Het begrijpen van gegevenstypen in Python 3

Introductie

In Python, net als in alle programmeertalen, worden gegevenstypen gebruikt om een bepaald type gegevens te classificeren. Dit is belangrijk omdat het specifieke gegevenstype dat je gebruikt zal bepalen welke waarden je eraan kunt toewijzen en wat je ermee kunt doen (inclusief welke bewerkingen je erop kunt uitvoeren).

In deze zelfstudie zullen we de belangrijke gegevenstypen behandelen die standaard zijn in Python. Dit is geen uitputtend onderzoek van gegevenstypen, maar het zal je helpen vertrouwd te raken met de beschikbare opties in Python.

Vereisten

Je moet Python 3 geïnstalleerd hebben en een programmeeromgeving op je computer of server hebben ingesteld. Als je geen programmeeromgeving hebt ingesteld, kun je verwijzen naar de installatie- en instelhandleidingen voor een lokale programmeeromgeving of voor een programmeeromgeving op je server die geschikt is voor je besturingssysteem (Ubuntu, CentOS, Debian, enz.).

Achtergrond

Één manier om over gegevenstypen na te denken is om de verschillende soorten gegevens te overwegen die we in de echte wereld gebruiken. Een voorbeeld van gegevens in de echte wereld zijn getallen: we kunnen hele getallen gebruiken (0, 1, 2, …), gehele getallen (…, -1, 0, 1, …), en irrationele getallen (π), bijvoorbeeld.

Gewoonlijk kunnen we in de wiskunde getallen van verschillende typen combineren en een soort antwoord krijgen. We willen bijvoorbeeld 5 aan π toevoegen:

5 + π

We kunnen ofwel de vergelijking als het antwoord behouden om rekening te houden met het irrationele getal, of π afronden naar een getal met een beperkt aantal decimalen en vervolgens de getallen bij elkaar optellen:

5 + π = 5 + 3.14 = 8.14 

Maar als we proberen getallen met een ander gegevenstype te evalueren, zoals woorden, beginnen dingen minder zinvol te worden. Hoe zouden we bijvoorbeeld de volgende vergelijking oplossen?

sky + 8

Voor computers kan elk gegevenstype worden beschouwd als behoorlijk verschillend, zoals woorden en getallen, dus we moeten voorzichtig zijn met hoe we ze gebruiken om waarden toe te wijzen en hoe we ze manipuleren via bewerkingen.

Getallen

Elk nummer dat u invoert in Python zal worden geïnterpreteerd als een nummer; u hoeft niet te verklaren wat voor soort gegevenstype u invoert. Python beschouwt elk nummer dat zonder decimalen is geschreven als een geheel getal (zoals in 138) en elk nummer dat met decimalen is geschreven als een kommagetal (zoals in 138.0).

Gehele getallen

Net als in wiskunde, zijn gehele getallen in computerprogrammering hele getallen die positief, negatief of 0 kunnen zijn (…, -1, 0, 1, …). Een geheel getal kan ook bekend staan als een int. Zoals bij andere programmeertalen, moet u geen komma’s gebruiken in getallen van vier cijfers of meer, dus wanneer u 1.000 in uw programma schrijft, schrijf het dan als 1000.

We kunnen een geheel getal afdrukken als volgt:

print(-25)

Output
-25

Of, we kunnen een variabele declareren, die in dit geval in feite een symbool is van het getal dat we gebruiken of manipuleren, zoals:

my_int = -25
print(my_int)

Output
-25

We kunnen ook wiskunde doen met gehele getallen in Python:

int_ans = 116 - 68
print(int_ans)

Output
48

Gehele getallen kunnen op veel manieren worden gebruikt binnen Python-programma’s, en terwijl je meer leert over de taal, krijg je veel kansen om met gehele getallen te werken en meer te begrijpen over dit gegevenstype.

Drijvende kommagetallen

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.

Net zoals we deden met het geheel getal, kunnen we een drijvendekommagetal als volgt afdrukken:

print(17.3)

Output
17.3

We kunnen ook een variabele declareren die staat voor een drijvendekommagetal, zoals dit:

my_flt = 17.3
print(my_flt)

Output
17.3

En, net zoals bij gehele getallen, kunnen we ook wiskunde doen met drijvende kommagetallen in Python:

flt_ans = 564.0 + 365.24
print(flt_ans)

Output
929.24

Bij gehele getallen en drijvende kommagetallen is het belangrijk om in gedachten te houden dat 3 ≠ 3,0, omdat 3 verwijst naar een geheel getal terwijl 3,0 verwijst naar een drijvendekommagetal.

Booleans

Het gegevenstype Boolean kan een van twee waarden zijn, namelijk Waar of Onwaar. Booleans worden gebruikt om de waarheidswaarden te vertegenwoordigen die zijn geassocieerd met de logische tak van de wiskunde, die algoritmen informeert in de informatica.

Telkens wanneer je het gegevenstype Boolean ziet, zal het beginnen met een hoofdletter B omdat het vernoemd is naar de wiskundige George Boole. De waarden True en False zullen ook altijd met een hoofdletter T en F zijn, aangezien ze speciale waarden zijn in Python.

Veel bewerkingen in de wiskunde geven ons antwoorden die evalueren naar True of False:

• groter dan
  • 500 > 100 True
  • 1 > 5 False
• kleiner dan
  • 200 < 400 True
  • 4 < 2 False
• gelijk aan
  • 5 = 5 True
  • 500 = 400 False

Net als bij getallen kunnen we een Booleaanse waarde opslaan in een variabele:

my_bool = 5 > 8

We kunnen vervolgens de Booleaanse waarde afdrukken met een oproep naar de print()-functie:

print(my_bool)

Aangezien 5 niet groter is dan 8, zullen we de volgende uitvoer ontvangen:

Output
False

Naarmate je meer programma’s schrijft in Python, zul je vertrouwder worden met hoe Booleans werken en hoe verschillende functies en bewerkingen die evalueren naar True of False de loop van het programma kunnen veranderen.

Strings

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."

Je kunt ervoor kiezen om enkele aanhalingstekens of dubbele aanhalingstekens te gebruiken, maar wat je ook beslist, je moet consistent zijn binnen een programma.

Het basisprogramma “Hallo, wereld!” toont hoe een string kan worden gebruikt in computerprogrammering, aangezien de tekens die de zin Hallo, wereld! vormen een string zijn.

print("Hello, World!")

Net als bij andere gegevenstypen kunnen we strings opslaan in variabelen:

hw = "Hello, World!"

En de string afdrukken door de variabele aan te roepen:

print(hw)

Ouput
Hello, World!

Net als bij getallen zijn er veel bewerkingen die we kunnen uitvoeren op strings binnen onze programma’s om ze te manipuleren om de gewenste resultaten te bereiken. Strings zijn belangrijk voor het communiceren van informatie naar de gebruiker en voor de gebruiker om informatie terug naar het programma te communiceren.

Lijsten

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']

Als we onze lijst met strings definiëren als zee_dieren:

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

We kunnen ze afdrukken door de variabele aan te roepen:

print(sea_creatures)

En de uitvoer ziet er precies uit als de lijst die we hebben gemaakt:

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

Lijsten zijn een zeer flexibel gegevenstype omdat ze veranderlijk zijn, wat betekent dat waarden kunnen worden toegevoegd, verwijderd en gewijzigd. Er is een gegevenstype dat vergelijkbaar is met lijsten maar dat niet kan worden gewijzigd, en dat heet een tuple.

Tuples

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

Tuples lijken erg op lijsten, maar ze gebruiken haakjes ( ) in plaats van vierkante haken en omdat ze onveranderlijk zijn, kunnen hun waarden niet worden gewijzigd.

A tuple looks like this:

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

We kunnen een tuple opslaan in een variabele en deze afdrukken:

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

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

Net als bij andere gegevenstypen drukt Python de tuple af zoals we die hebben getypt, met haakjes die een reeks waarden bevatten.

Woordenboeken

Het woordenboek is het ingebouwde mapping-type van Python. Dit betekent dat woordenboeken sleutels toewijzen aan waarden en deze sleutel-waardeparen zijn een handige manier om gegevens in Python op te slaan. Een woordenboek wordt geconstrueerd met accolades aan beide zijden { }.

Normaal gesproken gebruikt om gegevens vast te houden die gerelateerd zijn, zoals de informatie die wordt bevat in een ID, ziet een woordenboek er als volgt uit:

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

Je zult merken dat naast de accolades ook dubbele punten in de woordenlijst voorkomen. De woorden links van de dubbele punten zijn de sleutels. Sleutels kunnen bestaan uit elk onveranderlijk gegevenstype. De sleutels in de bovenstaande woordenlijst zijn: 'naam', 'dier', 'kleur', 'locatie'.

De woorden rechts van de dubbele punten zijn de waarden. Waarden kunnen bestaan uit elk gegevenstype. De waarden in de bovenstaande woordenlijst zijn: 'Sammy', 'haai', 'blauw', 'oceaan'.

Net als de andere gegevenstypen, laten we de woordenlijst in een variabele opslaan en afdrukken:

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

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

Als we de kleur van Sammy willen isoleren, kunnen we dat doen door sammy['kleur'] te noemen. Laten we dat afdrukken:

print(sammy['color'])

Output
blue

Omdat woordenboeken sleutel-waardeparen bieden voor het opslaan van gegevens, kunnen ze belangrijke elementen zijn in uw Python-programma.

Conclusie

Op dit punt zou je een beter begrip moeten hebben van enkele belangrijke gegevenstypen die beschikbaar zijn om te gebruiken in Python. Elk van deze gegevenstypen wordt belangrijk naarmate je programmeerprojecten ontwikkelt in de Python-taal.

Je kunt meer leren over elk van de bovenstaande gegevenstypen door de volgende specifieke tutorials te lezen:

• Nummers
• Booleans
• Strings
• Lijsten
• Tupels
• Woordenboeken

Als je eenmaal een goed begrip hebt van de beschikbare gegevenstypen in Python, kun je leren hoe je gegevenstypen kunt omzetten.