Datenstrukturen

( data-structures)

Datenstrukturen sind im Grunde genau das – sie sind Strukturen, die einige Daten zusammenhalten können. Mit anderen Worten: Sie werden verwendet, um eine Sammlung verwandter Daten zu speichern.

In Python gibt es vier eingebaute Datenstrukturen:

Liste (list), Tupel (tuple), Wörterbuch (dictionary) und Menge (set). Wir werden uns ansehen, wie man jede davon verwendet und wie sie uns das Leben erleichtern.

Datenstruktur	Übersetzung	Beispiel	Merkmale
list	Liste	["abc",1,-3.14,False]	eckige Klammern, Elemente getrennt durch Kommas. Listen sind mutable
tuple	Tupel	(1,33,44,"abc")	runde Klammern, Elemente getrennt durch Kommas. Tuples sind immutable
dictionary	Wörterbuch	{"Vorname":"Alice", "Nachname":"Apfelbaum", "Geburtsjahr":1988}	geschweifte Klammern, keys-value Pärchen getrennt durch Kommas, zwischen key und value steht ein Doppelpunkt. Die keys müssen unique sein
set	Menge	{"Alice","Bob","Carl"}	geschweifte Klammern, Elemente durch Kommas getrennt. Die Elemente müssen unique sein

Liste

Eine list ist eine Datenstruktur, die eine geordnete Sammlung von Elementen enthält, d. h. Sie können eine Sequenz von Elementen in einer Liste speichern. Dies lässt sich leicht vorstellen, wenn Sie an eine Einkaufsliste denken, auf der Sie eine Liste von Dingen haben, die Sie kaufen möchten – mit dem Unterschied, dass Sie wahrscheinlich jeden Artikel in Ihrer Einkaufsliste in einer eigenen Zeile notieren, während Sie in Python Kommas zwischen die Elemente setzen.

Die Liste von Elementen sollte in eckige Klammern eingeschlossen werden, damit Python versteht, dass Sie eine Liste angeben. Sobald Sie eine Liste erstellt haben, können Sie Elemente in der Liste hinzufügen, entfernen oder suchen. Da wir Elemente hinzufügen und entfernen können, sagen wir, dass eine Liste ein veränderbarer (mutable) Datentyp ist, d. h. dieser Typ kann verändert werden.

Kurze Einführung in Objekte und Klassen

Obwohl ich die Diskussion über Objekte und Klassen bisher im Allgemeinen hinausgezögert habe, ist an dieser Stelle eine kleine Erklärung notwendig, damit Sie Listen besser verstehen können. Wir werden dieses Thema in einem späteren Kapitel ausführlich behandeln.

Eine Liste ist ein Beispiel für die Verwendung von Objekten und Klassen. Wenn wir eine Variable i verwenden und ihr einen Wert zuweisen, beispielsweise die Ganzzahl 5, dann können Sie sich das so vorstellen, dass ein Objekt (d. h. eine Instanz) i der Klasse (d. h. des Typs) int erstellt wird. Tatsächlich können Sie help(int) lesen, um dies besser zu verstehen.

Eine Klasse kann auch Methoden besitzen, d. h. Funktionen, die ausschließlich für die Verwendung mit dieser Klasse definiert sind. Sie können diese Funktionalitäten nur verwenden, wenn Sie ein Objekt dieser Klasse besitzen. Beispielsweise stellt Python eine append-Methode für die Klasse list bereit, mit der Sie ein Element an das Ende der Liste anhängen können. Zum Beispiel fügt meine_liste.append('Mein Element') die Zeichenkette "Mein Element" hinten and die Liste meine_liste dazu. Beachten Sie die Verwendung der Punktnotation für den Zugriff auf Methoden von Objekten.

