Rheinwerk Computing < openbook >

 
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Die Programmiersprache Python
Teil I Einstieg in Python
3 Erste Schritte im interaktiven Modus
4 Der Weg zum ersten Programm
5 Kontrollstrukturen
6 Dateien
7 Das Laufzeitmodell
8 Funktionen, Methoden und Attribute
9 Informationsquellen zu Python
Teil II Datentypen
10 Das Nichts – NoneType
11 Operatoren
12 Numerische Datentypen
13 Sequenzielle Datentypen
14 Zuordnungen
15 Mengen
16 Collections
17 Datum und Zeit
18 Aufzählungstypen – Enum
Teil III Fortgeschrittene Programmiertechniken
19 Funktionen
20 Modularisierung
21 Objektorientierung
22 Ausnahmebehandlung
23 Iteratoren
24 Kontextobjekte
25 Manipulation von Funktionen und Methoden
Teil IV Die Standardbibliothek
26 Mathematik
27 Kryptografie
28 Reguläre Ausdrücke
29 Schnittstelle zu Betriebssystem und Laufzeitumgebung
30 Kommandozeilenparameter
31 Dateisystem
32 Parallele Programmierung
33 Datenspeicherung
34 Netzwerkkommunikation
35 Debugging und Qualitätssicherung
36 Dokumentation
Teil V Weiterführende Themen
37 Anbindung an andere Programmiersprachen
38 Distribution von Python-Projekten
39 Grafische Benutzeroberflächen
40 Python als serverseitige Programmiersprache im WWW – ein Einstieg in Django
41 Wissenschaftliches Rechnen
42 Insiderwissen
43 Von Python 2 nach Python 3
A Anhang
Stichwortverzeichnis

Download:
- Beispielprogramme, ca. 464 KB

Jetzt Buch bestellen
Ihre Meinung?

Spacer
<< zurück
Python 3 von Johannes Ernesti, Peter Kaiser
Das umfassende Handbuch
Buch: Python 3

Python 3
Pfeil 12 Numerische Datentypen
Pfeil 12.1 Arithmetische Operatoren
Pfeil 12.2 Vergleichende Operatoren
Pfeil 12.3 Konvertierung zwischen numerischen Datentypen
Pfeil 12.4 Ganzzahlen – int
Pfeil 12.4.1 Zahlensysteme
Pfeil 12.4.2 Bit-Operationen
Pfeil 12.4.3 Methoden
Pfeil 12.5 Gleitkommazahlen – float
Pfeil 12.6 Boolesche Werte – bool
Pfeil 12.6.1 Logische Operatoren
Pfeil 12.6.2 Wahrheitswerte nicht-boolescher Datentypen
Pfeil 12.6.3 Auswertung logischer Operatoren
Pfeil 12.7 Komplexe Zahlen – complex
 
Zum Seitenanfang

12.6    Boolesche Werte – bool Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Eine Instanz des Datentyps bool[ 35 ](Der Name bool geht zurück auf den britischen Mathematiker und Logiker George Boole (1815–1864). ) kann nur zwei verschiedene Werte annehmen: »wahr« oder »falsch« oder, um innerhalb der Python-Syntax zu bleiben, True oder False. Deshalb ist es auf den ersten Blick absurd, bool den numerischen Datentypen unterzuordnen. Wie in vielen Programmiersprachen üblich, wird in Python True analog zur 1 und False analog zur 0 gesehen, sodass sich mit booleschen Werten genauso rechnen lässt wie beispielsweise mit den ganzen Zahlen. Bei den Namen True und False handelt es sich um Konstanten, die im Quelltext verwendet werden können. Beachten Sie besonders, dass die Konstanten mit einem Großbuchstaben beginnen:

v1 = True
v2 = False
 
Zum Seitenanfang

12.6.1    Logische Operatoren Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Ein oder mehrere boolesche Werte lassen sich mithilfe bestimmter Operatoren zu einem booleschen Ausdruck kombinieren. Ein solcher Ausdruck resultiert, wenn er ausgewertet wurde, wieder in einem booleschen Wert, also in True oder False. Bevor es zu theoretisch wird, folgt hier zunächst die Tabelle der sogenannten logischen Operatoren[ 36 ](Beachten Sie, dass es einen Unterschied gibt zwischen den logischen Operatoren, die im Zusammenhang mit booleschen Werten stehen, und den binären Operatoren, die sich auf die Binärdarstellung einer Zahl beziehen. ), und darunter sehen Sie weitere Erklärungen mit konkreten Beispielen.

