach der gesucht werden soll

Die Funktion sollte einen Rückgabewert haben, der angibt, ob das Element gefunden wurde, oder nicht.

def sucheElement(liste, wert):
    gefunden = False
    for i in range(0,len(liste)):
        if (liste[i] == wert):
            gefunden = True
    return gefunden

def main():
    meineListe = [24, 13, -5, 102, 74, -87]
    print(sucheElement(meineListe,13))
    print(sucheElement(meineListe,555))

main()

Im obigen Programm wurde die Suche nach dem Element in eine eigene Funktion ausgelagert. In der Main Funktion wird die sucheElement Funktion zwei Mal aufgerufen. Beim ersten Mal wird True ausgegeben, da 13 ein Element der Liste ist. Beim zweiten Mal wird False ausgegeben, da 555 kein Element der Liste ist.

Übungen

📝 Übung 69

neue funktione auf welchem index vorkommt

📝 Übung 70

zählen wie oft vorkommt

📝 Übung 71

ersetzen falls gefunden

📝 Übung 72

zählen wir viele gerade zahlen