Python 3 - Einsteigen und Durchstarten

Inhalt

Vorwort

1 Grundlagen

1.1 Hältst Du das richtige Buch in den Händen?

1.2 Dieses Buch bricht mit einigen Konventionen!

1.3 Die Arbeit mit diesem Buch

1.4 Das Kapitel zu Minecraft

1.5 Das Begleitmaterial zum Buch

1.6 Anregungen? Kritik? Forum?

1.7 Die Geschichte von Python in 120 Wörtern

1.8 Was kann man mit Python machen (und was nicht)?

1.9 Interpreter vs. Compiler

1.10 Python 2.7 oder 3.7?

1.11 Die Entwicklungsumgebung PyCharm

1.11.1 Alternativen zu PyCharm

1.12 Python-Interpreter installieren

1.12.1 Python-Interpreter unter Windows installieren

1.12.2 Python-Interpreter unter macOS installieren

1.12.3 Python-Interpreter unter Linux installieren

1.12.4 PyCharm unter Windows installieren

1.12.5 PyCharm unter macOS installieren

1.12.6 PyCharm unter Linux installieren

1.12.7 PyCharm einrichten

1.13 Genug geredet, los gehts!

1.13.1 Das erste Programm eingeben

1.13.2 Ausführen des ersten Beispiels

1.13.3 Laden der Beispiele

1.13.4 Der Quelltext im Detail

1.13.5 Kommentare im Detail

1.14 PEP8 – um sie ewig zu binden

1.15 Python-Programme ohne Entwicklungsumgebung starten

1.15.1 Python-Programme unter Windows starten

1.15.2 Python-Programme unter Linux oder macOS starten

1.16 Python interaktiv

1.17 Aufgabenstellung

1.18 Kurz & knapp

2 Variablen

2.1 Was sind Variablen?

2.2 Statisch typisiert vs. dynamisch typisiert

2.3 Einige Details vorab – Variablen sind auch nur Namen

2.4 Richtlinien für Variablennamen

2.4.1 Von Kamelen, Schlangen und Pascal

2.4.2 Sinnvolle Variablennamen

2.5 Rechnen mit Variablen

2.5.1 Verkürzte Schreibweise bei Rechenoperationen

2.5.2 Gibt es noch weitere Datentypen?

2.5.3 Konvertierung von Datentypen

2.5.4 Besonderheiten bei der Konvertierung von Datentypen

2.6 Formatierte Ausgabe mit print()

2.7 Genauigkeit von Fließkommazahlen

2.7.1 Formatierte Ausgabe von Fließkommazahlen

2.8 Den ganzzahligen Rest einer Division bestimmen

2.9 Konstanten, Konventionen und Restriktionen

2.10 Fehlerquelltext

2.10.1 Was ist die Aufgabe des Programms?

2.10.2 Lösungsvorschlag

2.10.3 Die gemeinen Kleinigkeiten

2.11 Aufgabenstellung

2.11.1 Einige Tipps

2.11.2 Lösung zur Aufgabenstellung

2.12 Kurz & knapp

3 Schleifen und Bedingungen

3.1 Was sind Schleifen und Bedingungen?

3.2 Die if-Bedingung

3.2.1 Blöcke und Einrückungen

3.2.2 Arbeit sparen mit else

3.2.3 elif

3.3 Der Platzhalter pass

3.4 Blöcke im interaktiven Modus

3.5 Logische Operatoren

3.6 PyCharm – Korrekturvorschläge übernehmen

