⭐️ Chatbot

In dieser Übung entwickeln Sie einen einfachen Chatbot.

Lesen Sie den ganzen Artikel durch. Führen Sie die Beispiele jeweils selbst aus (in Thonny), um sie ausprobieren und nachvollziehen zu können. Sobald Sie bei Schritt 4 angelangt sind, erweitern Sie den Chatbot mit Ihren eigenen Ideen.

Thonny verwenden

In diesem Projekt arbeiten wir mit Endlosschleifen. Das funktioniert auf der Webseite nicht sehr gut. Arbeiten Sie deshalb am besten in Thonny: Sie können die Beispiele auch dorthin kopieren.

Schritt 1: Die Konversationsschleife

Wir fangen dazu mit einer grundlegenden "Konversationsschleife" an:

while True:
    eingabe = input('Wie heisst du? ')
    if eingabe == 'stop':
        break

print('Ciao!')

Hier passiert bereits einiges! Schauen wir uns das mal genauer an.

Als erstes ist Ihnen vermutlich aufgefallen, dass wir hier eine Endlosschleife kreiert haben:

while True:
    ...

Als Bedingung für die while-Schleife haben wir nämlich einfach den Wert True verwendet. Die Bedingung ist also immer wahr, egal was passiert – und somit würde die Schleife theoretisch immer weitergehen.

Damit wir die Schleife aber trotzdem irgendwie beenden und die Zeile print('Ciao!') ausführen können, verwenden wir ein spezielles Python-Keyword: break. Das heisst so viel wie "brich (die Schleife) ab" und funktioniert sowohl bei der while- als auch bei der for-Schleife.

Der Block

if eingabe == 'stop':
    break

bedeutet also: Wenn die Benutzereingabe dem Wort stop entspricht, soll die Schleife abgebrochen werden.

Zusammengefasst passiert im obigen Programm also Folgendes:

• Wir treten in eine Endlosschleife ein.
• Wir fragen die Benutzerin immer wieder nach einer Eingabe.
• Wenn die Eingabe etwas anderes als das Wort stop ist, tun wir nichts (respektive, fragen einfach wieder nach einer nächsten Eingabe).
• Wenn die Eingabe genau das Wort stop ist, beenden wir die Endlosschleife und gehen zur Zeile 6, wo wir Ciao! ausgeben. Danach ist das Programm beendet.

Jetzt wollen wir noch dafür sorgen, dass unser Chatbot auch etwas sagt, wenn wir ihm unseren Namen angeben. Wir fügen dem Programm also noch ein else hinzu:

while True:
    eingabe = input('Wie heisst du? ')
    if eingabe == 'stop':
        break
    else:
        print('Hallo, ' + eingabe + '! Mein Name ist Chatty.')

print('Ciao!')

Und schon haben wir das Grundgerüst für unseren Chatbot. Im nächsten Abschnitt können wir die Konversation nun noch etwas spannender gestalten.

Schritt 2: Interaktionen

Unsere Konversation ist noch etwas eintönig. Das wollen wir jetzt ändern.

Dazu definieren wir ein Konzept, das wir im Rahmen unseres Chatbots Interaktion nennen. Wir sagen, eine Interaktion kann aus folgenden Teilen bestehen:

• eine Frage (seitens Programm)
• eine Antwort (seitens Benutzer:in)
• einer Reaktion (seitens Programm)

Hier ein Beispiel, wie so eine Interaktion definiert werden könnte:

Nr.	Frage	Erlaubte Antworten	Reaktion
1	Wie heisst du?	Beliebiger String	Hallo, [Name]! Mein Name ist Chatty.

Zudem soll jede Interaktion definieren, welche Interaktion als Nächstes folgen soll. Wir fügen unserer Tabelle dazu eine weitere Spalte Next hinzu und definieren auch gleich noch eine weitere Interaktion, mit welcher der Chatbot das Gespräch (ohne eine Frage) beendet.

Nr.	Frage	Erlaubte Antworten	Reaktion	Next
1	Wie heisst du?	Beliebiger String	Hallo, [Name]! Mein Name ist Chatty.	2
2	(keine)	(keine)	Tut mir leid, ich muss los.	(nichts)

Diese Interaktionstabelle ermöglicht nun folgendes Gespräch:

Die letzte Zeile (Ciao!) ist hier nicht vorhanden – wir geben sie einfach aus, wenn die Konversationsschleife fertig ist.