Eine Klasse kann außerdem Attribute (Felder) besitzen, die nichts anderes als Variablen sind, die ausschließlich zur Verwendung mit dieser Klasse definiert wurden. Sie können diese Variablen/Attribute ebenfalls nur verwenden, wenn Sie ein Objekt dieser Klasse besitzen. Auch auf Felder wird mit der Punktnotation zugegriffen, beispielsweise meine_liste.mein_feld.

Beispiel ds_using_list_de.py

Quellcode

# Meine Einkaufsliste:
einkaufsliste = ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']

print('Ich habe', len(einkaufsliste), 'Sachen zu kaufen.')

print('Und zwar:', end=' ')
for item in einkaufsliste:
    print(item, end=' ')

print('\nI muss auch Reis kaufen.')
einkaufsliste.append('Reis')
print('Meine Einkaufsliste schaut jetzt so aus:',einkaufsliste)

print('Ich sortiere die Einkaufsliste alphabetisch')
einkaufsliste.sort()  # sortiert "in place"
print('Sortierte Einkufsliste:', einkaufsliste)

print('Zuerst kaufe ich:', einkaufsliste[0])
altes_item = einkaufsliste[0]
del einkaufsliste[0]
print('I habe schon gekauft: ', altes_item)
print('Meine Einkaufsliste lautet jetzt: ', einkaufsliste)

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

Ausgabe

$ python3 ds_using_list_de.py
Ich habe 4 Sachen zu kaufen.
Und zwar: Apfel Mango Karotte Banane 
I muss auch Reis kaufen.
Meine Einkaufsliste schaut jetzt so aus: ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane', 'Reis']
Ich sortiere die Einkaufsliste alphabetisch
Sortierte Einkufsliste: ['Apfel', 'Banane', 'Karotte', 'Mango', 'Reis']
Zuerst kaufe ich: Apfel
I habe schon gekauft:  Apfel
Meine Einkaufsliste lautet jetzt:  ['Banane', 'Karotte', 'Mango', 'Reis']

Wie es funktioniert

Die Variable einkaufsliste ist eine Einkaufsliste für jemanden, der zum Markt geht. In einkaufsliste speichern wir nur Zeichenketten mit den Namen der zu kaufenden Artikel, aber Sie können jede Art von Objekt zu einer Liste hinzufügen, einschließlich Zahlen und sogar anderer Listen.

Wir haben außerdem die Schleife for..in verwendet, um die Elemente der Liste zu durchlaufen (wir iterieren über die Liste). Inzwischen sollten Sie erkannt haben, dass eine Liste ebenfalls eine Sequenz ist. Die Besonderheiten von Sequenzen werden in einem [späteren Abschnitt] behandelt.

Beachten Sie die Verwendung des Parameters end im Aufruf der Funktion print, um anzugeben, dass wir die Ausgabe mit einem Leerzeichen statt mit dem üblichen Zeilenumbruch beenden möchten.

Als Nächstes fügen wir der Liste mithilfe der Methode append des Listenobjekts ein Element hinzu, wie bereits zuvor besprochen. Danach überprüfen wir, dass das Element tatsächlich der Liste hinzugefügt wurde, indem wir den Inhalt der Liste ausgeben. Dazu übergeben wir die Liste einfach an die Funktion print, die sie übersichtlich darstellt.

Danach sortieren wir die Liste mithilfe der Methode sort der Liste. Es ist wichtig zu verstehen, dass diese Methode die Liste selbst verändert (in_place) und keine veränderte Liste zurückgibt – dies unterscheidet sich von der Funktionsweise von Zeichenketten. Genau das meinen wir, wenn wir sagen, dass Listen veränderbar (mutable) und Zeichenketten unveränderlich (immutable) sind.

Wenn wir anschließend auf dem Markt einen Artikel gekauft haben, möchten wir ihn aus der Liste entfernen. Dies erreichen wir mithilfe der Anweisung del. Hier geben wir an, welches Element der Liste entfernt werden soll, und die Anweisung del entfernt es für uns aus der Liste. Wir geben an, dass wir das erste Element aus der Liste entfernen möchten, und verwenden daher del einkaufsliste[0] (denken Sie daran, dass Python immer mit 0 zu zählen beginnt).

