3 Rate das Zahl: die Multi-Runde-Edition

In der vorherigen Kapitel hast du ein “Raten Sie die Zahl”-Spiel programmiert, bei dem nur ein Versuch möglich war. Jetzt werden wir das System erweitern, um mehrere Versuche zuzulassen, und wir werden weitere Funktionen hinzufügen, damit es mehr Spaß macht. Erstelle einen neuen Unterordner und lade das Übungsheft herunter, bevor wir loslegen!

3.1 Kapitelkonzepte

Wiederholenden Code mit einer while-Schleife.
Machen eines Notausstiegs aus einer Schleife.

3.2 While-Schleife

Wenn du etwas wiederholen möchtest, musst du Schleifen verwenden. Es gibt zwei Arten von Schleifen: die while-Schleife, die solange eine Bedingung wahr ist, wiederholt wird, und die for-Schleife, die über Elemente iteriert (dazu kommen wir später).

Die Grundstruktur einer while-Schleife ist

# Anweisungen vor der Schleife

while <Bedingung>:
    # Anweisungen innerhalb werden ausgeführt
    # wiederholt ausgeführt, so lange wie
    # die Bedingung wahr ist

# Anweisungen nach der Schleife

Du kannst eine Schleife mit while erstellen, indem du eine Bedingung angibst, die entweder True oder False ist. Das ist genau wie in einer if...elif...else-Anweisung. Und die gleichen Einrückungsregeln gelten auch hier, um zu bestimmen, welcher Code in der Schleife und welcher außerhalb ist.

Mach Übung #1

Lass uns eine while-Schleife verwenden, damit der Spieler immer weiter raten kann, bis er es endlich richtig hat. Du kannst den Code, den du beim letzten Seminar programmiert hast, kopieren und einfügen oder ihn von Neuem schreiben (ich würde dir empfehlen, Letzteres zu tun!). Die allgemeine Programmstruktur sollte wie folgt aussehen:

# importiere die random-Bibliothek, damit du die randint-Funktion verwenden kannst

# eine zufällige Zahl generieren und in der Variable
# number_picked speichern die Eingabe des Spielers holen, sie in eine Ganzzahl umwandeln und in der Variable guess speichern

# Solange deine Vermutung nicht gleich dem Wert ist, den der Computer gewählt hat:
    # Drucke "Meine Zahl ist kleiner" oder "Meine Zahl ist größer" mithilfe eines if-else-Statements
    # Hol dir die Eingabe des Spielers, konvertiere sie in eine Ganzzahl und speichere sie in der Variable "Vermutung"

# Drucke "Treffer!" (weil wir hier sind, bedeutet das, dass "Vermutung" gleich der Wahl des Computers ist)

Schreib deinen Code in code01.py.

vergiss nicht, die Datei zu dokumentieren und nutze Breakpoints und Step-overs, um den Programmablauf zu erkunden.

3.3 Versuche zählen

Jetzt fügen wir eine Variable hinzu, die die Gesamtzahl der Versuche des Spielers zählt. Dazu erstellst du eine neue Variable (nenn sie versuche oder ähnlich) vor der Schleife und initialisierst sie mit 1 (denn der erste Versuch findet vor dem Eintritt in die Schleife statt). Addiere 1 zu ihr jedes Mal, wenn der Spieler eine Vermutung eingibt. Nach der Schleife erweiterst du die Meldung "Treffer!" um Informationen über die Anzahl der Versuche. Verwende String-Formatierung, um es nett aussehen zu lassen, z.B. "Richtig, und du hast nur 5 Versuche gebraucht!". Stelle sicher, dass die Anzahl der Versuche, die du benötigst, übereinstimmt mit der Anzahl der Versuche, die das Programm meldet!

Füge deinen Code in code02.py ein.

3.4 Abbrechen (und Beenden)

Der Code innerhalb der while-Schleife wird so lange ausgeführt, wie die Bedingung True ist, und wichtig ist, dass der gesamte Code innerhalb ausgeführt wird, bevor die Bedingung erneut ausgewertet wird. Manchmal möchtest du jedoch früher abbrechen, ohne den restlichen Code auszuführen. Dafür hat Python einen break-Befehl, der das Programm dazu veranlasst, die Schleife sofort zu verlassen, ohne den restlichen Code innerhalb der Schleife auszuführen, damit das Programm mit dem Code nach der Schleife fortfährt.

