Python programmieren lernen für Dummies
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Über den Autor 11
Einleitung 23
Über dieses Buch 23
Törichte Annahmen über den Leser 24
Symbole in diesem Buch 25
Über das Buch hinaus 25
Wie geht es weiter? 25
TEIL I ERSTE SCHRITTE MIT PYTHON 27
Kapitel 1 Die Kommunikation mit Ihrem Computer 29
Warum wollen Sie sich mit Ihrem Computer unterhalten? 30
Anwendungen als eine Art von Kommunikation 31
Alltägliche Arbeitsabläufe 31
Arbeitsabläufe aufschreiben 32
Anwendungen als gewöhnliche Arbeitsabläufe verstehen 33
Computer nehmen alles wörtlich 33
Was sind Anwendungen eigentlich? 33
Computer besitzen ihre eigene Sprache 34
Den Menschen helfen, sich mit dem Computer zu verständigen 34
Warum Python so cool ist 36
Warum man Python verwenden sollte 36
Wie Sie persönlich von Python profitieren können 37
Welche Organisationen verwenden Python? 39
Nützliche Python-Programme finden 39
Python mit anderen Sprachen vergleichen 40
Kapitel 2 Installieren Sie sich Ihr eigenes Python 43
Die benötigte Version herunterladen 43
Python installieren 46
Mit Windows arbeiten 47
Mit dem Mac arbeiten 49
Mit Linux arbeiten 51
Auf Python auf Ihrem System zugreifen 55
Mit Windows arbeiten 56
Mit dem Mac 58
Mit Linux arbeiten 59
Ihre Installation testen 60
Kapitel 3 Mit Python arbeiten 63
Python über die Kommandozeile starten 63
Python starten 64
Die Kommandozeile nutzbringend einsetzen 65
Python-Umgebungsvariablen sinnvoll einsetzen 68
Einzelne Befehle eingeben 69
Dem Computer sagen, was er machen soll 70
Dem Computer mitteilen, dass Sie fertig sind 70
Ergebnisse anzeigen 70
Die Hilfe verwenden 71
In den Hilfemodus wechseln 73
Um Hilfe bitten 74
Den Hilfemodus verlassen 77
Sich unmittelbar Hilfe holen 77
Die Python-Kommandozeile schließen 79
Kapitel 4 Ihre erste Anwendung 83
Warum IDEs derart wichtig sind 84
Besseren Code erstellen 84
Debugging-Funktionalität 84
Warum Notebooks nützlich sind 85
So erhalten Sie Ihre Anaconda-Kopie 86
Analytics Anaconda herunterladen 86
Anaconda unter Linux installieren 87
Anaconda unter MacOS installieren 88
Anaconda unter Windows installieren 89
Datensätze und Beispielcode herunterladen 93
Jupyter Notebook nutzen 93
Das Code-Repositorium definieren 96
Eine Anwendung erstellen 101
Zellen verstehen 101
Dokumentationszellen hinzufügen 102
Weitere Zellinhalte 103
Einrückungen verstehen 104
Kommentare einfügen 106
Kommentare verstehen 106
Kommentare als Erinnerungsstützen verwenden 107
Mit Kommentaren die Ausführung von Code verhindern 108
Jupyter Notebook schließen 108
Kapitel 5 Mit Anaconda arbeiten 111
Ihren Code herunterladen 112
Mit Checkpoints arbeiten 113
Checkpoints nutzen 113
Einen Checkpoint speichern 114
Einen Checkpoint wiederherstellen 115
Zellen bearbeiten 115
Verschiedene Zelltypen hinzufügen 115
Zellen teilen und verbinden 116
Zellen verschieben 116
Zellen ausführen 117
Ausgabe umschalten 117
Das Aussehen von Jupyter Notebook ändern 118
Befehle über die Befehlspalette suchen 120
Mit Zeilennummern arbeiten 120
Die Funktionen der Zell-Werkzeugleiste nutzen 121
Mit dem Kernel zusammenarbeiten 122
Hilfe anfordern 123
Magische Funktionen nutzen 125
Laufende Prozesse anzeigen 128
TEIL II ELEMENTARE PYTHON-BAUSTEINE 129
Kapitel 6 Daten speichern und ändern 131
Daten speichern 131
Variablen als Aufbewahrungskisten betrachten 132
