Variablentypen und Stringspielereien

Inzwischen hast du schon recht viel mit Variablen gearbeitet. Ist Dir dabei aufgefallen, dass bei einem a = input("Gib was ein: ") und a = 1 das erste a für einen Text steht und das zweite für eine Zahl? In vielen Programmiersprachen musst du bevor du eine Variable das erste Mal nutzen kann, dem Rechner sagen, wie du diese Variable verwenden willst. Im nächsten Gurt fängst du beispielsweise an, die Sprache C zu lernen. Da wird das genau so gemacht. Das brauchst du in Python aber nicht. Das hat so seine Vor- und Nachteile.

String und Integer

Steht eine Variable für einen Text, verwendet man sie als sogenannten String, abgekürzt str. Bei ganzen Zahlen nennt man sie Integer (engl. für ganze Zahl), abgekürzt int. Ganze Zahl heißt - es gehen sowohl positive als auch negative Zahlen. Mit type(a) kannst du Dir ausgeben lassen, wie die Variable verwendet wird. Probiere mal folgenden Code aus:

a = "Das ist Text"
print(type(a))
a = 1
print(type(a))

Ja, und? Macht das einen Unterschied? Probiere mal folgenden Code aus:

number1 = 5
number2 = 3
text = "Quatsch"
print(type(number1))
print(type(number2))
print(type(text))
print(number1 + number2)
print(number1 + text)

Du kannst Python auch anweisen, dass Variablen einen bestimmten Typ annehmen. Mit int(a) sorgst du dafür, dass a als Zahl behandelt wird und mit str(a), dass es als Text verwendet wird. Probiere Folgendes aus:

number1 = 5
number2 = 3
print(type(number1))
print(number1 + number2)
number1 = str(number1)
number2 = str(number2)
print(number1 + number2)

Und jetzt probieren wird es in die andere Richtung:

text1 = "alles"
text2 = " Quatsch"
print(text1 + text2)

Jetzt füge vor dem print noch ein text1 = int(text1) ein und führe den Code aus.

Es knallt

Da wird es „knallen“, will sagen, es gibt eine Fehlermeldung. Warum ist das so? Weil du Text nicht als Integer behandeln kannst. Dein Taschenrechner ist insoweit abhängig davon, dass kein Nutzender auf die Idee kommt, einen Buchstaben einzugeben. Es ist nie gut, darauf zu vertrauen, dass Nutzende sinnvolle Dinge tun. Das ist ein Sicherheitsrisiko (und schön ist es auch nicht, wenn ein Programm sich aufhängt). Wie man solche Möglichkeiten abfängt, zeigen wir dir weiter unten. Das müssen wir hier gerade noch offen lassen. Was du aber aus Gründen der Sicherheit immer im Hinterkopf haben musst - Eingaben von Benutzenden darf niemals nicht vertraut werden. Entweder, weil dort ein Mensch sitzt, der schlichtweg mal Fehler macht oder weil dort ein Mensch vor deinem Code sitzt, welche:r böswillig Fehleingaben vornimmt.

Float und Bool

Wir wollen uns ein paar weitere Variablentypen anschauen:

a = 3.14
print(type(a))
a = True
print(type(a))
a = False
print(type(a))

Der erste Typ nennt sich Float (float) und ist für sogenannte Gleitkommazahlen gedacht. Spätestens wenn du dividierst oder mit Prozenten arbeitest, tauchen sie auf. Hier gibt es aber echte Untiefen, da Computer nicht so rechnen, wie wir das erwarten. Auf das Thema werden wir noch mehrfach zurückkommen.

Wie groß ein int oder float sein kann, hing unter Python2 noch von deinem System ab. Und das ist bei vielen Computersprachen ebenfalls so. In Python3 - was du sicherlich verwendest - besteht diese Beschränkung theoretisch nicht mehr. Du kannst dir ja mal eine kleine Funktion bauen, die immer wieder 1 auf eine Variable draufaddiert und mal schauen, wie weit du damit kommst.

Interessant ist der zweite Typ. Der nennt sich Bool (bool) oder Boolean (gesprochen Buhl bzw. Buhleo. Im Deutschen sog. boolesche Werte). Das ist ein Gedenken an den amerikanischen Mathematiker George Boole, der im 19. Jahrhundert lebte. Dieser Variablentyp kann nur zwischen Wahr und Falsch unterscheiden. Das klingt banal, aber du wirst sehen, dass er sehr praktisch ist und häufig Verwendung findet.

Python kennt noch mehr Variablentypen. Aber an dieser Stelle sollen uns die erst einmal genügen.

