Python by Kofler, Michael -- Read -- Imperial Library of Trantor

Division Zuweisung und Berechnung verbinden »in«-Operator Binäre versus logische Operatoren Short-Circuit-Evaluation Operatorhierarchie Variablen und Daten vergleichen Mehrfachvergleiche »operator«-Modul Operatoren selbst implementieren

3.3 Wiederholungsfragen

4 Zahlen

4.1 Ganze Zahlen

Division Binäre und hexadezimale Darstellung Zufallszahlen

4.2 Fließkommazahlen

Rundungsfehler Zufallszahlen

4.3 Komplexe Zahlen, Brüche und Festkommazahlen

Komplexe Zahlen Rationale Zahlen (Brüche) Dezimalzahlen

4.4 Boolesche Werte 4.5 Wiederholungsfragen

5 Zeichenketten

5.1 Grundregeln

Zeichenketten aneinanderfügen und vervielfältigen Sonderzeichen Raw-Zeichenketten »chr«- und »ord«-Funktion

5.2 Zugriff auf Teilzeichenketten

»IndexError« Schrittweite (Stride)

5.3 Zeichenkettenfunktionen

Eigenschaften von Zeichen(ketten) ermitteln Suchen und ersetzen

5.4 Zeichenketten formatieren und konvertieren

Daten formatieren Formatierung mit dem %-Operator Formatierung mit der »format«-Methode »format«-Kurzschreibweise (ab Python 3.6)

5.5 Lokalisierung

Lokalisierte Zeichenketten in Zahlen umwandeln Lokalisierungsbeispiel

5.6 Reguläre Ausdrücke 5.7 Wiederholungsfragen und Übungen

6 Datum und Zeit

6.1 Zeit ermitteln und darstellen

Datum aus Zeichenkette einlesen (»parsen«) Datum ohne Zeit Zeit ohne Datum Objekte für einen beliebigen Zeitpunkt Zeiten mit Zeitzone

6.2 Mit Zeiten rechnen

Zeiten subtrahieren Laufzeit von Code messen

6.3 Wiederholungsfragen und Übungen

7 Listen, Tupel, Sets und Dictionaries

7.1 Listen

»range«-Funktion Listen und Zeichenketten List Comprehension

7.2 Funktionen zur Verarbeitung von Listen

»map«-Funktion »reduce«-Funktion »filter«-Funktion Listen sortieren Zeichenketten mit deutschen Buchstaben sortieren

7.3 Tupel (Sequenzen)

Anwendungsfälle »zip«-Funktion

7.4 Sets (Mengen)

»set«-Methoden Mengenlehre

7.5 Dictionaries

Dictionaries (assoziative Arrays) Verarbeitung von Dictionary-Elementen »zip«-Funktion

7.6 Type Annotations 7.7 Arrays 7.8 Wiederholungsfragen und Übungen

8 Verzweigungen und Schleifen

8.1 »if«-Verzweigung

»pass«-Schlüsselwort »if«-Kurzschreibweise Kein »switch«

8.2 Beispiel: Schaltjahrtest 8.3 »for«-Schleife

Schleifen über Zahlenbereiche (»range«) Schleifen über die Zeichen einer Zeichenkette Schleifen über Listen, Tupel und Sets »enumerate«-Funktion List/Set/Tupel Comprehension Schleifen über Dictionaries, Dictionary Comprehension Generator Expressions »break«, »continue« und »else« »_« als Schleifenvariable

8.4 »while«-Schleife 8.5 Beispiele für Schleifen

Summe der Zahlen von 1 bis 1.000 Einmaleins-Tabelle Parameter verarbeiten

8.6 Wiederholungsfragen und Übungen

9 Funktionen

9.1 Eigene Funktionen definieren

»Hello, Function!« Beispiel: Zufällige Zeichenkette Beispiel: Passwortgenerator

9.2 Lokale und globale Variablen

Variablenverwaltung Globale Variablen

9.3 Parameter

Parameter für unveränderliche Typen (immutable) Parameter für veränderliche Typen (mutable) Optionale Parameter Variable Parameteranzahl Parametertyp überprüfen Type Annotations

9.4 Rekursion

Fakultät rekursiv berechnen Unkontrollierte Rekursion

9.5 Lambda-Funktionen 9.6 Funktionale Programmierung

Beispiel: Funktionsgenerator Beispiel: verschachtelter Funktionsgenerator Beispiel: Listengenerator