Die richtige Kiste zum Speichern der Daten 132
Grundlegende Datentypen von Python 133
Daten in Variablen ablegen 133
Numerische Datentypen 133
Boolesche Werte 137
Der Datentyp String 138
Datum und Uhrzeit 139
Kapitel 7 Daten verwalten 141
Steuern, wie Python Daten interpretiert 142
Vergleiche durchführen 142
Wie Computer Vergleiche durchführen 143
Mit Operatoren arbeiten 143
Operatoren definieren 144
Vorrangregeln für Operatoren 149
Erstellen und Verwenden von Funktionen 150
Funktionen als Codepäckchen betrachten 150
Die Wiederverwendbarkeit von Code ist wichtig 151
Funktionen definieren 152
Funktionen ausführen 153
Daten an Funktionen übergeben 154
Datenrückgabe von Funktionen 158
Rückgabewerte vergleichen 159
Benutzereingaben 159
Kapitel 8 Entscheidungen treffen 161
Einfache Entscheidungen mit der »if«-Anweisung treffen 162
Die »if«-Anweisung 162
Die »if«-Anweisung in Anwendungen verwenden 162
Mit der »if...else«-Anweisung Optionen auswählen 167
Die »if...else«-Anweisung 167
Die »if...else«-Anweisung in einer Anwendung verwenden 167
Die »if...elif«-Anweisung in einer Anwendung verwenden 169
Verschachtelte Entscheidungen nutzen 172
Mehrere »if«- oder »if...else«-Anweisungen verwenden 172
Mehrere Entscheidungen miteinander kombinieren 173
Kapitel 9 Sich wiederholende Aufgaben ausführen 177
Daten mit der »for«-Schleife verarbeiten 178
Die »for«-Schleife 178
Eine einfache »for«-Schleife erstellen 178
Die Programmausführung mit der »break«-Anweisung steuern 179
Die Ausführung mit »continue« steuern 181
Die Ausführung mit »pass« steuern 183
Die Ausführung mit der »else«-Klausel steuern 184
Daten mit der »while«-Anweisung verarbeiten 185
Die »while«-Anweisung 185
Die »while«-Anweisung in einer Anwendung verwenden 186
Schleifen verschachteln 187
Kapitel 10 Fehlerbehandlung in Programmen 191
Warum versteht Python mich nicht? 192
Fehlerquellen erkennen 193
Klassifizieren, wann Fehler auftreten 194
Fehlertypen unterscheiden 195
Ausnahmen abfangen 197
Die grundlegende Ausnahmebehandlung 197
Spezifischere Behandlung weniger spezifischer Ausnahmefehler 208
Verschachtelte Ausnahmebehandlung 211
Ausnahmefehler auslösen 214
Ausnahmen unter außergewöhnlichen Umständen auslösen 214
Fehlerinformationen an den Aufrufer übergeben 215
Benutzerdefinierte Ausnahmen erstellen und verwenden 216
Die »finally«-Klausel 218
TEIL III ALLTÄGLICHE AUFGABENSTELLUNGEN 221
Kapitel 11 Mit Paketen arbeiten 223
Code gruppieren 224
Die Pakettypen verstehen 226
Den Cache für Pakete betrachten 227
Pakete importieren 228
Die »import«-Anweisung verwenden 230
Die »from...import«-Anweisung verwenden 231
Pakete auf Datenträgern finden 233
Pakete aus anderen Quellen herunterladen 235
Die Anaconda-Eingabeaufforderung starten 236
Mit conda-Paketen arbeiten 237
Pakete mit pip installieren 243
Sich den Paketinhalt ansehen 243
Die Paketdokumentation verwenden 246
Die pydoc-Anwendung öffnen 246
Die Links für den Schnellzugriff verwenden 247
Einen Suchbegriff eingeben 248
Die Ergebnisse anschauen 250
Kapitel 12 Mit Zeichenketten arbeiten 251
Zeichenketten sind anders 252
Einzelne Zeichen durch Zahlen definieren 252
Zeichen zur Erstellung von Zeichenketten verwenden 253
Zeichenketten mit Sonderzeichen erstellen 254
Einzelne Zeichen auswählen 256
Zeichenketten schneiden und würfeln 258
Einen Wert in einem String finden 261
Zeichenketten formatieren 263
