Python – 09 Algorithmen und Abschlussübung

Lernziele

In diesem abschließenden Modul zu den Python-Grundlagen wirst du:

• Dein gesamtes Python-Wissen in einem größeren Projekt anwenden
• Einfache Algorithmen selbstständig entwickeln und implementieren
• Alle Datentypen, Kontrollstrukturen und Funktionen kombinieren
• Code strukturiert und nachvollziehbar schreiben

(Notiz: )

1. Algorithmen verstehen

Ein Algorithmus ist eine präzise, schrittweise Anleitung zur Lösung eines Problems. In der Programmierung sind Algorithmen die Grundlage für jedes Programm.

Merkmale guter Algorithmen

1. Eindeutigkeit: Jeder Schritt ist klar definiert
2. Endlichkeit: Der Algorithmus endet nach endlich vielen Schritten
3. Effizienz: Möglichst wenig Ressourcen (Zeit, Speicher)
4. Korrektheit: Liefert für alle Eingaben das richtige Ergebnis

Beispiel: Algorithmus “Größte Zahl finden”

Problem: Finde die größte Zahl in einer Liste.

Algorithmus (Pseudocode):

1. Setze maximum = erstes Element der Liste
2. Für jedes Element in der Liste:
   a. Wenn Element > maximum:
      - Setze maximum = Element
3. Gib maximum zurück

Python-Implementierung:

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def finde_maximum(zahlen: list[int]) -> int:
    """Findet die größte Zahl in einer Liste."""
    maximum = zahlen[0]

    for zahl in zahlen:
        if zahl > maximum:
            maximum = zahl

    return maximum

# Test
meine_zahlen = [23, 5, 89, 12, 67, 3]
print(finde_maximum(meine_zahlen))  # Ausgabe: 89

2. Algorithmus-Aufgaben

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print(berechne_summe([1, 2, 3, 4, 5]))  # Soll 15 ausgeben

Lösung zeigen

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def berechne_summe(zahlen: list[int]) -> int: """Berechnet die Summe aller Zahlen in einer Liste.""" summe = 0 for zahl in zahlen: summe += zahl return summe # Test print(berechne_summe([1, 2, 3, 4, 5])) # Ausgabe: 15 print(berechne_summe([10, 20, 30])) # Ausgabe: 60

1

print(berechne_durchschnitt([10, 20, 30]))  # Soll 20.0 ausgeben

Lösung zeigen

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def berechne_durchschnitt(zahlen: list[int | float]) -> float: """Berechnet den Durchschnitt aller Zahlen in einer Liste.""" summe = berechne_summe(zahlen) anzahl = len(zahlen) durchschnitt = summe / anzahl return durchschnitt # Test print(berechne_durchschnitt([10, 20, 30])) # Ausgabe: 20.0 print(berechne_durchschnitt([5, 10, 15, 20])) # Ausgabe: 12.5

1

print(filtere_gerade([1, 2, 3, 4, 5, 6]))  # Soll [2, 4, 6] ausgeben

Lösung zeigen

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def filtere_gerade(zahlen: list[int]) -> list[int]: """Filtert alle geraden Zahlen aus einer Liste.""" gerade_zahlen = [] for zahl in zahlen: if zahl % 2 == 0: gerade_zahlen.append(zahl) return gerade_zahlen # Test print(filtere_gerade([1, 2, 3, 4, 5, 6])) # Ausgabe: [2, 4, 6] print(filtere_gerade([10, 15, 20, 25, 30])) # Ausgabe: [10, 20, 30]

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print(validiere_passwort("Hallo123"))   # True
print(validiere_passwort("hallo"))      # False (zu kurz, keine Zahl, kein Großbuchstabe)
print(validiere_passwort("Hallo"))      # False (keine Zahl)

Lösung zeigen

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def validiere_passwort(passwort: str) -> bool: """Prüft, ob ein Passwort den Sicherheitsanforderungen entspricht.""" # Prüfung 1: Länge if len(passwort) < 8: return False # Prüfung 2: Enthält Zahl hat_zahl = False for zeichen in passwort: if zeichen.isdigit(): hat_zahl = True break if not hat_zahl: return False # Prüfung 3: Enthält Großbuchstaben hat_grossbuchstabe = False for zeichen in passwort: if zeichen.isupper(): hat_grossbuchstabe = True break if not hat_grossbuchstabe: return False # Alle Prüfungen bestanden return True # Tests print(validiere_passwort("Hallo123")) # Ausgabe: True print(validiere_passwort("hallo")) # Ausgabe: False print(validiere_passwort("Hallo")) # Ausgabe: False print(validiere_passwort("PASSWORD1")) # Ausgabe: True

Alternative elegantere Lösung:

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def validiere_passwort(passwort: str) -> bool: """Prüft, ob ein Passwort den Sicherheitsanforderungen entspricht.""" # Alle Bedingungen prüfen lang_genug = len(passwort) >= 8 hat_zahl = any(zeichen.isdigit() for zeichen in passwort) hat_grossbuchstabe = any(zeichen.isupper() for zeichen in passwort) # Alle Bedingungen müssen wahr sein return lang_genug and hat_zahl and hat_grossbuchstabe

3. Abschlussaufgabe: Steckbrief-Programm

Jetzt kombinierst du alle Python-Grundlagen in einem größeren Projekt!