Operator Ergebnis
not x logische Negierung von x
x and y logisches UND zwischen x und y
x or y logisches (nicht ausschließendes) ODER zwischen x und y

Tabelle 12.6    Logische Operatoren des Datentyps bool

Logische Negierung

Die logische Negierung eines booleschen Wertes ist schnell erklärt: Der entsprechende Operator not macht True zu False und False zu True. In einem konkreten Beispiel würde das folgendermaßen aussehen:

if not x: 
print("x ist False")
else:
print("x ist True")

Logisches UND

Das logische UND zwischen zwei Wahrheitswerten ergibt nur dann True, wenn beide Operanden bereits True sind. In Tabelle 12.7 sind alle möglichen Fälle aufgelistet:

x y x and y
True True True
False True False
True False False
False False False

Tabelle 12.7    Mögliche Fälle des logischen UND

In einem konkreten Beispiel würde die Anwendung des logischen UND so aussehen:

if x and y: 
print("x und y sind True")

Logisches ODER

Das logische ODER zwischen zwei Wahrheitswerten ergibt genau dann eine wahre Aussage, wenn mindestens einer der beiden Operanden wahr ist. Es handelt sich demnach um ein nicht ausschließendes ODER. Ein Operator für ein logisches ausschließendes (exklusives) ODER existiert in Python nicht[ 37 ](Ein logisches exklusives ODER zwischen x und y lässt sich über (x or y) and not (x and y) nachbilden. ). Tabelle 12.8 listet alle möglichen Fälle auf:

x y x or y
True True True
False True True
True False True
False False False

Tabelle 12.8    Mögliche Fälle des logischen ODER

Ein logisches ODER könnte folgendermaßen implementiert werden:

if x or y: 
print("x oder y ist True")

Selbstverständlich können Sie all diese Operatoren miteinander kombinieren und in einem komplexen Ausdruck verwenden. Das könnte etwa folgendermaßen aussehen:

if x and y or ((y and z) and not x): 
print("Holla die Waldfee")

Wir möchten diesen Ausdruck hier nicht im Einzelnen besprechen. Es sei nur gesagt, dass der Einsatz von Klammern den erwarteten Effekt hat, nämlich dass umklammerte Ausdrücke zuerst ausgewertet werden. Tabelle 12.9 zeigt den Wahrheitswert des Ausdrucks auf, und zwar in Abhängigkeit von den drei Parametern x, y und z:

x y z x and y or ((y and z) and not x)
True True True True
False True True True
True False True False
True True False True
False False True False
False True False False
True False False False
False False False False

Tabelle 12.9    Mögliche Ergebnisse des Ausdrucks

Zusammenhang zu vergleichenden Operatoren

Zu Beginn des Abschnitts über numerische Datentypen haben wir einige vergleichende Operatoren eingeführt, die eine Wahrheitsaussage in Form eines booleschen Wertes ergeben. Das folgende Beispiel zeigt, dass diese ganz selbstverständlich zusammen mit den logischen Operatoren verwendet werden können:

if x > y or (y > z and x != 0): 
print("Mein lieber Schwan")

In diesem Fall muss es sich bei x, y und z um Instanzen vergleichbarer Typen handeln, wie zum Beispiel int, float oder bool.

 
Zum Seitenanfang

12.6.2    Wahrheitswerte nicht-boolescher Datentypen Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Mithilfe der Built-in Function bool lassen sich Instanzen eines jeden Basisdatentyps in einen booleschen Wert überführen.

>>> bool([1,2,3])
True
>>> bool("")
False
>>> bool(-7)
True

Dies ist eine sinnvolle Eigenschaft, da sich eine Instanz der Basisdatentypen häufig in zwei Stadien befinden kann: »leer« und »nicht leer«. Oftmals möchte man beispielsweise testen, ob ein String Buchstaben enthält oder nicht. Da ein String in einen booleschen Wert konvertiert werden kann, wird ein solcher Test sehr einfach durch logische Operatoren möglich:

>>> not ""
True
>>> not "abc"
False

Durch Verwendung eines logischen Operators wird der Operand automatisch als Wahrheitswert interpretiert.

Für jeden Basisdatentyp ist ein bestimmter Wert als False definiert. Alle davon abweichenden Werte sind True. Tabelle 12.10 listet für jeden Datentyp den entsprechenden False-Wert auf. Einige der Datentypen wurden noch nicht eingeführt, woran Sie sich an dieser Stelle jedoch nicht weiter stören sollten.

Basisdatentyp False-Wert Beschreibung
NoneType None der Wert None
Numerische Datentypen
int 0 der numerische Wert Null
float 0.0 der numerische Wert Null
bool False der boolesche Wert False
complex 0 + 0j der numerische Wert Null
Sequenzielle Datentypen
str "" ein leerer String
list [] eine leere Liste
tuple () ein leeres Tupel
Assoziative Datentypen
dict {} ein leeres Dictionary
Mengen
set set() eine leere Menge
frozenset frozenset() eine leere Menge

Tabelle 12.10    Wahrheitswerte der Basisdatentypen

Alle anderen Werte ergeben True.