Kapitel 13 Listen verwalten 267
Daten in einer Anwendung strukturieren 268
Strukturen mit Listen nachbilden 268
Wie Computer Listen sehen 269
Listen erstellen 270
Auf Listen zugreifen 272
Listen durchlaufen 273
Listen bearbeiten 274
Listen durchsuchen 277
Listen sortieren 279
Listen drucken 280
Mit dem Counter-Objekt arbeiten 282
Kapitel 14 Verschiedenartige Daten sammeln 285
So funktionieren Collections 285
Mit Tupeln arbeiten 287
Mit Dictionaries arbeiten 290
Erstellen und Verwenden von Dictionarys 291
Die »switch«-Anweisung durch ein Dictionary ersetzen 294
Stapel mithilfe von Listen erstellen 296
Mit Warteschlangen arbeiten 299
Mit Deques arbeiten 301
Kapitel 15 Klassen erstellen und verwenden 305
Klassen als Strukturierungshilfe 306
Komponenten einer Klasse 307
Eine Klassendefinition schreiben 308
Die integrierten Klassenattribute 309
Mit Methoden arbeiten 310
Mit Konstruktoren arbeiten 312
Mit Variablen arbeiten 314
Methoden mit variablen Parameterlisten verwenden 316
Operatoren überladen 318
Eine Klasse erstellen 320
MeineKlasse definieren 320
Eine Klasse auf Datenträger speichern 321
Die Klasse in einer Anwendung verwenden 321
Eine Klasse erweitern, um neue Klassen zu schaffen 323
Eine Kindklasse schreiben 323
Die Klasse in einer Anwendung testen 324
TEIL IV ANSPRUCHSVOLLERE AUFGABEN 327
Kapitel 16 Daten in Dateien speichern 329
Wie die permanente Datenspeicherung funktioniert 330
Daten für die permanente Speicherung erstellen 332
Eine Datei erstellen 335
Dateiinhalte lesen 339
Dateiinhalte aktualisieren 341
Eine Datei löschen 345
Kapitel 17 E-Mails versenden 347
Das passiert, wenn man E-Mails versendet 349
E-Mails als herkömmliche Briefe betrachten 349
Die Bestandteile des Umschlags 350
Die Bestandteile einer Nachricht 355
Eine E-Mail-Nachricht erstellen 359
Eine Textnachricht versenden 359
Eine HTML-Nachricht versenden 360
Sich die E-Mail-Ausgabe anschauen 362
TEIL V DER TOP-TEN-TEIL 363
Kapitel 18 Zehn tolle Quellen für Programmierer 365
Die Python-Online-Dokumentation nutzen 365
Das Tutorial LearnPython org nutzen 366
Webanwendungen mit Python programmieren 367
Zusätzliche Bibliotheken beschaffen 368
Schneller Anwendungen mit einer IDE erstellen 369
Einfachere Syntaxprüfung 370
XML sinnvoll nutzen 371
Die üblichen Anfängerfehler in Python vermeiden 372
Unicode verstehen 373
Machen Sie Ihrer Python-Anwendung Beine 374
Kapitel 19 Zehn Möglichkeiten, mit Python Geld zu verdienen 375
In der Qualitätssicherung arbeiten 376
IT-Mitarbeiter in einer kleinen Firma werden 377
Spezialskripte für Anwendungen schreiben 377
Netzwerkadministration 378
Programmierkenntnisse vermitteln 378
Leuten dabei helfen, einen bestimmten Ort zu finden 379
Data Mining nutzen 379
Mit eingebetteten Systemen arbeiten 380
Wissenschaftliche Aufgaben erledigen 380
Echtzeitanalyse von Daten 381
Kapitel 20 Zehn Tools zur Erweiterung von Python 383
Programmfehler mit dem Roundup Issue Tracker dokumentieren 384
Eine virtuelle Umgebung mit VirtualEnv erstellen 385
Ihre Anwendung mit PyInstaller installieren 386
Eine Entwicklerdokumentation mit pdoc erzeugen 387
Anwendungscode mit Komodo Edit entwickeln 388
Ihre Anwendung mit pydbgr debuggen 389
Interaktive Umgebungen mit IPython betreten 390
Anwendungen mit PyUnit testen 390
Ihren Code mit Isort aufräumen 391
Versionskontrolle mit Mercurial 391
