Lernprogramm: Python-Variablen | Komentor

Einführung

Variablen in jeder Programmiersprache ähneln den Variablen in der Mathematik. Zum Beispiel schreiben wir in der Mathematik x = 5. Das heißt, x ist der Name einer Variablen und speichert den Wert 5. Ähnlich verhält es sich beim Programmieren. Wir können die Variablen verwenden, um die Werte zur Verwendung in unseren Programmen zu speichern, um Operationen an ihnen auszuführen. Außerdem werden die Werte in Computern an Speicherorten gespeichert, die lange Hexadezimaladressen haben. Daher ist es sehr schwierig, über die Adresse direkt auf einen Wert zuzugreifen. Daher geben wir der Speicheradresse einen Namen unserer Wahl, damit wir uns darauf beziehen können, wann immer wir wollen.
Variablen.png
Das Bild oben zeigt, dass wir den Wert 5 speichern müssen, und wie im Bild gezeigt, ist die Adresse ein komplexer Wert, den man sich merken muss. Also haben wir diesem Speicherplatz den Namen x gegeben. Wenn wir nun versuchen, auf den Wert der Variablen x zuzugreifen, erhalten wir 5. Nachdem wir nun also ein grundlegendes Verständnis davon haben, was Variablen sind, wollen wir die Variablen in Python verstehen.

Python-Variablen

Wenn Sie also aus einer anderen Programmiersprache als Python kommen, wie Java, C++ usw., haben Sie vielleicht die Deklaration und Verwendung von Variablen wie folgt gesehen:

//declaration of a variable x
     int x;
   
   //initialization of x
   x = 5

    //using x or operations on x
   x = x + 10;

Bitte beachten Sie, dass Deklaration und Initialisierung der Variablen x auch gleichzeitig erfolgen können. Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass das Initialisieren einer Variablen nicht erforderlich ist. In den meisten Programmiersprachen nimmt die Variable selbst einen Standardwert an, während in einigen Programmiersprachen die Variable einen Müllwert annimmt, wenn die Initialisierung nicht durchgeführt wird. Wenn Sie beispielsweise im Fall von Java keine Integer-Variable initialisieren, nimmt sie den Standard-Integer-Wert an, dh 0.
Die Schlussfolgerung aus dieser Diskussion ist jedoch, dass die Variablen zuerst deklariert werden müssen, bevor wir sie verwenden. Wir können sie nicht direkt verwenden, ohne sie zu deklarieren. Außerdem müssen ihre Datentypen bei der Deklaration erwähnt werden.

Diese Arten von Sprachen, in denen der Datentyp einer Variablen bei der Deklaration der Variablen angegeben werden muss und deren Deklaration vor ihrer Verwendung obligatorisch ist, werden aufgerufen statisch typisierte Sprachen.

Python ist dynamisch typisiert dh die Variablen in Python müssen nicht deklariert werden, bevor wir sie verwenden. Auch die Typen der Variablen müssen bei ihrer Verwendung nicht erwähnt werden. Dies wird oft als Python angegeben Sprache ableiten dh eine Programmiersprache, die selbst intelligent ist, um den Datentyp der Variablen zu erhalten und zu verstehen.

Sehen wir uns nun einige der Regeln an, die für die Benennung der Variablen in Python verwendet werden.

Regeln für die Benennung von Python-Variablen: Im Folgenden finden Sie die Regeln für die Benennung der Python-Variablen:

  • Eine Python-Variable darf nur den Satz von Zeichen, dh (AZ) und (az), und nur ein Sonderzeichen, dh den Unterstrich (_) in ihrem Namen enthalten.
  • Der Name einer Python-Variablen muss mit einem Zeichen beginnen, dh AZ oder az, oder einem Unterstrich (_). Einige der gültigen Variablennamen lauten beispielsweise: val, Val, _val usw.
  • Es ist also offensichtlich, dass alles, was nicht in der obigen Regel angegeben ist, unseren Variablennamen in Python nicht beginnen kann. Beispielsweise können die Variablennamen in Python nicht mit einer Zahl wie 2x, 345val usw. beginnen. Außerdem wissen wir aus der ersten Regel, dass die Sonderzeichen außer dem Unterstrich () sind in den Python-Variablennamen nicht zulässig. Daher können sie die Variablennamen in Python nicht starten. Unterstreichen Sie jedoch gemäß der zweiten Regel () können die Variablennamen beginnen.
  • Bei Python-Variablen wird die Groß- und Kleinschreibung beachtet. Das bedeutet, dass die Variablen x und X nicht gleich sind. Außerdem sind die Variablennamen wie var und vAr, var und vaR, var und Var und var und VAR nicht gleich. Das bedeutet, dass die Variablen nicht gleich sind, selbst wenn die Groß- und Kleinschreibung eines Zeichens unterschiedlich ist.
  • Wie jede andere Programmiersprache hat auch Python eine Reihe von Schlüsselwörtern. Diese Schlüsselwörter sind für Python reserviert und können nicht als Variablennamen verwendet werden. Variablennamen sollten also keines der Python-Schlüsselwörter sein. Beispielsweise ist def ein Python-Schlüsselwort, und daher ist def kein gültiger Variablenname. Da in Python jedoch zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden wird, kann Def als Variablenname in Python verwendet werden.