Wenn Sie alle Methoden kennenlernen möchten, die für das Listenobjekt definiert sind, lesen Sie help(list) für weitere Details.

Tupel

Tupel werden verwendet, um mehrere Objekte zusammenzuhalten. Sie ähneln Listen, jedoch ohne die umfangreiche Funktionalität, die Ihnen die Klasse list bietet. Eine wesentliche Eigenschaft von Tupeln ist, dass sie – genau wie Zeichenketten – unveränderlich (immutable) sind, d. h. Sie können Tupel nicht verändern.

Tupel werden definiert, indem Elemente angegeben werden, die durch Kommas getrennt und optional von einem Paar runder Klammern umschlossen sind.

Tupel werden üblicherweise in Fällen verwendet, in denen eine Anweisung oder eine benutzerdefinierte Funktion sicher davon ausgehen kann, dass sich die Sammlung von Werten (d. h. das verwendete Tupel von Werten) nicht ändern wird.

Beispiel ds_using_tuple_de.py

Quellcode

# Ich empfehle, immer runde Klammern zu verwenden
# um Start und Ende eines Tuples zu kennzeichnen
# (Obwohl die runden Klammern optional sind)
# Explizit ist besser als implizit
zoo = ('Python', 'Elefant', 'Pinguin')
print('Anzahl der Tiere im Zoo:', len(zoo))

neuer_zoo = 'Affe', 'Kamel', zoo    # Klammern sind nicht notwendig, aber eine gute Idee
print('Anzahl der Käfige im Zoo:', len(neuer_zoo))
print('Alle Tiere im neuen Zoo:', neuer_zoo)
print('Tiere vom alten Zoo:', neuer_zoo[2])
print('Das letzte Tier vom alten Zoo:', neuer_zoo[2][2])
print('Anzahl der Tiere im neuen Zoo: ',
      len(neuer_zoo)-1+len(neuer_zoo[2]))

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

Ausgabe

$ python3 ds_using_tuple_de.py
Anzahl der Tiere im Zoo: 3
Anzahl der Käfige im Zoo: 3
Alle Tiere im neuen Zoo: ('Affe', 'Kamel', ('Python', 'Elefant', 'Pinguin'))
Tiere vom alten Zoo: ('Python', 'Elefant', 'Pinguin')
Das letzte Tier vom alten Zoo: Pinguin
Anzahl der Tiere im neuen Zoo:  5

Wie es funktioniert

Die Variable zoo verweist auf ein Tupel von Elementen. Wir sehen, dass die Funktion len verwendet werden kann, um die Länge des Tupels zu bestimmen. Dies zeigt ebenfalls, dass ein Tupel eine Sequenz ist.

Wir verlegen diese Tiere nun in einen neuen Zoo, da der alte Zoo geschlossen wird. Daher enthält das Tupel neuer_zoo einige Tiere, die bereits dort sind, zusammen mit den Tieren, die aus dem alten Zoo übernommen wurden. Zurück zur Realität: Beachten Sie, dass ein Tupel innerhalb eines Tupels seine Identität nicht verliert.

Wir können auf die Elemente im Tupel zugreifen, indem wir die Position des Elements innerhalb eines Paares eckiger Klammern angeben, genau wie wir es bei Listen getan haben. Dies wird als Indexierungsoperator bezeichnet. Wir greifen auf das dritte Element in neuer_zoo zu, indem wir neuer_zoo[2] angeben, und wir greifen auf das dritte Element innerhalb des dritten Elements des Tupels neuer_zoo zu, indem wir new_zoo[2][2] angeben. Dies ist ziemlich einfach, sobald Sie das Prinzip verstanden haben.

