programmierung
und datenbanken

Joern Ploennigs

Operatoren

Midjourney: Caligraphic Equations

Wiederholung: Hörsaalfrage

Welche Ebenen hat die Wissenspyramide?

Midjourney: Tower of Babel

Wiederholung: Wissenspyramide

Die Wissenspyradmide ist ein Modell zur Darstellung der Entstehung von Wissen.

Die vier Elementtypen: Zeichen, Daten, Informationen und Wissen werden pyramidenförmig als 4 Ebenen dargestellt.

Zeichen formen die Basis und das Wissen die Spitze der Pyramide.

Wiederholung: Hörsaalfrage

Welche Datentypen gibt es in Programmiersprachen?

DALL·E 2: A chair in the shape of a avocado

Wiederholung: Datentyp

Der Datentyp gibt an, von welcher Art die Daten sind, die mit ihm beschrieben werden (Datenvereinbarung), und welche Operationen auf diesen ausgeführt werden können.

Wiederholung: Hörsaalfrage

Welche Datentypen gibt es in Python?

Midjourney: A python programming a robot

Wiederholung: Datentyp - Python

Python vereinfacht einige Datentypen.

Ablauf

Anweisungen

• 📘 Definition: Anweisung

  Eine Anweisung (engl. statement) stellt eine in dem Syntax einer Programmiersprache formulierte einzelne Vorschrift dar, die im Programm nacheinander auszuführen ist.

• 📘 Definition: Ausdrücke

  Eine besondere Form von Anweisungen sind Ausdrücke (engl. expression) welche immer einen Wert zurückgeben und somit einen Datentypen haben.

• 📘 Definition: Operator

  Ein Operator sind Teile von Ausdrücke und sind ein Symbol oder ein Schlüsselwort, das dem Compiler oder Interpreter mitteilt, eine bestimmte Operation auf Werte auszuführen.

• Beispiel: Bei einer einfachen Variablenzuweisung stehen der Ausdruck rechts von dem Zuweisungsoperator =.

  Variablenname = Ausdruck
  

Arithmetische Operatoren

Arithmetische Operatoren führen die bekannten mathematischen Operationen aus. Sie werden mit numerischen Werten verwendet, um allgemeine mathematische Operationen auszuführen.

Operator	Beispiel	Wirkung
Addition	x + y	10 + 3 (Ergebnis: 13)
Subtraktion	x - y	10 - 3 (Ergebnis: 7)
Multiplikation	x * y	10 * 3 (Ergebnis: 30)
Division	x / y	10 / 3 (Ergebnis: 3.33)
Ganzzahl-Division	x // y	10 // 3 (Ergebnis: 3)
Modulo-Operator	x % y	10 % 3 (Ergebnis: 1)
Potenzierung	x ** y	10 ** 3 (Ergebnis: 1000)

Zuweisungsperatoren

Zuweisungsoperatoren weisen Variablen Werte zu. Python verwendet für alle arithmetischen Operatoren die abkürzende Zuweisung, es gibt jedoch keine Inkrementierung oder Dekrementierung wie in anderen Sprachen.

Operator	Beispiel	Wirkung
Zuweisung	x = y	Variable x erhält den Wert y
Abkürzende Addition	x += 4	x = x + 4 # Variablen x wird um 4 erhöht
Abkürzende Multiplikation	x *= 4	x = x * 4 # Variablen x wird mit 4 multipliziert
Abkürzende Division	x /= 4	x = x / 4 # Variablen x wird durch 4 dividiert
Abkürzende Ganzzahl-Division	x //= 4	x = x // 4 # Variablen x wird durch 4 ohne Rest dividiert
Abkürzende Modulo	x %= 4	x = x % 4 # Der Rest der Division von Variablen x durch 4

Vergleichsoperatoren

Vergleichsoperatoren vergleichen zwei Werte und liefern wahr oder falsch als Ergebnis. Zum Beispiel testet a == b ob a gleich b ist, und liefert je nachdem wahr oder falsch zurück, und a != b testet, ob a ungleich b ist.

