Dan kan nu eindelijk het onderwerp van dit hoofdstuk onder de loep genomen worden, namelijk “expressies.” Een expressie is een combinatie van één of meerdere waardes (zoals strings, integers, of floats) met behulp van operatoren, die dan een nieuwe waarde oplevert. Je kunt je expressies dus voorstellen als berekeningen.

Eenvoudige berekeningen

Eenvoudige berekeningen worden gemaakt door twee waardes te combineren met een operator ertussenin. Een aantal voor de hand liggende operatoren zijn:

Hier volgen een paar voorbeelden:

print( 15+4 )
print( 15-4 )
print( 15*4 )
print( 15/4 )
print( 15//4 )
print( 15**4 )
print( 15%4 )

Ik neem aan dat je weet wat deze operatoren voorstellen, behalve misschien de integer deling en de modulo.

De integer deling (ook wel genoemd “floor division”) is simpelweg een deling die naar beneden afrondt naar een geheel getal. Als er floats in de berekening zitten, is het resultaat nog steeds een float, maar naar beneden afgerond. Als de berekening alleen integers omvat, is het resultaat een integer.

De modulo operator (%) produceert de rest die overblijft na deling. Bijvoorbeeld: als ik 14 deel door 5, is de uitkomst 2.8. Dat betekent dat ik twee keer 5 kan aftrekken van 14, en dan nog steeds een positief getal overhoud, maar als ik het een derde keer aftrek wordt het resultaat negatief. Dus als ik 5 twee keer aftrek van 14, rest er een getal kleiner dan 5. Deze rest is wat de modulo operator oplevert.

In eenvoudige termen: als ik 14 koekjes heb die ik moet verdelen over 5 kinderen, kan ik ieder kind 2 koekjes geven. Ik heb dan nog 4 koekjes over, omdat ik dan meer kinderen dan koekjes heb. Dus als je 14 deelt door 5 met integer deling, geeft dat 2 (koekjes per kind), terwijl 14 modulo 5 als rest 4 (koekjes in mijn hand) geeft.

Als zijdelingse opmerking: de code hierboven bestaat uit meerdere regels. Iedere regel is één “statement,” bestaande uit een commando dat Python uitvoert (in de code hierboven is dat voor iedere regel een print() commando). De meeste programmeertalen stellen het als een verplichting dat ieder statement eindigt met een speciaal teken, bijvoorbeeld een puntkomma (\(;\)). Python verlangt dat niet, maar dan moet ieder statement ook op zijn eigen regel staan. In principe mag je meerdere Python statements op één regel zetten, maar dan moeten er puntkomma’s tussen de statements staan. In de praktijk doen Python programmeurs dat niet, omdat het code lelijk, slecht leesbaar, en slecht onderhoudbaar maakt. Dus ik stel voor dat je de Python-gewoonte volgt en ieder statement zijn eigen regel geeft.

Complexe berekeningen

Je mag waardes en operatoren combineren om grotere berekening te maken, net zoals je kunt met geavanceerde rekenmachines. Je mag daarbij haakjes gebruiken om de evaluatievolgorde te bepalen, en je mag die haakjes zelfs nesten. Zonder haakjes zal Python de operatoren evalueren in de volgorde die wiskundigen gebruiken, waarvoor op basisscholen vaak de zin “Meneer Van Dalen Wacht Op Antwoord” wordt gebruikt (machtsverheffen, vermenigvuldigen, delen, worteltrekken, optellen, aftrekken).¹¹

Bekijk de berekening hieronder en probeer te bepalen wat de uitkomst is voordat je hem uitvoert in de Python shell.

print( 5*2-3+4/2 )

Ik moet een paar opmerkingen maken over deze berekening.

Op de eerste plaats valt het op dat de uitkomst een float is (zelfs al zijn er geen decimalen). De reden is dat er een deling in de berekening zit, en dat betekent voor Python dat de uitkomst automatisch een float is.

Op de tweede plaats is het zo dat, zoals ik al eerder opmerkte, spaties door Python genegeerd worden. De code hierboven is dus equivalent met:

print( 5 * 2 - 3 + 4 / 2 )

Het is zelfs gelijk aan:

print( 5*2 - 3+4    / 2 )

Ik heb lange discussies moeten voeren met mensen die beweren dat de code hierboven als uitkomst \(6.5\) of \(1.5\) geeft, want het is toch overduidelijk dat je eerst \(5*2\) en \(3+4\) moet berekenen voordat je toekomt aan die aftrekking en deling. Dat is kolder. Het maakt niet uit hoeveel spaties je rondom de operatoren zet: spaties worden genegeerd. Als je echt eerst \(3+4\) wilt laten berekenen, moet je er haakjes omheen zetten. Spaties kunnen leesbaarheid verhogen als je ze goed toepast, maar voor Python zijn ze betekenisloos.

print( (5*2) - (3+4)/2 )
print( ((5*2)-(3+4)) / 2 )

Nu is de tijd gekomen om je eerste programma te schrijven. Schrijf een programma dat het aantal seconden in een week berekent. Je moet daarvoor natuurlijk niet je rekenmachine of smartphone grijpen, daarop de berekening doen, en dan gewoon de uitkomst afdrukken. Je moet de berekening doen in Python code. Het programma is slechts één regel lang, dus je kunt het gewoon in de Python shell doen, maar ik raad je aan om echt een programmabestand te maken.

String expressies

Een aantal van de hierboven genoemde operatoren kunnen voor strings worden gebruikt, maar niet allemaal.

Specifiek, je kunt de plus (\(+\)) gebruiken om twee strings aan elkaar te “plakken,” en je kunt de ster (\(*\)) gebruiken met een string en een integer om een string te maken die een herhaling van de originele string bevat. Zie hier:

print( "tot"+"ziens" )
print( 3*"hallo" )
print( "tot ziens"*3 )

Je kunt geen getal optellen bij een string, of twee strings met elkaar vermenigvuldigen. Zulke operatoren zijn niet gedefinieerd, en geven foutmeldingen. Geen van de andere operatoren werkt voor strings.

Type casting

Soms moet je een data type of waarde veranderen in een ander data type. Je kunt dat doen met “type casting” functies.

In latere hoofdstukken (6 en 9) ga ik in detail op functies in, maar voor nu is het voldoende als je weet dat een functie een naam heeft, en parameters kan hebben tussen de haakjes die achter de naam staan. De functie doet iets met die parameters en geeft een resultaat terug. Bijvoorbeeld, de functie print() drukt de parameter waardes af op het scherm, en geeft niks terug.

Type casting functies nemen de parameter waarde die tussen de haakjes is gegeven, en geven een waarde terug die (bijna) hetzelfde is als de parameter waarde, maar van een verschillend type. De drie belangrijkste type casting functies zijn:

• int() geeft de parameter waarde terug als integer (indien noodzakelijk afgerond naar beneden)

• float() geeft de parameter waarde terug als float (waarbij .0 indien noodzakelijk wordt toegevoegd)

• str() geeft de parameter waarde terug als string

Bekijk de verschillen tussen de volgende twee regels code:

print( 15/4 )
print( int( 15/4 ) )

Of de volgende twee regels:

print( 15+4 )
print( float( 15+4 ) )

Ik had al aangegeven dat je de plus-operator niet kunt gebruiken om een getal aan een string vast te plakken. Als je zoiets toch wilt doen, kun je een oplossing maken met behulp van string type casting:

print( "Ik heb " + str( 15 ) + " appels." )