Verständnis von Datentypen in Python 3

Einführung

In Python, wie in allen Programmiersprachen, werden Datentypen verwendet, um einen bestimmten Typ von Daten zu klassifizieren. Dies ist wichtig, weil der spezifische Datentyp, den Sie verwenden, bestimmt, welche Werte Sie ihm zuweisen können und was Sie damit tun können (einschließlich der Operationen, die Sie darauf ausführen können).

In diesem Tutorial werden wir die wichtigen Datentypen behandeln, die nativ in Python vorhanden sind. Dies ist keine umfassende Untersuchung von Datentypen, soll Ihnen jedoch dabei helfen, sich mit den verfügbaren Optionen in Python vertraut zu machen.

Voraussetzungen

Sie sollten Python 3 installiert und eine Programmierumgebung auf Ihrem Computer oder Server eingerichtet haben. Wenn Sie keine Programmierumgebung eingerichtet haben, können Sie sich an die Installations- und Einrichtungsanleitungen für eine lokale Programmierumgebung oder für eine Programmierumgebung auf Ihrem Server entsprechend Ihrem Betriebssystem (Ubuntu, CentOS, Debian usw.) halten.

Hintergrund

Ein Weg, um über Datentypen nachzudenken, besteht darin, die verschiedenen Arten von Daten zu betrachten, die wir in der realen Welt verwenden. Ein Beispiel für Daten in der realen Welt sind Zahlen: Wir können ganze Zahlen verwenden (0, 1, 2, …), Ganzzahlen (… -1, 0, 1, …), und irrationale Zahlen (π), zum Beispiel.

In der Regel können wir in der Mathematik Zahlen aus verschiedenen Typen kombinieren und eine Art Antwort erhalten. Wir möchten vielleicht 5 zu π addieren, zum Beispiel:

5 + π

Wir können entweder die Gleichung als Antwort behalten, um die irrationale Zahl zu berücksichtigen, oder π auf eine Zahl mit einer geringen Anzahl von Dezimalstellen runden und dann die Zahlen zusammenaddieren:

5 + π = 5 + 3.14 = 8.14 

Aber wenn wir anfangen, Zahlen mit einem anderen Datentyp zu bewerten, wie zum Beispiel Wörter, fangen die Dinge an, weniger Sinn zu ergeben. Wie würden wir die folgende Gleichung lösen?

sky + 8

Für Computer kann jeder Datentyp als ziemlich unterschiedlich betrachtet werden, wie Wörter und Zahlen, daher müssen wir vorsichtig sein, wie wir sie verwenden, um Werte zuzuweisen, und wie wir sie durch Operationen manipulieren.

Zahlen

Jede Zahl, die Sie in Python eingeben, wird als Zahl interpretiert; Sie müssen nicht deklarieren, um welche Art von Datentyp es sich handelt. Python wird jede Zahl ohne Dezimalstellen als eine Ganzzahl (wie 138) und jede Zahl mit Dezimalstellen als eine Gleitkommazahl (wie 138.0) betrachten.

Ganzzahlen

Wie in der Mathematik sind Ganzzahlen in der Computerprogrammierung ganze Zahlen, die positiv, negativ oder 0 sein können (…, -1, 0, 1, …). Eine Ganzzahl kann auch als int bezeichnet werden. Wie bei anderen Programmiersprachen sollten Sie keine Kommas in Zahlen mit vier oder mehr Ziffern verwenden, daher schreiben Sie 1.000 in Ihrem Programm als 1000.

Wir können eine Ganzzahl wie folgt ausgeben:

print(-25)

Output
-25

Oder wir können eine Variable deklarieren, die in diesem Fall im Wesentlichen ein Symbol für die von uns verwendete oder manipulierte Zahl ist, wie zum Beispiel:

my_int = -25
print(my_int)

Output
-25

Wir können auch mit Ganzzahlen in Python rechnen:

int_ans = 116 - 68
print(int_ans)

Output
48

Ganzzahlen können auf viele Arten in Python-Programmen verwendet werden, und während Sie mehr über die Sprache lernen, haben Sie viele Möglichkeiten, mit Ganzzahlen zu arbeiten und mehr über diesen Datentyp zu verstehen.

Fliesskommazahlen

A floating-point number or a float is a real number, meaning that it can be either a rational or an irrational number. Because of this, floating-point numbers can be numbers that can contain a fractional part, such as 9.0 or -116.42. In general, for the purposes of thinking of a float in a Python program, it is a number that contains a decimal point.

Wie wir es mit der Ganzzahl getan haben, können wir eine Fliesskommazahl wie folgt ausdrucken:

print(17.3)

Output
17.3

Wir können auch eine Variable deklarieren, die für eine Fließkommazahl steht, so:

my_flt = 17.3
print(my_flt)

Output
17.3

Und genau wie bei Ganzzahlen können wir auch mit Fließkommazahlen in Python rechnen:

flt_ans = 564.0 + 365.24
print(flt_ans)

Output
929.24

Mit Ganzzahlen und Fließkommazahlen ist es wichtig zu beachten, dass 3 ≠ 3.0, da 3 auf eine Ganzzahl verweist, während 3.0 auf eine Fliesskommazahl verweist.

Booleans

Der Boolesche Datentyp kann einen von zwei Werten haben, entweder True oder False. Booleans werden verwendet, um die Wahrheitswerte zu repräsentieren, die mit dem logischen Zweig der Mathematik verbunden sind, der Algorithmen in der Informatik informiert.

Immer wenn Sie den Datentyp Boolean sehen, wird er mit einem Großbuchstaben B beginnen, da er nach dem Mathematiker George Boole benannt ist. Die Werte True und False werden ebenfalls immer mit einem großen T bzw. F geschrieben, da sie spezielle Werte in Python sind.

Viele Operationen in der Mathematik liefern uns Antworten, die entweder True oder False ergeben:

• größer als
  • 500 > 100 True
  • 1 > 5 False
• kleiner als
  • 200 < 400 True
  • 4 < 2 False
• gleich
  • 5 = 5 True
  • 500 = 400 False

Wie bei Zahlen können wir auch einen booleschen Wert in einer Variablen speichern:

my_bool = 5 > 8

Wir können dann den booleschen Wert mit einem Aufruf der print()-Funktion ausgeben:

print(my_bool)

Da 5 nicht größer als 8 ist, erhalten wir folgende Ausgabe:

Output
False

Wenn Sie mehr Programme in Python schreiben, werden Sie sich mit der Funktionsweise von Booleschen Werten und damit, wie verschiedene Funktionen und Operationen, die entweder True oder False ergeben, den Verlauf des Programms ändern können, vertrauter machen.

Zeichenketten

A string is a sequence of one or more characters (letters, numbers, symbols) that can be either a constant or a variable. Strings exist within either single quotes ' or double quotes " in Python, so to create a string, enclose a sequence of characters in quotes:

'This is a string in single quotes.'

"This is a string in double quotes."

Sie können wählen, ob Sie einfache Anführungszeichen oder doppelte Anführungszeichen verwenden möchten, aber Sie sollten innerhalb eines Programms konsistent sein.

Das grundlegende Programm „Hallo, Welt!“ zeigt, wie eine Zeichenkette in der Computerprogrammierung verwendet werden kann, da die Zeichen, die den Ausdruck Hallo, Welt! bilden, eine Zeichenkette sind.

print("Hello, World!")

Wie bei anderen Datentypen können wir Zeichenketten in Variablen speichern:

hw = "Hello, World!"

Und die Zeichenkette durch Aufrufen der Variablen ausgeben:

print(hw)

Ouput
Hello, World!

Wie Zahlen gibt es viele Operationen, die wir mit Zeichenketten in unseren Programmen ausführen können, um sie zu manipulieren und die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Zeichenketten sind wichtig, um Informationen an den Benutzer zu kommunizieren, und für den Benutzer, Informationen an das Programm zurückzukommunizieren.

Listen

A list is a mutable, or changeable, ordered sequence of elements. Each element or value that is inside of a list is called an item. Just as strings are defined as characters between quotes, lists are defined by having values between square brackets [ ].

A list of integers looks like this:

[-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3]

A list of floats looks like this:

[3.14, 9.23, 111.11, 312.12, 1.05]

A list of strings:

['shark', 'cuttlefish', 'squid', 'mantis shrimp']

Wenn wir unsere Zeichenkettenliste als meerestiere definieren:

sea_creatures = ['shark', 'cuttlefish', 'squid', 'mantis shrimp']

Wir können sie ausdrucken, indem wir die Variable aufrufen:

print(sea_creatures)

Und die Ausgabe sieht genau wie die Liste aus, die wir erstellt haben:

Output
['shark', 'cuttlefish', 'squid', 'mantis shrimp']

Listen sind ein sehr flexibler Datentyp, da sie veränderbar sind und Werte hinzugefügt, entfernt und geändert werden können. Es gibt einen Datentyp, der Listen ähnelt, aber nicht verändert werden kann, und das nennt man ein Tuple.

Tuples

A tuple is used for grouping data. It is an immutable, or unchangeable, ordered sequence of elements.

Tuples sind Listen sehr ähnlich, verwenden jedoch Klammern ( ) anstelle von eckigen Klammern, und weil sie unveränderlich sind, können ihre Werte nicht geändert werden.

A tuple looks like this:

('blue coral', 'staghorn coral', 'pillar coral')

Wir können ein Tuple in einer Variablen speichern und ausgeben:

coral = ('blue coral', 'staghorn coral', 'pillar coral')
print(coral)

Output
('blue coral', 'staghorn coral', 'pillar coral')

Wie bei anderen Datentypen gibt Python das Tuple genauso aus, wie wir es eingegeben haben, mit Klammern, die eine Sequenz von Werten enthalten.

Dictionaries

Das Wörterbuch ist der eingebaute Mapping-Typ in Python. Das bedeutet, dass Wörterbücher Schlüssel Keys auf Values abbilden, und diese Schlüssel-Wert-Paare sind eine nützliche Möglichkeit, Daten in Python zu speichern. Ein Wörterbuch wird mit geschweiften Klammern auf beiden Seiten konstruiert { }.

Typischerweise verwendet, um Daten zu halten, die miteinander verbunden sind, wie die Informationen, die in einer ID enthalten sind, sieht ein Wörterbuch so aus:

{'name': 'Sammy', 'animal': 'shark', 'color': 'blue', 'location': 'ocean'}

Sie werden feststellen, dass neben den geschweiften Klammern auch Doppelpunkte im gesamten Wörterbuch vorhanden sind. Die Wörter links von den Doppelpunkten sind die Schlüssel. Schlüssel können aus jedem unveränderlichen Datentyp bestehen. Die Schlüssel im obigen Wörterbuch sind: 'name', 'animal', 'color', 'location'.

Die Wörter rechts von den Doppelpunkten sind die Werte. Werte können aus jedem Datentyp bestehen. Die Werte im obigen Wörterbuch sind: 'Sammy', 'shark', 'blue', 'ocean'.

Wie bei den anderen Datentypen speichern wir das Wörterbuch in einer Variablen und drucken es aus:

sammy = {'name': 'Sammy', 'animal': 'shark', 'color': 'blue',  'location': 'ocean'}
print(sammy)

Output
{'color': 'blue', 'animal': 'shark', 'name': 'Sammy', 'location': 'ocean'}

Wenn wir die Farbe von Sammy isolieren möchten, können wir dies tun, indem wir sammy['color'] aufrufen. Lassen Sie uns das ausdrucken:

print(sammy['color'])

Output
blue

Da Wörterbücher Schlüssel-Wert-Paare zum Speichern von Daten bieten, können sie wichtige Elemente in Ihrem Python-Programm sein.

Schlussfolgerung

Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie ein besseres Verständnis für einige der wichtigsten Datentypen haben, die in Python verfügbar sind. Jeder dieser Datentypen wird wichtig, wenn Sie Programmierprojekte in der Programmiersprache Python entwickeln.

Sie können mehr über jeden der oben genannten Datentypen erfahren, indem Sie die folgenden spezifischen Tutorials lesen:

• Zahlen
• Booleans
• Zeichenketten
• Listen
• Tupel
• Wörterbücher

Sobald Sie ein solides Verständnis der verfügbaren Datentypen in Python haben, können Sie lernen, wie Sie Datentypen konvertieren.