Pseudocode und Python

Warum übersetzen?

Ein Struktogramm beschreibt einen Ablauf, ein Programm führt ihn aus. Die Bausteine sind dieselben: Sequenz, Verzweigung, Schleife, Feld (Array), Unterprogramm. Python schreibt sie nur in einer anderen Schreibweise, und weil Python fast ohne Klammern und Semikolons auskommt, liest sich der Code beinahe wie der Pseudocode aus Lektion 1. Der Vorteil für dich: Du kannst jedes Struktogramm, das du zeichnest, in wenige Zeilen übersetzen, im Browser ausführen und die Ausgabe mit deinem Schreibtischtest (Wertetabelle) vergleichen. Stimmt beides überein, stimmt die Logik.

Du musst dafür nicht programmieren können. Die Übersetzungstabelle unten reicht für alles, was in diesem Kurs vorkommt. Wer mehr will, findet im Python-Kurs den ganzen Weg von der ersten Ausgabe bis zu Klassen und Objekten.

Die Übersetzungstabelle

Links die Schreibweise aus Struktogramm und Pseudocode, rechts das Gegenstück in Python. Drei Dinge fallen auf: Python schreibt Schlüsselwörter klein und englisch, Blöcke enden nicht mit „ENDE …“, sondern werden nur durch die Einrückung zusammengehalten, und jede Kopfzeile endet mit einem Doppelpunkt.

Beispiel 1: Summe von 1 bis n

Das erste Struktogramm aus Lektion 1, daneben die Übersetzung. Zeile für Zeile: Die Eingabe ersetzt du durch einen festen Wert, damit der Code ohne Fenster läuft; die Zählschleife „für i = 1 bis n“ wird zu range(1, n + 1), weil die Obergrenze bei range nicht dazugehört.

n = 5            # in der Prüfung: Eingabe n
summe = 0
for i in range(1, n + 1):
    summe = summe + i
print(summe)

Führe den Code aus. Für n = 5 muss 15 erscheinen, genau wie im Schreibtischtest aus Leseaufgabe 1.1. Ändere dann n auf 3 (Ausgabe 6) oder auf 0 (Ausgabe 0, die Schleife läuft nicht) und vergleiche mit dem, was du in Lektion 1 gelernt hast. Wer statt n + 1 nur n schreibt, bekommt 10 statt 15: ein Durchlauf zu wenig, der klassische Off-by-one-Fehler.

Beispiel 2: Maximum mit Index

Beim Feld wird es interessant, denn hier verschiebt sich der Index. Im Kurs hat das erste Element den Index 1, in Python den Index 0. Das Struktogramm aus Lektion 5 startet mit zahlen[1] und läuft von 2 bis n; die Übersetzung startet mit zahlen[0] und läuft von 1 bis n − 1, also range(1, n). Jede Grenze rutscht um eins nach unten, die Anzahl der Durchläufe bleibt gleich.

zahlen = [4, 9, 2, 7]
n = len(zahlen)
maximum = zahlen[0]      # erstes Element hat Index 0
pos = 0
for i in range(1, n):    # zweites bis letztes Element
    if zahlen[i] > maximum:
        maximum = zahlen[i]
        pos = i
print(maximum, pos)      # 9 1
print(maximum, pos + 1)  # 9 2, wie im Struktogramm

Die Variable heißt im Code maximum statt max, weil max in Python eine eingebaute Funktion ist, die man nicht überschreiben sollte. Für [4, 9, 2, 7] gibt die erste Ausgabe „9 1“ aus: der Wert 9 an Python-Index 1. Das Struktogramm in Lektion 5 sagt „9, 2“. Beides meint dasselbe Element, das zweite. Beachte auch das Format: print trennt mehrere Werte durch ein Leerzeichen, im Struktogramm und im Pseudocode schreibt der Kurs sie mit Komma. Wenn eine Aufgabe die Position ab 1 verlangt, gibst du pos + 1 aus, wie in der zweiten Zeile.

Probiere das Feld [3, 8, 5, 8, 1] aus Leseaufgabe 5.1: Die erste Zeile muss „8 1“ zeigen (die zweite „8 2“), also die erste 8. Und ersetze > durch >=: Dann wird die letzte 8 gemerkt, mit >= „8 3“ bzw. „8 4“.

Umgekehrt: aus Python ein Struktogramm

In der Prüfung kommt gelegentlich ein kurzer Codeausschnitt vor, zu dem ein Struktogramm oder ein Schreibtischtest verlangt wird. Der Weg ist derselbe wie eben, nur rückwärts: Jede Kopfzeile mit Doppelpunkt wird zu einem Baustein, die eingerückten Zeilen darunter zu seinem Rumpf oder Zweig. Beispiel:

n = 20
schritte = 0
while n > 1:
    n = n // 2
    schritte += 1
print(schritte)

Zwei Kurzschreibweisen musst du kennen: n // 2 ist die ganzzahlige Division, also DIV, und schritte += 1 ist die Abkürzung für schritte = schritte + 1. Der Rest ist die kopfgesteuerte Schleife aus Lektion 3:

Übungen

zahlen = [5, 2, 4, 1]
n = len(zahlen)
for durchlauf in range(1, n):
    for i in range(0, n - durchlauf):
        if zahlen[i] > zahlen[i + 1]:
            hilf = zahlen[i]
            zahlen[i] = zahlen[i + 1]
            zahlen[i + 1] = hilf
print(zahlen)

guthaben = 50
preis = 12
anzahl = 0
while guthaben >= preis:
    guthaben = guthaben - preis
    anzahl = anzahl + 1
    if anzahl == 3:
        preis = 10
print(anzahl, guthaben)

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Vier Fragen zur Übersetzung.