# Dieser Code wird vor der Schleife ausgeführt.

while <Einige_Bedingung>:
    # dieser Code wird bei jeder Iteration ausgeführt

    if <eine_andere_Bedingung>:
        break

    # Dieser Code wird bei jeder Iteration ausgeführt,
    # aber nicht, wenn man die Schleife verlässt.

# Dieser Code wird nach der Schleife ausgeführt.

Mach Übung #2, um dein Verständnis zu vertiefen.

3.5 Anzahl der Versuche begrenzen via break

Mach mal Druck auf den Spieler! Entscheide, wie viele Versuche du maximal erlaubst und speichere es als eine CONSTANT. Wähle einen passenden Namen (z.B. MAX_VERSUCHE) und denke dran, dass für eine Konstante alle Buchstaben großgeschrieben werden müssen! Verwende jetzt break, um die while-Schleife zu verlassen, wenn die aktuelle Versuchsnummer größer als MAX_VERSUCHE ist. Überlege, wann (innerhalb des Codes in der Schleife) du das überprüfen solltest.

Füge deinen Code in code03.py ein.

3.6 Richtige Endnachricht

Lassen wir die finale Nachricht aktualisieren. Aktuell sagt sie “Treffer…” weil wir annahmen, dass das Programm den Loop nur verlässt, wenn der Spieler die richtige Antwort gibt. Bei begrenzten Versuchen ist das jedoch nicht unbedingt der Fall. Jetzt gibt es zwei Gründe, warum es den while-Loop verlassen hat:

Du hast richtig geantwortet!
Du bist aus Versuchen ausgegangen.

Verwende eine if-else-Bedingung, um eine passende Nachricht auszugeben. Zum Beispiel: "Pech gehabt, beim nächsten Mal mehr Glück!", wenn der Spieler verloren hat (keine Versuche mehr übrig).

Füge deinen Code in code04.py ein.

3.7 Anzahl der Versuche begrenzen ohne Break

Obwohl ich es vorgeschlagen habe, das break-Statement hinzuzufügen, solltest du es sparsam verwenden. Ohne break gibt es nur einen Ort im Code, den du überprüfen musst, um zu verstehen, wann das Programm die Schleife verlässt: die Bedingung. Aber wenn du ein break hinzufügst, musst du jetzt zwei Orte untersuchen. Und jeder zusätzliche break fügt immer weiter hinzu. Das bedeutet aber nicht, dass du sie um jeden Preis vermeiden solltest! Du solltest sie verwenden, wenn es den Code einfacher verständlich macht. Aber überprüfe immer, ob eine geänderte Bedingung auch funktionieren könnte.

Lass uns genau das machen. Ändere deinen Code, damit er ohne die break-Anweisung funktioniert. Du brauchst eine kompliziertere Bedingung für deine while-Schleife, damit sie sich wiederholt, solange der Spieler rate falsch liegt und die Anzahl der Versuche noch kleiner als das maximal erlaubte ist. Teste, ob dein Code sowohl im Gewinn- als auch im Verlustfall funktioniert.

Füge deinen Code in code05.py ein.

3.8 Verbliebene Versuche anzeigen

Es geht ums User-Interface! Ändere die input-Prompts-Nachricht, um die Anzahl der verbliebenen Versuche einzubeziehen. Zum Beispiel: "Bitte gib deine Vermutung ein, du hast noch X Versuche übrig."

Füge deinen Code in code06.py ein.