Sehen wir uns nun einige Programme an, um die verbleibenden Konzepte bezüglich der Python-Variablen zu verstehen.
Python-Programm zum Erstellen einiger Variablen und Anzeigen dieser.

if __name__ == "__main__":

  # An Integer variable
  marks = 80
    
  # A floating point type variable
  Distance = 10989.567
    
  # A String variable
  _name = "InterviewBit"

    # printing all the variables
  print(marks)
  print(Distance)
  print(_name)

  pass

Ausgabe
Erstellen Sie einige Python-Variablen mit gültigen Namen und zeigen Sie sie in der Datei console.png an

Code-Erklärung:
Im obigen Code haben wir also drei Variablen und wir haben sie nach den Regeln benannt, die wir bereits oben besprochen haben. Wir haben den Datentyp in den Kommentaren erwähnt, nur um Ihnen zu zeigen, dass wir im Code den Datentyp von Variablen nicht erwähnt haben und Python intelligent genug ist, um den Datentyp der Variablen automatisch zu verstehen. Wir haben den 3 Variablen einfach einige Werte zugewiesen und sie später gedruckt. Es erfolgt keine Deklaration der Variablen.

Neuzuweisen einer Python-Variablen

Eine Python-Variable kann auch neu zugewiesen werden, um einen anderen Wert anzunehmen als den, den sie zuvor hatte. Auch der Datentyp des Werts kann sich ändern. Dies wird im folgenden Code gezeigt:

if __name__ == "__main__":
  a = 10
  print("After first assignment the value of a is", a)
  a = "InterviewBit"
  print("After second assignment the value of a is", a)
  pass

Ausgabe:
Neuzuweisen einer Python-Variablen.png
Code-Erklärung

Also, wie im obigen Code gezeigt, wurde der Variablen a zuerst der Wert 10 zugewiesen und beim Drucken ihres Wertes erhalten wir 10. Später wurde ihr der String „InterviewBit“ zugewiesen und wir erhielten die Ausgabe als „InterviewBit“.

Zuweisen mehrerer Variablen mit demselben Wert in Python

Wir können in Python wie in jeder anderen Programmiersprache mehreren Variablen denselben Wert zuweisen. Die Methode dazu ist unten dargestellt:

if __name__ == "__main__":
  a = b = c = 10

  print("a =",a,"b =",b,"c =",c)
  pass

Ausgabe:
Zuweisen mehrerer Variablen mit demselben Wert in Python.png
Code-Erklärung:

Im obigen Programm haben wir 3 Variablen erstellt und ihnen den gleichen Wert zugewiesen. Dann haben wir die Werte gedruckt und die gewünschte Ausgabe erhalten.

Woher weiß ich den Datentyp der Python-Variable?

Der Datentyp einer beliebigen Variablen kann mithilfe der Funktion type() in Python ermittelt werden. Sehen wir uns ein Python-Programm an, um die Funktion type() zu verwenden.

if __name__ == "__main__":
  #assigning a variable with integer type value
  x = 5

  # assigning a variable with floating point type value
  y  = 5.555

  # assigning a variable with string type value
  str = "InterviewBit"

    # printing the data types of the variables
  print(type(x))
  print(type(y))
  print(type(str))

  pass

Ausgabe:
type() function.png
Code-Erklärung:
Wir haben drei Variablen mit 3 verschiedenen Datentypen zugeordnet. Jetzt drucken wir ihre Datentypen mit der Funktion type().

Python-Variablen sind eigentlich Objekte

Sie haben die Ausgabe des obigen Codes gesehen. Ist Ihnen etwas aufgefallen? Ja, die Ausgabe besagt, dass die Variablen zu einer bestimmten Klasse gehören. Zum Beispiel Klasse „int“, Klasse „float“ oder Klasse „str“. Dies liegt daran, dass Python stark objektorientiert ist. Die Variablen, die wir erstellen, sind eigentlich die Objekte einer bestimmten Klasse in Python.

x = 10

Diese Anweisung erstellt ein Objekt der Klasse ‘int’ mit dem Wert 10 und x ist gewissermaßen ein Zeiger auf dieses Objekt, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Objekt der Klasse 'int' mit dem Wert 10.png
Das Bild zeigt also, dass das Schreiben von x = 10 ein Objekt der Klasse int erstellt hat und den Wert 10 enthält und x ein Zeiger auf dieses Objekt ist. Grundsätzlich können wir in Bezug auf OOPS sagen, dass x = 10 ein Objekt der Klasse int erstellt hat und x die Referenz ist, die auf die Instanz zeigt.
Lassen Sie uns nun sehen, was passiert, wenn wir y = x in Python schreiben.

x = 10
y = x 

Also haben wir x den Wert 10 zugewiesen und dann y = x geschrieben. Das folgende Bild zeigt, was in Python hinter den Kulissen passiert.
y = x in Python.png
Wie Sie sehen können, wurde y auch zum Verweis auf dieselbe Instanz. Wenn wir y jedoch einen anderen Wert zuweisen, wird eine neue Instanz erstellt und y wird die Referenz auf diese Instanz sein. Dies wird unten gezeigt.

x = 10
y = 20

image6.png
Wir haben jetzt also verstanden, was Python-Variablen eigentlich sind und wie sie hinter den Kulissen funktionieren.

