Arbeiten mit Variablen

1.1. Was sind Variablen?

In Python sind Variablen Namen, die Objekten zugewiesen sind und die verwendet werden, um Daten zu speichern, zu ändern und in einem Programm darauf zuzugreifen. Python ist eine dynamisch typisierte Sprache. Das bedeutet, dass der Typ der Variablen zum Zeitpunkt der Zuweisung eines Wertes bestimmt wird und sich während der Programmausführung ändern kann.

Hauptaspekte von Variablen in Python:

1. Deklaration und Zuweisung:

In Python brauchen Variablen keine Deklaration, um Speicherplatz zu reservieren. Die Zuweisung von Werten zu Variablen reserviert automatisch Speicherplatz und bestimmt ihren Typ. Zum Beispiel, x = 10 erstellt eine Variable mit dem Namen x und weist ihr den Wert 10 zu.

2. Benennung:

Variablennamen sollten beschreibend sein und den Python-Regeln für Bezeichner folgen, zum Beispiel nicht mit Zahlen beginnen und keine Sonderzeichen enthalten, außer dem Unterstrich.

Beispiele:

3. Dynamische Typisierung:

Wie bereits erwähnt, wird der Typ einer Variablen in Python zur Laufzeit bestimmt, was die Sprache flexibel und benutzerfreundlich für die Entwicklung macht. Beispiel für eine Typänderung im Laufe des Programms: der Code x = 10 weist x einen numerischen Wert zu, und dann weist der Code x = "hello" dem x einen Zeichenfolgenwert zu.

Beispiele:

4. Referenzielle Natur von Variablen:

In Python sind Variablen Referenzen auf Objekte. Das bedeutet, dass wenn einer Variablen ein Wert zugewiesen wird, tatsächlich eine Referenz auf ein Objekt mit diesem Wert erstellt wird. Wenn die Variablen x und y auf dasselbe Objekt zeigen, werden alle über x vorgenommenen Änderungen auch y betreffen, da beide Variablen auf dasselbe Objekt im Speicher verweisen.

5. Gültigkeitsbereich:

Der Gültigkeitsbereich einer Variablen bestimmt den Teil des Programms, in dem die Variable zugänglich ist. Python unterstützt lokale, globale und nicht lokale (im Kontext verschachtelter Funktionen) Variablen. Dieses und das vorhergehende Thema werden wir noch detaillierter besprechen, aber etwas später. Nicht alles auf einmal.

6. Speicherverwaltung:

Python verwaltet den Speicher von Variablen automatisch mit einem Garbage Collector, der den ungenutzten Speicher überwacht und freigibt.

7. Unveränderlichkeit von Objekten:

Einige Datentypen in Python, wie Strings und Tuples, sind unveränderlich. Das bedeutet, dass ihr Inhalt nach der Erstellung nicht mehr geändert werden kann. Alle Versuche, solche Daten zu ändern, führen zur Erstellung eines neuen Objekts.

8. Mehrfache Zuweisung:

In Python können mehrere Zuweisungen in einer Zeile durchgeführt werden. Beispiele:

1.2. Datentypen

Python unterstützt mehrere grundlegende Datentypen, die zur Speicherung und Manipulation von Daten in Programmen verwendet werden. Dazu gehören int, str, float und bool.

int (Ganzzahlen)

Der Datentyp int wird verwendet, um ganze Zahlen ohne Dezimalteil darzustellen. Er kann sowohl positive als auch negative Werte speichern. Zum Beispiel, x = 5 weist der Variablen x die ganze Zahl 5 zu.

str (Strings)

Der Typ str wird verwendet, um Textinformationen oder Strings zu speichern. Strings in Python sind in einfache oder doppelte Anführungszeichen eingeschlossen. Zum Beispiel, name = "John" weist der Variablen name den String "John" zu. Strings in Python unterstützen viele Operationen, wie z.B. Verkettung und Duplizierung, sowie zahlreiche Methoden zur Textbearbeitung.

float (Gleitkommazahlen)

Der Typ float in Python wird verwendet, um Zahlen mit Dezimalstellen darzustellen, d.h. Zahlen, die einen Dezimalteil enthalten. Diese Zahlen werden unter Verwendung eines Dezimalpunkts geschrieben. Zum Beispiel, pi = 3.14 weist der Variablen pi den Wert der Zahl π zu, gerundet auf zwei Dezimalstellen.

bool (Boolesche Werte)

Der boolesche Datentyp bool nimmt einen von zwei Werten an: True (Wahr) oder False (Falsch). Er wird häufig zur Steuerung der Ausführung von Bedingungen in Situationen wie bedingten Anweisungen und Schleifen verwendet. Zum Beispiel, is_valid = True zeigt an, dass die Variable is_valid den booleschen Wert True hat.

Diese Datentypen bilden die Grundlage für den Aufbau komplexerer Datenstrukturen und Algorithmen in Python, die es Programmierern ermöglichen, effektiv mit Daten und Logik in ihren Programmen zu arbeiten.

1.3. Variablennamen

In Python sind Variablennamen nicht nur eine Möglichkeit, auf Daten zu verweisen, sie sind ein Schlüsselelement des Codes, das ihn verständlich und wartungsfreundlich macht. Die richtige Wahl der Variablennamen kann das Verständnis des Codes und dessen spätere Fehlerbehebung erheblich erleichtern, während eine schlechte Wahl zu Verwirrung und Fehlern führen kann.

Grundlegende Regeln für die Benennung von Variablen in Python:

Verwende verständliche Namen: Der Name einer Variablen sollte den Daten entsprechen, die sie enthält, damit der Code leicht lesbar ist. Zum Beispiel ist count besser als x, wenn die Variable für das Zählen von etwas verwendet wird.

Befolge die Stilstandards: In Python ist der allgemein akzeptierte Standard PEP 8, der empfiehlt, Kleinbuchstaben mit Unterstrichen für Variablennamen zu verwenden (zum Beispiel my_variable).

Vermeide Konflikte mit Schlüsselwörtern: Verwende keine Wörter, die Python für seine Syntax reserviert hat, wie if, else, class, return und so weiter. Dies kann zu Laufzeitfehlern führen.

Verwende kurze Namen für kleinmaßstäbliche Variablen: Für lokale Variablen, die in kleinen Codeblöcken verwendet werden, sind kurze Namen, wie i oder j, oft angemessen und machen den Code kompakter.

Verwende lange und beschreibende Namen für globale Variablen: Globale Variablen und Konstanten, die in vielen Teilen des Programms verwendet werden, sollten längere und beschreibendere Namen haben, damit ihre Bedeutung klar ist.

Beispiele für gute Variablennamen:

user_age statt age (wenn im Kontext mehrere Alter vorkommen können)

total_price statt total (gibt an, dass es sich speziell um den Preis handelt)

max_height oder min_height statt max_h oder min_h

Spezielle Fälle:

In vielen Algorithmen, insbesondere im mathematischen und wissenschaftlichen Bereich, ist es üblich, einbuchstabige Variablen zu verwenden (zum Beispiel x, y, z für Koordinaten). Dies ist zulässig, wenn ein solcher Stil ein Branchenstandard ist und das Verständnis des Codes verbessert.

Variablennamen in Python spielen eine wichtige Rolle bei der Erstellung von effektivem, wartbarem und leicht verständlichem Code. Also nimm dir die Zeit und versuche, gute Namen zu finden. Dadurch kannst du den Debugging- und Support-Prozess deines Codes erheblich vereinfachen und ihn anderen Programmierern zugänglicher machen.