Kapitel 2 - Daten und Datenverarbeitung
Kapitel 2 Teil 2 Datentypen
Teil 2: Datentypen
Ein Datentyp ist eine Klassifikation, die angibt, welche Art von Daten eine Variable oder ein Objekt speichern kann. Datentypen bestimmen die möglichen Werte, die eine Variable annehmen kann, sowie die Operationen, die auf diesen Werten ausgeführt werden können.
Anders formuliert:
- Zahlen können Ganzzahlen oder Kommazahlen sein und man kann darauf Mathematische Operationen anwenden.
- Zeichen können aneinandergereiht werden und daraus können z.B. Wörter gebildet werden.
Beispiele für Datentypen sind:
- Ganzzahlen (Integer): Speichern ganze Zahlen, z.B. 1, 2, 3.
- Gleitkommazahlen (Float): Speichern Dezimalzahlen, z.B. 3.14, 2.718.
- Zeichenketten (String): Speichern Text, z.B. "Hallo", "Welt".
- Boolesche Werte (Boolean): Speichern Wahrheitswerte, z.B. true oder false.
Elementare Datentypen, auch einfache Datentypen oder primitive Datentypen genannt, können nur einen Wert des entsprechenden Wertebereichs aufnehmen.
Komplexe Datentypen
Komplexe Datentypen sind Datentypen, die aus einfacheren Datentypen zusammengesetzt sind. Sie ermöglichen es, strukturierte Daten zu speichern und zu verarbeiten. Komplexe Datentypen können mehrere Werte und verschiedene Arten von Daten in einer einzigen Einheit kombinieren. Sie werden daher auch als Datenstruktur bezeichnet.
Beispiele für Datentypen
| Elementare Datentypen | Komplexe Datentypen |
| Ganze Zahlen | Arrays |
| Sind eine Erweiterung der natürlichen Zahlen um negative Zahlen: ..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, ... | Eine Sammlung von Elementen desselben Datentyps, die über Indizes angesprochen werden. |
| Fixed Festkommazahlen | Strukturen |
| Zahlen, die eine feste Anzahl von Ziffern vor und nach dem Komma haben | Eine Sammlung von Feldern, die verschiedene Datentypen enthalten können. |
| Aufzählungstypen | Klassen |
| Sind Variablen mit einer endlichen Wertemenge, z.B. Farbe mit den Werten: Blau, Grün, Rot, Gelb) | Ähnlich wie Strukturen, aber mit zusätzlichen Funktionen wie Vererbung und Methoden. |
| Boolean | Listen |
| Dient der Darstellung von logischen Wahrheitswerten: wahr (true) oder falsch (false) | Eine geordnete Sammlung von Elementen, die dynamisch wachsen und schrumpfen kann. |
| Zeichen | Dictonaries |
| Sind Grundelemente einer Sprache, z.B. A, B, C, …. | Eine Sammlung von Schlüssel-Wert-Paaren, bei denen jeder Schlüssel eindeutig ist. |
| Zeiger | |
| Zeiger sind Referenzen auf beliebige andere Datentypen, z.B. die Adresse eines anderen Datenelements |
Datenstrukturen
Datenstrukturen werden in nahezu allen Bereichen der Informatik und Softwareentwicklung verwendet. Sie helfen dabei, Daten effizient zu organisieren und zu verarbeiten, was die Leistung von Programmen erheblich verbessern kann. Zum Beispiel:
- Suchalgorithmen verwenden Bäume und Hash-Tabellen, um schnelle Suchoperationen zu ermöglichen.
- Sortieralgorithmen nutzen Arrays und verkettete Listen, um Daten in einer bestimmten Reihenfolge zu ordnen.
- Graphen werden verwendet, um Netzwerke zu modellieren und Probleme wie die kürzeste Pfadfindung zu lösen.
- Stapel und Warteschlangen sind in der Verwaltung von Aufgaben und der Steuerung des Programmflusses unerlässlich.