1.1 Variabler, datatyper, uttrykk og operatorpresedens

En variabel er et navn som peker på en verdi. Du lager den med et likhetstegn: navnet til venstre, verdien til høyre.

Likhetstegnet i Python betyr ikke «er lik» slik det gjør i matematikk. Det betyr «regn ut høyresiden, og la navnet på venstresiden peke på resultatet». Derfor er x = x + 1 en helt fornuftig setning: regn ut den gamle x pluss 1, og la x peke på det nye tallet.

temperatur = 21.5
temperatur = temperatur + 1
print(temperatur)

Utskrift:

22.5

Skriver verdiene ut i terminalen og avslutter med linjeskift. Flere argumenter skilles av ett mellomrom — det er Python som setter det inn, ikke deg.

Dette er detaljen som avgjør flest kodesporingsoppgaver: print(3, 4) gir 3 4 med ett mellomrom, mens print('3' + '4') gir 34 uten.

print(3, 4)
print('sum:', 3 + 4)
print('3' + '4')

Utskrift:

3 4
sum: 7
34

Tall uten desimalpunkt: 4, -7, 1000. Heltall i Python har ingen øvre grense — 2**100 regnes ut eksakt, uten avrunding.

Så lenge du bare bruker +, -, * og ** på heltall, får du et heltall tilbake. Det er / som bryter mønsteret: den gir alltid et desimaltall, også når det går opp.

Desimaltall: 21.5, -0.5, 1e-5 (som betyr $1 \cdot 10^{-5}$). Python skriver desimalskilletegnet som punktum, aldri komma — 21,5 er ikke ett tall i Python, men to.

Flyttall er tilnærminger. Maskinen lagrer dem i totallssystemet, og de fleste desimaltall får ikke plass eksakt. Derfor er 0.1 + 0.2 ikke helt lik 0.3:

print(0.1 + 0.2)
print(0.1 + 0.2 == 0.3)

Utskrift:

0.30000000000000004
False

Dette er ikke en feil i Python, det er slik flyttall virker overalt. Det er også grunnen til at testfunksjoner i kap. 3.1 sammenligner med en toleranse i stedet for med likhetstegn.

Datatypen med bare to verdier: True og False. Stor forbokstav, alltid — true finnes ikke i Python.

Sannhetsverdier oppstår normalt ikke fordi du skriver dem selv, men fordi du sammenligner noe: 5 > 3 er verdien True. De er også tall i forkledning: True oppfører seg som 1 og False som 0 i regnestykker, så True + True er 2.

Tekst, skrevet mellom enkle eller doble fnutter: 'Blindern' eller "Blindern". De to formene er likeverdige.

På strenger betyr + å skjøte sammen og * å gjenta: 'ab' + 'cd' gir 'abcd', og 'ab' * 2 gir 'abab'. Merk at '3' + '4' derfor gir '34' og ikke 7 — tallet 3 og tegnet '3' er to helt forskjellige verdier. Mer om strenger i kap. 1.4.

Svarer med datatypen til verdien x. Utskriften ser slik ut: <class 'int'>.

Du bruker den nesten aldri i en eksamensbesvarelse, men den er uvurderlig når du selv skal sjekke om et uttrykk ga heltall eller desimaltall — nettopp det kodesporing spør om.

Vanlig divisjon. Resultatet er alltid et flyttall, også når det går opp: 6 / 3 gir 2.0, ikke 2.

Det er verdt å merke seg i kodesporing: et desimalpunkt i utskriften avslører at det har vært en / inne i regnestykket.

Deler og runder resultatet nedover til nærmeste heltall. 7 // 2 gir 3.

«Nedover» betyr mot minus uendelig, ikke mot null. Derfor er -7 // 2 lik -4, ikke -3. Det er den fellen som går igjen. Får begge operandene være heltall, blir svaret et heltall; er én av dem et flyttall, blir svaret et flyttall med .0 (7.0 // 2 gir 3.0).

Resten etter heltallsdivisjon: 7 % 2 gir 1.

To bruksområder du får se om og om igjen: n % 2 == 0 betyr «n er et partall», og n % 5 == 0 betyr «n er delelig med 5». I Python har resten alltid samme fortegn som det du deler på, så -7 % 2 gir 1 (ikke -1). De to operatorene henger sammen: (a // b) * b + a % b gir alltid a tilbake.

Opphøyd i: 2 ** 3 gir 8. Med et negativt eksponentuttrykk får du flyttall: 2 ** -1 gir 0.5.

To særegenheter du må huske: ** binder sterkest av alle regneoperatorene, og den regnes ut fra høyre (den er høyre-assosiativ). Derfor er 2 ** 3 ** 2 det samme som $2^{(3^2)} = 2^9 = 512$, ikke $(2^3)^2 = 64$. Og fordi ** binder sterkere enn minustegnet foran et tall, er -2 ** 2 lik -4.

