Python lernen - kurz & gut (eBook)

Vorwort

Zunächst einmal bedanke ich mich bei Ihnen, dass Sie sich für dieses Buch entschieden haben. Hierin finden Sie einen fundierten und interaktiven Einstieg in die Programmierung mit Python. Das Ganze startet bei den Grundlagen und darauf wird Ihr Wissen immer weiter ausgebaut, sodass Sie nach der Lektüre in der Lage sind, eigene Experimente zu wagen, und bestenfalls Programmieren als neues Hobby lieben gelernt haben. Insbesondere die ungeheuren Möglichkeiten, kreativ zu werden und dabei immer wieder Neues zu entdecken, werden Sie bestimmt ähnlich faszinieren wie mich seit über 30 Jahren.

Zielgruppe

Dieses Buch ist für Programmierneulinge gedacht. Es wendet sich somit an

• Schüler und Schülerinnen, die ein paar Tipps und Hilfestellungen suchen, die das Nachvollziehen des Informatikunterrichts erleichtern,
• Studierende, die ergänzende Erklärungen zu denen aus den Vorlesungen suchen, um Gelerntes schneller anwenden zu können oder besser für die nächste Prüfung vorbereitet zu sein,
• und alle Interessierten, die einfach die wunderbare und vielfältige Welt der Programmierung mit Python kennenlernen möchten.

Zum Einstieg sind Programmiererfahrungen keine zwingende Voraussetzung – natürlich schaden diese nicht. Selbst dann nicht, wenn Sie sich vielleicht eher mit Java, C#, TypeScript oder JavaScript beschäftigt haben. Für die Lektüre des Buchs ist es aber hilfreich, wenn Sie einigermaßen fit im Installieren von Programmen sind und wissen, was die Kommandozeile ist und wie Sie diese grundlegend bedienen können.

Was vermittelt dieses Buch?

Dieses Buch bietet Ihnen einen unterhaltsamen Einstieg in Python. Dazu wird die trockene Theorie auf ein Minimum reduziert und viele kleine Beispiele helfen dabei, Sachverhalte leichter nachzuvollziehen. Ich ermutige Sie ganz besonders, parallel zum Lesen auch immer ein paar Dinge auszuprobieren, vielleicht sogar mal das eine oder andere abzuwandeln. Man lernt Programmieren am besten, wenn man es praktiziert. Somit bietet es sich an, die abgebildeten Codeschnipsel abzutippen, also entweder direkt im Python-Kommandozeileninterpreter oder im Editor Ihrer Entwicklungsumgebung/IDE (Integrated Development Environment) einzugeben.

Damit Sie nicht über einfache Probleme stolpern, führt das Buch behutsam und schrittweise in die jeweilige Thematik ein und gibt Ihnen immer auch einige Hinweise, auf was man achten oder was man vielleicht sogar vermeiden sollte. Dazu dienen diverse Praxistipps mit Hintergrundinformationen.

Aufbau dieses Buchs

Dieses Buch besteht aus jeweils in sich abgeschlossenen, aber aufeinander aufbauenden Kapiteln zu elementar wichtigen Bereichen der Programmiersprache Python. Für Ihren erfolgreichen Weg zur Python-Programmierung gliedert sich das Buch in die beiden Teile Einstieg und Aufstieg.

Im Teil »Einstieg« werden eine Vielzahl an Grundlagen behandelt. Hier empfiehlt es sich wirklich, die Kapitel in der Reihenfolge des Buchs zu lesen, da mit jedem Kapitel neue Grundlagen und Themen hinzukommen, die im Anschluss vorausgesetzt und verwendet werden.

Dann folgt der Teil »Aufstieg«. Dort beschäftigen wir uns mit leicht fortgeschrittenen Themen. Hier können Sie zwar nach Lust und Laune eins der Kapitel zur Lektüre auswählen, aber auch hier bauen einige Themen aufeinander auf.

Das Buch endet dann mit einem Rückblick und ein paar Hinweisen für nächste Schritte.

Einstieg

Kapitel 1 – EinführungDieses Kapitel gibt zunächst einen kurzen Überblick über Pythons mittlerweile fast 30-jährige Geschichte. Bevor wir mit dem Lernen von Python als Programmiersprache loslegen können, müssen wir einige Dinge installieren: Zum einen benötigen wir Python an sich und zum anderen wird eine Entwicklungsumgebung/IDE im Verlauf des Buchs mit zunehmender Komplexität der Beispiele immer nützlicher.

