en no

Nocturne.no
Utviklerblogg(en)
Innføring i Python

Brukerinteraksjon og betingelser

I denne posten tar vi for oss hvordan vi kan interagere med en bruker av programmet vårt. Interaksjonen vil i dette tilfellet kun være tekstbasert: Programmet skriver noe på skjermen, og brukeren skriver noe tilbake. Som en del av gjennomgangen av brukerinteraksjon, skal vi også gå gjennom betingelser, som er et viktig konsept i programmering generelt.

Som nevnt er målet vårt å lage et program som skriver tekst til brukeren, og som tar imot tekst fra brukeren. Den første delen har vi sett tidligere, nemlig da vi skrev “Hallo, verden!"-programmet vårt. La oss ta en liten titt på det programmet igjen:

print('Hallo, verden!')

Etter å ha lest forrige post, drar du kanskje kjensel på 'Hallo, verden!' som en streng. Strengen står inne i parantesene til print(). Her er print() en funksjon. Vi kommer til å gå nærmere inn på hvordan funksjoner fungerer i nær framtid, men det du trenger å vite nå, er at vi kan skrive en hvilken som helst verdi mellom parentesene til print()-funksjonen, og Python vil skrive verdien til skjermen.

Da vi brukte den interaktive konsollen i forrige kapittel, kunne vi skrive en verdi eller variabel alene på en linje for å vise verdien på skjermen. I kjørende programmer vil ikke dette fungere, og vi må bruke print()-funksjonen for å se verdiene.

Hva med å ta imot informasjon fra brukeren? For dét formålet har vi en annen funksjon: input(). Når Python leser gjennom og kjører et program, og den kommer til en linje med input()-funksjonen, vil den stoppe opp og vente på at brukeren skal skrive noe. Idet brukeren har skrevet noe og trykket linjeskift, vil input() evalueres til tekststrengen som brukeren skrev, og Python fortsetter å kjøre programmet.

Det vil si at for å lagre innputteksten i en variabel, trenger vi bare å skrive

tekst_fra_brukeren = input()

og deretter gjøre hva vi vil med variabelen tekst_fra_brukeren som er av typen streng.

La oss se hvordan vi kan bruke print() og input() i et program:

print('Skriv noe!')
tekst = input()
print(tekst)

Her ber vi brukeren skrive noe, legger innputteksten fra brukeren inn i variabelen tekst, og skriver den deretter rett tilbake til brukeren. Lag en ny fil, legg inn koden over, lagre under et fornuftig navn, og kjør! Resultatet blir noe á la dette:

Skriv noe!
Jeg er en potet
Jeg er en potet

Her er den andre linjen brukerens sofistikerte innputt, mens den siste linjen er programmet som skriver innputtet tilbake, altså det som gjøres av print()-funksjonen i programmet over.

Vi kan være litt mer kreative og endre programmet over til å lage en liten hilsen til brukeren:

print('Skriv navnet ditt!')
navn = input()
print('Hei, ' + navn + '!')

som gir en kjøring som ser f.eks. slik ut:

Skriv navnet ditt!
Dangfart Tønnesen
Hei, Dangfart Tønnesen!

Her har vi brukt pluss-operatoren for å sette sammen svarteksten direkte inne i print()-parantesene.

Betingelser

Når vi snakker om betingelser i programmeringssammenheng, dreier det seg generelt om å kjøre et stykke kode kun dersom en betingelse er oppfylt. I Python (og en del andre språk) er den viktigste mekanismen for betingelser hvis-setninger (engelsk: if-statements).

En hvis-setning er på formen

if <betingelse>:
    <kode som skal kjøres hvis betingelse er oppfylt>

Det er flere ting å bite merke i her: En hvis-setning starter alltid med ordet if, deretter følger en betingelse separert med mellomrom fra ordet if. Vi skal forklare hvordan betingelser ser ut veldig snart. Linjen avsluttes med et kolon “:”.

