Zahlen, Zeichenketten und Byte-Strings

[Heinrichs]

Was wie eine Zahl aussieht, muss keine sein. Das zeigt schon ein einfaches Beispiel: Zur Eingabe einer Zahl über die Tastatur der Entwicklungsumgebung benutzen wir die input-Funktion:

z1 = input('Zahl eingeben:')

Den Wert von z1 lassen wir uns mit Hilfe der print-Funktion anzeigen:

print(z1)

Auf den ersten Blick sieht das Ergebnis gut aus. Versuchen wir aber zu z1 eine Zahl zu addieren, wird dies mit einer Fehlermeldung quittiert. Dies liegt daran, dass die input-Funktion jede Eingabe als Zeichenkette (String, kurz: str) ansieht. Der Inhalt von z1 ist also vom Typ str (kurz für String).

Man kann aber eine Zeichenkette, welche als Zahl gedeutet werden kann, in eine Zahl (Number, kurz: num) konvertieren. Bei Zeichenketten, die ganze Zahlen repräsentieren, kann man dazu die int-Funktion benutzen:

z2 = int(z1)

z2 ist vom Typ num. Üblicherweise fasst man beide Befehle zu einem einzigen zusammen:

z = int(input('Zahl eingeben:')


Neben den Typen num und str gibt es noch den Typ bytes. Variablen dieses Typs werden oft als Byte-Strings bezeichet; mit ihnen können Zahlen und Zeichenketten dargestellt werden. Sie stellen eine Folge von Bytes dar. Ein Beispiel ist:

bs = b'\x05\x41\x46'

Hier besteht bs aus den Bytes mit den hexadezimalen Werten 0x05, 0x41 und 0x46. Byte-Strings werden durch b'...' gekennzeichnet. Die einzelnen Bytes werden hier jeweils mit einem Backslash (\) angegeben: \x05, \x41 und \x46.

Gibt es für das Byte allerdings ein darstellbares ASCII-Zeichen, kann es auch durch dieses ASCII-Zeichen angegeben werden; so kann man statt b'\x05\x41\x46' auch b'\x05AF' schreiben. Tatsächlich greift Micropython bei der Ausgabe mit der print-Funktion auf die zweite Darstellungsweise zurück. Dies ist von Vorteil, wenn Texte mit Hilfe von Byte-Strings übertragen werden, zum Beispiel bei Lese- und Schreibvorgängen über die UART-Schnittstelle.


Häufig ist es erforderlich oder sinnvoll, den Datentyp zu wechseln. Im Folgenden stellen wir Beispiele für entsprechende Umwandlungen vor; dabei stehen Zahlen im Mittelpunkt.


1. Byte-String (bytes-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = b'\x05\x41\x46'
print('data', '=', data)
int_value = int.from_bytes(data, 'big')
print(data, '=>' , int_value)

Anzeige im Terminal:
data = b'\x05AF'
b'\x05AF' => 344390


2. Zahl (num-Typ) => Byte-String (bytes-Typ)

Code: Alles auswählen

data = 270
anzahl_bytes = 2
b = data.to_bytes(anzahl_bytes, 'big')
print(data, '=>', b)

Anzeige im Terminal:
270 => b'\x01\x0e'


3. Zahl im Zehnersystem (num-Typ) => Zahl im Hex-System (str-Typ)

Code: Alles auswählen

int_value = 344390
hex_value = hex(int_value)
print(int_value, '=>', hex_value)

Anzeige im Terminal:
344390 => 0x54146


4. Zahl im Hex-System (str-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

hex_value = 0x54146
int_value = int(hex_value)
print(hex_value, '=>', int_value)

Anzeige im Terminal:
0x54146 => 344390


5. Zahl als Zeichenkette (str-Typ) => Zahl im Zehnerystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = "42"
integer_value = int(data)
print(data, '=>' , integer_value)

Anzeige im Terminal:
42 => 42


6. Zahl im Hex-System (num-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = 0xA2 # 10*16+2 = 162
print(data)

Anzeige im Terminal:
162


7. Binärzahl (num-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = 0b11000011 # 12*16+3 = 195
print(data)

Anzeige im Terminal:
195


8. Binärzahl (str-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = '11000011' # 12*16+3
print(data, '=>', int(data, 2))

Anzeige im Terminal:
11000011 => 195


9. Zahl im Zehnersystem (num-Typ) => Binärzahl (str-Typ)

Code: Alles auswählen

data = 21
b = bin(data)
print(data, '=>', b)

Anzeige im Terminal:
21 => 0b10101


10. Zahl im Zehnersystem (num-Typ) => Binärzahl als Liste (list-Typ)

Code: Alles auswählen

data = 21
b = bin(data)[2:] # 0b abschneiden
l = []
for d in b:
    l.append(int(d))
print(data, '=>', l)

Anzeige im Terminal:
21 => [1, 0, 1, 0, 1]


11. Binärzahl als Liste (list-Typ) => Zahl im Zehnersystem (num-Typ)

Code: Alles auswählen

data = [1, 0, 0, 1, 1] # 19
dec = 0
for digit in data:
    # dec = dec * 2 + int(digit) # oder...
    dec = (dec << 1) + int(digit)
print(data, '=>', dec)

Anzeige im Terminal:
[1, 0, 0, 1, 1] => 19

.