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Einfach Python

by Michael Inden

October 2021

Intermediate to advanced

352 pages

7h 22m

German

dpunkt

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1.1 Python im Überblick1.2 Los geht’s – Installation1.2.1 Python-Download1.2.2 Installation von Python1.2.3 Nacharbeiten nach der Python-Installation1.2.4 Python-Installation prüfen1.2.5 Python-Programm als Skript ausführen1.3 Entwicklungsumgebungen1.3.1 Installation von PyCharm1.3.2 PyCharm starten1.3.3 Erstes Projekt in PyCharm1.3.4 Erstes Modul in PyCharm
2.1 Hallo Welt (Hello World)2.2 Variablen und Datentypen2.2.1 Definition von Variablen2.2.2 Variablen und Typen2.2.3 Bezeichner (Variablennamen)2.3 Operatoren im Überblick2.3.1 Arithmetische Operatoren2.3.2 Zuweisungsoperatoren2.3.3 Vergleichsoperatoren2.3.4 Logische Operatoren2.4 Fallunterscheidungen2.5 Funktionen2.5.1 Eigene Funktionen definieren2.5.2 Nützliche Beispiele aus Python2.5.3 Fehlerbehandlung und Exceptions2.6 Kommentare2.7 Module2.8 Built-in-Datentypen2.8.1 List2.8.2 Tupel2.8.3 Set2.8.4 Dict2.9 Schleifen2.9.1 Besonderheit: Ranges2.9.2 Indexbasierte for-in-Schleife2.9.3 Wertebasierte for-in-Schleife2.9.4 Index- und wertebasierte for-in-enumerate-Schleife2.9.5 Die while-Schleife2.10 Weiterführende Informationen2.11 Aufgaben und Lösungen2.11.1 Aufgabe 1: Mathematische Berechnungen2.11.2 Aufgabe 2: Bedingung vereinfachen2.11.3 Aufgabe 3: Funktion und if2.11.4 Aufgabe 4: Selbstabholerrabatt2.11.5 Aufgabe 5: Schleifen mit Berechnungen2.11.6 Aufgabe 6: Schleifen und fixe Schrittweite2.11.7 Aufgabe 7: Schleifen mit variabler Schrittweite2.11.8 Aufgabe 8: Verschachtelte Schleifen – Variante 12.11.9 Aufgabe 9: Verschachtelte Schleifen – Variante 22.11.10 Aufgabe 10: Verschachtelte Schleifen – Variante 3