Tupel mit 0 oder 1 Elementen

Ein leeres Tupel wird durch ein leeres Paar runder Klammern erzeugt, beispielsweise nichts_drin = (). Ein Tupel mit nur einem einzelnen Element ist jedoch nicht so einfach. Sie müssen es mit einem Komma nach dem ersten (und einzigen) Element angeben, damit Python zwischen einem Tupel und einem Paar runder Klammern um ein Objekt in einem Ausdruck unterscheiden kann, d. h. Sie müssen einsertupel = (2 , ) angeben, wenn Sie ein Tupel mit dem Element 2 meinen.

Hinweis für Perl-Programmierer

Eine Liste innerhalb einer Liste verliert ihre Identität nicht, d. h. Listen werden nicht wie in Perl „abgeflacht“. Dasselbe gilt für ein Tupel innerhalb eines Tupels, ein Tupel innerhalb einer Liste oder eine Liste innerhalb eines Tupels usw. Aus Sicht von Python handelt es sich lediglich um Objekte, die mithilfe eines anderen Objekts gespeichert werden – mehr nicht.

Dictionary

• ( dictonary: Wörterbuch, Verzeichnis)

• ( key: Schlüssel, Einträge)

• ( values: Werte)

• ( unique: eindeutig, einzigartig)

Ein Dictionary ist wie ein Adressbuch, in dem Sie die Adresse oder Kontaktdaten einer Person finden können, von welcher Sie nur den Namen kennen, d. h. wir verknüpfen Schlüssel (keys) (Name) mit Werten (values) (Details). Beachten Sie, dass der Schlüssel eindeutig (unique) sein muss – genauso wie Sie die korrekten Informationen nicht finden können, wenn zwei Personen exakt denselben Namen haben.

Beachten Sie, dass Sie nur unveränderliche (immutable) Objekte (wie Strings) als Schlüssel eines Dictionarys verwenden können, während Sie sowohl unveränderliche als auch veränderliche Objekte als Werte eines Dictionarys verwenden können. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass Sie nur einfache Objekte als Schlüssel verwenden sollten.

Paare aus Schlüsseln und Werten werden in einem Dictionary mithilfe der Notation d = {key1 : value1, key2 : value2 } angegeben. Beachten Sie, dass Schlüssel-Wert-Paare durch einen Doppelpunkt getrennt sind, die einzelnen Paare wiederum durch Kommas getrennt werden und das Ganze in geschweifte Klammern eingeschlossen ist.

Denken Sie daran, dass Schlüssel-Wert-Paare in einem Dictionary in keiner Weise geordnet sind. Wenn Sie eine bestimmte Reihenfolge wünschen, müssen Sie diese selbst sortieren, bevor Sie sie verwenden.

Die Dictionarys, die Sie verwenden werden, sind Instanzen/Objekte der Klasse dict.

Beispiel ds_using_dict_de.py

Quellcode

# 'ab' steht für AdressBuch

ab = {
    'Swaroop': 'swaroop@swaroopch.com',
    'Larry': 'larry@wall.org',
    'Matsumoto': 'matz@ruby-lang.org',
    'Spammer': 'spammer@hotmail.com'
}

print("Swaroop's Email ist", ab['Swaroop'])

# Löschen eines key-value Paares
del ab['Spammer']

# key-value Paare zählen
print('\nEs sind {} Kontakte im Adressbuch\n'.format(len(ab)))

# iterieren über das dictionary
for name, addresse in ab.items():
    print('Die Email von  {} ist {}'.format(name, addresse))

# key-value Paar hinzufügen
ab['Guido'] = 'guido@python.org'

# testen ob ein Key im Dictionary drin ist
if 'Guido' in ab:
    print("\nGuido's email lautet", ab['Guido'])

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

Ausgabe

$ python3 ds_using_dict_de.py
Swaroop's Email ist swaroop@swaroopch.com

Es sind 3 Kontakte im Adressbuch

Die Email von  Swaroop ist swaroop@swaroopch.com
Die Email von  Larry ist larry@wall.org
Die Email von  Matsumoto ist matz@ruby-lang.org

Guido's email lautet guido@python.org

Wie es funktioniert

Wir erstellen das Dictionary ab mithilfe der bereits besprochenen Notation. Anschließend greifen wir auf Schlüssel-Wert-Paare zu, indem wir den Schlüssel mithilfe des Indexierungsoperators angeben, wie wir es bereits im Zusammenhang mit Listen und Tupeln besprochen haben. Beachten Sie die einfache Syntax.