3.7 while-Schleifen

3.7.1 Eine Schleife mit break vorzeitig beenden

3.7.2 continue in while-Schleifen

3.7.3 while-else

3.8 for-Schleifen

3.8.1 Eine einfache Zählschleife

3.8.2 Ein Wort zu Schleifenvariablen

3.8.3 Die Funktion range() im Detail

3.8.4 break und continue in for-Schleifen

3.8.5 Sonderfall Unterstrich: die Wegwerfvariable

3.9 Ein kurzer Abstecher: Exceptions

3.10 Fehlerquelltext

3.10.1 Was ist die Aufgabe des Programms?

3.10.2 Lösung zum Fehlerquelltext

3.11 Aufgabenstellung

3.11.1 Einige Tipps

3.11.2 Lösungsvorschlag

3.12 Ein umfangreicheres Beispiel: Zahlenraten

3.12.1 Die Hauptschleife

3.12.2 Ein neues Spiel starten

3.12.3 Abfrage des Schwierigkeitsgrades und Beenden des Spiels

3.13 Kurz & knapp

4 Funktionen

4.1 Was sind Funktionen?

4.2 Eine einfache Funktion definieren

4.3 Parameter, Argumente und Rückgabewert

4.4 Weitere Möglichkeiten, Funktionen aufzurufen

4.5 Globale und lokale Variablen

4.5.1 Ein bisschen mehr Verwirrung, bitte!

4.5.2 Das Schlüsselwort global

4.5.3 Auch Parameter sind lokal

4.5.4 Ein Wort zu globalen Variablen

4.5.5 Von Schatten und Hauptprogrammen

4.6 Standardwerte für Parameter

4.7 Schlüsselwortparameter

4.8 Wann sollten Funktionen zum Einsatz kommen?

4.9 Aufgabenstellung

4.9.1 Lösung zur Aufgabenstellung

4.10 Vorgehensweise bei größeren Projekten

4.11 Rekursion

4.12 Fehlerquelltext

4.12.1 Was ist die Aufgabe des Programms?

4.12.2 Lösung zum Fehlerquelltext

4.13 Kurz & knapp

5 Klassen

5.1 Was ist Objektorientierung?

5.2 Eine einfache Klasse definieren

5.2.1 Aufbau einer Klasse

5.2.2 Erzeugen von Objekten

5.2.3 Verwenden der Objekte

5.3 Kontrollierter Zugriff auf Attribute: Properties

5.3.1 Getter

5.3.2 Setter

5.3.3 Wann sollten Attribute und wann Properties verwendet werden?

5.3.4 Nachträgliches Umstellen auf Properties

5.4 Dynamische Attribute

5.5 Klassenattribute

5.5.1 Stolpersteine bei Klassenattributen

5.6 Statische Methoden

5.7 Zwischenstand: Braucht man das wirklich?

5.8 Aufgabenstellung

5.8.1 Einige Tipps

5.8.2 Lösungsvorschlag

5.9 Das Gleiche ist nicht dasselbe

5.9.1 Für Fortgeschrittene: Parameterübergabe im Detail

5.10 None

5.11 Vererbung

5.11.1 Ein einfaches Beispiel

5.11.2 Überschreiben von Methoden

5.12 Wie das Smartphone erfunden wurde – oder: Mehrfachvererbung

5.13 Für Fortgeschrittene: Binden von Methoden

5.13.1 Ein Blick hinter die Kulissen

5.13.2 Klassen um eigene Funktionen erweitern

5.13.3 Statische Methoden und instanzbezogene Bindung

5.14 Überschreiben der Methode __str__()

5.15 Und wo ist der Fehlerquelltext?

5.16 Kurz & knapp

6 Container

6.1 Was sind Container?

6.1.1 Eine Anmerkung, bevor es losgeht

6.2 Listen

6.2.1 Listen erzeugen und auf Elemente zugreifen

6.2.2 Listen dynamisch erzeugen

6.2.3 Elemente löschen oder ersetzen

6.2.4 Aufgabenstellung

6.2.4.1 Einige Tipps

6.2.4.2 Lösung zur Aufgabenstellung

6.2.5 Sortieren von Listen

6.2.5.1 Eigene Sortierfunktionen

6.2.5.2 Eine weitere Möglichkeit der Sortierung: sorted

6.2.5.3 Für Fortgeschrittene: lambda – anonyme Funktionen

6.2.6 Listen verknüpfen

6.2.7 Nicht nur für Fortgeschrittene: tiefes und flaches Kopieren

6.3 Tupel

6.3.1 Unterschiede zu Listen

6.3.2 Vorsicht: Instanzen in Tupeln können geändert werden

6.3.3 Mehrere Rückgabewerte mit Tupeln

6.3.4 Für Fortgeschrittene: namedtuple

6.4 Strings

6.4.1 Für Fortgeschrittene: Darum sind Strings unveränderlich

6.4.2 Slicing

6.4.3 Arbeiten mit Strings

6.4.4 Strings verbinden

6.4.5 Zerlegen und wieder zusammensetzen: split und join

6.4.6 Strings „aufbereiten“

6.4.7 Ändern der Groß- und Kleinschreibung

6.4.8 Strings durchsuchen

6.4.9 Aufgabenstellung

6.4.9.1 Einige Tipps

6.4.9.2 Lösungsvorschlag

6.4.10 Ersetzungen durchführen

6.5 Dictionaries

6.5.1 Grundlagen von Dictionaries

6.5.2 Vorsicht beim Zugriff!

6.5.3 Dictionaries durchlaufen und verändern

6.5.4 Elemente aus einem Dictionary entfernen

6.6 Fehlerquelltext

6.6.1 Was ist die Aufgabe des Programms?

6.6.2 Lösung zum Fehlerquelltext

6.7 Sets und Frozensets

6.7.1 Einfache Sets/Frozensets erzeugen

6.7.2 Sets: Elemente hinzufügen und entfernen

6.7.3 Mengenoperationen

6.8 Kurz & knapp

7 Exceptions

7.1 Was sind Exceptions?

7.2 Fehler? Die passieren mir doch nicht!

7.3 Die Mechanik von Exceptions

7.4 Abfangen unterschiedlicher Exceptions

7.5 Alle Exceptions fangen

7.6 Eigene Exceptions

7.7 else und finally

7.8 Einige allgemeine Tipps

7.9 Kurz & knapp

8 Module und Pakete

8.1 Module

8.1.1 Grundlagen

8.1.2 Dokumentation von Modulen

8.1.3 Umbenennen eines Namensraums

8.1.4 Selektives Importieren

8.1.5 Namensräume haben ihren Sinn

8.1.6 Batteries included!

8.1.7 Reihenfolge beim Importieren

8.1.8 Eigene Module in mehreren Projekten nutzen

8.1.9 Tipps für das Schreiben von Modulen

8.1.10 Automatische Ausführung beim Import verhindern

8.2 Pakete

8.2.1 Importieren von Modulen aus Paketen

8.2.2 Reguläre Pakete

8.2.3 Namespace Packages

8.2.4 Unterscheidung der Paketarten

8.3 Kurz & knapp

9 Dateien und Dateisystem

9.1 Lesen und Schreiben von Dateien

9.1.1 Eine einfache Textdatei auslesen

9.1.2 Fehler beim Öffnen von Dateien

9.1.3 Eine Datei schrittweise auslesen

9.1.4 Zeilenweises Auslesen von Textdateien

9.1.5 Textdateien schreiben

9.1.6 Übersicht möglicher Modi der Funktion open()