3.9 Das Spiel wiederholen

Lass uns dem Spieler die Möglichkeit geben, das Spiel erneut zu spielen. Das bedeutet, alle aktuellen Code in eine andere while-Schleife (das nennt man verschachtelte Schleifen) zu packen, die so lange wiederholt wird, wie der Spieler weiterspielen möchte. Der Code sollte folgendermaßen aussehen:

# importiere die random-Bibliothek, damit du die randint-Funktion verwenden kannst

# Definiere MAX_ATTEMPTS = 5


# Variablen "willst_du_weiterspielen" definieren und auf True setzen
# Solange der Spieler weiter spielen möchte

  # Dein aktueller Spielcode geht hier rein

  # Frage den Benutzer mit der input-Funktion. z.B. "Willst du nochmal spielen? J/N"
  # willst_du_weiterspielen sollte True sein, wenn die Benutzereingabe "J" oder "j" ist

# Letzte Botschaft, z.B. "Danke fürs Spielen!"

Achte besonders auf die Einrückungen, um den Code ordentlich zu gruppieren!

Füge deinen Code in code07.py ein.

3.10 Du brauchst keinen Vergleich, wenn du bereits den Wert hast

In deinem aktualisierten Code hast du die want_to_play-Variable, die entweder True oder False ist. Sie wird in der Schleife verwendet, die sich solange wiederholt, wie ihr Wert True ist. Manchmal schreiben Leute want_to_play == True, um das auszudrücken. Während es technisch korrekt ist und sicherlich korrekt funktionieren wird, ist es auch redundant. Da want_to_play nur True oder False sein kann, wird dieser Vergleich zu True == True (was natürlich True ist) oder False == True (was False ist). Daher produziert der Vergleich beider Werte mit True genau denselben Wert. Du kannst also einfach while want_to_play: schreiben und den logischen Wert direkt verwenden.

3.11 Best score

Ein “richtiges” Spiel führt normalerweise die Leistung der Spieler mit. Lass uns die geringste Anzahl von Versuchen aufzeichnen, die der Spieler benötigte, um die Zahl zu erraten. Dazu erstellst du eine neue Variable fewest_attempts und setzt sie auf MAX_ATTEMPTS (das ist so schlecht wie es nur geht). Überlege, wo du sie erstellen musst. Du solltest sie nach jeder Spielrunde aktualisieren. Füge Informationen über “Bisheriger Rekord” in die Runden-Endnachricht ein.

Füge deinen Code in code08.py ein.

3.12 Spielrunden zählen

Lass uns zählen, wie oft der Spieler das Spiel gespielt hat. Die Idee und die Umsetzung sind dieselben wie beim Zählen der Versuche. Erstelle eine neue Variable, initialisiere sie auf 0 und erhöhe sie um 1, wenn eine neue Runde beginnt. Füge die Gesamtzahl der gespielten Spiele in die allerletzte Nachricht ein, z.B. “Danke für das Spielen des Spiels X Mal!”

Füge deinen Code in code09.py ein.

3.13 Mehrrunde Einarmiger Bandit

Am Ende des vorherigen Kapitels hast du ein Spiel mit einem Einarmigen Banditen für eine Runde programmiert. Du weißt bereits alles, was du brauchst, um eine Version mit mehreren Runden zu implementieren, und ihre Struktur ist ähnlich (aber einfacher) als die des Multi-Round-Game-Of-Guess-Number-Spiels, das du gerade implementiert hast.

Lass den Spieler mit einem Anfangsguthaben von 10 Münzen starten. Jede Runde kostet 1 Münze, drei gleiche Karten bringen 10 Münzen ein, während ein Paar 2 Münzen einbringt (du kannst die Auszahlungen nach Belieben ändern). In jeder Runde:

Nimm eine Münze aus dem Topf (Gebühr fürs Spielen).
Wirf den Würfel (das hast du schon implementiert).
Sag dem Spieler, wie’s gelaufen ist (das hast du auch schon gemacht).
Füge Münzen dem Topf hinzu, falls nötig.
Gib die verbleibende Münzen im Topf aus.
Frag den Spieler, wo’s weitergeht.

Sonderfall: Wenn dem Spieler die Münzen ausgehen, ist das Spiel definitiv vorbei.

Füge deinen Code in code10.py ein.

3.14 Zusammenfassung

Super gemacht, jetzt hast du zwei funktionierende Computerspiele mit Spielrunden, begrenzten Versuchen und Bestenpunkten! Pack die Ordner zusammen und abgeben.