From 6993048908d1179f181df1fbc76e408c984248dc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Vivien Engling Date: Thu, 12 Nov 2026 13:33:44 +0100 Subject: [PATCH] modified --- async/Rennbahn.py | 178 ++++++++++++++++++++++++++------------- async/rennbahn_acht.log | 30 +++---- async/rennbahn_exakt.log | 31 +++---- 3 files changed, 143 insertions(+), 96 deletions(-) diff --git a/async/Rennbahn.py b/async/Rennbahn.py index 204e6ff..efe7f14 100644 --- a/async/Rennbahn.py +++ b/async/Rennbahn.py @@ -3,40 +3,52 @@ import asyncio import turtle import math -# ===================================== -# BILDSCHIRM -# ===================================== +# ========================================== +# 1. BILDSCHIRM UND GLOBALE VARIABLEN +# ========================================== +# Wir erstellen das Turtle-Fenster. screen = turtle.Screen() -screen.setup(900, 650) -screen.bgcolor("black") +screen.setup(900, 650) # Fenstergröße +screen.bgcolor("black") # Schwarzer Hintergrund screen.title("Rennbahn - Reeborg & Sophia") + +# tracer(0) deaktiviert die automatische Bildschirmaktualisierung. +# Wir aktualisieren den Bildschirm später selbst mit screen.update(). screen.tracer(0) +# Die aktuelle Ampelphase wird in einer globalen Variable gespeichert. +# OL_UR bedeutet: oben links und unten rechts haben Grün. +# OR_UL bedeutet: oben rechts und unten links haben Grün. ampel_phase = "OL_UR" -# Sperre für die Kreuzung +# Ein Lock verhindert, dass beide Autos gleichzeitig +# die Kreuzung überqueren. kreuzung = asyncio.Lock() -# ===================================== -# EINE ACHTERBAHN MIT ZWEI SPUREN -# ===================================== +# ========================================== +# 2. STRECKE ZEICHNEN +# ========================================== def position(t, spur): - # Grundform der Achterbahn + # Mathematische Berechnung der Achterbahn (Unendlichkeitszeichen). x = 250 * math.sin(t) y = 145 * math.sin(2 * t) - # Senkrechter Versatz für die zwei Fahrspuren + # Berechnung der Fahrtrichtung an der aktuellen Position. dx = 250 * math.cos(t) dy = 290 * math.cos(2 * t) + # Länge des Richtungsvektors berechnen. laenge = math.sqrt(dx**2 + dy**2) + # Die beiden Fahrspuren werden leicht versetzt. + # spur = 1 oder -1 unterscheidet die beiden Fahrspuren. abstand = 10 * spur * math.sin(t)**2 + # Versatz senkrecht zur Fahrtrichtung berechnen. x += abstand * (-dy / laenge) y += abstand * (dx / laenge) @@ -45,20 +57,24 @@ def position(t, spur): def zeichne_strecke(): + # Eine zusätzliche Turtle zeichnet die Rennbahn. strecke = turtle.Turtle() strecke.hideturtle() strecke.speed(0) strecke.color("#777777") strecke.pensize(3) - # Beide Spuren derselben Achterbahn + # Wir zeichnen die beiden Fahrspuren der Achterbahn. for spur in [-1, 1]: strecke.penup() + # Die Strecke wird aus 1001 kleinen Punkten aufgebaut. for i in range(1001): t = i * 2 * math.pi / 1000 + + # Berechnet die Koordinaten für den aktuellen Punkt. x, y = position(t, spur) if i == 0: @@ -72,9 +88,9 @@ def zeichne_strecke(): screen.update() -# ===================================== -# AMPEL-ANZEIGE -# ===================================== +# ========================================== +# 3. AMPEL ANZEIGEN +# ========================================== anzeige = turtle.Turtle() anzeige.hideturtle() @@ -85,8 +101,10 @@ anzeige.goto(0, 260) def zeige_ampel(): + # Alte Ampelanzeige löschen. anzeige.clear() + # Aktuelle Ampelphase auf dem Bildschirm anzeigen. anzeige.write( "AMPEL: " + ampel_phase, align="center", @@ -96,113 +114,139 @@ def zeige_ampel(): screen.update() -# ===================================== -# AMPEL -# ===================================== +# ========================================== +# 4. AMPEL-COROUTINE +# ========================================== async def ampel(): global ampel_phase + # Die Ampel läuft dauerhaft. while True: + # Die Ampel wartet 5 Sekunden. + # asyncio.sleep