9.1.7 Aufgabenstellung

9.2 Dateien und Dateisystem

9.2.1 Verzeichnisse

9.2.2 Pfade und Prüfung auf deren Existenz

9.2.3 Pfade und Plattformunabhängigkeit

9.2.4 Verzeichnisse und Dateien erzeugen und löschen

9.2.5 Verzeichnisstrukturen erzeugen und löschen

9.2.6 Umbenennen von Verzeichnissen und Dateien

9.2.7 Kopieren und Verschieben

9.3 Kurz & knapp

10 GUI-Programmierung mit tkinter

10.1 Warum gerade tkinter?

10.2 Die Layout-Manager

10.2.1 Absolute Positionierung

10.2.2 Der pack-Manager

10.2.3 Der grid-Manager

10.2.4 Welcher Manager soll es sein?

10.3 Flexible Fenstergröße

10.4 Konfiguration von Widgets

10.5 Steuerelemente im Detail

10.5.1 Buttons

10.5.2 Kontrollvariablen

10.5.3 Eingabefelder

10.5.4 Textboxen

10.5.5 Checkboxen

10.5.6 Radiobuttons

10.5.7 Aufgabenstellung

10.5.8 Lösungsvorschlag

10.5.9 Listboxen

10.5.10 Listbox mit Scrollbalken

10.6 Fehlerquelltext

10.6.1 Was ist die Aufgabe des Programms?

10.6.2 Lösung zum Fehlerquelltext

10.7 Dialogfenster

10.8 Menüs

10.8.1 Einfache Menüs

10.8.2 Untermenüs

10.9 Kurz & knapp

11 Debugging

11.1 Was ist ein Debugger?

11.2 Eine einfache Fehlersuche

11.2.1 Haltepunkte setzen und entfernen

11.2.2 Das Programm durchlaufen und Werte betrachten

11.2.3 Geht es auch ohne Haltepunkte?

11.2.4 Interaktive Fehlersuche mit der Python-Konsole

11.3 Debuggen von Funktionen und Methoden

11.3.1 In Funktionen springen

11.3.2 Abschnitte überspringen und Funktionen verlassen

11.3.3 Clever springen

11.4 Watches

11.5 Haltepunkte im Detail

11.5.1 Ein Beispiel zum Experimentieren

11.5.2 Verwalten von Haltepunkten

11.5.3 Unterbrechen oder nicht?

11.5.4 Bedingte Haltepunkte

11.5.5 Protokollierung

11.5.6 Temporäre Haltepunkte

11.5.7 Verkettete Haltepunkte

11.5.8 Haltepunkte für Exceptions

11.5.9 Kombination der Optionen

11.6 Einsatz in der Praxis

12 Versionsverwaltung mit Git

12.1 Der vermeintlich leichte Weg

12.2 Wie funktionieren Versionskontrollsysteme?

12.2.1 Verallgemeinerte Arbeitsweise

12.2.2 Zentrale und verteilte Versionskontrolle

12.3 Was ist Git?

12.4 Interessiert mich nicht, ich arbeite alleine!

12.5 Vorbereitungen

12.5.1 Git unter Windows installieren

12.5.2 Git unter macOS installieren

12.5.3 Git unter Linux installieren

12.5.4 GitHub

12.6 Los geht’s – Git lokal verwenden

12.6.1 Ein bestehendes Projekt unter Versionskontrolle stellen

12.6.2 Dateien hinzufügen

12.6.3 Commit/Einchecken

12.6.4 Änderungen vornehmen und überprüfen

12.6.5 Änderungen rückgängig machen

12.6.6 Betrachten der Historie

12.6.7 Zu älteren Versionen zurückkehren – Möglichkeit 1

12.6.8 Dateien ignorieren

12.7 Zusammenarbeit über ein Remote Repository

12.7.1 Projekt auf GitHub veröffentlichen

12.7.2 Ein Repository klonen

12.7.3 Änderungen pushen

12.7.4 Pull

12.7.5 Wer hat’s erfunden?

12.7.6 Automatisches Merging

12.7.7 Mergen und Konflikte beheben

12.8 Branching

12.8.1 Um was geht es?

12.8.2 Einen Branch erzeugen und damit arbeiten

12.8.3 Zwischen Branches wechseln

12.8.4 Branches mergen

12.8.5 Branches pushen

12.8.6 Fetch

12.8.7 Zu älteren Versionen zurückkehren – Möglichkeit 2

12.9 Weitere nützliche Features

12.9.1 Stashing – Änderungen temporär speichern

12.9.2 Commits korrigieren

12.9.3 Tagging

12.10 Noch ein paar Tipps

12.10.1 Zwei einfache Branching-Modelle

12.10.2 Atomare Commits

12.10.3 Test-Repository griffbereit halten

12.10.4 Andere Git-Clients

12.11 Kurz & knapp

13 Minecraft auf dem Raspberry Pi

13.1 Um was geht es in diesem Kapitel?

13.1.1 Der Raspberry Pi – ein kleines Kraftpaket

13.1.2 Minecraft Pi

13.1.3 Was wird benötigt?

13.2 Der Sprung ins kalte Wasser

13.3 Die Entwicklungsumgebungen

13.4 Den Raspberry Pi einrichten

13.4.1 Erstellen der SD-Karte

13.4.2 Einstellen des Tastaturlayouts

13.4.3 Minecraft starten

13.4.4 Die Steuerung

13.5 Der erste Testlauf

13.5.1 Arbeiten mit IDLE

13.5.2 Arbeiten mit Thonny

13.6 Das Begleitmaterial

13.7 Die Minecraft Python API

13.7.1 Quellen und weitere Informationen:

13.7.2 Eine Übersicht der Minecraft API

13.7.3 Die Klasse Minecraft

13.7.4 Die Klasse CmdCamera

13.7.5 Die Klasse CmdPlayer

13.7.6 Die Klasse CmdEntity

13.7.7 Die Klasse Block

13.7.7.1 Eine Übersicht der wichtigsten Blöcke

13.7.8 Noch einmal alles zusammen

13.8 Beispiele zu Schleifen und Bedingungen

13.8.1 Blocktypen ausprobieren

13.8.2 Spielfigur automatisch durch die Welt bewegen

13.8.3 Eine Treppe bauen

13.8.4 Eine Pyramide bauen

13.9 Beispiele zu Funktionen

13.9.1 Swimmingpools bauen

13.9.2 Moderne Kunst?

13.10 Beispiele zu Klassen

13.10.1 Blöcke regnen lassen

13.10.2 Blinklichter

13.11 Beispiele zu Containern

13.11.1 Lichterkette

13.11.2 Mengenoperationen

13.12 Ein Beispiel zu Modulen und Paketen

13.13 exit() – wie geht es weiter?

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