Datentypen

1 Immutable (Unveränderlich)

2 Mutable (Veränderlich)

3 Strings

3.1 Allgemein

s = "Hallo"
s = 'Hallo'
s = """Hallo
    Welt"""
s = ("Hallo " 
     "Welt")
s = ('Hallo '
     'Welt')

3.2 f-Strings

s = 'Welt'

print(f'Hallo {s}')

f-Strings sind Konkatenationen vorzuziehen, da sie sich schneller schreiben lassen und besser zu lesen sind:

first_name = 'Max'
last_name = 'Mustermann'

print('Hallo ' + first_name + ' ' + last_name)  # Konkatenationen
print(f'Hallo {first_name} {last_name}')        # f-String

3.3 Teilstrings

s = 'Hallo'
print(s[0])    # Ausgabe: H
print(s[-1])   # Ausgabe: o
print(s[2:])   # Ausgabe: llo
print(s[:2])   # Ausgabe: Ha
print(s[2:4])  # Ausgabe: ll

3.4 String zu Liste

s = 'Hallo Welt'
l = s.split(' ')
print(l)  # ['Hallo', 'Welt']

3.5 Ersetzungen

s = 'Hallo+Welt'
print(s.replace('+', ' '))  # Hallo Welt

3.6 Raw-Strings

s = 'c:\\mein\\pfad'
s_raw = r'c:\mein\pfad'  # raw string
print(s, s_raw)          # c:\mein\pfad c:\mein\pfad

3.7 Pfade

from pathlib import Path

str = '/user/somestuff/my_file.txt'
p = Path(str)
print(p.absolute())  # /user/somestuff/my_file.txt
print(p.parent)      # /user/somestuff
print(p.stem)        # my_file
print(p.is_dir())    # False
print(p.is_file())   # True

4 Zahlen

4.1 Integer – Ganze Zahlen

Bei der Division entsteht ein float, auch wenn das Ergebnis gerade ist. Vermeiden kann man dies mit dem //-Operator.

result = 4 / 2
print(f'{result}; Typ: {type(result)}')  # 2.0; Typ: <class 'float'>

result = 4 // 2
print(f'{result}; Typ: {type(result)}')  # 2; Typ: <class 'int'>

Formatierung von Zahlen:

n1 = 1000
n2 = 1
print(n1)          # 1000
print(f'{n2:4d}')  #    1

4.2 Floats – Gleitkommazahlen

Gleitkommazahlen werden nach dem IEEE 754-Standard als 64-Bit-Wert gespeichert, bestehend aus Vorzeichen, Exponent und Mantisse. Dadurch können sie sehr große und sehr kleine Zahlen darstellen, allerdings nur mit begrenzter Präzision von ca. 15–17 signifikanten Dezimalstellen.

pi = 3.14159
x = 1.5e-10       # wissenschaftliche Notation: 1.5 × 10⁻¹⁰
y = float('inf')  # positiv unendlich
z = float('nan')  # Not a Number (z.B. Ergebnis von 0/0 in anderen Sprachen)

4.2.1 Vergleich von Gleitkommazahlen

Beispiel:

import math

result = 1/10 + 1/10 + 1/10
value = 0.3

print(f'{result:.32f}')  # 0.30000000000000004440892098500626
print(f'{value:.32f}')   # 0.29999999999999998889776975374843
print(result == value)              # False
print(math.isclose(result, value))  # True

4.2.2 Runden von Gleitkommazahlen

Aufrunden:

print(math.floor(1.2))  # 1

Abrunden:

print(math.ceil(1.2))  # 2

Auf 2 Nachkommastellen runden:

print(round(1.23456, 2))  # 1.23

Auf das nächstgelegene Vielfache von 10 (= 10^1) runden:

print(round(644.123, -1))  # 640.0

Auf das nächstgelegene Vielfache von 100 (= 10^2) runden:

print(round(644.123, -2))  # 600.0

4.3 Potenzen

import math

a = 2
b = 3

# Es gibt 2 Möglichkeiten:
print(a ** b)          # 8
print(math.pow(a, b))  # 8.0

5 Typumwandlungen

Python unterscheidet zwischen impliziten Typumwandlungen, die Python automatisch vornimmt und expliziten Typumwandlungen, die der Entwickler durchführt.