blockiert nicht die Event Loop. await asyncio.sleep(5) + # Die Ampel wartet, bis die Kreuzung frei ist. async with kreuzung: + # Zwischen den beiden Ampelphasen wechseln. if ampel_phase == "OL_UR": ampel_phase = "OR_UL" else: ampel_phase = "OL_UR" - print("🚦 Ampel schaltet auf:", ampel_phase) + # Änderung in der Konsole protokollieren. + print("Ampel schaltet auf:", ampel_phase) + # Neue Ampelphase grafisch anzeigen. zeige_ampel() -# ===================================== -# AUTO BEWEGEN -# ===================================== +# ========================================== +# 5. AUTOS BEWEGEN +# ========================================== async def fahren(auto, start, ende, spur): + # Wir teilen die Bewegung in viele kleine Schritte. + # Dadurch wird die Event Loop nicht blockiert. schritte = max(1, int(abs(ende - start) * 60)) for i in range(1, schritte + 1): + # Berechnung des nächsten Punktes auf der Strecke. t = start + (ende - start) * i / schritte x, y = position(t, spur) + # Aktuelle Position des Autos speichern. alte_x, alte_y = auto.position() + # Fahrtrichtung aus den alten und neuen Koordinaten berechnen. winkel = math.degrees( math.atan2(y - alte_y, x - alte_x) ) + # Turtle in Fahrtrichtung drehen. auto.setheading(winkel) + + # Auto zum nächsten Punkt bewegen. auto.goto(x, y) + # Bildschirm aktualisieren. screen.update() + # Kurze Pause zwischen den Bewegungsschritten. await asyncio.sleep(0.02) -# ===================================== -# KREUZUNG ÃœBERQUEREN -# ===================================== +# ========================================== +# 6. KREUZUNG UND AMPEL ABFRAGEN +# ========================================== -async def kreuzung_ueberqueren( - auto, name, spur, t, gruen -): +async def kreuzung_ueberqueren(auto, name, spur, t, gruen): - # Bis kurz vor die Kreuzung fahren + # Das Auto fährt zunächst bis kurz vor die Kreuzung. einstieg = t - 0.12 await fahren(auto, t - 0.5, einstieg, spur) - # Warten, bis die Ampel grün ist + # Solange die Ampel rot ist, wartet das Auto. while True: + # Prüfen, ob die Ampel für dieses Auto grün ist. if ampel_phase == gruen: + # Kreuzung reservieren. await kreuzung.acquire() + # Nach dem Reservieren erneut prüfen, + # ob die Ampel noch immer grün ist. if ampel_phase == gruen: break + # Falls nicht mehr grün, Lock wieder freigeben. kreuzung.release() + # Log-Meldung ausgeben. print(name, "wartet auf Grün...") + + # Eine Sekunde warten und erneut prüfen. await asyncio.sleep(1) print(name, "hat Grün und überquert die Kreuzung!") try: - # Kreuzung in kleinen Schritten überqueren + # Das Auto überquert die Kreuzung in kleinen Schritten. await fahren(auto, einstieg, t + 0.12, spur) finally: + # Kreuzung nach der Ãœberquerung wieder freigeben. kreuzung.release() -# ===================================== -# REEBORG - BLAUES AUTO -# ===================================== +# ========================================== +# 7. REEBORG - BLAUES AUTO +# ========================================== async def reeborg(): + # Neues Turtle-Objekt für Reeborg erstellen. auto = turtle.Turtle() auto.shape("turtle") auto.color("#008cff") auto.pensize(4) auto.speed(0) + # Reeborg bekommt seine Fahrspur. spur = 1 - # Start oben links + # Startposition oben links. t = -3 * math.pi / 4 x, y = position(t, spur) @@ -210,45 +254,50 @@ async def reeborg(): auto.penup() auto.goto(x, y) - print("🔵 Reeborg startet!") + print("Reeborg startet!") + # Das Auto fährt dauerhaft im Kreis. while True: - # Erste Kreuzung: OL -> UR + # Erste Kreuzung: Reeborg benötigt OL_UR-Grün. await kreuzung_ueberqueren( - auto, "🔵 Reeborg", spur, 0, "OL_UR" + auto, "Reeborg", spur, 0, "OL_UR" ) - # Rechte Kehre + # Danach fährt Reeborg durch die rechte Kehre. await fahren(auto, 0.12, math.pi - 0.12, spur) - # Zweite Kreuzung: OR -> UL + # Zweite Kreuzung: Hier benötigt Reeborg OR_UL-Grün. await kreuzung_ueberqueren( - auto, "🔵 