 
Zum Seitenanfang

12.6.3    Auswertung logischer Operatoren Zur vorigen ÜberschriftZur nächsten Überschrift

Python wertet logische Ausdrücke grundsätzlich von links nach rechts aus, also im folgenden Beispiel zuerst a und dann b:

if a or b: 
print("a oder b sind True")

Es wird aber nicht garantiert, dass jeder Teil des Ausdrucks tatsächlich ausgewertet wird. Aus Optimierungsgründen bricht Python die Auswertung des Ausdrucks sofort ab, wenn das Ergebnis feststeht. Wenn im Beispiel oben also a bereits den Wert True hat, ist der Wert von b nicht weiter von Belang; b würde dann nicht mehr ausgewertet. Das folgende Beispiel demonstriert dieses Verhalten, das Lazy Evaluation (dt. »faule Auswertung«) genannt wird.

>>> a = True
>>> if a or print("Lazy "):
... print("Evaluation")
...
Evaluation

Obwohl in der Bedingung der if-Anweisung die print-Funktion aufgerufen wird, wird diese Bildschirmausgabe nie durchgeführt, da der Wert der Bedingung bereits nach der Auswertung von a feststeht. Dieses Detail scheint unwichtig, kann aber insbesondere im Zusammenhang mit seiteneffektbehafteten[ 38 ](siehe dazu Abschnitt 19.3.6, »Seiteneffekte« ) Funktionen zu schwer auffindbaren Fehlern führen.

Zu Beginn dieses Kapitels wurde gesagt, dass ein boolescher Ausdruck stets einen booleschen Wert ergibt, wenn er ausgewertet wurde. Das ist nicht ganz korrekt, denn auch hier wurde die Arbeitsweise des Interpreters in einer Weise optimiert, über die man Bescheid wissen sollte. Deutlich wird dies an folgendem Beispiel aus dem interaktiven Modus:

>>> 0 or 1
1

Nach dem, was wir bisher besprochen haben, sollte das Ergebnis des Ausdrucks True sein, was nicht der Fall ist. Stattdessen gibt Python hier den ersten Operanden mit dem Wahrheitswert True zurück. Das ist effizienter und hat in vielen Fällen trotzdem den erwünschten Effekt, denn der zurückgegebene Wert wird problemlos automatisch in den Wahrheitswert True überführt. Die Auswertung der beiden Operatoren or und and läuft dabei folgendermaßen ab:

Das logische ODER (or) nimmt den Wert des ersten Operanden an, der den Wahrheitswert True besitzt, oder – wenn es einen solchen nicht gibt – den Wert des letzten Operanden.

Das logische UND (and) nimmt den Wert des ersten Operanden an, der den Wahrheitswert False besitzt, oder – wenn es einen solchen nicht gibt – den Wert des letzten Operanden.

Diese Details haben dabei auch durchaus ihren unterhaltsamen Wert:

>>> "Python" or "Java"
'Python'

 


Ihre Meinung

Wie hat Ihnen das Openbook gefallen? Wir freuen uns immer über Ihre Rückmeldung. Schreiben Sie uns gerne Ihr Feedback als E-Mail an kommunikation@rheinwerk-verlag.de.

<< zurück
 Zum Rheinwerk-Shop
Zum Rheinwerk-Shop: Python 3 Python 3
Jetzt Buch bestellen

 Buchempfehlungen
Zum Rheinwerk-Shop: Einstieg in Python
Einstieg in Python


Zum Rheinwerk-Shop: Python. Der Grundkurs
Python. Der Grundkurs


Zum Rheinwerk-Shop: Algorithmen mit Python
Algorithmen mit Python


Zum Rheinwerk-Shop: Objektorientierte Programmierung
Objektorientierte Programmierung


Zum Rheinwerk-Shop: Raspberry Pi. Das umfassende Handbuch
Raspberry Pi. Das umfassende Handbuch


Zum Rheinwerk-Shop: Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi
Roboter-Autos mit dem Raspberry Pi


Zum Rheinwerk-Shop: Neuronale Netze programmieren mit Python
Neuronale Netze programmieren mit Python


 Lieferung
Versandkostenfrei bestellen in Deutschland, Österreich und der Schweiz
InfoInfo

 
 


Copyright © Rheinwerk Verlag GmbH 2020
Für Ihren privaten Gebrauch dürfen Sie die Online-Version natürlich ausdrucken. Ansonsten unterliegt das Openbook denselben Bestimmungen, wie die gebundene Ausgabe: Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt.
Alle Rechte vorbehalten einschließlich der Vervielfältigung, Übersetzung, Mikroverfilmung sowie Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.

 
[Rheinwerk Computing]

Rheinwerk Verlag GmbH, Rheinwerkallee 4, 53227 Bonn, Tel.: 0228.42150.0, Fax 0228.42150.77, service@rheinwerk-verlag.de

Cookie-Einstellungen ändern