Wir können Schlüssel-Wert-Paare mithilfe unseres alten Bekannten – der Anweisung del – löschen. Wir geben einfach das Dictionary und den Indexierungsoperator für den zu entfernenden Schlüssel an und übergeben dies an die Anweisung del. Für diese Operation ist es nicht notwendig, den Wert zu kennen, der dem Schlüssel entspricht.

Anschließend greifen wir mithilfe der Methode items des Dictionarys auf jedes Schlüssel-Wert-Paar zu. Diese Methode gibt eine Liste von Tupeln zurück, wobei jedes Tupel ein Paar von Elementen enthält – zuerst den Schlüssel, gefolgt vom Wert. Mithilfe der Schleife for..in holen wir dieses Paar ab und weisen es den Variablen name und addresse entsprechend zu. Danach geben wir diese Werte innerhalb des for-Blocks aus.

Wir können neue key-value-Paare hinzufügen, indem wir einfach den Indexierungsoperator verwenden, um auf einen Schlüssel zuzugreifen und diesem einen Wert zuzuweisen, wie wir es im obigen Beispiel für Guido getan haben.

Wir können mithilfe des Operators in überprüfen, ob ein Schlüssel-Wert-Paar existiert.

Eine Liste der Methoden der Klasse dict finden Sie unter help(dict).

Schlüsselwortargumente und Dictionarys

Wenn Sie in Ihren Funktionen Schlüsselwortargumente verwendet haben, dann haben Sie bereits Dictionarys benutzt! Denken Sie einmal darüber nach – das Schlüssel-Wert-Paar wird von Ihnen in der Parameterliste der Funktionsdefinition angegeben, und wenn Sie innerhalb Ihrer Funktion auf Variablen zugreifen, ist dies lediglich ein Schlüsselzugriff auf ein Dictionary (das in der Terminologie des Compilerbaus als Symboltabelle (symbol table) bezeichnet wird).

Sequenz

Listen, Tupel und Zeichenketten sind Beispiele für Sequenzen – aber was sind Sequenzen und was ist so besonders an ihnen?

Die wichtigsten Eigenschaften sind Mitgliedschaftstests (d. h. die Ausdrücke in und not in) sowie Indexierungsoperationen, die es uns ermöglichen, direkt ein bestimmtes Element der Sequenz abzurufen.

Die drei oben genannten Sequenztypen – Listen, Tupel und Zeichenketten – besitzen außerdem eine Slicing-Operation, die es uns erlaubt, einen Ausschnitt der Sequenz, d. h. einen Teil der Sequenz, abzurufen.

Beispiel ds_seq_de.py

Quellcode

einkaufsliste = ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']
name = 'Swaroop'

# Indexing oder 'Subscription' operation #
print('Item 0 ist', einkaufsliste[0])
print('Item 1 ist', einkaufsliste[1])
print('Item 2 ist', einkaufsliste[2])
print('Item 3 ist', einkaufsliste[3])
print('Item -1 ist', einkaufsliste[-1])
print('Item -2 ist', einkaufsliste[-2])
print('Buchstabe 0 ist', name[0])

# Slicing einer Liste #
print('Items mit Index 1 bis 3 sind', einkaufsliste[1:3])
print('Items mit Index 2 bis (inkl.) zum Ende sind', einkaufsliste[2:])
print('Items mit Index 1 bis Index -1 sind', einkaufsliste[1:-1])
print('Items vom Start bis zum Ende sind', einkaufsliste[:])

