Vilkår (if-tester)

Læringsutbytte

Etter å ha arbeidet med dette temaet, skal du kunne:

1. bruke vilkår til å systematisere valg i programkode

2. illustrere og løse matematiske og naturvitenskapelige problemstillinger med sammensatt kode der vilkår inngår

Innledende oppgave

Før du går i gang med å programmere, prøv å forklare hva følgende kodesnutter gjør:

tall = 10

if tall > 8:
    print("Tallet er større enn 8.")

tall = 10

if tall < 8:
    print("Tallet er mindre enn 8.")

tall = 10
if tall < 8:
    print("Tallet er mindre enn 8.")
else:
    print("Tallet er ikke mindre enn 8.")

tall = 10
if tall < 8:
    print("Tallet er mindre enn 8.")
elif tall >= 8:
    print("Tallet er ikke mindre enn 8.")

Definisjon

Vilkår

Et vilkår, eller en betingelse, er en logisk test for å sjekke om et kriterium er oppfylt. Dersom kriteriet er oppfylt, utføres det en handling. Dersom kriteriet ikke er oppfylt, blir ikke handlingen utført. Vilkår beskrives ofte i programmering som en «hvis-setning» («if» i Python).

Vilkår er sentrale i programmering, men også sentrale i hverdagen. Vi kan lage et enkelt eksempel ut fra billettpriser på bussen. Hvis du er under 18 år, blir prisen 31 kroner. Hvis ikke, regnes du som voksen, og må betale 62 kroner. Vi kan beskrive dette med følgende pseudokode:

hvis alder er mindre enn 18:
    pris = 31
hvis ikke:
    pris = 62

Dersom vi oversetter denne pseudokoden til Python-kode, ser vi at logikken og strukturen er ganske lik:

if alder < 18:
    pris = 31
else: 
    pris = 62

Underveisoppgave

Vi kan illustrere hvordan vilkår fungerer med et puslespill. Puslespillet nedenfor er basert på billettpriseksempelet. Løs dette puslespillet uten å se på Python-koden ovenfor. Pass på at innrykkene er riktig! Hva tror du innrykk betyr?

Vilkår i Python

La oss se på et eksempel i Python:

tall = float(input("Tast inn et tall: "))
if tall > 1:
    print("Hurra, tallet er større enn 1!")

Programmet ber brukeren om å taste inn et vilkårlig tall som deretter konverteres til flyttall. Vilkåret starter med if, etterfulgt av variabelnavnet. Deretter gir vi et kriterium som skal sjekkes. Her tester vi om tallet er større enn 1. Dersom det er større enn 1, skrives det ut en beskjed. Vi må ha et kolon etter første linje, og innrykk på alt som hører til det spesifikke kriteriet. Dersom kriteriet ikke er oppfylt, skjer det ingen ting. Dersom vi vil at det skal skje noe selv om kriteriet ikke er oppfylt, kan vi legge til else-kommandoen:

tall = float(input("Tast inn et tall: "))
if tall > 1:
    print("Hurra, tallet er større enn 1!")
else:
    print("Tallet er ikke større enn 1.")

Dersom kriteriet (tall > 1) ikke er sant, blir beskjeden etter else skrevet ut. Vi kan legge til enda flere kriterier ved å bruke elif (forkortelse for else if):

tall = float(input("Tast inn et tall: "))
if tall > 1:
    print("Hurra, tallet er større enn 1!")
elif tall < 1:
    print("Tallet er mindre enn 1!")
else:
    print("Tallet er 1!")

Det er en logisk konklusjon at tallet er 1 dersom det verken er større eller mindre enn 1. For å være helt sikre, kan vi erstatte else-kommandoen med nok en elif-kommando:

tall = float(input("Tast inn et tall: "))
if tall > 1:
    print("Hurra, tallet er større enn 1!")
elif tall < 1:
    print("Tallet er mindre enn 1!")
elif tall == 1:
    print("Tallet er 1!")

Legg merke til at symbolet == brukes for å teste om tallet er lik 1. Dersom vi bruker enkel likhetstegn (=) tror Python at vi prøver å tilordne en variabel. Da får vi en feilmelding. De ulike symbolene som brukes i vilkår, er oppsummert i tabellen nedenfor.

Symbol	Betydning
>	Større enn
<	Mindre enn
==	Er lik
<=	Mindre enn eller lik
>=	Større enn eller lik
!=	Ikke lik

Det er noen ting å passe spesielt på når vi programmerer med vilkår:

• Alt som er rykket inn utføres kun hvis if-testen ovenfor er sann. Innrykk er derfor viktig for strukturen.