Nachverfolgung für Sie

Sie haben vielleicht schon einmal davon gehört, dass Python im Vergleich zu C++ und Java ziemlich langsam ist. Einer der Hauptgründe ist das Konzept, das Sie oben gesehen haben. Das Erstellen eines Objekts (Objekte werden innerhalb des Heap-Bereichs des Speichers erstellt) braucht Zeit und Python erstellt Objekte für fast alles. Andererseits erstellt C++ diese primitiven Datentypen im Stack-Speicher und Java ebenso, es sei denn, wir möchten ein Objekt erstellen Verwenden von Wrapper-Klassen. Daher ist Python im Vergleich zu diesen Sprachen langsam.

Damit haben wir jetzt fast alles in Bezug auf die Python-Variablen abgedeckt. Kommen wir zu einem letzten Diskussionsthema, nämlich globalen und lokalen Variablen.

  • Lokale Variablen:TDie innerhalb einer Funktion zugewiesenen/deklarierten Variablen sind für sie lokal. Sie können nicht von externen Funktionen aufgerufen werden. Daher werden sie lokale Variablen genannt. Ein Beispiel zum Verständnis der lokalen Variablen ist unten dargestellt:
if __name__ == "__main__":
  def fun():
    local = 10
    print(local)
  
  fun()
  pass

Ausgabe:
Lokale Variablen.png
Code-Erklärung:
Innerhalb der Funktion namens fun() haben wir eine Variable namens local erstellt. Dies ist eine lokale Variable, da sie innerhalb der Funktion deklariert wird. Wir können auf diese Variable nur innerhalb der Funktion selbst zugreifen. Wenn wir also diese Funktion fun() im Hauptcode aufrufen, gelangt die Funktion fun() in den Funktionsaufrufstapel und eine lokale Variable wird nur für diese Funktion erstellt und ihr Wert wird gedruckt.

Wenn wir versuchen, von außerhalb dieser Funktion auf diese Variable zuzugreifen, erhalten wir einen Fehler wie unten gezeigt:

if __name__ == "__main__":
  def fun():
    local = 10
    print(local)
  
  fun()
  print(local)
  pass

Ausgabe:
Bild1.png
Wie Sie sehen können, besagt der Fehler, dass „local“ nicht definiert ist, da es nicht im Bereich der main-Funktion liegt.

Eine globale Variable ist eine Variable, auf die von überall im Programm zugegriffen und die verwendet werden kann. Um jedoch Änderungen an einer globalen Variablen innerhalb einer Funktion vorzunehmen, wird das Schlüsselwort global verwendet. Beachten Sie, dass das Schlüsselwort global nur verwendet wird, wenn wir versuchen, Änderungen an einer globalen Variablen innerhalb der Funktion vorzunehmen. Es besteht keine Notwendigkeit, dieses globale Schlüsselwort zu verwenden, wenn wir nur versuchen, auf die Variable zuzugreifen. Wenn das Schlüsselwort global nicht verwendet wird, wird die Variable innerhalb dieser Funktion als lokale Variable behandelt.

if __name__ == "__main__":
  g = 10

  def fun():
    global g
    print(g)

    g = "InterviewBit"
    print(g)
  
  fun()
  print(g)
  pass

Ausgabe:
image4.png
Code-Erklärung:

Im obigen Code wird also einer globalen Variablen am Anfang der Funktion der Wert 10 zugewiesen, und sie wird innerhalb der Funktion fun mit dem Schlüsselwort global verwendet. Sein Wert wird innerhalb der Funktion ausgegeben und wir erhalten die Ausgabe 10. Dann ändern wir seinen Wert in den String „InterviewBit“ und wir können sehen, dass die Änderungen sowohl innerhalb der Funktion als auch global vorgenommen werden.

Das war also alles über die Variablen in Python. Wir hoffen, dass Sie alles verstanden und ein tiefes Verständnis für Python-Variablen und ihre Funktionsweise hinter den Kulissen erhalten haben.

Fazit:

Wir haben also gesehen, dass Python-Variablen nicht nur Variablen sind, sondern Objekte. Wir haben auch viele Konzepte gesehen, die sich auf den Umfang der Variablen, ihre Benennung und ihre Funktionsweise beziehen. Es ist sehr wichtig zu verstehen wie Variablen in Python funktionieren auf weitere Konzepte eingehen.

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