# Slicing eines Strings #
print('Buchstaben mit Index 1 bis 3 sind', name[1:3])
print('Buchstaben mit Index 2 bis (inkl.) zum Ende sind', name[2:])
print('Buchstaben mit Index 1 bis -1 sind', name[1:-1])
print('Buchstaben vom Start bis zum Ende sind', name[:])

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

Ausgabe

$ python3 ds_seq_de.py
Item 0 ist Apfel
Item 1 ist Mango
Item 2 ist Karotte
Item 3 ist Banane
Item -1 ist Banane
Item -2 ist Karotte
Buchstabe 0 ist S
Items mit Index 1 bis 3 sind ['Mango', 'Karotte']
Items mit Index 2 bis (inkl.) zum Ende sind ['Karotte', 'Banane']
Items mit Index 1 bis Index -1 sind ['Mango', 'Karotte']
Items vom Start bis zum Ende sind ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']
Buchstaben mit Index 1 bis 3 sind wa
Buchstaben mit Index 2 bis (inkl.) zum Ende sind aroop
Buchstaben mit Index 1 bis -1 sind waroo
Buchstaben vom Start bis zum Ende sind Swaroop

Wie es funktioniert

Zunächst sehen wir uns an, wie Indizes verwendet werden, um einzelne Elemente einer Sequenz abzurufen. Dies wird auch als Subskriptionsoperation bezeichnet. Immer wenn Sie einer Sequenz innerhalb eckiger Klammern eine Zahl angeben, wie oben gezeigt, liefert Ihnen Python das Element, das dieser Position in der Sequenz entspricht. Denken Sie daran, dass Python bei 0 mit dem Zählen beginnt. Daher liefert einkaufsliste[0] das erste Element und einkaufsliste[3] das vierte Element der Sequenz einkaufsliste.

Der Index kann auch eine negative Zahl sein. In diesem Fall wird die Position vom Ende der Sequenz aus berechnet. Daher bezieht sich einkaufsliste[-1] auf das letzte Element der Sequenz und einkaufsliste[-2] liefert das vorletzte Element der Sequenz.

Die Slicing-Operation wird verwendet, indem der Name der Sequenz gefolgt von einem optionalen Zahlenpaar angegeben wird, das durch einen Doppelpunkt innerhalb eckiger Klammern getrennt ist. Beachten Sie, dass dies der Indexierungsoperation sehr ähnlich ist, die Sie bisher verwendet haben. Denken Sie daran, dass die Zahlen optional sind – der Doppelpunkt jedoch nicht.

Die erste Zahl (vor dem Doppelpunkt) in der Slicing-Operation verweist auf die Position, an der der Ausschnitt beginnt, und die zweite Zahl (nach dem Doppelpunkt) gibt an, an welcher Stelle der Ausschnitt endet. Wenn die erste Zahl nicht angegeben wird, beginnt Python am Anfang der Sequenz. Wenn die zweite Zahl ausgelassen wird, endet Python am Ende der Sequenz. Beachten Sie, dass der zurückgegebene Ausschnitt an der Startposition beginnt und unmittelbar vor der End-Position endet, d. h. die Startposition ist enthalten, die Endposition jedoch nicht.

Somit liefert einkaufsliste[1:3] einen Ausschnitt der Sequenz beginnend bei Position 1, enthält Position 2, endet jedoch vor Position 3. Daher wird ein Ausschnitt aus zwei Elementen zurückgegeben. Ebenso liefert einkaufsliste[:] eine Kopie der gesamten Sequenz.

Sie können Slicing auch mit negativen Positionen durchführen. Negative Zahlen werden für Positionen vom Ende der Sequenz aus verwendet. Beispielsweise liefert einkaufsliste[:-1] einen Ausschnitt der Sequenz, der das letzte Element der Sequenz ausschließt, jedoch alles andere enthält.

