Python - Datentypen

Willkommen, ambitionierte Programmierer! Heute tauchen wir in die faszinierende Welt der Python-Datentypen ein. Als euer freundlicher Nachbar im Bereich Informatik lehrt, freue ich mich, euch durch diesen wesentlichen Aspekt der Python-Programmierung zu führen. Also, packt eure virtuellen Notizbücher zusammen und lassen uns gemeinsam auf diese Reise einbrechen!

Datentypen in Python

In der Programmierung sind Datentypen wie verschiedene Behälter zum Speichern verschiedener Arten von Informationen. Stellt euch vor, ihr organisiert eine Party und benötigt verschiedene Behälter für verschiedene Gegenstände - Teller für Essen, Gläser für Getränke und Boxen für Geschenke. Ähnlich verhält es sich in Python, wo wir verschiedene Datentypen verwenden, um verschiedene Arten von Daten zu speichern.

Beginnen wir mit einem einfachen Beispiel:

name = "Alice"
age = 25
height = 5.7
is_student = True

In diesem Code-Snippet haben wir vier verschiedene Datentypen verwendet:

• name ist eine Zeichenkette (Text)
• age ist eine Ganzzahl (Ganze Zahl)
• height ist eine Fließkommazahl (Dezimalzahl)
• is_student ist ein boolescher Wert (Wahr oder Falsch)

Jede dieser Variablen hält einen anderen Typ von Daten, genau wie wir verschiedene Behälter für verschiedene Gegenstände bei unserer Party verwenden.

Arten von Python-Datentypen

Python kommt mit mehreren eingebauten Datentypen. Lassen uns diese einen nach dem anderen erkunden:

1. Numerische Typen

a. Ganzzahl (int)

Ganzzahlen sind ganze Zahlen, positive oder negative, ohne Dezimalstellen.

my_age = 30
temperature = -5

Hier sind sowohl my_age als auch temperature Ganzzahlen. Mit Ganzzahlen können verschiedene mathematische Operationen durchgeführt werden:

x = 10
y = 3
print(x + y)  # Addition: 13
print(x - y)  # Subtraktion: 7
print(x * y)  # Multiplikation: 30
print(x / y)  # Division: 3.3333... (Hinweis: Dies gibt tatsächlich einen Fließkommawert zurück)
print(x // y) # Ganzzahldivision: 3 (Rundet auf die nächste Ganzzahl ab)
print(x % y)  # Modulus (Rest): 1
print(x ** y) # Exponentiation: 1000

b. Fließkommazahl (float)

Fließkommazahlen sind Zahlen mit Dezimalpunkten.

pi = 3.14159
gravity = 9.81

Fließkommazahlen können in Berechnungen genau wie Ganzzahlen verwendet werden:

radius = 5
area = pi * (radius ** 2)
print(f"Die Fläche des Kreises ist {area:.2f}")  # Ausgabe: Die Fläche des Kreises ist 78.54

c. Komplexe Zahl (complex)

Komplexe Zahlen haben eine reale und eine imaginäre Komponente, die durch 'j' bezeichnet wird.

z = 2 + 3j
print(z.real)  # Ausgabe: 2.0
print(z.imag)  # Ausgabe: 3.0

2. Sequenztypen

a. Zeichenkette (str)

Zeichenketten sind Sequenzen von Zeichen, die in einfachen oder doppelten Anführungszeichen eingeschlossen sind.

greeting = "Hallo, Welt!"
name = 'Alice'
multi_line = """Dies ist eine
mehrzeilige
Zeichenkette."""

Zeichenketten haben viele nützliche Methoden:

message = "Python ist großartig"
print(message.upper())  # Ausgabe: PYTHON IST GROSARTIG
print(message.split())  # Ausgabe: ['Python', 'ist', 'großartig']
print(len(message))     # Ausgabe: 20 (Länge der Zeichenkette)

b. Liste (list)

Listen sind geordnete, veränderbare Sequenzen, die durch eckige Klammern angegeben werden.

fruits = ["Apfel", "Banane", "Kirsche"]
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
mixed = [1, "zwei", 3.0, [4, 5]]

Listen sind vielseitig und ermöglichen verschiedene Operationen:

fruits.append("Orange")  # Fügt einen Eintrag hinzu
fruits.remove("Banane")  # Entfernt einen Eintrag
print(fruits[0])         # Zugriff über den Index: Apfel
print(fruits[-1])        # Letzter Eintrag: Orange
print(fruits[1:3])       # Schnittmenge: ['Kirsche', 'Orange']

c. Tupel (tuple)

Tupel sind geordnete, unveränderliche Sequenzen, die durch Klammern angegeben werden.

coordinates = (4, 5)
rgb = (255, 0, 128)

Tupel ähneln Listen, können jedoch nach der Erstellung nicht mehr geändert werden:

print(coordinates[0])  # Zugriff über den Index: 4
# coordinates[0] = 6   # Dies würde einen Fehler erzeugen