Der Code dazu sieht folgendermassen aus:

interaktion = 1
frage = 'Wie heisst du? '

while True:
    eingabe = ''
    if frage != '':
        eingabe = input(frage)

    if eingabe == 'stop':
        break
    else:
        if interaktion == 1:
            print('Hallo, ' + eingabe + '! Mein Name ist Chatty.')
            frage = ''
            interaktion = 2
        elif interaktion == 2:
            print('Tut mir leid, ich muss los.')
            break

print('Ciao!')

Schauen wir uns die wichtigsten Veränderungen an:

• Auf den Zeilen 1-2 definieren wir zwei Variablen: interaktion und frage.
  • interaktion merkt sich, bei welcher Interaktionsnummer wir gerade sind.
  • frage merkt sich, welche Frage wir der Benutzerin als Nächstes stellen wollen.
• Falls aktuell eine Frage definiert ist, dann wollen wir nach einer Eingabe fragen (z.B. bei Interaktion Nr. 2 brachen wir das aber nicht). Zur Sicherheit setzen wir zuerst eingabe = '', damit wir nicht mit einer vorherigen Eingabe weiterarbeiten, falls es für die aktuelle Interaktion keine Eingabe gibt. All das passiert auf den Zeilen 5-7.
• Sofern die Eingabe nicht stop war, schauen wir uns auf den Zeilen 12 und 16 die aktuelle Interaktionsnummer an, um zu entscheiden, wo wir weiterfahren müssen. Falls wir aktuell bei Interaktion Nr. 1 sind, machen wir den Block auf den Zeilen 13-15. Falls wir bei Nr. 2 sind, machen wir Zeilen 17-18.
• Falls wir aktuell in der Interaktion 1 sind, machen wir Folgendes (Zeilen 13-15):
  • Reaktion ausgeben
  • Frage für Interaktion Nr. vorbereiten (es gibt dort keine Frage)
  • interaktion auf 2 setzen
• Auf Zeile 18 haben wir wieder ein break, damit die Konversation dort endet.

Schritt 3: Bedingte Konversationssprünge

Jetzt haben wir ein solides System, mit dem wir auch komplexere Konversationen umsetzen können.

Unsere Interaktionstabelle erweitern wir nun wie folgt:

Nr.	Frage	Erlaubte Antworten	Reaktion	Next
1	Wie heisst du?	Beliebiger String	Hallo, [Name]! Mein Name ist Chatty.	3
2	(keine)	(keine)	Tut mir leid, ich muss los.	(nichts)
3	Wie geht es dir heute? [gut/schlecht]:	gut, schlecht	(keine)	gut: 4 schlecht: 5
4	(keine)	(keine)	Das freut mich 🥳!	2
5	(keine)	(keine)	Das tut mir leid 🫤.	2

Wenn wir das umsetzen, sieht unser Code so aus:

interaktion = 1
frage = 'Wie heisst du? '

while True:
    if frage != '':
        eingabe = input(frage)

    if eingabe == 'stop':
        break
    else:
        if interaktion == 1:
            print('Hallo, ' + eingabe + '! Mein Name ist Chatty.')
            frage = 'Wie geht es dir heute? [gut/schlecht]: '
            interaktion = 3
        elif interaktion == 2:
            print('Tut mir leid, ich muss los.')
            break
        elif interaktion == 3:
            frage = ''
            if eingabe == 'gut':
                interaktion = 4
            elif eingabe == 'schlecht':
                interaktion = 5
        elif interaktion == 4:
            print('Das freut mich 🥳!')
            interaktion = 2
        elif interaktion == 5:
            print('Das tut mir leid 🫤.')
            interaktion = 2

print('Ciao!')

Falsche Eingaben

Was passiert, wenn wir auf die Frage Wie geht es dir heute? nicht mit gut oder schlecht, sondern z.B. mit ganz okay oder Gut (mit Grossbuchstaben) antworten?

Sie können das Verhalten unseres Programms in solchen Fällen noch verbessern, indem Sie dem if-elif-Block auf den Zeilen 20-23 ein else hinzufügen, in dem Sie die Benutzerin auf die falsche Eingabe aufmerksam machen und die Konversationsschleife beenden (Hinweis: break).

Schritt 4: Chatbot erweitern

Besonders hilfreich ist er noch nicht, unser Chatbot. Nun sind Sie gefragt! Erweitern Sie die Interaktionstabelle so, dass man mit dem Chatbot ein nützliches oder unterhaltsames, witziges Gespräch führen kann. Sie dürfen auch bestehende Elemente anpassen oder entfernen. Sobald Sie mit Ihrer Tabelle zufrieden sind, setzen Sie diese im Code um.

Ihr Chatbot

Hier können Sie Ihren Code "abgeben" – auch, damit Sie es nicht verlieren.

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