9.7 Generatoren

Beispiel: Fibonacci-Zahlen

9.8 Wiederholungsfragen und Übungen

10 Umgang mit Fehlern (Exceptions)

10.1 Fehlerabsicherung mit »try« und »except«

Beispiel Catch-all-Absicherung Auswertung von Exception-Objekten Nichts tun mit »pass« Fehler in verschachteltem Code

10.2 Selbst Exceptions auslösen (»raise«) 10.3 Programmunterbrechungen abfangen

Absicherung mit »try«/»except« Absicherung mit »signal« Probleme beim Programmabbruch

10.4 Wiederholungsfragen und Übungen

11 Objektorientierte Programmierung

11.1 Crashkurs

Funktionen helfen, Teilaufgaben zu lösen Klassen bringen Daten und Methoden zusammen Objekte sind konkrete Ausformungen von Klassen Begriffe (Nomenklatur)

11.2 »Hello, Class!«

Konstruktor Methoden Verwendung der Klasse (»Hello, Object!«)

11.3 Klassen- und Instanzvariablen

Namensräume Nochmals Instanz- versus Klassenvariable Type Annotations Private Instanzvariablen

11.4 Methoden

Statische Methoden versus Instanzmethoden Methoden innerhalb einer Klasse aufrufen Getter- und Setter-Methoden (Eigenschaften)

11.5 Operator Overloading

Gleichheitstest (»eq«-Methode) Umwandlung in Zeichenkette (»str« und »repr«) Größenvergleich (»lt« und »le«) Hash-Funktion

11.6 Unveränderliche Objekte

Hash-Funktionen für veränderliche Objekte Veränderungen von außen verhindern

11.7 Datenklassen

Unveränderliche Datenklassen

11.8 Vererbung

Klassenzuordnung und -hierarchie feststellen Beispiel: Schachfiguren Klasse für Pferd/Springer Klasse für Läufer Mehrfachvererbung

11.9 Wiederholungsaufgaben und Übungen

12 Module

12.1 Module nutzen (»import«)

»import as« »from import«

12.2 Modul-Interna

Welche Module stehen zur Verfügung? Wo befinden sich Moduldateien? Welche Module sind geladen?

12.3 Module installieren (»pip«)

»pip« installieren oder aktualisieren Pakete installieren und verwalten

12.4 Eigene Module entwickeln

Variablen über mehrere Module teilen Packages »pycache«-Verzeichnis

12.5 Wiederholungsfragen und Übungen

13 Interna

13.1 Garbage Collection 13.2 Shared References 13.3 Namensräume erforschen 13.4 Python-Compiler 13.5 Systemfunktionen

Programmparameter Andere Programme bzw. Kommandos aufrufen Warten (»sleep«) Asynchrone Programmierung Programm beenden

13.6 Python 2

»print« »input« Ganze Zahlen Operatoren Zahlenbereiche (»range«/»xrange«) Listen und andere Aufzählungen Unicode Exceptions (Fehler) »future«-Modul

Teil II Python anwenden 14 Dateien lesen und schreiben

14.1 Verzeichnisse

Das aktuelle Verzeichnis Das Codeverzeichnis Heimatverzeichnis ermitteln Temporäres Verzeichnis und temporäre Dateien Verzeichnis- und Dateinamen kombinieren und zerlegen Verzeichnisse erstellen, umbenennen und löschen Verzeichnisse durchsuchen

14.2 Textdateien lesen und schreiben

»Hello, File!« Dateien mit »with/as« automatisch schließen

14.3 Beispiel: Indexeinträge in Textdateien ändern 14.4 Standardeingabe und Standardausgabe

Beispiel

14.5 JSON-Dateien verarbeiten

»Hello, JSON!« JSON-Dokumente erzeugen JSON für Objekte eigener Klassen

14.6 XML-Dateien verarbeiten

»Hello, XML!« Beispiel: Newsfeed auswerten

14.7 Wiederholungsfragen und Übungen

15 Netzwerkfunktionen

15.1 Download und Upload von Dateien

Zertifikatsprobleme unter macOS Große Dateien stückweise herunterladen FTP

15.2 Mails versenden

Mail-Versand an einen externen SMTP-Server HTML-Mail Bild hinzufügen Weitere Mail-Varianten