3. Abbildungstyp: Wörterbuch (dict)

Wörterbücher speichern Schlüssel-Wert-Paare, die durch geschweifte Klammern angegeben werden.

person = {
"name": "Bob",
"age": 30,
"city": "New York"
}

Wörterbücher sind äußerst nützlich für strukturierte Daten:

print(person["name"])   # Zugriff über den Schlüssel: Bob
person["job"] = "Entwickler"  # Fügt ein neues Schlüssel-Wert-Paar hinzu
del person["age"]       # Entfernt ein Schlüssel-Wert-Paar
print(person.keys())    # Ruft alle Schlüssel ab
print(person.values())  # Ruft alle Werte ab

4. Set-Typen

a. Set

Sets sind ungeordnete Sammlungen eindeutiger Elemente, die durch geschweifte Klammern angegeben werden.

fruits = {"Apfel", "Banane", "Kirsche"}
numbers = {1, 2, 3, 4, 5}

Sets sind großartig, um Duplikate zu entfernen und Set-Operationen durchzuführen:

fruits.add("Orange")
fruits.remove("Banane")
print("Apfel" in fruits)  # Überprüft die Mitgliedschaft: True

set1 = {1, 2, 3}
set2 = {3, 4, 5}
print(set1.union(set2))        # Vereinigung: {1, 2, 3, 4, 5}
print(set1.intersection(set2)) # Schnittmenge: {3}

b. Frozenset

Frozensets sind unveränderliche Sets.

fs = frozenset([1, 2, 3])
# fs.add(4)  # Dies würde einen Fehler erzeugen

Python-Datentypumwandlung

Manchmal müssen Sie Daten von einem Typ in einen anderen umwandeln. Python bietet eingebaute Funktionen für diesen Zweck:

# Zeichenkette in Ganzzahl
age_str = "25"
age_int = int(age_str)
print(age_int + 5)  # Ausgabe: 30

# Ganzzahl in Zeichenkette
number = 42
number_str = str(number)
print("Die Antwort ist " + number_str)  # Ausgabe: Die Antwort ist 42

# Zeichenkette in Fließkommazahl
price_str = "19.99"
price_float = float(price_str)
print(price_float * 2)  # Ausgabe: 39.98

# Liste in Set (entfernt Duplikate)
numbers = [1, 2, 2, 3, 3, 4, 5]
unique_numbers = set(numbers)
print(unique_numbers)  # Ausgabe: {1, 2, 3, 4, 5}

Funktionen zur Datentypumwandlung

Hier ist eine praktische Tabelle der häufig verwendeten Funktionen zur Datentypumwandlung:

Funktion	Beschreibung	Beispiel
int(x)	Wandelt x in eine Ganzzahl um	int("10") → 10
float(x)	Wandelt x in eine Fließkommazahl um	float("3.14") → 3.14
str(x)	Wandelt x in eine Zeichenkette um	str(42) → "42"
list(x)	Wandelt x in eine Liste um	list("hallo") → ['h', 'a', 'l', 'l', 'o']
tuple(x)	Wandelt x in ein Tupel um	tuple([1, 2, 3]) → (1, 2, 3)
set(x)	Wandelt x in einen Set um	set([1, 2, 2, 3]) → {1, 2, 3}
dict(x)	Erstellt ein Wörterbuch. x muss eine Sequenz von Schlüssel-Wert-Paaren sein	dict([('a', 1), ('b', 2)]) → {'a': 1, 'b': 2}
bool(x)	Wandelt x in einen booleschen Wert um	bool(1) → True, bool(0) → False

Beachten Sie, dass diese Funktionen den ursprünglichen Wert nicht ändern; sie erstellen einen neuen Wert des gewünschten Typs.

Und so haben wir es, meine lieben Studenten! Wir haben die Welt der Python-Datentypen durchquert, von den einfachen Ganzzahlen bis zu den komplexen Wörterbüchern. Jeder Datentyp ist ein leistungsstarkes Werkzeug in eurer Programmiertoolschachtel, bereit, euch bei der Lösung verschiedener Probleme zu helfen.

Während ihr weiterhin eure Python-Abenteuer fortsetzt, werdet ihr diese Datentypen täglich verwenden. Sie sind die Bausteine eurer Programme, die Zutaten eurer Code-Rezepte. Also, probiert sie aus, experimentiert und vor allem, habt Spaß!

Denken Sie daran, in der Programmierung, wie im Leben, geht es nicht darum, es gleich beim ersten Mal richtig zu machen. Es geht darum, zu lernen, zu wachsen und den Prozess zu genießen. Also, haben Sie keine Angst, Fehler zu machen – sie sind nur Schrittsteine auf eurem Weg, um ein Python-Meister zu werden!

Jetzt geht's los, code! Und immer daran denken: In Python, wie im Leben, spielt der Typ eine Rolle! ?✨

Credits: Image by storyset