Programmierung - Listen: Jupyter Notebook
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Formal Metadata
| Title |
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| Title of Series | ||
| Number of Parts | 79 | |
| Author | 0000-0002-6555-3840 (ORCID) | |
| License | CC Attribution 4.0 International: You are free to use, adapt and copy, distribute and transmit the work or content in adapted or unchanged form for any legal purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor. | |
| Identifiers | 10.5446/65506 (DOI) | |
| Publisher | ||
| Release Date | ||
| Language | ||
| Production Year | 2023 | |
| Production Place | Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf |
Content Metadata
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JSONXMLComputer animation
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Outline of industrial organizationKernel (computing)Cellular automatonStructural loadPrint <4->ZugriffIndexPositionInterior (topology)SubsetError messageProgrammer (hardware)Generating functionGoogleString (computer science)PositionData typeProgramming languageData storage deviceInformationMathematical structureComputer animation
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SubsetPositionError messageIndexZugriffCellular automatonKernel (computing)Structural loadFixpunkt <Datensicherung>Löschen <Datenverarbeitung>LengthProgram slicingPositionIndexSubsetComputer animation
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Bubble memoryInterior (topology)OperatorLöschen <Datenverarbeitung>Cellular automatonStructural loadFixpunkt <Datensicherung>Print <4->IndexLöschen <Datenverarbeitung>Computer animation
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Fixpunkt <Datensicherung>Structural loadOperatorCellular automatonInterior (topology)Computer animation
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Cellular automatonFixpunkt <Datensicherung>Structural loadOperatorComputer animation
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Computer animation
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Computer animationXML
Transcript: German(auto-generated)
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In Python werden Listen durch eckige Klammern gekennzeichnet.
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Die Elemente innerhalb einer Liste werden durch Komos voneinander getrennt. Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Liste zu erzeugen. Wenn die Einträge bzw. die Elemente einer Liste bereits bekannt sind, können diese direkt beim Erzeugen angegeben werden. Unsere erste Liste soll Kinderbücher heißen, in der wir Titeln einiger Kinderbücher speichern wollen.
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Zuerst geben wir den Listennamen an, also Kinderbücher. Danach kommt der Zuweisungsoperator. Mit den eckigen Klammern geben wir an, dass es sich um eine Liste handelt. Jetzt können wir innerhalb der Klammer unsere Elemente angeben,
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die wir voneinander durch Komos trennen. Bei Buchtiteln handelt es sich um Texte, die wir als Zeichenketten speichern, also müssen wir diese in Anführungszeichen angeben. Dann schreiben wir Peter Pan,
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Pippi Langstrumpf, und Alice im Wunderland. Wenn du wissen möchtest, ob du einen Fehler bei der erzeugenden Liste gemacht hast, kannst du einfach den Code ausführen. Das machen wir jetzt. Es gibt keine syntaktischen Fehler, also wurde unsere Liste erzeugt.
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Wir können die gesamte Liste auch mit dem Printbefehl ausgeben. Dazu schreiben wir den Listennamen in der Klammer der Printanweisung. Die Listen werden in Python genauso ausgegeben, wie sie definiert wurden,
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vielleicht bis auf die Art der Anführungszeichen. Wir haben eine Liste mit drei String-Elementen erzeugt. Jetzt können wir eine weitere Liste mit Zahlen, zum Beispiel Erscheinungsjahren der Bücher, erstellen. Wir nennen diese Liste Erscheinungsjahr.
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Laut Google ist Peter Pan im Jahr 1911. Pippi Langstrumpf 1945 und Alice im Wunderland 1865 zum ersten Mal erschienen. Wir können auch diese Liste mit der Printanweisung ausgeben lassen.
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Im Unterschied zu vielen anderen Programmiersprachen kann man in Python in einer Liste Elemente unterschiedlicher Datentypen speichern. Wir können zum Beispiel eine Liste erstellen,
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in der wir die Basisinformationen zu einem Buch speichern. Wir nennen diese Liste Kinderbuch 1. In dieser Liste speichern wir den Titel, also Pippi Langstrumpf, den Autor Astrid Lindgren
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und das Erscheinungsjahr eines Buchs. Auch diese Liste können wir mit der Printanweisung ausgeben lassen. Diese Art von Listen wird oft genutzt, um tabellenartige Strukturen zu erzeugen. Man kann kleine Listen erzeugen, die einzelne Tabellenzeilen darstellen
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und später diese zu einer verschachtelten Liste zusammenfügen. So erstellen wir eine weitere Liste mit Informationen zu einem Buch und nennen diese Kinderbuch 2.
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Jetzt können wir eine übergeordnete Liste erstellen, die diese beiden Listen als Unterlisten enthält. Da wir schon eine Liste namens Kinderbücher haben, nennen wir diese Liste einfach Buchliste.