5.1 Implizite Typumwandlungen

Python wandelt Typen automatisch um, wenn es nötig ist – z.B. bei arithmetischen Operationen:

x = 3 + 1.5        # int + float → float
print(x, type(x))  # 4.5 <class 'float'>

x = True + 1       # bool + int → int (True wird als 1 behandelt)
print(x, type(x))  # 2 <class 'int'>

5.2 Explizite Typumwandlungen

5.2.1 Nach int

print(int(3.9))    # 3 (Nachkommastellen werden abgeschnitten, nicht gerundet!)
print(int(3.1))    # 3
print(int(-3.9))   # -3 (nicht -4!)
print(int(True))   # 1
print(int(False))  # 0
print(int('42'))   # 42
print(int('0b1010', 2))  # 10   (Binär → int)
print(int('0xFF', 16))   # 255  (Hex → int)

5.2.2 Nach float

print(float(3))          # 3.0
print(float(True))       # 1.0
print(float('3.14'))     # 3.14
print(float('1.5e-10'))  # 1.5e-10
print(float('inf'))      # inf
print(float('nan'))      # nan

5.2.3 Nach str

print(str(42))         # '42'
print(str(3.14))       # '3.14'
print(str(True))       # 'True'
print(str([1, 2, 3]))  # '[1, 2, 3]'
print(str(None))       # 'None'

5.2.4 Nach bool

Jeder Typ kann in einen bool umgewandelt werden. Als False gelten dabei:

Alle anderen Werte gelten als True.

print(bool(0))      # False
print(bool(0.0))    # False
print(bool(''))     # False
print(bool([]))     # False
print(bool(None))   # False

print(bool(1))      # True
print(bool(-1))     # True
print(bool('0'))    # True (nicht-leerer String!)
print(bool([0]))    # True (nicht-leere Liste!)

5.2.5 Nach list, tuple und set

# str → list (jedes Zeichen wird ein Element)
print(list('Hallo'))         # ['H', 'a', 'l', 'l', 'o']

# tuple → list und umgekehrt
print(list((1, 2, 3)))       # [1, 2, 3]
print(tuple([1, 2, 3]))      # (1, 2, 3)

# list → set (Duplikate werden entfernt, Reihenfolge nicht garantiert)
print(set([1, 2, 2, 3, 3]))  # {1, 2, 3}

# set → list
print(list({1, 2, 3}))       # [1, 2, 3]

5.2.6 Nach bytes und bytearray

# str → bytes (Encoding muss angegeben werden)
b = 'Hallo'.encode('utf-8')
print(b)                     # b'Hallo'
print(type(b))               # <class 'bytes'>

# bytes → str
s = b.decode('utf-8')
print(s)                     # Hallo

# list → bytes
b = bytes([72, 101, 108, 108, 111])
print(b)                     # b'Hello'

# bytes → bytearray (veränderlich)
ba = bytearray(b)
ba[0] = 104
print(ba)                    # bytearray(b'hello')

5.3 Typprüfung

Vor einer Umwandlung kann es sinnvoll sein, den Typ eines Objekts zu prüfen:

x = 42

print(type(x))         # <class 'int'>
print(type(x) == int)  # True

# isinstance() ist vorzuziehen, da es auch Vererbung berücksichtigt
print(isinstance(x, int))           # True
print(isinstance(x, (int, float)))  # True (einer der Typen reicht)

Mehr zu Typvergleichen in typannotationen.

5.4 Fehlerbehandlung bei Typumwandlungen

Ungültige Umwandlungen werfen eine Ausnahme. Für unsichere Umwandlungen empfiehlt sich ein try/except-Block:

def to_int(value):
    try:
        return int(value)
    except (ValueError, TypeError):
        return None

print(to_int('42'))   # 42
print(to_int('abc'))  # None
print(to_int(None))   # None