Koden som skal kjøres hvis betingelsen er oppfylt, kommer jeg til å referere til som hvis-blokken. Den kan bestå av så mange linjer du vil, men minst én. Hvis-blokken må indenteres, altså skrives med innrykk. Den letteste måten å sette inn et innrykk på, er å trykke tab (tasten over Caps Lock til venstre på tastaturet). Alternativt kan du sette inn to eller flere mellomrom. Det er viktig at du er konsekvent på hvorvidt du bruker tab eller mellomrom, og hvor mange mellomrom du eventuelt bruker, ellers vil du få en feilmeldingssalve fra Python.

Hvis-blokken varer til vi kommer til en kodelinje der koden ikke lenger er innrykket. Hvis betingelsen var oppfylt, og Python dermed kjørte hvis-blokken, vil den fortsette å kjøre denne uinnrykkede koden rett etter at den er ferdig med hvis-blokken. Dersom betingelsen ikke er oppfylt, kommer Python til å ignorere hele hvis-blokken og fortsette å kjøre kode fra den uinnrykkede linjen i stedet.

Så hvordan ser en betingelse ut? En typisk betingelse er å sjekke hvorvidt to verdier er like. Vi kan sjekke om to verdier er like ved å bruke ==-operatoren: F.eks. a == 0. Denne betingelsen er sann dersom variabelen a er 0, og usann hvis a er hva som helst annet (og koden krasjer hvis a ikke er definert).

Det kan være forvirring mellom = og == i starten, men den første av de to brukes altså til å sette en variabel til en verdi, mens den siste brukes for å sjekke om to verdier er like. Python vil være rask til å klage hvis du blander bruken av disse to.

Et program som bruker en hvis-setning kan altså se slik ut:

a = 1
if a == 1:
    print('a var lik 1!')
print('Programmet er ferdig, hadet!')

Kjører vi dette, får vi:

a var lik 1!
Programmet er ferdig, hadet!

Legg merke til at den siste print()-setningen er uten innrykk, og dermed markerer at hvis-blokken er ferdig. Denne linjen vil kjøres uavhengig om a er 1 eller ikke.

Dette er ikke et fryktelig spennende resultat, ettersom vi allerede vet hva a er på forhånd.

Med dette kan vi lage et program som gir en betinget hilsen - den hilser bare på en bestemt person:

print('Skriv navnet ditt:')
navn = input()
if navn == 'Arne':
    print('Hei, Arne!')

I dette tilfellet vil programmet bare hilse på deg om du sier du heter Arne. Hvis du prøver å skrive inn noe annet, vil programmet avslutte uten å skrive ut noe mer. Vær også oppmerksom på at du heller ikke kan skrive arne med små bokstaver. Likhetsoperatoren krever at alle bokstavene matcher nøyaktig, og store og små bokstaver regnes som forskjellige.

Det er litt uhøflig å avslutte programmet uten å si noe som helst, bare fordi man ikke heter Arne, eller hva? Vi kan fikse dette med en annen form av hvis-setningen:

if <betingelse>:
    <hvis-blokk>
elif <en annen betingelse>:
    <en ellers-hvis-blokk>
else:
    <en ellers-blokk>

Her har vi lagt til to nye blokker på hvis-setningen vår! Den første, elif-blokken, kan du lese som “ellers, hvis”, som har sin egen betingelse. Denne “ellers, hvis”-setningen vil bare bli evaluert hvis den første betingelsen ikke var oppfylt. Ellers fungerer denne setningen på samme måte som den første hvis-setningen: Den tilhørende blokken er markert med innrykk og blir bare kjørt om den tilhørende betingelsen er sann.

Vi kan ha så mange elif-blokker på rad som vi vil etter den første hvis-blokken, inkludert null. Python kommer bare til å utføre koden i den første hvis-blokken i rekken som har betingelsen sin oppfylt, resten blir hoppet over.

Den siste blokken er en else-blokk, som ikke har noen tilhørende betingelse. else-blokken kjøres dersom ingen av de foregående if- og elif-setningene i rekken hadde betingelsene sine oppfylt. Det kan maksimalt være én else-blokk i en slik rekke av if- og elif-blokker. Av alle blokkene i en if-elif-else-rekke, er det kun én som blir kjørt (og muligens ingen, dersom den ikke har noen else-blokk).

La oss gjøre programmet vårt over litt mer responsivt for brukere som ikke heter Arne:

print('Skriv navnet ditt:')
navn = input()
if navn == 'Arne':
    print('Hei, Arne!')
else:
    print('Du er ikke Arne, gå vekk!')