• “elif” står for “else if”, og sjekker noe nytt, mens “else” brukes for å gjøre noe dersom ingen av kriteriene under “if” og “elif” er sanne.

• Det er den første if-testen som er sann i en serie av if-elif-else som utføres. Alle andre overses. Dersom vi skriver “if” en gang til, begynner vi på en ny serie med if-elif-else.

• Vi må begynne med “if”, mens “elif” og “else” er valgfritt.

Underveisoppgave

Lag et program der du sjekker om et tall er positivt, negativt eller null, og skriver ut relevante setninger når de ulike kriteriene er nådd. Du kan ta utgangspunkt i programkoden i kodeboksen her:

Løsningsforslag

tall = 2

if tall > 0:
    print("Tallet er positivt")
elif tall < 0:
    print("Tallet er negativt")
else:    # Eventuelt elif tall == 0:
    print("Tallet er 0")

Nøstede vilkår

Vi kan også ha vilkår inni vilkår. Dette er spesielt nyttig hvis vi skal sjekke flere ting som er avhengige av hverandre. Nedenfor ser du en svært forenklet bestemmelsesnøkkel for grunnstoffer som illustrerer prinsippet. Kanskje du kan legge inn et kriterium til som gjør bestemmelsen mer presis?

elektronegativitet = float(input("Hvilken elektronegativitet har grunnstoffet? "))
if elektronegativitet > 2:
    print("Grunnstoffet er mest sannsynlig et ikke-metall.")
else:
    reaktivt = input("Er grunnstoffet svært reaktivt (ja/nei)? ")
    if reaktivt == "ja":
        print("Grunnstoffet er mest sannsynlig et alkalimetall.")
    elif reaktivt == "nei":
        print("Grunnstoffet kan for eksempel være et innskuddsmetall eller et jordalkalimetall.")

Hvilken elektronegativitet har grunnstoffet? 2.0
Er grunnstoffet svært reaktivt (ja/nei)? ja
Grunnstoffet er mest sannsynlig et alkalimetall.

Underveisoppgave

Bruk flytskjemaet nedenfor som utgangspunkt for et program som finner ut hva slags bergart du har oppdaget.

Løsningsforslag

print("Velkommen til bestemmelsesnøkkel for bergarter!")
prikker = input("Er mønsteret i steinen prikkete (ja/nei)? ")
if prikker == "ja":
    print("Du har funnet en magmatisk bergart.")
elif prikker == "nei":
    striper = input("Er mønsteret i steinen stripete  (ja/nei)? ")
    if striper == "ja":
        print("Du har funnet en metamorf bergart.")
    elif striper == "nei":
        print("Du har funnet en sedimentær bergart.")
    else:
        print("Vennligst svar 'ja' eller 'nei'")
else:
    print("Vennligst svar 'ja' eller 'nei'")

Oppgaver

Oppgave 3.1

Forklar hvorfor de to ulike programmene nedenfor gir ulike output.

a = 10
if a > 5:
    a = a + 5
a = a + 2
print(a)

a = 10
if a > 5:
    a = a + 5
else:
    a = a + 2
print(a)

Løsningsforslag

Verdien til a er større enn 5. Dette gjør at programmet vil gjøre det som står under if i begge programmene.

Første program vil utføre a = a + 2 etter if -testen uansett om a > 5 stemmer eller ikke. Dette er fordi a = a + 2 ikke er en del av if-testen.

Siden andre kodesnutt bruker en else-kommando, vil a = a + 2 utføres kun når a ikke er større enn 5. Siden verdien til a er større enn 5, vil programmet utføre det som står under if.

Oppgave 3.2

Lag et program som spør brukeren om alderen til brukeren. Skriv ut en kommentar som avhenger av om alderen er under eller over 17. Utvid programmet til å skille mellom flere aldre.

Løsningsforslag

alder = int(input("Hvor gammel er du? "))
if alder < 17:
    print("Dra tilbake til barnehagen!")
elif alder == 17:
    print("Du er i din beste alder")
elif alder < 25:
    print("Voksenlivet nærmer seg!")
else:
    print("Dra tilbake til gamlehjemmet!")

Oppgave 3.3

Lag et program som tar en poengsum som input. Programmet skal finne ut hvilken karakter du får dersom maks poengsum er 60 poeng. Finn på karaktergrenser selv.

Utvid programmet til å ta maks poengsum som et tilleggsargument. Programmet skal benytte prosenter av denne makssummen til å regne ut sluttkarakteren. Lag prosentgrensene selv.