15.3 Dropbox

Dropbox-Zugang testen Upload Download

15.4 Twitter

Tweet senden

16 Systemadministration

16.1 Linux-Kommandos aufrufen

Ergebnisse verarbeiten Kommando durch die »bash« ausführen Fehler beim Kommandoaufruf

16.2 Linux-Accounts einrichten

Passwörter erzeugen Dateien lesen und schreiben Kommandos aufrufen Script ausführen Accounts wieder löschen

16.3 MySQL/MariaDB-Datenbankzugriff

Voraussetzungen »Hello, Database!« Verbindungsaufbau SQL-Kommandos ausführen SELECT-Ergebnisse verarbeiten Weitere Informationen

16.4 Mehrere gleichartige Datenbanken analysieren

SELECT-Kommando zusammenstellen Liste der Kundendatenbanken einlesen Datenbankverbindung herstellen, Abfragen durchführen Auswertung

17 Raspberry Pi

17.1 GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO

GPIO-Setup LED ein- und ausschalten LED-Helligkeit steuern Zustand eines Tasters auswerten Taster entprellen

17.2 LED-Ampel für die CPU-Temperatur

Code Test

17.3 GPIO-Zugriff mit »gpiozero«

Nochmals die CPU-Temperatur visualisieren

17.4 Sense HAT

»Hello, Sense HAT!« Das Display Pixel für Pixel steuern Pixel mit Joystick bewegen Pixel mit dem Gyroscope-Sensor bewegen

18 Grafische Benutzeroberflächen

18.1 »Hello, Qt!« 18.2 Buttons platzieren und nutzen

Gewöhnliche Buttons Auswahlhäkchen (Checkboxes) und Radio-Buttons

18.3 Textfelder, Grid-Layout und Nachrichtenboxen

Grid-Layout Nachrichtenbox anzeigen

18.4 Dateiauswahl

Beispiel

18.5 Listenfelder

Beispiel: Länderauswahl

18.6 Oberfläche zur GPIO-Steuerung

Programmaufbau Schieberegler (»QSlider«) Periodischer Aufruf einer Methode (»QTimer«)

19 Grafikprogrammierung

19.1 Grafische Grundfunktionen

Linien Rechtecke und Polygone Kreise und Ellipsen Text Hintergrundfarbe einstellen

19.2 Grafik in einem Widget

Grafik in PNG-Datei speichern

19.3 Spaß mit Sinus und Cosinus

Programmaufbau Einen Kreis zeichnen Spiralkurve zeichnen Linienmuster zeichnen Bunte, verdrehte Rechtecke auf einer Spiralkurve zeichnen

19.4 Temperaturkurve anzeigen

Programmaufbau Daten einlesen Gitter zeichnen und beschriften Temperaturkurve zeichnen Verbesserungsmöglichkeiten

20 Wissenschaftliche Anwendung

20.1 Anaconda, IPython und Jupyter-Notebooks

Installation Paketmanager »conda« IPython Jupyter-Notebooks

20.2 NumPy

Matrizen erzeugen und speichern Slicing Mit Matrizen rechnen

20.3 pandas

Serien (»Series«-Klasse) Tabellen (»DataFrame«-Klasse)

20.4 SciPy

Beispiel 1: Minimum einer Funktion suchen Beispiel 2: Interpolationsfunktion

20.5 Matplotlib

»Hello, Matplotlib!« »vectorize«-Funktion Diagramm und Achsen beschriften Mehrteilige Diagramme Temperaturkurve Andere Diagrammtypen

A Lösungen

A.1 Kapitel 1: »Hello, World!« A.2 Kapitel 2: Variablen A.3 Kapitel 3: Operatoren A.4 Kapitel 4: Zahlen A.5 Kapitel 5: Zeichenketten A.6 Kapitel 6: Datum und Uhrzeit A.7 Kapitel 7: Listen, Tupel, Sets und Dictionaries A.8 Kapitel 8: Verzweigungen und Schleifen A.9 Kapitel 9: Funktionen A.10 Kapitel 10: Umgang mit Fehlern A.11 Kapitel 11: Objektorientierte Programmierung A.12 Kapitel 12: Module A.13 Kapitel 14: Dateien lesen und schreiben

Stichwortverzeichnis Rechtliche Hinweise Über den Autor

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