Sie können außerdem ein drittes Argument für den Ausschnitt angeben, nämlich die Schrittweite (step) für das Slicing (standardmäßig beträgt die Schrittweite 1):

>>> einkaufsliste = ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']
>>> shoplist[::1]
['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']
>>> shoplist[::2]
['Apfel', 'Karotte']
>>> shoplist[::3]
['Apfel', 'Banane']
>>> shoplist[::-1]
['Banane', 'Karotte', 'Mango', 'Apfel']

Beachten Sie, dass wir bei einer Schrittweite von 2 die Elemente mit den Positionen 0, 2, … erhalten. Wenn die Schrittweite 3 beträgt, erhalten wir die Elemente mit den Positionen 0, 3 usw.

Probieren Sie verschiedene Kombinationen solcher Slice-Spezifikationen interaktiv im Python-Interpreter aus, d. h. an der Eingabeaufforderung, damit Sie die Ergebnisse sofort sehen können. Das Großartige an Sequenzen ist, dass Sie auf Tupel, Listen und Zeichenketten auf dieselbe Weise zugreifen können!

Set

Sets sind ungeordnete Sammlungen einfacher Objekte. Sie werden verwendet, wenn die Existenz eines Objekts in einer Sammlung wichtiger ist als die Reihenfolge oder wie oft es vorkommt.

Mithilfe von Sets können Sie auf Mitgliedschaft testen, überprüfen, ob ein Set eine Teilmenge eines anderen Sets ist, die Schnittmenge zweier Sets bestimmen und vieles mehr.

>>> bri= set(['Brasilien', 'Russland', 'Indien'])
>>> 'Indien' in bri
True
>>> 'USA' in bri
False
>>> bric = bri.copy()
>>> bric.add('China')
>>> bric.issuperset(bri)
True
>>> bri.remove('russia')
>>> bri & bric # OR bri.intersection(bric)
{'brazil', 'india'}

Wie es funktioniert

Wenn Sie sich an die grundlegende Mengenlehre aus der Schule erinnern, dann erklärt sich dieses Beispiel weitgehend von selbst. Falls nicht, können Sie nach „set theory“ und „Venn diagram“ suchen, um unsere Verwendung von Sets in Python besser zu verstehen.

Referenzen

Wenn Sie ein Objekt erstellen und es einer Variablen zuweisen, dann verweist die Variable lediglich auf das Objekt und repräsentiert nicht das Objekt selbst! Das bedeutet, dass der Variablenname auf den Bereich im Speicher Ihres Computers zeigt, in dem das Objekt gespeichert ist. Dies wird als Bindung des Namens an das Objekt bezeichnet.

Im Allgemeinen müssen Sie sich darüber keine Sorgen machen, aber es gibt einen subtilen Effekt aufgrund von Referenzen, den Sie kennen sollten:

Beispiel ds_reference_de.py

Quellcode

print('Einfache Zuweisung')
obst = ['Apfel', 'Mango', 'Karotte', 'Banane']
# einkaufsliste ist nur ein anderer name für das obst objekt
früchte = obst

# Erstes Element löschen (Das erste Element in Python hat immer den Index 0)
del früchte[0]

print('Obst:', obst)
print('Früchte:', früchte)
# Beachte daß der Apfel in beiden listen nicht mehr existiert.
# Dies beweist daß beide Listen auf ein und dasselbe Objekt zeigen

print('Kopieren (full slice)')
# eine Kopie der Liste Obst erzeugen (full slice)
früchte = obst[:] 
# (Nur von) früchte das erste Element entfernen)
del früchte[0]

print('Obst:', obst)
print('Früchte', früchte)
# Beachte den Unterschied zwischen beiden Listen

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

Ausgabe

$ python3 ds_reference_de.py
Einfache Zuweisung
Obst: ['Mango', 'Karotte', 'Banane']
Früchte: ['Mango', 'Karotte', 'Banane']
Kopieren (full slice)
Obst: ['Mango', 'Karotte', 'Banane']
Früchte ['Karotte', 'Banane']

Wie es funktioniert

Der Großteil der Erklärung befindet sich in den Kommentaren.