Flott, nå får brukeren en respons uavhengig av hva de heter. Legg merke til at vi ikke har noen elif-blokker her, kun en else-blokk som sørger for at vi printer noe i det tilfellet at betingelsen i den innledende hvis-setningen ikke er oppfylt.

Innputt som tall

Som nevnt over, vil input() returnere brukerens innputt som en tekststreng, som gir mening med tanke på at det er tekst vi snakker om. Men hva om vi vil at brukeren skal gi oss et tall, og vi vil utføre matematiske operasjoner med tallet? Vi kan ikke gjøre matematikk med en tekststreng direkte, så vi må først konvertere strengen til et heltall:

På samme måte som vi brukte str() for å konvertere et tall til en streng i forrige post, kan vi bruke int() for å konvertere en streng til et heltall. Vi kunne brukt float() for å konvertere strengen til et flyttall i stedet, men vi kommer bare til å trenge heltall her. For eksempel:

print('Hvor gammel er du?')
alder_som_streng = input()
alder_som_tall = int(alder_som_streng)
alder_om_to_år = alder_som_tall + 2
print('Om to år er du ' + str(alder_om_to_år) + ' gammel!')

Kjører vi dette eksempelet, får vi f.eks.

Hvor gammel er du?
67
Om to år er du 69 gammel!`

I dette programmet trenger vi å legge til 2 på tallet som brukeren skriver inn for å kunne informere dem om hvor gamle de er om to år. For å få til dét, må vi sørge for at vi jobber med et tall ved å konvertere innputtstrengen til et heltall. Etter å ha regnet ut den nye alderen, konverterer vi den tilbake til en streng for å sette den inn i utputtstrengen.

Dersom strengen du gir til int()-funksjonen ikke inneholder et tall, vil Python gi en feilmelding. Vi skal se på hvordan vi kan håndtere slike feil og forhindre at programmet krasjer mot slutten av denne bloggserien.

En liten digresjon: Vi kunne skrevet hele programmet over mye kortere slik:

print('Hvor gammel er du?')
print('Om to år er du ' + str(int(input()) + 2) + ' gammel!')

Hvis du vil ha en utfordring, kan du se om du kan forstå hvordan dette programmet fungerer!

Forskjellige måter å lage betingelser

Helt til sist i denne posten, skal vi se på flere måter å danne betingelser på. Vi har hittil bare brukt ==-operatoren for å sammenligne to strenger, men vi har flere verktøy i skuffen:

  • `==` - gjør betingelsen sann om verdiene på venstre og høyre side av operatoren er like
  • `!=` - gjør betingelsen sann om verdiene er ulike
  • `>` - sann hvis venstre side er større enn høyre
  • `<` - sann hvis venstre side er mindre enn høyre
  • `>=` og `<=` - fungerer som større enn- og mindre enn-operatorene over, men er også sanne dersom verdiene er like

Operatorene som sjekker verdienes størrelser i forhold til hverandre, vil vi først og fremst bruke for å sammenligne tall.

La oss lage et program som skriver ut en hemmelighet hvis brukeren er gammel nok:

print('Hvor gammel er du?')

alder = int(input())

if alder >= 18:
    print('Du er gammel nok! Hemmeligheten er "https://www.youtube.com/watch?v=dQw4w9WgXcQ"')
else:
    print('Du er ikke gammel nok, ha deg vekk!')

Du kan sjekke selv at programmet kun gir brukeren hemmeligheten hvis brukeren er 18 år eller eldre (eller en løgner).