Løsningsforslag

maks_poeng = int(input("Hva er maks poengsum? "))
poengsum = int(input("Hvor mange poeng fikk du? "))

prosent1 = 20
prosent2 = 40
prosent3 = 60
prosent4 = 80
prosent5 = 95

grense1 = maks_poeng /100*prosent1
grense2 = maks_poeng /100*prosent2
grense3 = maks_poeng /100*prosent3
grense4 = maks_poeng /100*prosent4
grense5 = maks_poeng /100*prosent5

if poengsum < grense1 :
    karakter = 1
elif poengsum < grense2 :
    karakter = 2
elif poengsum < grense3 :
    karakter = 3
elif poengsum < grense4 :
    karakter = 4
elif poengsum < grense5 :
    karakter = 5
else: # poengsum må være større enn grense5
    karakter = 6

print("Du fikk karakteren", karakter)

Oppgave 3.4

Lag et program som tar to tall som input. Programmet skal skrive ut hvilket av de to tallene som er størst.

Løsningsforslag

tall1 = int(input("Skriv et tall: "))
tall2 = int(input("Skriv et til tall: "))

if tall1 > tall2:
    største = tall1
else:
    største = tall2
print("Det største tallet av", tall1 ,"og", tall2,"er:", største)

Oppgave 3.5

Løs dette programmeringspuslespillet. Programmet skal skrive ut antallet løsninger i en andregradslikning. Når du er ferdig, kan du prøve dette puslespillet, som er en litt mer avansert variant. Forklar forskjellen på programmene.

Oppgave 3.6

Modifiser programmet i puslespillet ovenfor slik at det også regner ut hva løsningene er.

Løsningsforslag

a = 1
b = -3
c = 2

rotuttrykk = b**2 - 4*a*c

if rotuttrykk > 0:
    x1 = (-b + rotuttrykk**0.5)/(2*a)
    x2 = (-b - rotuttrykk**0.5)/(2*a)
    print("Likningen har løsningene x1 =", x1, "og x2 =", x2)
elif rotuttrykk == 0:
    x = -b/(2*a)
    print("Likningen har løsningen x = ", x)
else:
    print("Likningen har ingen reelle løsninger.")

Oppgave 3.7

Lag en kalkulator der brukeren må taste inn to tall og en regneoperasjon. Du bestemmer selv hvor mange regneoperasjoner programmet skal håndtere.

Løsningsforslag

tall1 = float(input("Første tall: "))
op = input("Velg operasjon ( + , - , / , * ): ")
tall2 = float(input(" Andre tall: "))

if op == "+":
    resultat = tall1 + tall2
elif op == "-":
    resultat = tall1 - tall2
elif op == "/":
    resultat = tall1 / tall2
elif op == "*":
    resultat = tall1 * tall2
else:
    resultat = "udefinert "
print(tall1, op, tall2, "=", resultat)

Oppgave 3.8

Lag et program der du kan taste inn bølgelengden til synlig lys i nm og få ut hvilken farge lyset har. Utvid eventuelt prorammet med andre deler av det elektromagnetiske spekteret.

Løsningsforslag

bl = float(input("Skriv inn lysets bølgelengde i nm: "))

if 380 <= bl < 420:
    farge = "fiolett"
elif 420 <= bl < 490:
    farge = "blå"
elif 490 <= bl < 575:
    farge = "grønn"
elif 575 <= bl < 585:
    farge = "gul"
elif 585 <= bl < 650:
    farge = "oransje "
elif 650 <= bl <= 750:
    farge = "rød"
else:
    farge = "udefinert "
print("Fargen til lyset er:", farge )

Oppgave 3.9

Lag et program med en variabel kalt pH. Programmet skal skrive ut om løsningen med denne pH-en er sur, basisk eller nøytral.

\[pH = -log([H_3O^+])\]

Her står \([H_3O^+]\) for konsentrasjonen av \(H_3O^+\)-ioner. Test programmet med \([H_3O^+] = 1\cdot 10^{-7}\). Dette bør gi nøytral løsning.

Løsningsforslag

from numpy import log10

oksonium = float(input("[H3O+]: "))
pH = -log10(oksonium)

if pH < 7:
    print("Løsningen er sur.")
elif pH > 7:
    print("Løsningen er basisk.")
elif pH == 7: # Eventuelt else:
    print("Løsning er nøytral.")

Video

Se videoen nedenfor for å få en gjennomgang av det viktigste når vi skal programmere if-tester i Python: