2. Unterrichtsblock

Kursinhalte

• Variablen
• Casting
• Zwischenaufgabe: Werte und Typen
• Datentypen
• Zahlen
• Übungsaufgabe

Python Variablen

Eine Variable ist ein Name, unter dem ein Wert gespeichert wird. In Python wird eine Variable nicht vorher deklariert. Sie entsteht bei der ersten Zuweisung.

Variablen erstellen

Python benoetigt keine separate Deklaration. Der Wert bestimmt den aktuellen Datentyp. Eine Variable kann später auch einen Wert eines anderen Typs erhalten.

name = "Samira"
alter = 17

print(name)
print(alter)

wert = 4
print(wert)
print(type(wert))

wert = "Servus"
print(wert)
print(type(wert))

Der Name der Variable bleibt gleich, aber der gespeicherte Wert und sein Datentyp ändern sich.

Einfache oder doppelte Anführungszeichen

Strings können mit einfachen oder doppelten Anführungszeichen geschrieben werden. Beide Schreibweisen erzeugen einen String.

obst_a = "Zwetschge"
obst_b = 'Zwetschge'

print(obst_a == obst_b)

Groß- und Kleinschreibung

Bei Variablennamen unterscheidet Python Groß- und Kleinschreibung. a und A sind zwei verschiedene Namen.

a = 4
A = "Servus"

print(a)
print(A)

Variablennamen

Ein Variablenname darf mit einem Buchstaben oder Unterstrich beginnen und darf Buchstaben, Zahlen und Unterstriche enthalten. Leerzeichen, Bindestriche und Python-Schlüsselwörter sind nicht erlaubt.

Sprechende Namen machen Programme leichter lesbar. In Python ist snake_case die uebliche Schreibweise für Variablen.

Mehrere Werte zuweisen

Mehrere Variablen können in einer Zeile mit unterschiedlichen Werten angelegt werden:

fach, raum, stunden = "Python", "B204", 4
print(fach)
print(raum)
print(stunden)

Mehrere Variablen können auch denselben Wert erhalten:

x = y = z = 0
print(x, y, z)

Beim Unpacking werden Werte aus einer Sammlung auf mehrere Variablen verteilt. Die Anzahl muss passen, sonst entsteht ein ValueError.

obst = ["Apfel", "Birne", "Mango"]
erstes, zweites, drittes = obst

print(erstes)
print(zweites)
print(drittes)

Variablen ausgeben

Mit Kommas können unterschiedliche Datentypen gemeinsam ausgegeben werden:

punkte = 82
text = "Punkte"
print(punkte, text)

Der Operator + addiert Zahlen oder verbindet Strings. Eine Zahl und ein String können nicht unpassend mit + verbunden werden.

punkte = 82
print(punkte + 3)

name = "Samira"
print("Hallo " + name)

# Dieser Ausdruck erzeugt einen TypeError:
# print("Punkte: " + punkte)

erste_zahl = 5
zweite_zahl = 5.0
zahl_als_text = "5"

print(erste_zahl + 1)
print(zweite_zahl + 1)
print(zahl_als_text)
print(type(erste_zahl))
print(type(zweite_zahl))
print(type(zahl_als_text))

Datentypen im Überblick

Der Datentyp beschreibt, welche Art von Wert vorliegt und welche Operationen sinnvoll sind. Mit type() wird der aktuelle Typ untersucht.

werte = [17, 4.5, "Python", True, None]

for wert in werte:
    print(wert, type(wert))

Die Schleife wird später ausführlich behandelt. Hier zeigt sie nur, dass unterschiedliche Werte unterschiedliche Typen haben können.

Datentypen mit Konstruktoren erzeugen

Viele Datentypen besitzen eine Konstruktorfunktion. Damit kann ein Wert gezielt in einen bestimmten Typ umgewandelt oder eine Sammlung erstellt werden.

zahlen_liste = list((1, 2, 3))
zahlen_tupel = tuple([1, 2, 3])
zahlen_bereich = range(3)
personen = dict(name="Samira", alter=17)
einzigartige_zahlen = set([1, 1, 2, 3])

print(zahlen_liste)
print(zahlen_tupel)
print(list(zahlen_bereich))
print(personen)
print(einzigartige_zahlen)

Casting: Werte bewusst umwandeln

Casting bedeutet, einen Wert in einen anderen Datentyp umzuwandeln. Die Umwandlung muss inhaltlich möglich sein.

ganze_zahl = int("7")
kommazahl = float("4.5")
text = str(ganze_zahl)

print(ganze_zahl + 1)
print(kommazahl + 1)
print(text + " Punkte")

Weitere Umwandlungen:

print(int(2.8))       # 2: Nachkommastellen werden abgeschnitten.
print(float(3))       # 3.0
print(float("3"))    # 3.0
print(str(3.0))       # "3.0"
print(int("-5"))
print(float("-2.3"))

Nicht jede Umwandlung funktioniert. int("vier") erzeugt einen ValueError, weil der Text keine ganze Zahl beschreibt. Auch int("5.5") ist nicht möglich. Ein complex-Wert kann nicht direkt in int oder float umgewandelt werden, weil dabei der Imaginärteil verloren ginge.

Zahlen

Ganze Zahlen: int

Eine Ganzzahl kann positiv, negativ oder 0 sein. Python kann sehr große Ganzzahlen verarbeiten:

klein = -1
gross = 35656222554887711
berechnet = 5 * 1000

print(klein, type(klein))
print(gross, type(gross))
print(berechnet, type(berechnet))

Kommazahlen: float

Kommazahlen werden in Python mit einem Punkt geschrieben:

preis = 4.50
temperatur = -2.3

print(preis, type(preis))
print(temperatur, type(temperatur))

Sehr große oder sehr kleine Werte können in wissenschaftlicher Schreibweise mit e angegeben werden:

print(35e3)     # 35000.0
print(12E4)     # 120000.0
print(-87.7e2)  # -8770.0

Komplexe Zahlen: complex

Eine komplexe Zahl besteht aus einem Realteil und einem Imaginärteil. Python verwendet j für die imaginäre Einheit. Dieses Thema ist für den Grundkurs kein Kernwerkzeug, zeigt aber ein weiteres Zahlenmodell.

zahl = 3 + 5j
print(zahl)
print(type(zahl))
print(zahl.real)
print(zahl.imag)

Zahlen umwandeln

ganze_zahl = 1
kommazahl = 2.8

als_float = float(ganze_zahl)
als_int = int(kommazahl)
als_complex = complex(ganze_zahl)

print(als_float)
print(als_int)
print(als_complex)

Beim Umwandeln von float zu int werden Nachkommastellen nicht gerundet, sondern abgeschnitten.

Zufallszahlen mit random

random ist ein Modul der Standardbibliothek. randrange(start, stop) erzeugt eine ganze Zahl ab start bis vor stop.

import random

zahl = random.randrange(1, 10)
print(zahl)  # 1 bis 9 sind möglich.

zahl_mit_zehn = random.randrange(1, 11)
print(zahl_mit_zehn)  # 1 bis 10 sind möglich.

Die Reihenfolge muss stimmen. random.randrange(10, 1) kann keine Zahl erzeugen und führt zu einem ValueError.

2zahl
mein-name
mein name
if
punktzahl_1
_startwert