Python - Rechenoperatoren

Willkommen, aspirierende Programmierer! Heute tauchen wir in die Welt der Python-Rechenoperatoren ein. Keine Sorge, wenn du noch nie einen Codezeile geschrieben hast - wir beginnen bei den Grundlagen und arbeiten uns nach oben vor. Am Ende dieses Tutorials wirst du wie ein Profi Berechnungen durchführen!

Python-Rechenoperatoren

Rechenoperatoren in Python sind wie die Grundrechenarten, die du in der Schule gelernt hast, aber jetzt sind sie deine Werkzeuge, um Computer Berechnungen durchführen zu lassen. Beginnen wir mit den einfachsten:

Addition (+)

Der Addition operator wird durch das Pluszeichen (+) dargestellt. Er funktioniert genau so, wie du es dir vorstellen kannst:

ergebnis = 5 + 3
print(ergebnis)  # Ausgabe: 8

In diesem Beispiel addieren wir 5 und 3 und speichern das Ergebnis in einer Variablen namens ergebnis. Dann geben wir es aus. Einfach, nicht wahr?

Subtraktion (-)

Subtraktion funktioniert ähnlich, wobei das Minuszeichen (-) verwendet wird:

ergebnis = 10 - 4
print(ergebnis)  # Ausgabe: 6

Hier subtrahieren wir 4 von 10. Einfach peasy!

Multiplikation (*)

Für die Multiplikation verwenden wir den Sternchen (*):

ergebnis = 6 * 7
print(ergebnis)  # Ausgabe: 42

In diesem Fall multiplizieren wir 6 mit 7. Und ja, die Antwort auf Leben, das Universum und alles ist tatsächlich 42!

Division (/)

Die Division verwendet den Schrägstrich (/):

ergebnis = 20 / 5
print(ergebnis)  # Ausgabe: 4.0

Beachte, dass das Ergebnis 4.0 ist und nicht nur 4. In Python 3 gibt die Division mit / immer eine Fließkommazahl zurück.

Ganzzahldivision (//)

Manchmal möchtest du teilen und die Dezimalteile entfernen. Hier kommt die Ganzzahldivision ins Spiel:

ergebnis = 17 // 5
print(ergebnis)  # Ausgabe: 3

17 geteilt durch 5 ist 3 mit einem Rest von 2. Die Ganzzahldivision gibt uns nur das 3.

Modulus (%)

Wenn es um Reste geht, gibt uns der Modulus-Operator genau das:

ergebnis = 17 % 5
print(ergebnis)  # Ausgabe: 2

Dies gibt uns den Rest der Division von 17 durch 5, der 2 ist.

Exponentiation (**)

Letztlich haben wir die Exponentiation, die durch zwei Sternchen dargestellt wird:

ergebnis = 2 ** 3
print(ergebnis)  # Ausgabe: 8

Dies berechnet 2 zur Potenz 3, was 8 ist.

Verschiedene Python-Rechenoperatoren

Lassen Sie uns alle diese Operatoren in einer übersichtlichen Tabelle zusammenfassen:

Operator	Name	Beispiel
+	Addition	5 + 3 = 8
-	Subtraktion	10 - 4 = 6
*	Multiplikation	6 * 7 = 42
/	Division	20 / 5 = 4.0
//	Ganzzahldivision	17 // 5 = 3
%	Modulus	17 % 5 = 2
**	Exponentiation	2 ** 3 = 8

Vorrangigkeit und Assoziativität von Python-Rechenoperatoren

Was passiert, wenn wir mehrere Operatoren in der gleichen Expression verwenden? Hier kommt die Vorrangigkeit und Assoziativität ins Spiel.

Operator-Vorrangigkeit

Die Operator-Vorrangigkeit bestimmt die Reihenfolge, in der Operationen durchgeführt werden. Es ist wie die Reihenfolge der Operationen, die du in der Mathematikklasse gelernt hast (denkst du an PEMDAS?). In Python ist die Vorrangigkeit von höchster zu niedrigster:

1. ** (Exponentiation)
2. *, /, //, % (Multiplikation, Division, Ganzzahldivision, Modulus)
3. +, - (Addition, Subtraktion)

Sehen wir uns ein Beispiel an:

ergebnis = 2 + 3 * 4
print(ergebnis)  # Ausgabe: 14

In diesem Fall wird die Multiplikation (3 * 4) zuerst durchgeführt, dann die Addition (2 + 12).

Wenn wir die Reihenfolge ändern möchten, können wir Klammern verwenden:

ergebnis = (2 + 3) * 4
print(ergebnis)  # Ausgabe: 20

Nun wird die Addition zuerst durchgeführt, dann die Multiplikation.

Assoziativität

Assoziativität kommt ins Spiel, wenn du mehrere Operatoren mit der gleichen Vorrangigkeit hast. In Python sind die meisten Operatoren linksassoziativ, was bedeutet, dass sie von links nach rechts ausgewertet werden.

ergebnis = 20 - 5 - 3
print(ergebnis)  # Ausgabe: 12

Dies wird als (20 - 5) - 3 ausgewertet, nicht 20 - (5 - 3).

Die Ausnahme ist der Exponentiationsoperator (**), der rechtsassoziativ ist:

ergebnis = 2 ** 3 ** 2
print(ergebnis)  # Ausgabe: 512

Dies wird als 2 (3 2) ausgewertet, nicht (2 3) 2.

Komplexe Zahlendarstellung

Python unterstützt auch komplexe Zahlen, die Zahlen mit einer realen und einer imaginären Teil darstellen. Sie werden mit einem 'j' oder 'J' geschrieben, um die imaginäre Teil zu repräsentieren:

z1 = 2 + 3j
z2 = 1 - 1j

# Addition
ergebnis = z1 + z2
print(ergebnis)  # Ausgabe: (3+2j)

# Subtraktion
ergebnis = z1 - z2
print(ergebnis)  # Ausgabe: (1+4j)

# Multiplikation
ergebnis = z1 * z2
print(ergebnis)  # Ausgabe: (5+1j)

# Division
ergebnis = z1 / z2
print(ergebnis)  # Ausgabe: (0.5+2j)

Komplexe Zahlen folgen den gleichen arithmetischen Regeln wie reelle Zahlen, mit der zusätzlichen Regel, dass i^2 = -1 (wobei i die imaginäre Einheit ist, die in Python durch j dargestellt wird).

Und so ist es! Du hast gerade deine ersten Schritte in die Welt der Python-Arithmetik gemacht. Denke daran, Programmierung ist wie das Lernen einer neuen Sprache - es erfordert Übung. Also mach dir keine Sorgen, experimentiere mit diesen Operatoren, versuche verschiedene Kombinationen und sieh, was passiert. Happy coding!

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