Python-Datentypen meistern: Praxisleitfaden

Python-Datentypen

Dieser Leitfaden führt Sie durch die Kerndatentypen in Python und veranschaulicht, wie sie funktionieren und wie man zwischen ihnen konvertiert.

Datentypen in Python

Jeder Wert in Python ist ein Objekt, und jedes Objekt ist eine Instanz einer Klasse, die seinen Typ definiert. Das Verständnis dieser Typen ist essenziell für klaren, effizienten und zuverlässigen Code.

Im Folgenden behandeln wir die am häufigsten verwendeten Datentypen: Zahlen, Listen, Tupel, Strings, Sets und Dictionaries.

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Python-Zahlen

Pythons numerische Typen umfassen int, float und complex. Verwenden Sie type(), um die Klasse eines Werts zu prüfen, und isinstance(), um die Mitgliedschaft in einer Klassenhierarchie zu testen.

a = 5
print(a, "is of type", type(a))
a = 2.0
print(a, "is of type", type(a))
a = 1+2j
print(a, "is complex number?", isinstance(1+2j, complex))

Ausgabe

5 is of type <class 'int'>
2.0 is of type <class 'float'>
(1+2j) is complex number? True

Ganzzahlen können beliebig groß sein, begrenzt nur durch verfügbaren Speicher. Gleitkommazahlen sind auf etwa 15 Dezimalstellen genau; zum Beispiel ist 1 eine Ganzzahl, während 1.0 ein Float ist.

Komplexe Zahlen folgen der Form x + yj, wobei x der Realteil und y der Imaginärteil ist. Beispielwerte:

>>> a = 1234567890123456789
>>> a
1234567890123456789
>>> b = 0.1234567890123456789
>>> b
0.12345678901234568
>>> c = 1+2j
>>> c
(1+2j)

Der Float b wurde abgeschnitten, um den Präzisionsgrenzen zu genügen.

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Python-Liste

Listen sind geordnete, veränderliche Sequenzen, die Elemente beliebigen Typs enthalten können. Mit eckigen Klammern deklariert, werden Elemente durch Kommas getrennt:

a = [1, 2.2, 'python']

Slicing verwenden, um Teillisten abzurufen. Indizes beginnen bei null:

a = [5,10,15,20,25,30,35,40]
print("a[2] = ", a[2])
print("a[0:3] = ", a[0:3])
print("a[5:] = ", a[5:])

Ausgabe

a[2] = 15
a[0:3] = [5, 10, 15]
a[5:] = [30, 35, 40]

Listen sind veränderlich; Elemente können neu zugewiesen werden:

a = [1, 2, 3]
a[2] = 4
print(a)

Ausgabe

[1, 2, 4]

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Python-Tupel

Tupel sind geordnet, aber unveränderlich. Sie werden oft zum Schutz von Daten verwendet und können leichte Performance-Vorteile gegenüber Listen bieten, da ihre Größe nicht ändern kann. Mit Klammern definiert:

t = (5,'program', 1+3j)

Slicing funktioniert, aber Neuzuweisung löst einen Fehler aus:

t = (5,'program', 1+3j)
print("t[1] = ", t[1])
print("t[0:3] = ", t[0:3])
# t[0] = 10 # würde TypeError auslösen

Ausgabe

t[1] = program
t[0:3] = (5, 'program', (1+3j))

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Python-Strings

Strings sind unveränderliche Sequenzen von Unicode-Zeichen. Einfache oder doppelte Anführungszeichen verwenden; dreifache Anführungszeichen erlauben mehrzeilige Literale.

s = "This is a string"
print(s)
s = '''A multiline string'''
print(s)

Ausgabe

This is a string
A multiline string

Slicing funktioniert, aber der Versuch, ein Zeichen zu ändern, löst einen Fehler aus:

s = 'Hello world!'
print("s[4] = ", s[4])
print("s[6:11] = ", s[6:11])
# s[5] = 'd' # würde TypeError auslösen

Ausgabe

s[4] = o
s[6:11] = world

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Python-Set

Ein Set ist eine ungeordnete Sammlung einzigartiger Elemente, definiert mit geschweiften Klammern. Sets eliminieren Duplikate automatisch und unterstützen Mengenoperationen wie Vereinigung und Schnitt.

a = {5,2,3,1,4}
print("a = ", a)
print(type(a))

Ausgabe

a = {1, 2, 3, 4, 5}
<class 'set'>

Duplikate werden automatisch entfernt:

a = {1,2,2,3,3,3}
print(a)

Ausgabe

{1, 2, 3}

Da Sets ungeordnet sind, werden Indizierung und Slicing nicht unterstützt.

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Python-Dictionary

Dictionaries speichern Schlüssel-Wert-Paare und sind hochoptimiert für Lookup per Schlüssel. Schlüssel und Werte können jeden hashbaren Typ haben.

d = {1:'value','key':2}
print(type(d))
print("d[1] = ", d[1])
print("d['key'] = ", d['key'])
# print("d[2] = ", d[2]) # würde KeyError auslösen

Ausgabe

<class 'dict'>
d[1] = value
d['key'] = 2

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Konvertierung zwischen Datentypen

Python bietet eingebaute Konstruktoren für Typkonvertierung: int(), float(), str() und mehr. Die Konvertierung eines Floats in ein Int schneidet Richtung Null ab.

float(5) # 5.0
int(10.6) # 10
int(-10.6) # -10

String-Konvertierungen erfordern kompatible Darstellungen:

float('2.5') # 2.5
str(25) # '25'
# int('1p') # ValueError

Sequenzen können ineinander konvertiert werden:

set([1,2,3]) # {1, 2, 3}
tuple({5,6,7}) # (5, 6, 7)
list('hello') # ['h', 'e', 'l', 'l', 'o']

Um ein Dictionary aus einem Iterable von Paaren zu erstellen:

dict([[1,2],[3,4]]) # {1: 2, 3: 4}
dict([(3,26),(4,44)]) # {3: 26, 4: 44}