Reeborg", spur, math.pi, "OR_UL" + auto, "Reeborg", spur, math.pi, "OR_UL" ) - # Linke Kehre + # Anschließend fährt Reeborg durch die linke Kehre. await fahren( - auto, math.pi + 0.12, - 2 * math.pi - 0.12, spur + auto, + math.pi + 0.12, + 2 * math.pi - 0.12, + spur ) -# ===================================== -# SOPHIA - ROTES AUTO -# ===================================== +# ========================================== +# 8. SOPHIA - ROTES AUTO +# ========================================== async def sophia(): + # Neues Turtle-Objekt für Sophia erstellen. auto = turtle.Turtle() auto.shape("turtle") auto.color("#ff3030") auto.pensize(4) auto.speed(0) + # Sophia bekommt die andere Fahrspur. spur = -1 - # Start unten links + # Startposition unten links. t = -math.pi / 4 x, y = position(t, spur) @@ -256,39 +305,47 @@ async def sophia(): auto.penup() auto.goto(x, y) - print("🔴 Sophia startet!") + print("Sophia startet!") + # Auch Sophia fährt dauerhaft. while True: - # Erste Kreuzung: UL -> OR + # Erste Kreuzung: Sophia benötigt OR_UL-Grün. await kreuzung_ueberqueren( - auto, "🔴 Sophia", spur, 0, "OR_UL" + auto, "Sophia", spur, 0, "OR_UL" ) - # Rechte Kehre + # Danach fährt Sophia durch die rechte Kehre. await fahren(auto, 0.12, math.pi - 0.12, spur) - # Zweite Kreuzung: UR -> OL + # Zweite Kreuzung: Sophia benötigt OL_UR-Grün. await kreuzung_ueberqueren( - auto, "🔴 Sophia", spur, math.pi, "OL_UR" + auto, "Sophia", spur, math.pi, "OL_UR" ) - # Linke Kehre + # Anschließend fährt Sophia durch die linke Kehre. await fahren( - auto, math.pi + 0.12, - 2 * math.pi - 0.12, spur + auto, + math.pi + 0.12, + 2 * math.pi - 0.12, + spur ) -# ===================================== -# HAUPTPROGRAMM -# ===================================== +# ========================================== +# 9. HAUPTPROGRAMM +# ========================================== async def main(): + # Zuerst die Rennbahn zeichnen. zeichne_strecke() + + # Ampelanzeige initialisieren. zeige_ampel() + # Alle drei Coroutinen nebenläufig starten. + # Das Programm wartet, bis alle Coroutinen beendet sind. await asyncio.gather( ampel(), reeborg(), @@ -296,4 +353,5 @@ async def main(): ) +# Startet die Event Loop und damit das Programm. asyncio.run(main()) diff --git a/async/rennbahn_acht.log b/async/rennbahn_acht.log index 9cb2422..baa92df 100644 --- a/async/rennbahn_acht.log +++ b/async/rennbahn_acht.log @@ -1,18 +1,12 @@ -2026-11-12 13:12:02,794 [INFO] Rennbahn-Simulation gestartet. -2026-11-12 13:12:02,810 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. -2026-11-12 13:12:02,841 [INFO] Sophias Rotes Auto nähert sich der Kreuzung. -2026-11-12 13:12:04,087 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat Grün und überquert die Kreuzung. -2026-11-12 13:12:04,103 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:12:04,793 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt in die Schleife. -2026-11-12 13:12:05,135 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:12:06,152 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:12:07,181 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:12:08,197 [INFO] Sophias Rotes Auto hat Grün und überquert die Kreuzung. -2026-11-12 13:12:09,145 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt in die Schleife. -2026-11-12 13:12:09,364 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt wieder zur Kreuzung. -2026-11-12 13:12:10,988 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat wieder Grün und passiert die Kreuzung erneut. -2026-11-12 13:12:11,943 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt in die zweite Schleife. -2026-11-12 13:12:13,732 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt wieder zur Kreuzung. -2026-11-12 13:12:15,370 [INFO] Sophias Rotes Auto hat wieder Grün und passiert die Kreuzung erneut. -2026-11-12 13:12:16,320 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt in die zweite