Zmienne i typy danych to podstawowe elementy każdego języka programowania. Zrozumienie, jak działa system zmiennych i jak przypisywać wartości różnym typom danych, jest kluczowe dla każdego programisty. W tej lekcji omówimy, czym są zmienne, jakie są główne typy danych, jak je deklarować i jak przypisywać im wartości, a także dlaczego typy danych są tak ważne dla efektywnego pisania kodu.

Co to są zmienne?

Zmienne to nazwy, które służą do przechowywania danych w pamięci komputera. Można je porównać do etykietek, które przypinamy do danych, aby móc je łatwo odnaleźć i wykorzystać w programie. Każda zmienna ma swoją nazwę oraz typ danych, który określa, jakie wartości może przechowywać i jakie operacje można na niej wykonywać.

Deklaracja zmiennych

Aby używać zmiennych w programie, musimy je najpierw zadeklarować. Deklaracja zmiennej polega na zarezerwowaniu miejsca w pamięci oraz przypisaniu nazwy i typu danych. W zależności od języka programowania, składnia deklaracji zmiennych może się różnić.

• W języku C++:

int liczba;  // Deklaracja zmiennej liczba o typie całkowitym

• W Pythonie:

liczba = 10  # W Pythonie nie trzeba jawnie deklarować typu zmiennej

W językach takich jak C++ czy Java musimy określić typ zmiennej podczas deklaracji, ponieważ są to języki o ścisłym typowaniu. Z kolei w Pythonie typ zmiennej jest określany automatycznie na podstawie przypisanej wartości.

Przypisywanie wartości

Przypisanie wartości do zmiennej polega na użyciu operatora =. Operator = przypisuje wartość z prawej strony do zmiennej po lewej stronie.

• Przykład w C++:

int liczba = 5;  // Przypisanie wartości 5 do zmiennej liczba

• Przykład w Pythonie:

tekst = "Witaj, świecie!"  # Przypisanie wartości tekstowej do zmiennej tekst

Warto zauważyć, że w Pythonie możemy zmieniać typ zmiennej w trakcie działania programu, ponieważ jest to język o dynamicznym typowaniu. W C++ lub Javie zmienna musi zachować swój typ przez cały czas.

Typy danych

Typy danych określają, jakie wartości zmienna może przechowywać oraz jakie operacje można na niej wykonać. Typy danych można podzielić na kilka kategorii:

1. Typy proste (prymitywne):
   • Liczby całkowite: Na przykład int w C++ i Java, int w Pythonie. Służą do przechowywania liczb całkowitych, takich jak 0, 42, -100.
   • Liczby zmiennoprzecinkowe: Na przykład float i double w C++, float w Pythonie. Służą do przechowywania liczb z częścią dziesiętną, takich jak 3.14, -0.001.
   • Znaki: Na przykład char w C++ i Java. Przechowują pojedyncze znaki, takie jak 'a’, 'Z’, '@’.
   • Wartości logiczne: Na przykład bool w C++ i Java, bool w Pythonie. Przechowują wartości true (prawda) lub false (fałsz).
2. Typy złożone:
   • Tablice: Służą do przechowywania wielu wartości tego samego typu. W C++ deklarujemy tablicę w następujący sposób:

int liczby[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

• • Napisy: W C++ napisy są reprezentowane jako obiekty klasy string, a w Pythonie jako typ str.
    • C++:

std::string tekst = "Hello, World!";

• • • Python:

tekst = "Hello, World!"

3. Typy użytkownika: Programiści mogą definiować własne typy danych, na przykład struktury (struct w C++), klasy w programowaniu obiektowym oraz unie (union).

Typy danych w różnych językach programowania

Język C++

W C++ mamy wiele typów danych, które umożliwiają precyzyjne zarządzanie pamięcią i wydajnością:

• int: Liczba całkowita, np. int liczba = 10;
• float: Liczba zmiennoprzecinkowa pojedynczej precyzji, np. float liczba = 3.14;
• double: Liczba zmiennoprzecinkowa podwójnej precyzji, np. double liczba = 3.14159;
• char: Pojedynczy znak, np. char litera = 'A';
• bool: Wartość logiczna, np. bool wynik = true;

Język Python

Python obsługuje dynamiczne typowanie, co oznacza, że typ zmiennej jest określany w momencie przypisania wartości. Oto kilka podstawowych typów danych w Pythonie:

• int: Liczby całkowite, np. liczba = 100
• float: Liczby zmiennoprzecinkowe, np. liczba = 2.718
• str: Napisy (ciągi znaków), np. tekst = "Hello"
• bool: Wartości logiczne, np. prawda = True

W Pythonie typ zmiennej może się zmieniać w trakcie działania programu. Na przykład:

zmienna = 42       # zmienna jest typu int
zmienna = "tekst"  # teraz zmienna jest typu str

Operacje na zmiennych

Na zmiennych można wykonywać różne operacje w zależności od ich typu. Oto kilka przykładów:

1. Operacje arytmetyczne: Wykonywane na liczbach całkowitych i zmiennoprzecinkowych, np. dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie.

• • C++:

int a = 5;
int b = 3;
int suma = a + b;  // suma wynosi 8

• • Python:

a = 5
b = 3
suma = a + b  # suma wynosi 8

2. Operacje na napisach: Łączenie napisów, sprawdzanie ich długości, znajdowanie podciągów.

• • Python:

tekst1 = "Hello"
tekst2 = "World"
pelny_tekst = tekst1 + " " + tekst2  # pelny_tekst to "Hello World"

3. Operacje logiczne: Sprawdzanie warunków, porównywanie wartości, np. ==, !=, >, <.

• • C++:

bool wynik = (5 > 3);  // wynik to true

Zasady nadawania nazw zmiennym

Nazwa zmiennej powinna być opisowa, aby łatwo zrozumieć, do czego zmienna jest używana. Oto kilka zasad dotyczących nadawania nazw zmiennym:

1. Nazwy zmiennych muszą zaczynać się od litery lub znaku podkreślenia (_).
2. Nazwy zmiennych nie mogą zawierać spacji ani znaków specjalnych (np. @, #, $).
3. Używaj opisowych nazw: Zamiast x czy y używaj nazw takich jak suma, liczbaStudentów.
4. Stosuj konwencję wielkości liter: W C++ często używa się notacji camelCase, np. mojaZmienna, a w Pythonie notacji snake_case, np. moja_zmienna.

Przykłady praktycznego użycia zmiennych i typów danych

1. Przechowywanie danych wejściowych: Zmienne są używane do przechowywania danych wejściowych od użytkownika. Na przykład:

• • C++:

int wiek;
std::cout << "Podaj swój wiek: ";
std::cin >> wiek;
std::cout << "Masz " << wiek << " lat." << std::endl;

2. Przechowywanie wyników obliczeń: Wyniki operacji arytmetycznych są często przechowywane w zmiennych, aby można było je później wykorzystać.

• • Python:

a = 10
b = 20
suma = a + b
print("Suma wynosi:", suma)

3. Zarządzanie stanem programu: Zmienne logiczne (bool) mogą być używane do zarządzania stanem programu, na przykład do sprawdzania, czy użytkownik jest zalogowany.

Konwersja typów danych

Czasami w programie może być konieczne konwertowanie wartości z jednego typu na inny. Nazywa się to rzutowaniem. Oto kilka przykładów:

• Rzutowanie jawne (C++):

double liczba = 3.14;
int calkowita = (int)liczba;  // Rzutowanie liczby zmiennoprzecinkowej na całkowitą

• Konwersja typów w Pythonie:

Następny temat ==> Tworzenie funkcji (bez rekurencji)