Explizite Typenumwandlung

Python versucht den Typ der Variable passend für Dich umzuwandeln. Wenn du also einen String mit einem Integer addierst, würde in vielen Sprachen ein Fehler ausgeworfen werden. Python wandelt automatisch den Integer in einen String um – und wenn zwei Strings „addiert“ werden, dann hängt Python sie einfach hintereinander. Die andere Richtung geht nicht unbedingt. Denn ein String kann nur in einen Integer umgewandelt werden, wenn er nur aus Zahlen besteht. Fluch und Segen hängen oft nahe bei einander: Auf der einen Seite kann Dir diese automatische Umwandlung manch einen Programmabsturz ersparen. Auf der anderen Seite hast du Deinen Code nicht richtig im Griff, sonst hättest du wohl eher ausdrücklich (wir sagen explizit) die Variable umgewandelt. Will sagen – wenn a = 1 und b = "a" ist, dann ist a + b = 1a. Denn a wird zu einem String umgewandelt und beide werden kombiniert. Würde aber b einmal eine Zahl sein, dann würde Python nicht umwandeln, sondern sie addieren. Puh. Du müsstest also sicher sagen können, was in den Variablen drin steckt. Sicherer ist es in diesem Fall zu schreiben str(a) + str(b). Dann kannst du Dir sicher sein, was jetzt passiert. Dieses Thema ist anfangs etwas sperrig, aber wir kommen da so früh drauf, weil hier echte Untiefen lauern. Wenn du das Gefühl hast, du bekommst „komische“ Ergebnisse oder der Code läuft einfach nicht, schau Dir immer auch an, was die einzelnen Variablen gerade so machen. Wenn du Dir unsicher bist, definiere sie explizit, also mit Variablentyp. Keine Sorge, wir werden das Thema noch üben und immer wieder darauf zurückkommen. Wichtig ist an dieser Stelle, dass du schon davon gehört hast und versucht, einen Blick dafür zu entwickeln, mit was für einem Variablentyp du es gerade zu tun hast. Im Code kannst du immer mit type(Variablenname) auswerfen lassen, wie Python ihn gerade behandelt.

Stringspielereien

Die Überschrift hieß nicht nur Variablentypen, sondern auch Stringspielereien. Wie man zwei Strings wie "ot" "to" kombiniert, hast du schon gesehen: aus "ot" + "to" wird "otto". Das ein String in zwei "" eingefasst werden muss, haben wir noch nicht explizit gesagt, ist Dir aber sicherlich schon aufgefallen. du kannst auch das ` nehmen, also das Zeichen über der Raute. Beides geht, du solltest es nur nicht in einem Code mischen. Aber was machst du nun, wenn du in einem String sagen wolltest:print("Und er sagt: "Hallo""). Nur zu, Hack das ein. Soviel vorweg – das wird nichts. Denn Python liest das erste und weiß – jetzt geht der String los. Dann kommt das zweite und er denkt, der String ist zu Ende. Und dann kommt etwas, mit er echt nichts anfangen kann – "Hallo". Typisch menschlicher Kram halt. Hier gibt es zwei Wege.

Entweder du schreibst print("Und er sagt: \Hallo`“)bzw.print(`Und er sagt: “Hallo”`). Oder besser, du sagst ihm, dass das folgende Zeichen nicht in weiter beachtet werden soll. Dafür benutzen wir den sogenannten Backslash. Das ist der Querstrich beim ß, den du mit AltGr ansteuerst. Du würdest also schreiben print(“Und er sagt: \“Hallo\""). Python liest die ersten Anführungszeichen und weiß, der String geht los. Bei den zweiten kommt erst der ` – da sagt sich Python – nicht verarbeiten, stumpf ausgeben. Wir nennen diesen Vorgang escapen, von entkommen oder aussteigen. Und nur damit du es gesehen hast – man kann auch mit drei " oder ``` arbeiten, um einen String zu definieren. Das funktioniert sogar über Zeilen hinweg.

Die Ausgabe von Variablen hast du schon gesehen, auch die Kombination mit Text. Dafür gibt es einen einfachen und einen eleganten Weg. Der einfache Weg ist print("Inhalt von a: ", a). Der ist aber veraltet und wenig elegant. Besser ist:

inhalt = 1000
print(f"Der Inhalt ist: {inhalt}")

Probier mal aus! Falls Dir mal solche Konstrukte mit einem %-Zeichen über den Weg laufen – das ist eine veraltete Methode, um Strings in Python zu formatieren. Ein Vorteil der neuen Methode ist, dass das f gerüchteweise nicht nur für format, sondern auch für fast steht. Der Code kann damit schneller ausgeführt werden. Das funktioniert auch mit mehreren Variablen:

vorname = "Guido"
nachname = "van Rossum"
print(f"Die Programmiersprache Python wurde von {vorname} {nachname} erfunden.")

Auch solche „Spielereien“ funktionieren:

inhalt = 1000
print(f"Der Inhalt hat sich vermehrt - {inhalt + 100}")

Wir werden später noch einmal auf das Thema zurückkommen, weil sich so beispielsweise auch etwas wie ein Datum passend formatieren lässt.