3.1 Schnelleinstieg3.1.1 Gebräuchliche Stringaktionen3.1.2 Suchen und Ersetzen3.1.3 Informationen extrahieren und formatieren3.1.4 Praxisrelevante Funktionen im Kurzüberblick3.2 Nächste Schritte3.2.1 Zeichenverarbeitung3.2.2 Strings und Listen3.2.3 Mehrzeilige Strings3.3 Aufgaben und Lösungen3.3.1 Aufgabe 1: Länge, Zeichen und Enthaltensein3.3.2 Aufgabe 2: Zeichen wiederholen3.3.3 Aufgabe 3: Vokale raten3.3.4 Aufgabe 4: String Merge
4.1 Schnelleinstieg4.1.1 Grundlagen zu Klassen und Objekten4.1.2 Eigenschaften (Attribute)4.1.3 Verhalten (Methoden)4.1.4 Objekte vergleichen – die Rolle von __eq__()4.2 Nächste Schritte4.2.1 Klassen ausführbar machen4.2.2 Imports und Packages4.2.3 Übergang zum Einsatz einer IDE4.2.4 Verstecken von Informationen4.2.5 Packages: Auswirkungen auf unsere Applikation4.3 Vererbung4.3.1 Basisklassen4.3.2 Typprüfung mit isinstance()4.3.3 Generalisierung und Spezialisierung4.3.4 Polymorphie4.4 Aufgaben und Lösungen4.4.1 Aufgabe 1: Superheld4.4.2 Aufgabe 2: Zähler4.4.3 Aufgabe 3: Zähler mit Überlauf
5.1 Schnelleinstieg5.1.1 Die Klasse list5.1.2 Die Klasse set5.1.3 Die Klasse dict5.2 Nächste Schritte5.2.1 Comprehensions5.2.2 Slicing – Zugriff auf Teilbereiche5.2.3 Sortierung – sort() / sorted()5.2.4 Tauschen von Elementen – swap()5.2.5 Reihenfolge umkehren – reverse() und reversed()5.2.6 Mehrdimensionale Listen5.3 Praxisbeispiel: Einen Stack selbst realisieren5.3.1 Implementierung5.3.2 Stack im Einsatz5.4 Praxisbeispiel: Flächen füllen5.5 Aufgaben und Lösungen5.5.1 Aufgabe 1: Tennisverein-Mitgliederliste5.5.2 Aufgabe 2: Liste mit Farbnamen füllen und filtern5.5.3 Aufgabe 3: Duplikate entfernen – Variante 15.5.4 Aufgabe 4: Duplikate entfernen – Variante 25.5.5 Aufgabe 5: Hauptstädte5.5.6 Aufgabe 6: Häufigkeiten von Namen5.5.7 Aufgabe 7: Objekte mit Dictionary selbst gebaut5.5.8 Aufgabe 8: Rotation um eine oder mehrere Positionen5.5.9 Aufgabe 9: Dreieckige Liste: Upside Down
6.1 Benutzereingaben input()6.2 Zufallswerte und das Modul random6.3 Besonderheiten von Parametern6.3.1 Normale Parameter mit Position bzw. Name6.3.2 Parameter mit Defaultwert6.3.3 Var Args – variable Anzahl an Argumenten6.4 Ternary-Operator6.5 Aufzählungen mit Enum6.6 break, continue und else in Schleifen6.6.1 Funktionsweise von break und continue6.6.2 Wie macht man es besser?6.6.3 Besonderheit: else in Schleifen6.7 Ausdrücke mit eval() auswerten6.8 Rekursion6.9 Aufgaben und Lösungen6.9.1 Aufgabe 1: Würfelspiel6.9.2 Aufgabe 2: Temperaturumrechnung6.9.3 Aufgabe 3: Palindrom-Prüfung mit Rekursion6.9.4 Aufgabe 4: Einarmiger Bandit
7.1 Sequenzielle Datentypen7.2 Iteratoren7.3 Generatoren7.4 Datencontainer mit namedtuple7.5 Einstieg in Lambdas7.5.1 Syntax von Lambdas7.5.2 Lambdas im Einsatz mit filter(), map() und reduce()7.5.3 Lambdas im Einsatz mit sort()7.5.4 Lambdas im Einsatz mit groupby()7.6 Aufgaben und Lösungen7.6.1 Aufgabe 1: Obstkorb7.6.2 Aufgabe 2: Erwachsene aus Personenliste extrahieren7.6.3 Aufgabe 3: Eigene Implementierung von rindex()7.6.4 Aufgabe 4: Elemente eines Dictionaries allgemeingültig filtern7.6.5 Aufgabe 5: Every-N-th-Iterator7.6.6 Aufgabe 6: Greeting-Generator7.6.7 Aufgabe 7: Fibonacci-Generator7.6.8 Aufgabe 8: Sortieren und Gruppieren
