Zerteilbarkeit#

Ein Datentyp kann entweder atomar oder zusammengesetzt sein.

Atomare Datentypen sind Datentypen die sich auf einen einzelnen Wert beziehen und
Zusammengesetzt Datentypen sind Datentyps setzen sich zusammen..

Der Wert eines atomaren Datentyps lässt sich nicht sinnvoll weiter in seine Einzelteile zersplittern.

Zusammengesetzte Datentypen sind zum Beispiel: Zeichenketten str, Listen list, Tupel tuple, Mengen set und Wörterbücher dict.

Atomare Datentypen#

Eine wesentlich Eigenschaft von atomaren Datentypen ist die Unveränderbarkeit ihres des Werts. Der Wert einer Variable eines atomaren Datentyps liegt unverändert im Speicher.

Atomare Datentypen

Datentypen welche sich auf einen einzelnen Wert beziehen, d.h., ganze Zahlen int, Wahrheitswerte bool und Gleitkommazahlen float sind atomare Datentypen.

Wird der Wert durch keiner Variablen adressiert, wird er (vom Garbage Collector) zwar gelöscht. In anderen Worten, wird der Speicher von Ihrem laufenden Programm nicht mehr benötigt, kümmert sich der Garbage Collector, den von Ihnen belegten Speicher wieder freizugeben. Der Speicher der durch einen Wert eines atomaren Datentyp belegt ist kann also durchaus verändert werden, allerdings nur dann wenn er nicht mehr gebraucht wird.

Unveränderliche atomare Datentypen

Atomare Datentypen sind unveränderlich.

Wir haben dieses Phänomen bereits im Abschnitt Variablen beobachtet. Wir hatten festgehalten, dass Veränderungen der einen Variablen keinen Effekt auf die Adresse bzw. Identität id anderer Variablen haben. Für atomare Datentypen gilt noch mehr:

Unveränderliche atomare Datentypen

Ändern wir den Wert einer Variable vom Typ int, bool oder float, so kann diese Änderung nicht den Wert einer anderen Variablen verändern.

Folgendes Beispiel illustriert diese Tatsache.

x = 12313
z = x
print(f'value of x = {x}')
print(f'id of x = {id(x)}')

print(f'value of z = {z}')
print(f'id of z = {id(z)}')
print('change value of x')
x = 11341
print(f'value of x = {x}')
print(f'id of x = {id(x)}')

print(f'value of z = {z}')
print(f'id of z = {id(z)}')

value of x = 12313
id of x = 140289526741136
value of z = 12313
id of z = 140289526741136
change value of x
value of x = 11341
id of x = 140289526741360
value of z = 12313
id of z = 140289526741136

Zusammengesetzte Datentypen#

Zusammengesetzte Datentypen oder auch Datenstrukturen bestehen hingegen aus mehreren Werten. Sie strukturieren diese Werte.

Zusammengesetzt Datypen

Datentypen welche Sammlungen von Werten modellieren, bezeichnen wir als zusammengesetzte Datentypen oder Datenstrukturen.

Anders als bei atomaren Datentypen lässt sich der Wert einer Datenstruktur verändern. D.h., der Inhalt der Datenstruktur kann in der Regel verändert werden.

Sie können sich eine Datenstruktur wie ein Behältnis aus der Realwelt vorstellen. Einen Rucksack können wir mit Dingen befüllen, die wir möglicherweise nicht verändern können. Der Rucksack selbst, lässt sich demnach sehr leicht verändern. Wir müssen lediglich Elemente hinauswerfen oder einfügen.

Nehmen wir einmal an, eine Datenstruktur enthält ausschließlich ganze Zahlen int. Verändern wir nun eine dieser Zahlen, so wird der Wert im Speicher, der diese Zahl repräsentiert, nicht verändert – es ist ja ein atomarer Datentyp! Aber es wird ein neuer Wert in den Speicher geschrieben und die Datenstruktur wird so manipuliert, dass einer ihrer Einträge nun auf diesen neuen Wert zeigt.

Im Abschnitt Listen und der Speicher sehen wir uns an was genau im Speicher vor sich geht, wenn wir mit Listen arbeiten. Dies kann auf andere Datenstrukturen übertragen werden.

Zusammengesetzte Datentypen definieren wir durch andere Datentypen, welche bereits definiert wurden. Die Basis der zusammengesetzten Datentypen sind deshalb entweder built-in Datentypen der Sprache oder eigens definierte zusammengesetzte Datentypen.

Angenommen Sie wollen den Datentyp Person definieren welcher sich dadurch auszeichnet, dass er sich aus zwei Zeichenketten str nämlich dem Vor- und Nachnamen zusammensetzt. Durch Klassen können Sie einen solchen Datentyp definieren. Wie wir dies machen, werden wir auf einen späteren Zeitpunkt verschieben.

Listen list, Tupel tuple, Mengen set und Wörterbücher dict sind zusammengesetzter built-in Datentypen und zugleich enthalten die Werte (Objekte) dieser Datentypen eine variable Anzahl an Elementen unterschiedlicher Datentypen. Eine gute Analogie zu diesen sog, Sammlung / Kollektion (engl. Collections) sind physikalische Ordner, Schließfächer, Listen auf Papier geschrieben, Rücksäcke, Körbe, Tüten und andere physikalischen Objekte die wir im Alltag verwenden um andere physikalische Objekte zu ordnen, strukturieren oder schlicht zu halten. Auch der Arbeitsspeicher ist in diesem Sinne eine sowohl physikalische wie auch virtuelle Kollektion an Bits.

Sammlung (Collection)

Als Sammlung bezeichnen wir alle Datentypen (Tupel, Dictionary, Listen, Mengen usw.), die eine variable Anzahl an anderen Elementen (normalerweise mehrere) beinhalten.

Mit variabler Anzahl ist gemeint, dass es Sammlung gibt, welche 5 Elemente enthalten und Sammlung gibt die 1000 Elementen enthalten. Es kann dennoch sein, dass eine Sammlung die 10 Elemente enthält nicht verändert werden kann, d.h. sie wird auf immer dieser 10 Elemente enthalten.

mylist = [1, 2, 'A', 3, 1.23, [1, 2, 3]]
mylist

[1, 2, 'A', 3, 1.23, [1, 2, 3]]

mytuple = (mylist, 'D')
mytuple

([1, 2, 'A', 3, 1.23, [1, 2, 3]], 'D')

mydict = {'firstname' : 'Paulina', 'lastname' : 'Schmidt', 'age' : 23 }
mydict

{'firstname': 'Paulina', 'lastname': 'Schmidt', 'age': 23}

month = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
month

{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}

Eine Zeichenkette str ist ebenfalls eine Kollektion, jedoch sind deren Elemente alle vom gleichen Typ – dem Zeichen.