Kapitel 21 Gut zehn Bibliotheken, die Sie kennen sollten 393
Eine sichere Umgebung mit PyCrypo entwickeln 394
Auf Datenbanken mit SQLAlchemy zugreifen 394
Die Welt mit Google Maps bereisen 395
Benutzeroberflächen mit TkInter erstellen 395
Tabellarische Daten mit PrettyTable ansprechend präsentieren 396
Anwendungen mit PyAudio und Soundausgabe aufwerten 396
Abbildungen mit PyQtGraph bearbeiten 397
Daten mit IRLib finden 398
Interoperable Java-Umgebungen mit JPype erstellen 399
Auf lokale Netzwerkressourcen mit Twisted Matrix zugreifen 399
Auf Internet-Ressourcen mit Bibliotheken zugreifen 400
Stichwortverzeichnis 401
Python programmieren lernen für Dummies
Schummelseite
DIE VIER GÄNGIGSTEN PYTHON-PROGRAMMIERSTILE
Vielleicht zählen Sie ja zu den Programmierern oder Entwicklern, die keine Lust haben, einen neuen Programmierstil zu erlernen. Dann ist Python eine großartige Sprache für Sie. Die meisten Programmiersprachen sind auf einen Programmierstil festgelegt, was die Flexibilität der Programmierer einschränkt. Python ist in dieser Hinsicht jedoch anders. Mit ihm können Sie auf eine Reihe verschiedener Programmierstile zurückgreifen, um unterschiedliche Effekte zu erreichen. Unter den verschiedenen Python-Programmierstilen sind dies die vier verbreitetsten:
- Funktional: Jede Anweisung ist eine Art mathematische Gleichung. Dieser Programmierstil eignet sich gut für parallel zu verarbeitende Aktivitäten. Akademiker und Informatiker arbeiten gerne so. Es hindert Sie jedoch niemand daran, funktional zu programmieren, wenn Sie in keine der genannten Kategorien fallen.
- Imperativ: Berechnungen erfolgen bei Änderungen des Programmzustands. Dieser Stil wird meist zur Verarbeitung von Datenstrukturen eingesetzt. Wissenschaftler aller Disziplinen verlassen sich auf diesen Programmierstil, weil sich mit ihm Prozesse äußerst klar abbilden lassen.
- Objektorientiert: Dieser Stil wird verbreitet von anderen Sprachen verwendet, um die Codierung von Objekten zu vereinfachen, die der realen Umwelt nachgebildet sind. Python implementiert diesen Programmierstil nicht vollständig, weil bestimmte Features wie die Kapselung (das Verstecken von Daten) nicht unterstützt werden. Sie können diesen Programmierstil aber in beachtlichem Umfang nutzen. Die meisten Entwickler programmieren objektorientiert, andere Gruppen können so arbeiten, wenn es komplexere Anwendungen zu erstellen gilt.
- Prozedural: Die meisten Leute starten mit prozeduralem Code, in dem Aufgaben schrittweise ausgeführt werden, wenn sie programmieren lernen. Dieser Programmierstil wird meist für Iterationen, Sequenzierung, Auswahl und Modularisierung verwendet. Das sind die einfachsten Programmiervorgänge, die Sie einsetzen können. Nichtprogrammierer bevorzugen diesen Stil, weil sich mit ihm relativ unkompliziert kleinere, experimentelle Aufgaben lösen lassen.
HÄUFIG VERWENDETE OPERATOREN IN PYTHON
Mit Operatoren können Sie die Interaktionen zwischen Elementen in Python-Anweisungen bestimmen. Wenn Sie beispielsweise 2 + 3 schreiben, wird der Wert 2 mit dem +-Operator zum Wert 3 hinzuaddiert, wodurch sich die Summe 5 ergibt. Man sollte wissen, welche Operatoren von Python unterstützt werden, und es ist nicht immer leicht, sich alle zu merken. Die folgende Tabelle bietet einen zusammenfassenden Überblick über die von Python unterstützten Operatoren.