8.1 Schnelleinstieg8.1.1 Anlegen von Dateien und Verzeichnissen8.1.2 Aktuelles Verzeichnis wechseln8.1.3 Aktuelles Verzeichnis und absoluten Pfad ermitteln8.1.4 Inhalt eines Verzeichnisses auflisten8.1.5 Pfad ist Datei oder Verzeichnis?8.1.6 Auf Existenz prüfen8.1.7 Informationen in Dateien schreiben und daraus lesen8.1.8 Einfluss der Verarbeitungsmodi8.1.9 Diverse Informationen ermitteln8.1.10 Kopieren8.1.11 Umbenennen8.1.12 Löschen8.2 Praxisbeispiel: Directory-Baum darstellen8.2.1 Basisvariante8.2.2 Variante mit schönerer Darstellung8.2.3 Finale Variante mit ausgeklügelter Darstellung8.3 JSON-Verarbeitung8.3.1 JSON in eine Datei schreiben8.3.2 Lesen von JSON aus einer Datei8.3.3 Pretty Printing8.4 Aufgaben und Lösungen8.4.1 Aufgabe 1: Texte in Datei schreiben und wieder lesen8.4.2 Aufgabe 2: Dateigrößen8.4.3 Aufgabe 3: Existenzprüfung8.4.4 Aufgabe 4: Rechteprüfung8.4.5 Aufgabe 5: Verzeichnisinhalt auflisten
9.1 Schnelleinstieg9.1.1 Fehlerbehandlung9.1.2 Exceptions selbst auslösen – raise9.1.3 Eigene Exception-Typen definieren9.1.4 Propagation von Exceptions9.2 Fehlerbehandlung in der Praxis9.2.1 Elegante Prüfungen mit assert9.3 Automatic Resource Management (with)9.4 Aufgaben und Lösungen9.4.1 Aufgabe 1: Abgesicherter Indexzugriff – Kür mit Fallback-Wert9.4.2 Aufgabe 2: Einfacher Taschenrechner9.4.3 Aufgabe 3: Resource Handling
10.1 Schnelleinstieg10.1.1 Zeitpunkte und die Klasse datetime10.1.2 Datumswerte und die Klasse date10.1.3 Zeit und die Klasse time10.1.4 Zeitdifferenzen und die Klasse timedelta10.1.5 Berechnungen10.1.6 Formatierung und Parsing10.2 Praxisbeispiel: Kalenderausgabe10.3 Aufgaben und Lösungen10.3.1 Aufgabe 1: Wochentage10.3.2 Aufgabe 2: Freitag, der 1310.3.3 Aufgabe 3: Mehrmals Freitag, der 1310.3.4 Aufgabe 4: Schaltjahre
11.1 Spielfeld initialisieren und darstellen11.2 Setzen der Steine11.3 Prüfen auf Sieg11.4 Bausteine im Einsatz
12.1 Verarbeitung von Spielständen (Highscores)12.2 Extraktion der Daten12.3 Besonderheiten der Implementierung
13.1 Applikationsdesign – Vorüberlegungen zur Strukturierung13.2 Einlesen der verfügbaren Wörter13.3 Hilfsdatenstrukturen13.4 Datenmodell13.4.1 Datenspeicherung und Initialisierung13.4.2 Zufällige Wahl von Richtung, Position, Wort und Buchstabe13.4.3 Algorithmus zum Verstecken von Wörtern13.4.4 Wort prüfen und platzieren13.5 HTML-Erzeugung13.6 Ausgabe als HTML und Darstellung im Browser13.7 Hauptapplikation13.8 Fazit
14.1 Grundregeln eines guten Programmierstils14.1.1 Keep It Human-Readable14.1.2 Keep it Understandable14.2 Coding Conventions14.2.1 PEP 8 – Coding Standard14.2.2 Zen of Python14.2.3 Namensgebung14.2.4 Dokumentation14.2.5 Programmdesign14.2.6 Parameterlisten14.2.7 Logik und Kontrollfluss14.3 Auch ans Testen denken14.3.1 Das Pytest-Framework14.3.2 Schreiben und Ausführen von Tests
A.1 Schlüsselwörter im Überblick
B.1 Python-REPL
C.1 FehlermeldungenC.1.1 Fehlermeldungen bei ZuweisungenC.1.2 Fehlermeldungen bei unvollständigen StringsC.2 Fallunterscheidungen mit matchC.3 VerschiedenesC.3.1 Verbesserungen bei KontextmanagernC.3.2 Verbesserungen der PerformanceC.3.3 Erweiterung bei zip()C.3.4 Verbesserungen bei Typprüfungen

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6Ergänzendes Wissen

In diesem Kapitel schauen wir uns einige Themen wie Benutzereingaben, Zufallszahlen, Besonderheiten bei Parameterübergaben sowie den Ternary-Operator an und erweitern unsere Python-Kenntnisse etwa zu break und continue in Schleifen sowie der dynamischen Auswertung von Ausdrücken. Den Abschluss bildet dann die Beschreibung einer »Rekursion« genannten Technik, mit der sich diverse Problemstellungen elegant lösen lassen.

6.1Benutzereingaben input()

Programme verarbeiten in der Regel diverse Daten. Diese können etwa aus Dateien eingelesen werden (vgl. Kapitel 8) oder aber aus grafischen Benutzeroberflächen oder Datenbanken stammen.¹ Im einfachsten Fall können zu verarbeitende Daten vom Benutzer auf der Kommandozeile eingegeben ...