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Einführung in Datenstrukturen

In den Anfangszeiten der Informatik hat man statt Informatik häufig den Begriff Elektronische Datenverarbeitung (EDV) verwendet. Dies zeigt bereits die Wichtigkeit von Daten in der Informatik. Daten können in ganz verschiedenen Formen auftreten. Einige Beispiele sind:

  • Zahlen
  • Buchstaben
  • Texte (Sequenz von Buchstaben)
  • Sequenzen von Zahlen
  • Bilder (Sequenzen von Sequenzen von Zahlen)
  • Videos (Sequenzen von Bildern)
  • Postadressen
  • ...

Diese Beispiele suggerieren, dass komplexere Strukturen selbst wieder aus einfacheren Datentypen zusammengesetzt werden können. Beispielsweise ist eine Postadresse wie folgt strukturiert:

Vorname (Text) Name (Text)
Strassenname (Text) Hausnummer (Zahl)
Postleitzahl (Zahl) Wohnort (Text)

Auch wenn wir im Computer ein Bild repräsentieren, ist das nichts anderes als eine Sequenz von Zahlen, die dann grafisch dargestellt werden.

Solche Strukturen von zusammengehörenden Daten nennt man Datenstrukturen. In Python bauen wir alle Datenstrukturen aus nur 3 primitiven Elementen auf: Boolsche Werte (Wahr oder Falsch), Texte und Zahlen. Darüber hinaus bietet uns Python verschiedene Möglichkeiten diese zu gruppieren. Die einfachsten davon sind Tupel und Listen. Mithilfe von Tupel und Listen können wir Elemente in einer Sequenz anordnen und die einzelnen Elemente via eines Index ansprechen. Ein Index ist eine Zahl, welche die Position angibt, wie zum Beispiel die Zimmernummer im Hotel oder die Hausnummer in einer Strasse. So können wir zum Beispiel auf das erste, das fünfte oder das letzte Element in der Sequenz zugreifen.

Eine weitere Möglichkeit komplexe Strukturen zu bilden bieten sogenannte Klassen. Damit können wir uns eigene Datentypen definieren, bei welchen wir die Elemente der Datenstruktur über einen Namen ansprechen können. So können wir uns einen Datentyp Adresse definieren, bei dem wir zum Beispiel direkt auf den Strassennamen zugreifen können, ohne wissen zu müssen, an welcher Stelle in einer Sequenz dieser gespeichert ist. Wir werden uns Klassen zu einem späteren Zeitpunkt im Detail anschauen.

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