Programme, sollen natürlich verschiedene Dinge tun können. Dazu werden die Daten in Variablen gespeichert und dann mit den Variablen gerechnet.

zahlvar.py

a=3
b=4
 
c=(a**2+b**2)**0.5
 
print("%f im Quadrat plus %f im Quadrat gibt %f im Quadrat." % (a,b,c))
print("%d im Quadrat plus %d im Quadrat gibt %d im Quadrat." % (a,b,c))
print("%d im Quadrat plus %.2f im Quadrat gibt %.4f im Quadrat." % (a,b,c))

• Studieren Sie den obigen Output
• Ändern Sie die Werte für a und b und studieren Sie den Output.

Format-Strings erlauben auf eine bequeme Art und Weise die Ausgabe von Zahlen festzulegen. Der Syntax ist immer der Formatstring (zwischen Anführungszeichen), gefolgt vom Modulo-Operator %, gefolgt von einer Liste mit Werten, die dann im Formatstring die %-Platzhalter ersetzen. Diese Platzhalter sind

• %d Ganzahlen
• %f Dezimalzahlen (Ausgabe mit 6 Nachkommastellen)
• %s Zeichenketten (Strings)
• Modifikatoren:
  • %.2f Anzahl Nachkommastellen (hier 2)
  • %5.3f Fünf Stellen vor dem Komma (mit Leerschlägen füllen) und 3 nach dem Komma
  • %04d Vier Stellen für Ganzzahl, mit führenden Nullen aufgefüllt.

Es gibt noch viel mehr Möglichkeiten und Varianten. Siehe offizelle Dokumentation. In Python3 wird zwar eine andere Variante mit .format() empfohlen. Die hier präsentierte Variante ist aber so auch in vielen anderen Programmiersprachen möglich, z.B. in C++, die für die Programmierung von Mikrocontrollern sehr populär ist.

• Definieren Sie 3 Variablen k (Kapital), p (Zinsatz) und n (Anzahl Jahre). Das Programm soll das mit Zinseszins verzinste Kapital nach n Jahren auf 2 Kommastellen gerundet ausgeben. Die Ausgabe soll z.B. wie folgt aussehen: (% wird mit %% ausgegeben)

Nach 20 Jahren ist das Kapital von 100.00 mit einem Zins von 1.0% auf 122.02 angewachsen.

• Definieren Sie 2 Variablen m (Masse in kg) und g (Körpergrösse in cm). Das Programm soll den BMI (Body-Mass Index) auf eine Nachkommastelle gerundet ausgeben. Z.B. so:

Bei 50 kg Gewicht und der Grösse 160 cm beträgt der bmi 19.5

Was ist jeweils die Ausgabe folgender Zeilen? Können Sie das ohne die Zeilen auszuführen?

print("%d, %f" % (3.14, 3.14))

print("%03d" % 7.92)

a=2
b=3
print("%.2f" % (a/b))

Die %f, %s und %d Formatierungen sind in vielen Programmiersprachen und Programmen implementiert und öfter mal praktisch zu kennen.

Die neue Python-Variante verwendet .format, das noch mehr Flexibilität bietet: Siehe https://pyformat.info/

“%.2f” rundet mit der Ties to even rule, so ergibt z.B.

• “%.1f” % 0.25 → “0.2”
• “%.1f” % 0.75 → “0.8”
• Achtung: Viele Zahlen, die mit abbrechenden Dezimalbrüchen dargestellt werden können, können im Binärsystem als Binärbruch nicht abbrechend dargestellt werden (wie z.B. 1/10). Diese Zahlen erscheinen deshalb «zufällig» gerundet. Wie z.B.
• “%.1f” % 0.35 → “0.3” (anstatt 0.4 wie mit der “Ties to even” Regel erwartet). Der Grund ist, dass “%.20f” % 0.35 → “0.34999999999999997780” und damit wird abgerundet.
• “%.1f” % 0.65 → “0.7” (anstatt 0.6). Grund “%.20f” % 0.65 → “0.65000000000000002220”

Was ist die Ausgabe (10 Summanden 0.1):

print("%.20f" % (0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1+0.1))

Erklärung: $\frac{1}{10}$ kann im Zweiersystem nicht abbrechend dargestellt werden (wie z.B. $\frac{1}{3}$ im Dezimalsystem). D.h. es werden zwangsläufig Rechenfehler gemacht, die sich aber oft nur auf letzte von ca. 17 Dezimalstellen auswirken.

Weitere Beispiele sind folgende, wo 17 Stellen Genauigkeit nicht ausreichen:

print("%f" % 10000000000.2)
# produziert 10000000000.200001
print("%f" % 100000000000.2)
# produziert 100000000000.199997