Rekkefølgen Python regner ut i, fra det som bindes sterkest til det som bindes svakest:

1. () — parentes
2. ** — potens (regnes fra høyre)
3. -x — unært minus
4. *, /, //, % — regnes fra venstre mot høyre
5. +, - — regnes fra venstre mot høyre
6. <, <=, >, >=, ==, != — sammenligninger
7. not
8. and
9. or

To operatorer på samme nivå tas fra venstre: 12 / 3 * 2 er (12 / 3) * 2 som gir 8.0, ikke 12 / 6. Eneste unntak er **, som tas fra høyre.

Merk at alle regneoperatorene kommer før sammenligningene, og at not kommer før and, som kommer før or.

To fallgruver. Ett likhetstegn tilordner, to sammenligner — x = 5 og x == 5 er to helt ulike setninger. Og Python tillater kjeding: 0 < x < 10 er lovlig og betyr 0 < x and x < 10. Det er praktisk, men også en yndet felle, fordi den samme skrivemåten ikke betyr noe fornuftig i mange andre språk.

Rekkefølgen er not før and før or. Derfor betyr not x > 3 or x == 5 det samme som (not (x > 3)) or (x == 5): not-et gjelder bare den første sammenligningen, ikke hele uttrykket. Er du i tvil, sett parentes.

Python er dessuten lat: i a and b regnes b bare ut hvis a var sann. Det er derfor n != 0 and 10 / n > 1 er trygt selv når n er null.

Alle verdier kan brukes der Python venter et ja/nei-svar. Regelen er kort: tallet 0, den tomme strengen '', den tomme lista [] og den tomme ordboka {} regnes som falske. Alt annet er sant.

bool(x) viser hva Python mener om x. Dette forklarer hvorfor if verdier: er et vanlig og idiomatisk uttrykk for «hvis lista ikke er tom».

Gjør x om til et heltall. På et flyttall kutter den desimalene bort — den runder ikke. Og den kutter mot null: int(2.7) gir 2, og int(-2.7) gir -2.

Det er en viktig forskjell fra //, som runder nedover: int(-2.7) er -2, mens -27 // 10 er -3. På en streng virker int bare hvis strengen inneholder et helt tall: int('42') gir 42, mens int('42.0') og int('to') stopper programmet med en feilmelding.

Gjør x om til et flyttall: float(3) gir 3.0, og float('2.5') gir 2.5.

Dette er konverteringen du bruker når du har lest tall fra fil eller fra kommandolinjen — der kommer alt inn som tekst, og tekst kan man ikke regne med. Se kap. 2.1.

Særegenhet du bør kjenne: står tallet midt imellom, runder Python til det nærmeste partallet. Derfor er round(0.5) lik 0, round(1.5) lik 2 og round(2.5) lik 2. Regelen kalles bankers avrunding, og den finnes for at mange avrundinger ikke skal skjeve seg systematisk oppover.

Du får se den i hver rekke-oppgave i kap. 3.2, som s += ledd. Merk at variabelen må ha en verdi først: s += 1 på et navn som ikke finnes, stopper programmet.

Tallverdien til x, uten fortegn: abs(-4.5) gir 4.5, og abs(3) gir 3.

Den er viktigere enn den ser ut: hver testfunksjon i boka bruker abs(forventet - beregnet) < tol for å sjekke om to flyttall er «nær nok». Se kap. 3.1.

I Python bestemmes datatypen av verdien, ikke av navnet, og et navn kan peke på ulike typer etter hverandre: x = 4 og deretter x = 'fire' er lovlig.

Konsekvensen for deg er at typefeil ikke oppdages før koden kjører. Skriver du '3' + 4, får du ingen advarsel på forhånd — programmet stopper når linja nås, med en TypeError. Det er en av exception-typene i kap. 2.2.

Et uttrykk har en verdi: 2 + 2, x > 3, int('42'). En setning gjør noe: x = 5, print(x).

Skillet er praktisk i sporing: hvert uttrykk kan du erstatte med verdien sin og gå videre. Det er nettopp det en sporingstavle gjør, linje for linje.

Et flyttall lagres med et endelig antall binære siffer, så de fleste desimaltall blir litt feil i siste siffer. Derfor er 0.1 + 0.2 lik 0.30000000000000004, og 1 / 3 skrives 0.3333333333333333.

Tre konsekvenser du får bruk for: (1) sammenlign aldri flyttall med ==, bruk en toleranse; (2) bruk formatert utskrift når du vil vise et pent tall, se kap. 1.4; (3) heltall har ikke dette problemet — de er eksakte, uansett størrelse.