Operator
Typ
Beschreibung
Beispiel
-
Arithmetisch
Subtrahiert den rechten Operanden vom linken Operanden.
5 - 2 = 3
-
Unär
Negiert den ursprünglichen Wert, sodass aus positiv negativ wird und umgekehrt.
-(-4) ergibt 4, während -4 wieder -4 ergibt.
-=
Zuweisung
Subtrahiert den Wert des rechten Operanden von dem Wert des linken Operanden und speichert das Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar -= 2 speichert den Wert 3 in MeineVar.
!=
Vergleich
Bestimmt, ob zwei Werte nicht gleich sind. In alten Versionen von Python könnten Sie auch den <>-Operator statt des !=-Operators verwenden. In aktuellen Versionen führt die Verwendung des <>-Operators zu einem Fehler.
1 != 2 ergibt True
%
Arithmetisch
Teilt den linken Operanden durch den rechten Operanden und gibt den Rest zurück.
5 % 2 = 1
%=
Zuweisung
Dividiert den Wert des linken Operanden durch den Wert im rechten Operanden und speichert den Rest im linken Operanden.
MeineVar %= 2 speichert den Wert 1 in MeineVar.
& (And)
Bitweise
Bestimmt, ob jeweils zwei Bits innerhalb der zwei Operanden den Wert True haben, und setzt das Ergebnisbit ebenfalls auf True, wenn dies der Fall ist.
0b1100 & 0b0110 = 0b0100
*
Arithmetisch
Multipliziert den rechten Operanden mit dem linken Operanden.
5 * 2 = 10
**
Arithmetisch
Berechnet den Exponentialwert des linken Operanden durch Potenzierung des Wertes mit dem rechten Operanden.
5 ** 2 = 25
**=
Zuweisung
Berechnet den Exponentialwert des linken Operanden durch Potenzierung des Wertes mit dem rechten Operanden. Speichert das Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar **= 2 speichert den Wert 25 in MeineVar.
*=
Zuweisung
Multipliziert den Wert des rechten Operanden mit dem Wert im linken Operanden und speichert das Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar *= 2 speichert den Wert 10 in MeineVar.
/
Arithmetisch
Teilt den linken Operanden durch den rechten Operanden.
5 / 2 = 2.5
//
Arithmetisch
Führt eine Ganzzahldivision durch, bei der der linke Operand durch den rechten geteilt wird und nur eine ganze Zahl zurückgegeben wird.
5 // 2 = 2
//=
Zuweisung
Teilt den Wert im linken Operanden durch den Wert im rechten Operanden und speichert das ganzzahlige Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar //= 2 speichert den Wert 2 in MeineVar.
/=
Zuweisung
Teilt den Wert im linken Operanden durch den Wert im rechten Operanden und speichert das Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar /= 2 speichert 2.5 in MeineVar.
^ (Exklusives Or)
Bitweise
Bestimmt, ob nur einer der einzelnen Bits in den beiden Operanden den Wert True hat und gibt True zurück, wenn dies der Fall ist. Sind beide Bits True oder beide Bits False, ist das Ergebnis False.
0b1100 ^ 0b0110 = 0b1010
| (Or)
Bitweise
Bestimmt, ob ein Bit der beiden Bits in den Operanden den Wert True hat und setzt das Ergebnisbit mit True gleich, wenn dies der Fall ist.
0b1100 | 0b0110 = 0b1110
~ (Einerkomplement)
Unär
Invertiert die Bits in einer Zahl, sodass alle 0en zu 1en werden und umgekehrt.
~4 ergibt den Wert -5.
+
Arithmetisch
Addiert zwei Werte.
5 + 2 = 7
+
Unär
Gibt es nur der Vollständigkeit halber.
+4 ergibt 4.
+=
Zuweisung
Addiert den Wert des rechten Operanden mit dem Wert im linken Operanden und speichert das Ergebnis im linken Operanden.
MeineVar += 2 speichert den Wert 7 in MeineVar.
<
Vergleich
Bestimmt, ob der linke...