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Jetzt geben wir unsere Unterlisten Kinderbuch 1 und Kinderbuch 2 als Elemente dieser Liste an. Wir geben auch diese Liste mit der Printanweisung aus. In der Ausgabe sieht man, dass Buchliste zwei Listen als Elemente enthält.
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Bis jetzt haben wir Listen mit vorher festgelegten Elementen erstellt. Wenn die Elemente einer Liste am Anfang noch nicht bekannt sind und erst im Laufe des Programms generiert werden, kann zuerst eine leere Liste erstellt werden und dieser nach und nach Elemente hinzugefügt werden.
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Wir erstellen eine leere Liste Krimis, indem wir nach dem Zuweisungsoperator eckige Klammer auf und Klammer zu eingeben. Wenn wir diese Liste ausgeben lassen, sehen wir, dass sie keine Elemente enthält.
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Um ein Element der Liste Krimis hinzuzufügen, benutzt man die Funktion append und zwar so, dass man nach dem Listennamen einen Punkt schreibt und in der Klammer das Element, welches man einfügen möchte, also Mord im Orient Express.
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Wenn wir unsere Liste jetzt ausgeben, sehen wir, dass sie einen Element enthält. Wir fügen noch den Krimi der Pate unserer Liste hinzu. Dafür geben wir wieder Krimis append und der Pate ein.
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Wir geben unsere Liste Krimis mit der Printanweisung aus und sehen, dass der Pate am Ende der Liste eingefügt wurde.
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Um ein Element an eine bestimmte Stelle in die Liste einzufügen, benutzt man die Funktion insert. Wie bei der append-Funktion schreibt man zuerst den Listennamen, also Krimis, danach einen Punkt, dann die Funktion insert
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In der Klammer der Funktion gibt man zuerst die Position an, an die das neue Element eingefügt werden soll. Wir wollen den Krimi alibi an die zweite Position einfügen, also geben wir den Indix 1 an. Nach dem Komma geben wir das Element selbst, also alibi an.
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Wenn wir jetzt die Liste ausgeben, sehen wir, dass alibi an der zweiten Stelle in der Liste steht und der Pate an die dritte Stelle verschoben wurde. Um auf die einzelnen Listenelemente zugreifen zu können,
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muss man hinter dem Listennamen in den eckigen Klammern den Indix des Elementes angeben. Wenn wir zum Beispiel wissen wollen, welches Kinderbuch in der Liste Kinderbücher an der zweiten Stelle steht, müssen wir eingeben. Wir kombinieren dies mit der Printanweisung,
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damit wir die Ausgabe direkt sehen können. An der zweiten Stelle steht also Pippel Langstrumpf. Genau so können wir auch negative Indixe angeben. Das ist zum Beispiel dann praktisch, wenn wir nicht wissen, wie lang unsere Liste ist und wir auf das letzte Element
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der Liste zugreifen wollen. Denn das letzte Element einer Liste hat den negativen Indix minus eins. Auf diese Weise können wir das letzte Element der Liste Kinderbücher ausgeben. Das ist Alice im Wunderland.
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Jetzt schauen wir uns noch an, was passiert, wenn wir einen zu hohen Index in der eckigen Klammer angeben. Unsere Liste Kinderbücher hat nur drei Elemente. Der höchste Index ist also zwei. Wir versuchen jetzt das Element mit Index drei auszugeben.
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Dafür geben wir Folgendes ein. Da es kein Element an dieser Position in der Liste gibt, bekommen wir eine Fehlermeldung, die besagt, dass unser Index außerhalb des Bereichs liegt. Diese Zeile kommentieren wir direkt wieder aus.
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Damit dir solche Fehler nicht passieren, kannst du mit der Funktion Läng, die für Längs steht, die Anzahl der Elemente einer Liste ausgeben. Das machen wir jetzt für die Liste Kinderbücher. Also tippen wir folgende Anweisung ein. Print, Läng und in der Klammer der Läng-Funktion
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geben wir den Listennamen an, also Kinderbücher. Wie erwartet, enthält unsere Liste Kinderbücher nur drei Elemente.
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Wenn wir nur eine Teilmenge aufeinander folgender Elemente einer Liste ausgeben wollen, zum Beispiel nur die ersten beiden Elemente, können wir in der eckigen Klammer den Start- und Endindex getrennt durch einen Doppelpunkt angeben. Dabei wird das Element an der Endposition nicht mit ausgegeben. Diese Methode nennt man Slicing. Wir schneiden so gesehen
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eine Scheibe aus der Liste aus. Wir wollen jetzt die ersten beiden Elemente der Liste Kinderbücher ausgeben. Dazu müssen wir folgende Anweisung eingeben. Print, Kinderbücher und in der Klammer 0 bis 2.