Hva om vi nå har lyst til å passe på at hemmeligheten bare gis til personer over 18 år ved navn Arne? Det er flere operatorer for å sette sammen flere betingelser til én betingelse:

  • `and` - (og-operator) evalueres til sann kun dersom betingelsene før og etter operatoren er sanne
  • `or` - (eller-operator) evalueres til sann hvis minst én av betingelsene er sann
  • `not` - (ikke-operator) evalueres til sann hvis betingelsen etter er usann, og omvendt

Med dette kan vi skrive om programmet over:

print('Hvor gammel er du?')
alder = int(input())

print('Hva heter du?')
navn = input()

if alder >= 18 and navn == 'Arne':
    print('Du er gammel nok, og heter Arne! Hemmeligheten er "https://www.youtube.com/watch?v=dQw4w9WgXcQ"')
elif not navn == 'Arne':
    print('Du heter ikke Arne, ha deg vekk!')
else:
    print('Hei Arne, du kan komme tilbake når du er gammel nok')

Her er det en del som skjer:

Først tar vi inn alderen som heltall, som tidligere. Deretter tar vi inn navnet som en tekststreng. Vi har nå en serie med tre hvis- og ellers-blokker. Den første kjøres hvis både navnet er 'Arne', og alderen er minst 18. Dersom begge disse er sanne, gir vi brukeren hemmeligheten. Dersom ett av disse betingelsene ikke er oppfylt, er betingelsen i den første hvis-setningen usann, og Python fortsetter ved å sjekke ellers-hvis-setningen.

Ellers-hvis-setningen er sann hvis navnet ikke er lik 'Arne'. Her kunne vi brukt !=-operatoren også. Hvis navnet ikke er Arne, ber programmet brukeren om å ha seg vekk. Ellers hopper Python videre til siste blokk. Denne er en else-setning, og vil kjøres kun dersom ingen av betingelsene i de foregående hvis-setningene var sanne. Hvis ingen av de foregående betingelsene var sanne, må brukeren hete Arne og være under 18 år gammel, og meldingen i print()-setningen reflekterer dette.

Resultatet er altså et program som oppfører seg høflig så lenge du heter Arne, og til og med gir deg en hemmelighet dersom du både heter Arne og er gammel nok.

Om du er usikker på nøyaktig hvordan koden over fungerer, kan du prøve å kjøre den med forskjellige kombinasjoner av navn og alder, for å se hvordan programmet oppfører seg.

Oppsummering

Gratulerer, du har lest deg gjennom nok en post! Vi kommer til å støte på hvis-setninger og brukerinteraksjon i stort sett alle postene framover, så dette er noe som er nyttig å ha en god forståelse av, både for videre lesing i denne bloggen, men også for programmering generelt.

Nå som du har fått en vag følelse av hva programmering er, kan vi ta et skritt tilbake og snakke om programmering i praksis. Det er dette som er temaet for neste post. Før du tar fatt på den, håper vi du tar deg tid til å prøve deg på i hvertfall noen av oppgavene under for å stille best mulig forberedt.

Oppgaver

Nå som vi har lært litt forskjellige programmeringskonsepter, kan du allerede begynne å lage små programmer på egen hånd! Disse oppgavene er i aller høyeste grad frivillige, men er ment til å hjelpe deg med å ta i bruk konseptene vi lærer om i egne prosjekter.

Programmering er en treningssak, så dersom du er sikker på at dette er noe du vil satse på framover, vil jeg absolutt anbefale deg å prøve deg på oppgavene, eller komme opp med egne ideer til programmer og sette dem ut i live.

  1. Lag et program som regner ut hvor mange år brukeren fyller i år etter at brukeren har skrevet inn fødselsåret sitt.

  2. Lag et program som skriver ut forskjellige meldinger hvis brukeren oppgir navnene Per, Pål eller Espen Askeladd, eller en en “standard”-melding dersom brukeren skriver hva som helst annet.

  3. Lag et program som regner ut BMI (Body Mass Index) for en bruker, utifra høyde og vekt som brukeren oppgir. Formelen for BMI er vekt / (høyde * høyde). Obs: Høyden her er oppgitt i meter, så pass på at du bruker flyttall for å lagre høyden! Vekt er oppgitt i kg. Sjekk at programmet regner ut at en person på 1,80 meter med en vekt på 80kg har en BMI på ca 24,7. Om du er eventyrlysten, kan du i tillegg skrive en kort melding til skjerm om helsetilstanden til brukeren basert på BMIen: BMI mellom 18,5 og 25 regnes som normalt, lavere kan tyde på at brukeren er undervektig, mens høyere kan tyde på overvekt.

Forrige post:
Den interaktive konsollen og variabler
Neste post:
Utviklingsprosessen og feilsøking
Håkon Flatval
Created with Hugo, theme based on nostyleplease.