Operator	Beispiel	Wirkung
Gleich	x == y `	wahr, wenn x gleich y ist
Ungleich	x != y	wahr, wenn x ungleich y ist
Größer	x > y	wahr, wenn x größer als y ist
Kleiner	x < y	wahr, wenn x kleiner als y ist
Größer gleich	x >= y	wahr, wenn x größer gleich y ist
Kleiner gleich	x <= y	wahr, wenn x kleiner gleich y ist

Identitätsoperatoren

Identitätsoperatoren vergleichen Objekte. Falls z.B. x = [1, 2, 3] gilt, also x eine Liste ist, dann liefert type(x) is list wahr, und type(x) is not list ist falsch. Sie prüfen dabei, ob zwei Objekte auf denselben Speicherbereich zeigen. x is y gibt wahr zurück, wenn beide Variablen dasselbe Objekt sind, d.h. auf denselben Speicherbereich zeigen.

Operator	Beispiel	Wirkung
Gleich	x is y	wahr, wenn beide Variablen dasselbe Objekt sind.
Nicht gleich	x is not y	wahr, wenn die Variablen nicht dasselbe Objekt sind.

Hörsaalfrage

Welche Ergebnisse gibt es für welche logische Operation?

(Entspricht der Aussagenlogik)

Logische Operationen

Hörsaalfrage

Welche Ergebnisse gibt es für welche logische Operation?

(Entspricht der Aussagenlogik)

Logische Operationen

Logische Operatoren

Logische Operatoren kombinieren boolesche Ausdrücke, die dann als wahr oder falsch ausgewertet werden. Z.B. wird hier die Variable is_teenager = (alter > 13) and (alter < 19) als wahr ausgewertet, wenn der Wert der Variablen alter gleich 14 ist.

P und Q stehen für logische Ausdrücke, z.B. P = (x > 10) und Q = (x < 20).

Operator	Beispiel	Wirkung
Logisches Und	P and Q	Gibt wahr (1) zurück, wenn die Ausdrücke P und Q beide wahr sind
Logisches Oder	P or Q	Gibt wahr (1) zurück, wenn einer der Ausdrücke P oder Q wahr ist
Logische Verneinung	not P	Verneint den Ausdruck P: aus wahr wird falsch, aus falsch wird wahr

Bitweise Operatoren

Bitweise Operatoren führen bitweise Operationen auf ganzzahligen Operanden aus. D.h. die Operanden werden in ihre bitweise Darstellung konvertiert, z.B. x = 5 = 0101, y = 3 = 0011, und dann wird jedes Bit im Operanden x mit dem Bit an der passenden Position im Operanden y verknüpft.

Operator	Beispiel	Wirkung
Bitweises Und	x & y	Ergebnisbit ist 1, wenn beide Bits 1 sind.
Bitweises Oder	x \| y	Ergebnisbit ist 1, wenn mindestens eines der Bits 1 ist.
Bitweises Entweder-Oder (XOR)	x ^ y	Ergebnisbit ist 1, wenn genau eines der Bits 1 ist.
Bitweises Nicht	˜ x	Gibt das Einerkomplement von x zurück.
Shift-right	x >> n	Bits in x werden um n Positionen nach rechts geschoben.
Shift-left	x << n	Bits in x werden um n Positionen nach links geschoben.

Mitgliedsoperatoren

Mitgliedsoperatoren prüfen, ob ein Objekt Mitglied einer Liste ist, z.B. prüft 4 in [1,2,3], ob 4 in der Liste enthalten ist.

x steht hier für ein beliebiges Objekt, list für eine Auflistung.

Operator	Beispiel	Wirkung
enthalten in	x in list	wahr, wenn x in der Liste list enthalten ist.
nicht enthalten	x not in list	wahr, wenn x nicht in der Liste list enthalten ist.

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