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Wenn wir die Elemente ab einer bestimmten Position bis zum Ende der Liste ausgeben wollen, geben wir nur die Anfangposition und den Doppelpunkt in den
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Klammern. Geben wir alle Kinderbücher ab der zweiten Position in der Liste aus. Möchten wir alle Elemente einer Liste von Anfang bis
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zu einer bestimmten Position ausgeben, müssen wir nur die Endposition nach dem Doppelpunkt in den eckigen Klammern angeben. Mit der Anweisung werden nur die ersten beiden Kinderbücher ausgegeben,
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also Peter Pan und Pippi Langstrumpf. Um auf die einzelnen Elemente einer Unterliste in einer verschachtelten Liste zugreifen zu können, muss man zwei Indexe angeben. Der erste Index gibt die Position der Unterliste an. Der zweite Index gibt das Element innerhalb der
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Unterliste an. Wir haben bereits eine verschachtelte Liste erstellt, die Buchliste heißt. Um das Erscheinungsjahr vom ersten Buch ausgeben zu lassen, müssen wir hinter dem Listennamen zuerst in der ersten eckigen Klammer angeben, weil wir auf das erste Buch zugreifen wollen und in der zweiten eckigen Klammer
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Index 2 angeben, weil das Erscheinungsjahr an der dritten Stelle steht. Wenn wir nur einen Index für eine verschachtelte Liste angeben, wird die gesamte
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Unterliste, die an dieser Position steht, ausgegeben. Wir haben bereits gesehen, dass wir die Listen ändern können, indem wir ihnen neue Elemente hinzufügen. Wir können aber
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auch Listen verändern, indem wir ihre Elemente ersetzen oder löschen. Um ein Element der Liste durch ein anderes Element zu ersetzen, müssen wir dieses Element mit Hilfe seines Indexes ansprechen und ihm einen neuen Wert zuweisen. Das schauen wir uns am Beispiel
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der Liste Krimis an. Zuerst geben wir die Elemente dieser Liste aus. Unsere Liste hat drei Elemente. Jetzt ersetzen wir den ersten Eintrag der Liste durch einen anderen Krimi. Wir greifen auf dieses Element durch seinen Index zu
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und ersetzen es durch einen neuen Wert. Zum Beispiel der dünne Mann. Wenn wir jetzt die Liste ausgeben, sehen wir, dass das erste Element ausgetauscht wurde.
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Die übrigen Elemente sind aber gleich geblieben. Das Löschen der Listen-Elemente erfolgt mit dem DEL-Befehl. Wenn wir also ein oder mehrere Elemente aus unserer Liste entfernen möchten, müssen wir zuerst den DEL-Befehl eingeben und danach das Element bzw. die Elemente, die gelöscht
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werden sollen. In unserem Beispiel löschen wir die ersten zwei Elemente. Wenn wir die Liste ausgeben, sehen wir, dass sie nur noch ein Element enthält. Wir können
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auch alle Elemente einer Liste löschen, indem wir den Listen-Namen gefolgt von einem Punkt unter Methode CLEAR eingeben. Die Liste bleibt noch definiert, aber sie ist dann leer. Um prüfen zu können, ob ein
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Element in einer Liste enthalten ist, können wir den In-Operator verwenden. Dazu geben wir zuerst das Element gefolgt von In-Operator und dem Listen-Namen an.
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Wenn das Element in der Liste enthalten ist, wird ein TRUE, also VAR, als Ergebnis geliefert. Wenn das Element in der Liste nicht vorkommt, wie zum Beispiel der Rapate in der Liste Kinderbücher, dann erhalten wir FALSE als Ergebnis.
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Wir können das Vorkommen eines Elementes in der Liste auch mit der Funktion
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In der Klammer der Funktion geben wir das gesuchte Element an. In der Ausgabe sehen wir, dass Peter Pan in der Liste Kinderbücher einmal und
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der Paten nullmal vorkommt. Zum Schluss schauen wir uns noch an, wie man die Liste in Python verketet. Man spricht von der Verketung bzw. Konkatenation von Listen, die verketet sind, wenn man Elemente einer Liste mit den Elementen einer anderen
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Liste zusammenfügt. Dabei wird die Reihenfolge der Elemente nicht verändert. Da wir aus der Liste Krimis alle Elemente entfernt haben, fügen wir diese hier noch mal hinzu.
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In der Liste Kinderbücher haben wir auch drei Elemente. Man verketet die
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Liste, die den Namen der verketeten Liste angibt, dann den Zuweisungsoperator gefolgt von dem ersten Listennamen, dem Plusoperator und dem Namen der zweiten Liste. Eigentlich kann man auch mehr als zwei Listen in einer Anweisung miteinander verketen. Dazu verknüpft man weitere Listenelemente mit dem Plusoperator. Wenn wir jetzt
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die Liste Bücher ausgeben, sehen wir, dass zuerst alle Elemente der Liste Krimis und dann erst alle Elemente der Liste Kinderbücher in die neue Liste aufgenommen wurden. In diesem Video
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hast du gelernt, wie man in Python Listen erzeugt und diesen Elemente hinzufügt, wie man auf die Liste Elemente zugreift, sie ersetzt oder und wie man die Liste verketet.