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C Grundkurs

Datentypen

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Das Verständnis von Datentypen ist elementar für die Programmierung. In dem Video lernen Sie die grundsätzliche Bedeutung von Datentypen kennen und erfahren was es in C an Besonderheiten zu beachten gibt.
08:37

Transkript

In diesem Video beschäftigen wir uns mit einem elementar wichtigen Begriff in der Programmierung. Dem Datentyp. Wenn Sie ein C Programm hier sehen, dann taucht hier z. B. so ein Schlüsselwort int auf. Das steht für eine Zahl. So etwas ist ein Datentyp. Und gerade diese Sprache C geht sehr intensiv mit Datentypen um, bzw. hat eine ganze Menge an diesen Datentypen. Klären wir jetzt mal grundsätzlich, was eigentlich ein Datentyp festlegt und welche es in C geben kann. Datentypen bezeichnen z. B. Zeichen, die Sie im Rahmen von Ihrem Programm benutzen, oder Text, ganze Zahlen, Kommazahlen, und dann gibt es noch Wahrheitswerte. Also, wenn man Vergleiche in einer Bedingung überprüft oder so irgendetwas. Nun gibt es bei Datentypen unterschiedliche Größen. In einem Computer werden alle Informationen in Bits und Bytes gespeichert. Und je größer z. B. eine Zahl ist, die Sie darstellen, speichern wollen, desto mehr Platz brauchen Sie. Es gibt nun Situationen, da brauchen Sie nur eine kleine Zahl. Bspw. von 0 bis 255 oder so. Dann genügt ein Datentyp der nur 1 Byte groß ist, denn da kann man 256 Zahlen darstellen. Dann gibt es Fälle da brauchen Sie eine mittelgroße Zahl. Also mehr wie 255 aber kleiner als Tausend Milliarden oder so irgendetwas. Da genügt dann ein andere Datentyp, dann muss man nicht mehr Speicherplatz im Rechner für reservieren. Und dann gibt es die Situation, dass Sie große Zahlen brauchen. Also, wenn Sie eine ganz große Zahl brauchen, dann müssen Sie dafür auch viel Platz im Speicher reservieren. Entsprechend Ihrer Größe repräsentiert dann ein Datentyp auch einen Wertebereich, also von wo bis wo Zahlen gehen können. D. h., wie groß oder klein darf eine Zahl sein? Wichtig ist aber auch, wo ist der Wertebereich angelegt? Stellen Sie sich mal vor, Sie haben einen Wertebereich von einem Byte. Da können Sie 256 Zahlen darstellen. Aber wie werden die verstanden? Werden sie als die Zahlen von 0 bis 255 verstanden oder sie fangen bspw. bei -127 an oder -128 und gehen dann bis +127 bzw. 128. Oder bei -17 und gehen dann bis + was weiss ich. In der Programmierung und insbesondere C hat man sich entschieden, 2 Fälle hier standardmäßig bereit zu stellen. Einmal ein Wertebereich ohne Vorzeichen und einmal mit Vorzeichen. Ohne Vorzeichen unsigned. D. h. da beginnt immer der Wertebereich bei der 0 und bei den anderen Datentypen wird an der 0 gespiegelt. Hälfte des Wertebereichs sind negative Zahlen, Hälfte positive Zahlen. 0 zählt zu den positiven Zahlen. Der Datentyp sagt dann, wieviel Byte man braucht für einen gewissen Wertebereich oder umgekehrt. Auf Grund des Wertebereichs mit oder ohne Vorzeichen ergibt sich, wie groß die Zahl ist, die man wirklich darstellen kann. Sie sehen jetzt hier einmal eine Tabelle mit den elementaren Datentypen in C. Hier benutze ich einen davon. Dieses int, und das sehen Sie hier wieder, dieses Schlüsselwort. Sie sehen, dass das eine ganze Zahl ist, 2 Byte groß und hat einen Wertebereich von einer -32 000 und paar zerquetschte bis +32 000 und paar zerquetschte. D. h. es ist eine 0 gespiegelt mit Vorzeichen. Nun kann man in C, wie gesagt, über dieses Schlüsselwort unsigned, auch festlegen, dass der Wertebereich bei der 0 beginnt. Das sehen Sie hier. Es ist nun so, dass es in C verschiedene Standards gibt. Und die Datentypen sich sowohl bezügig der Standards, aber auch teilweise des Wertebereichs und der sogenannten Genauigkeit unterscheiden kann. Gerade in Grenzbereichen, d. h. wenn Sie sehr große Wertebereiche haben, gehen an die Grenzen des möglichen Wertebereichs, oder auch an die Grenzen der möglichen Genauigkeit bei Kommazahlen, dann werden Sie Abweichungen haben. Für den Anfang ist das jetzt noch nicht so entscheidend, aber später kann es durchaus Probleme bereiten, auch wenn Sie z. B. Quellcode von einer Plattform auf eine andere überführen. Dort können Unterschiede sein. Was an der Stelle jetzt noch beachtet werden sollte, ist, wenn man Kommazahlen, Gleitkommazahlen in der Programmierung hinschreibt, dann nimmt man, statt eines Kommas zum Trennen von dem Vorkomma- und Nachkommateil einen Punkt. Es heißt ja hier auch im Englischen floating-point. Nicht wie im Deutschen Kommazahl. Nun gibt es in C auch die Möglichkeit, dass Sie einen Datentyp noch einmal über ein vorangestelltes Schlüsselwort in dem Wertebereich in der Länge verändern. Sie können z. B. aus einem long mit long long ein doppelt so großen Typen machen. Oder Sie können auch bei einem double mit einem long double die Zahl der Bytes erhöhen, wobei gerade bei solchen Geschichten auch wieder Abweichungen der Plattform zu beachten sind. Auf einigen Plattformen ist bspw. double und long double sogar identisch, aber prinzipiell, wenn Sie mehr Platz brauchen, können Sie bei einem Datentyp ein long davorstellen, umgekehrt können Sie mit short auch ein Wertebereich einschränken. Die ganzen Details brauchen sich beim Einstieg noch nicht 100% klarmachen, aber Sie sollten verstehen, was man dann hinschreibt, wenn so ein Datentyp im Quellcode auftaucht. Eine Bemerkung jetzt noch zu Wahrheitswerten. Das ist ein Datentyp, der auftaucht, wenn man eine Entscheidung treffen will in der Programmierung. Also bei Vergleichen bspw. C hat keinen eigenen Datentyp für sogenannte logische Werte, andere Programmiersprachen schon. Bei C ist es so, dass man immer einen numerischen Wert als falsch oder wahr interpretiert, und zwar einen Wert vom Typ int. Die Zahl 0 steht in C für false, falsch, und jede andere Zahl für wahr. Das macht C-Programme sehr kompakt, ist aber auch eine sehr gefährliche Stelle in der C-Programmierung. In den Nachfolgesprachen, die auf C aufbauen, und die auf Sicherheit und Stabilität ausgerichtet sind, hat man dieses Verhalten abgeschaft, etwa in Java. Dort wird eine Zahl nicht als true oder false interpretiert, aber in C ist das explizit so. Sie haben also in diesem Video einen Einstieg in die Datentypen in C bekommen, und Sie sollten sich merken, dass es im Kern Zahlen, Zeichen und im Grunde auch Wahrheitswerte gibt, und diese die wichtigsten Datentypen repräsentieren, wobei sich die Datentypen in C über verschiedene Plattformen, über verschiedene Standards von C geringfügig unterscheiden können.

C Grundkurs

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4 Std. 36 min (70 Videos)
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