Denken Sie daran: Wenn Sie eine Kopie einer Liste oder ähnlicher Sequenzen bzw. komplexer Objekte (nicht einfacher Objekte wie Ganzzahlen) erstellen möchten, dann müssen Sie die Slicing-Operation verwenden, um eine Kopie anzulegen. Wenn Sie lediglich den Variablennamen einem anderen Namen zuweisen, dann werden beide auf dasselbe Objekt ‘‘verweisen’’, was problematisch sein kann, wenn Sie nicht vorsichtig sind.

Hinweis für Perl-Programmierer

Denken Sie daran, dass eine Zuweisungsanweisung für Listen keine Kopie erstellt. Sie müssen die Slicing-Operation verwenden, um eine Kopie der Sequenz anzulegen.

Mehr über Zeichenketten

• ( strings: )

Wir haben Zeichenketten bereits früher ausführlich behandelt. Was könnte es darüber hinaus noch zu wissen geben? Nun, wussten Sie, dass Zeichenketten ebenfalls Objekte sind und Methoden besitzen, die alles Mögliche tun – vom Überprüfen eines Teils einer Zeichenkette bis hin zum Entfernen von Leerzeichen? Tatsächlich haben Sie bereits eine String-Methode verwendet … die Methode format!

Die Zeichenketten, die Sie in Programmen verwenden, sind allesamt Objekte der Klasse str. Einige nützliche Methoden dieser Klasse werden im nächsten Beispiel demonstriert. Eine vollständige Liste solcher Methoden finden Sie unter help(str).

Beispiel ds_str_methods_de.py

Quellcode

# Das ist ein  String-Objekt
name = 'Swaroop'

if name.startswith('Swa'):
    print('Ja, der String beginnt mit "Swa"')

if 'a' in name:
    print('Ja, der String enthält ein "a"')

if name.find('war') != -1:
    print('Ja, der String enthält den (sub)string "war"')

delimiter = '_*_'
länderliste = ['Brazil', 'Russia', 'India', 'China']
print(delimiter.join(länderliste))

Die Zeilennummern sind nicht Bestandteil des Quellcodes

$ python3 ds_str_methods_de.py
Ja, der String beginnt mit "Swa"
Ja, der String enthält ein "a"
Ja, der String enthält den (sub)string "war"
Brazil_*_Russia_*_India_*_China

Wie es funktioniert

Hier sehen wir viele String-Methoden in Aktion. Die Methode startswith wird verwendet, um herauszufinden, ob die Zeichenkette mit einer bestimmten Zeichenkette beginnt. Der Operator in wird verwendet, um zu überprüfen, ob eine bestimmte Zeichenkette Teil einer anderen Zeichenkette ist.

Die Methode find wird verwendet, um die Position einer gegebenen Teilzeichenkette innerhalb der Zeichenkette zu finden; find gibt -1 zurück, wenn die Teilzeichenkette nicht gefunden wird. Die Klasse str besitzt außerdem eine praktische Methode join, die die Elemente einer Sequenz mithilfe der Zeichenkette als Trennzeichen zwischen den einzelnen Elementen verbindet und daraus eine größere Zeichenkette erzeugt.

Zusammenfassung

Wir haben die verschiedenen eingebauten Datenstrukturen von Python ausführlich untersucht. Diese Datenstrukturen sind unverzichtbar für das Schreiben von Programmen mit angemessener Größe.

Da wir nun viele der Grundlagen von Python behandelt haben, werden wir als Nächstes sehen, wie man ein reales Python-Programm entwirft und schreibt.