Kapitel 2 – SchnelleinstiegDieses Kapitel bietet einen Schnelleinstieg und stellt viele wesentliche Elemente von Python vor. Dabei nehmen wir ganz behutsam Fahrt auf: Wir beginnen mit einer einfachen Ausgabe eines Textes, ganz traditionell »Hello World«, und lernen dann, wie wir das mithilfe von Variablen variieren. Zudem schauen wir uns die bedingte Ausführung mit Fallunterscheidungen und Wiederholungen mit Schleifen an.

Kapitel 3 – StringsZeichenketten oder Strings sind aus kaum einem Programm wegzudenken. Variablen vom Typ str repräsentieren Zeichenketten und dienen zur Verwaltung von textuellen Informationen. In diesem Kapitel behandle ich die Thematik genauer.

Kapitel 4 – Klassen und ObjektorientierungImmer wieder hört man, das Python auch die objektorientierte Programmierung unterstützt. Doch was bedeutet das? Zum Verständnis gibt dieses Kapitel einen Einblick in den objektorientierten Entwurf von Software. Dazu vermittle ich die grundlegenden Ideen von Zustand (Daten) in Kombination mit Verhalten (Funktionen auf diesen Daten) und wie man dies in Python formuliert.

Kapitel 5 – CollectionsCollections bzw. Container bieten Flexibilität und Komfort beim Verwalten von Daten. In Python unterstützen die vordefinierten Listen, Mengen und Schlüssel-Wert-Abbildungen bei der Verwaltung anderer Objekte.

Kapitel 6 – Ergänzendes WissenIn diesem Kapitel werden verschiedene wichtige Themen angesprochen, die in den vorherigen Kapiteln aus didaktischen Gründen bewusst ausgelassen wurden. Warum? Deren Beschreibung erfordert mehr Wissen rund um Python, was Sie mittlerweile erworben haben – vorher wäre das Ganze zu tief in die Details gegangen und hätte zu viel anderes Wissen vorausgesetzt. Hier angelangt lohnt es sich aber, das bisherige Wissen etwa mit Informationen zu Besonderheiten bei Parametern, dem Ternary-Operator, Aufzählungen mit Enum usw. zu komplettieren.

Aufstieg

Kapitel 7 – Collections AdvancedDieses Kapitel beschreibt diverse Funktionalitäten rund um Collections. Dort gehen wir beispielsweise auf sequenzielle Datentypen, Iteratoren und Generatoren ein. Spezielle benannte Datencontainer lassen sich mit Named Tuples erzeugen.

Kapitel 8 – Verarbeitung von DateienDieses Kapitel beschäftigt sich mit der Verarbeitung von Informationen aus Dateien. Dies ist für viele Anwendungen von großer Bedeutung, da diverse Informationen nicht nur während der Programmlaufzeit von Interesse sind, sondern vor allem auch darüber hinaus – denken Sie etwa an die Highscore-Liste Ihres Lieblingsspiels.

Kapitel 9 – Fehlerbehandlung mit ExceptionsVielleicht kennen Sie es schon: Manchmal tritt ein Programmfehler auf und das Programm stürzt ab. Wichtige Daten gehen mitunter verloren. So etwas ist immer ärgerlich. Daher gehört auch die Behandlung von Fehlern zum guten Ton beim Programmieren. Dieses Kapitel führt in die Thematik ein.

Kapitel 10 – DatumsverarbeitungPython bietet diverse praktische Funktionalitäten zur Datumsverarbeitung, die in diesem Kapitel einführend dargestellt werden.

Kapitel 11 – SchlusswortHier rekapitulieren wir kurz, was Sie durch die Lektüre gelernt haben sollten und wie Sie möglicherweise weitermachen können.

Anhang

Anhang A – Schlüsselwörter im ÜberblickIn Python existiert eine Reihe von Schlüsselwörtern, die reserviert sind und nicht als Bezeichner für Variablen, Funktionen, Methoden, Klassen oder anderes verwendet werden dürfen. Hier erhalten Sie einen Überblick.

Anhang B – Schnelleinstieg REPLIn diesem Buch werden diverse Beispiele direkt auf der Konsole ausprobiert. Der Grund ist vor allem, dass Python einen interaktiven Kommandozeileninterpreter als REPL (Read-Eval-Print-Loop) bietet.

Sourcecode und ausführbare Programme

Ich hatte schon angedeutet, dass es zum Erlernen des Programmierens hilfreich ist, die Beispiele und Sourcecode-Schnipsel auch auszuprobieren und abzutippen. Um Ihnen ein wenig Tipparbeit und Mühe zu sparen, finden Sie...