=== STECKBRIEF ===
Name: Anna Müller
Alter: 16
Lieblingsfach: Informatik
Mag Mathe: Ja
Mathe-Note: 2.3 - Das ist gut!
Hobbys: Programmieren, Basketball, Lesen
Motto: "Code is poetry"

Beispiel-Lösung zeigen

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# 2025-12-12, Max Mustermann, Abschlussaufgabe Python 09 # Variablen mit Type Hints vorname: str = "Anna" nachname: str = "Müller" alter: int = 16 mag_mathe: bool = True lieblingsfach: str = "Informatik" hobbys: list[str] = ["Programmieren", "Basketball", "Lesen"] motto: str = "Code is poetry" note_mathe: float = 2.3 # Liste mit allen Daten steckbrief = [vorname, nachname, alter, mag_mathe, lieblingsfach, hobbys, motto, note_mathe] # Funktionen def berechne_geburtsjahr(alter: int) -> int: """Berechnet das ungefähre Geburtsjahr.""" aktuelles_jahr = 2026 # Passe das aktuelle Jahr ggf. an return aktuelles_jahr - alter def ist_gut_in_mathe(note: float) -> bool: """Prüft, ob die Mathe-Note gut ist (besser als 3.0).""" return note < 3.0 def zeige_steckbrief(daten: list) -> None: """Zeigt den Steckbrief formatiert an.""" print("=" * 30) print(" STECKBRIEF") print("=" * 30) print(f"Name: {daten[0]} {daten[1]}") print(f"Alter: {daten[2]} (geboren ca. {berechne_geburtsjahr(daten[2])})") print(f"Lieblingsfach: {daten[4]}") if daten[3]: print("Mag Mathe: Ja") else: print("Mag Mathe: Nein") mathe_note = daten[7] if ist_gut_in_mathe(mathe_note): print(f"Mathe-Note: {mathe_note} - Das ist gut!") else: print(f"Mathe-Note: {mathe_note} - Da geht noch was!") print(f"Hobbys: {', '.join(daten[5])}") print(f"Motto: \"{daten[6]}\"") print("=" * 30) # Programm ausführen zeige_steckbrief(steckbrief)

4. Flask-Abschlussaufgabe (Bonus)

Wenn du bereits Flask – 01 Erste Schritte, Flask – 02 Jinja Templating Grundlagen, Flask – 03 Jinja Schleifen und Listen und Flask – 04 Formulare und Datenverarbeitung durchgearbeitet hast, kannst du dein Steckbrief-Programm in eine vollwertige Web-Anwendung verwandeln!

Beispiel-Lösung zeigen

app.py:

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from flask import Flask, render_template, request app = Flask(__name__) # Liste zum Speichern der Steckbriefe (wird bei Neustart gelöscht) steckbriefe_liste = [] # Hilfsfunktionen (aus Python 09) def berechne_geburtsjahr(alter: int) -> int: """Berechnet das ungefähre Geburtsjahr.""" return 2025 - alter def validiere_alter(alter_str: str) -> bool: """Prüft, ob das Alter gültig ist.""" try: alter = int(alter_str) return 10 <= alter <= 100 except: return False @app.route("/") def home(): return render_template("home.html") @app.route("/steckbrief", methods=['GET', 'POST']) def steckbrief(): if request.method == 'POST': # Daten aus Formular holen vorname = request.form.get('vorname') nachname = request.form.get('nachname') alter_str = request.form.get('alter') lieblingsfach = request.form.get('lieblingsfach') mag_mathe = request.form.get('mag_mathe') == 'on' hobbys_str = request.form.get('hobbys') motto = request.form.get('motto') # Validierung fehler = [] if not vorname or not nachname: fehler.append("Vor- und Nachname müssen ausgefüllt sein") if not validiere_alter(alter_str): fehler.append("Alter muss zwischen 10 und 100 sein") if fehler: return render_template("steckbrief_formular.html", fehler=fehler) # Daten verarbeiten alter = int(alter_str) hobbys = [h.strip() for h in hobbys_str.split(',')] geburtsjahr = berechne_geburtsjahr(alter) # Steckbrief-Dictionary erstellen steckbrief_daten = { 'vorname': vorname, 'nachname': nachname, 'alter': alter, 'geburtsjahr': geburtsjahr, 'lieblingsfach': lieblingsfach, 'mag_mathe': mag_mathe, 'hobbys': hobbys, 'motto': motto } # In Liste speichern steckbriefe_liste.append(steckbrief_daten) return render_template("steckbrief_anzeige.html", steckbrief=steckbrief_daten) # GET-Request: Formular anzeigen return render_template("steckbrief_formular.html") @app.route("/alle-steckbriefe") def alle_steckbriefe(): return render_template("alle_steckbriefe.html", steckbriefe=steckbriefe_liste) if __name__ == "__main__": app.run(debug=True)

templates/base.html:

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<!DOCTYPE html> <html lang="de"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>{% block title %}Steckbrief-App{% endblock %}</title> <style> body { font-family: Arial, sans-serif; max-width: 800px; margin: 50px auto; padding: 20px; background-color: #f5f5f5; } .container { background: white; padding: 30px; border-radius: 10px; box-shadow: 0 2px 10px rgba(0,0,0,0.1); } h1 { color: #333; } .fehler { background: #ffebee; color: #c62828; padding: 10px; border-radius: 5px; margin-bottom: 20px; } input, textarea, select { width: 100%; padding: 8px; margin: 5px 0 15px 0; border: 1px solid #ddd; border-radius: 4px; } button { background: #1976d2; color: white; padding: 10px 20px; border: none; border-radius: 4px; cursor: pointer; } button:hover { background: #1565c0; } .steckbrief { border-left: 4px solid #1976d2; padding-left: 20px; margin: 20px 0; } </style> </head> <body> <div class="container"> {% block content %}{% endblock %} </div> </body> </html>

templates/steckbrief_formular.html:

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{% extends "base.html" %} {% block title %}Steckbrief erstellen{% endblock %} {% block content %} <h1>Steckbrief erstellen</h1> {% if fehler %} <div class="fehler"> <strong>Fehler:</strong> <ul> {% for fehler_text in fehler %} <li>{{ fehler_text }}</li> {% endfor %} </ul> </div> {% endif %} <form method="POST"> <label>Vorname:</label> <input type="text" name="vorname" required> <label>Nachname:</label> <input type="text" name="nachname" required> <label>Alter:</label> <input type="number" name="alter" min="10" max="100" required> <label>Lieblingsfach:</label> <input type="text" name="lieblingsfach" required> <label> <input type="checkbox" name="mag_mathe"> Mag Mathe </label> <label>Hobbys (komma-getrennt):</label> <textarea name="hobbys" rows="3" required></textarea> <label>Motto:</label> <input type="text" name="motto" required> <button type="submit">Steckbrief erstellen</button> </form> <p><a href="/alle-steckbriefe">Alle Steckbriefe anzeigen</a></p> {% endblock %}

templates/steckbrief_anzeige.html:

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{% extends "base.html" %} {% block title %}Steckbrief von {{ steckbrief.vorname }}{% endblock %} {% block content %} <h1>Steckbrief</h1> <div class="steckbrief"> <h2>{{ steckbrief.vorname }} {{ steckbrief.nachname }}</h2> <p><strong>Alter:</strong> {{ steckbrief.alter }} (geboren ca. {{ steckbrief.geburtsjahr }})</p> <p><strong>Lieblingsfach:</strong> {{ steckbrief.lieblingsfach }}</p> {% if steckbrief.mag_mathe %} <p><strong>Mag Mathe:</strong> Ja ✓</p> {% else %} <p><strong>Mag Mathe:</strong> Nein</p> {% endif %} <p><strong>Hobbys:</strong></p> <ul> {% for hobby in steckbrief.hobbys %} <li>{{ hobby }}</li> {% endfor %} </ul> <p><strong>Motto:</strong> "{{ steckbrief.motto }}"</p> </div> <p> <a href="/steckbrief">Neuen Steckbrief erstellen</a> | <a href="/alle-steckbriefe">Alle Steckbriefe anzeigen</a> </p> {% endblock %}

templates/alle_steckbriefe.html:

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{% extends "base.html" %} {% block title %}Alle Steckbriefe{% endblock %} {% block content %} <h1>Alle Steckbriefe</h1> {% if steckbriefe %} {% for sb in steckbriefe %} <div class="steckbrief"> <h3>{{ sb.vorname }} {{ sb.nachname }}</h3> <p>{{ sb.alter }} Jahre | {{ sb.lieblingsfach }}</p> </div> {% endfor %} {% else %} <p>Noch keine Steckbriefe vorhanden.</p> {% endif %} <p><a href="/steckbrief">Neuen Steckbrief erstellen</a></p> {% endblock %}

Zusammenfassung

Glückwunsch! Du hast alle Python-Grundlagen durchgearbeitet. Du kannst jetzt:

✅ Datentypen gezielt einsetzen (Strings, Zahlen, Booleans, Listen) ✅ Kontrollstrukturen nutzen (if-else, for, while) ✅ Funktionen schreiben (mit Parametern und Rückgabewerten) ✅ Algorithmen entwickeln (Probleme in Schritte zerlegen) ✅ Programme strukturieren (Code organisieren und kommentieren)

Wie geht es weiter?

Je nachdem, was dich interessiert:

1. Flask-Kurs fortsetzen

   • Lerne, wie du deine Python-Programme als Webseiten präsentierst
   • Arbeite mit Formularen, Templates und Datenbanken

2. Python vertiefen:

   • Datei-Operationen (Dateien lesen/schreiben)
   • Arbeiten mit Bibliotheken (requests, pandas, matplotlib)
   • Objektorientierte Programmierung (Klassen und Objekte)

3. Eigene Projekte:

   • Rechner-App
   • Quiz-Spiel
   • Notenrechner
   • Text-Analyse-Tool

Viel Erfolg auf deinem weiteren Programmier-Weg!