Schleife. -2026-11-12 13:12:16,536 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:51,294 [INFO] Rennbahn-Simulation gestartet. +2026-11-12 13:32:51,309 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:51,340 [INFO] Sophias Rotes Auto nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:52,526 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat Grün und überquert die Kreuzung. +2026-11-12 13:32:52,558 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:53,228 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt in die Schleife. +2026-11-12 13:32:53,572 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:54,588 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:55,600 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Ampel (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:56,611 [INFO] Sophias Rotes Auto hat Grün und überquert die Kreuzung. +2026-11-12 13:32:57,560 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt in die Schleife. +2026-11-12 13:32:57,778 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt wieder zur Kreuzung. diff --git a/async/rennbahn_exakt.log b/async/rennbahn_exakt.log index 0b7c805..acacc96 100644 --- a/async/rennbahn_exakt.log +++ b/async/rennbahn_exakt.log @@ -1,18 +1,13 @@ -2026-11-12 13:14:26,321 [INFO] Simulation gestartet. -2026-11-12 13:14:26,336 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. -2026-11-12 13:14:26,368 [INFO] Sophias Rotes Auto nähert sich der Kreuzung. -2026-11-12 13:14:27,550 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat Grün und überquert die Kreuzung. -2026-11-12 13:14:27,580 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:14:28,266 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt durch die Kehre. -2026-11-12 13:14:28,609 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:14:29,623 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:14:30,639 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... -2026-11-12 13:14:31,651 [INFO] Sophias Rotes Auto hat Grün und überquert die Kreuzung. -2026-11-12 13:14:32,617 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt durch die Kehre. -2026-11-12 13:14:32,834 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt zur zweiten Kreuzung. -2026-11-12 13:14:34,492 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat wieder Grün und passiert die zweite Kreuzung. -2026-11-12 13:14:35,483 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt durch die zweite Kehre. -2026-11-12 13:14:37,296 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt zur zweiten Kreuzung. -2026-11-12 13:14:38,915 [INFO] Sophias Rotes Auto hat wieder Grün und passiert die zweite Kreuzung. -2026-11-12 13:14:39,944 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt durch die zweite Kehre. -2026-11-12 13:14:40,159 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:19,198 [INFO] Simulation gestartet. +2026-11-12 13:32:19,213 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:19,244 [INFO] Sophias Rotes Auto nähert sich der Kreuzung. +2026-11-12 13:32:20,420 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat Grün und überquert die Kreuzung. +2026-11-12 13:32:20,435 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:21,119 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt durch die Kehre. +2026-11-12 13:32:21,463 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:22,463 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:23,495 [INFO] Sophias Rotes Auto steht an der Kreuzung (rot für OR-UL). Wartet 1 Sekunde... +2026-11-12 13:32:24,510 [INFO] Sophias Rotes Auto hat Grün und überquert die Kreuzung. +2026-11-12 13:32:25,446 [INFO] Sophias Rotes Auto fährt durch die Kehre. +2026-11-12 13:32:25,666 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer fährt zur zweiten Kreuzung. +2026-11-12 13:32:27,256 [INFO] Reeborgs Blauer Flitzer hat wieder Grün und passiert die zweite Kreuzung.