Willkommen zu meinem Python Grundlagen Kurs! Mache mit mir Deine ersten Schritte auf einer spannenden Reise in die Welt von Python! Wir beginnen zusammen mit einer Einführung in Python, eine Programmiersprache bekannt für ihre Einfachheit und Vielseitigkeit, die sich als eine der beliebtesten Sprachen etabliert hat, welche sowohl von Anfängern als auch von Profis geschätzt wird.
Mein Ziel in dieser Serie ist es, dass Du die Grundkonzepte von Python verstehst und beherrschen lernst, so dass Du danach in fortgeschrittenere Themengebiete eintauchen kannst und eine Idee davon hast, wie man praktische Anwendungen erstellen kann. Anhand von praktischen Beispielen und Übungen und detaillierten Erklärungen erlebst Du hoffentlich von Anfang an die Freude am Programmieren und siehst, wie Python Deine kreativen und technischen Fähigkeiten erweitern kann.
In diesem ersten Teil widmen wir uns der Geschichte von Python, erkunden seine vielfältigen Anwendungsbereiche und erfahren, warum diese Sprache bei Entwicklern so beliebt ist. Ich werde Dir auch zeigen, wie Du Python auf Deinem System installierst und einrichtest, bevor wir gemeinsam Dein erstes Python-Skript schreiben.
Egal, ob Du absoluter Neuling auf dem Gebiet der Programmierung bist oder einfach nur Dein Wissen auffrischen möchtest – dieser Kurs ist der richtige Startpunkt. Lass uns gemeinsam die ersten Schritte in Python machen!
Eine Reise durch die Geschichte
Python hat eine faszinierende Geschichte, die von Innovation und einer stetig wachsenden Community geprägt ist. Die Entstehung und Entwicklung von Python ist eine Geschichte von kreativer Problemlösung und Gemeinschaftsgeist.
Die Anfänge
Python wurde Ende der 1980er Jahre von Guido van Rossum am Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) in den Niederlanden als Nachfolger der Sprache ABC entwickelt. Guido begann die Arbeit an Python während der Weihnachtsferien 1989 als ein Hobbyprojekt, um die Schwächen anderer Sprachen zu überwinden und die Produktivität von Entwicklern zu steigern. Das Hauptziel war, eine einfache, leicht lesbare Sprache zu schaffen, die den Fokus auf die Verbesserung der Entwicklererfahrung legt.
Python 1.0 bis 2.0
Python 1.0 wurde 1994 veröffentlicht und legte den Grundstein für das, was Python heute ist. Mit der Einführung von Modulen und der Fähigkeit, diese zu importieren, bot Python 1.0 eine solide Basis für die Weiterentwicklung. Die Veröffentlichung von Python 2.0 im Jahr 2000 brachte viele neue Funktionen und Optimierungen, darunter eine vollständige Garbage Collection und Unicode-Unterstützung, welche die Internationalisierung und den Umgang mit unterschiedlichen Zeichensätzen erheblich vereinfachten.
Python 3.0 und die Zukunft
Anfang Dezember 2008 erschien Python 3.0, was einen bedeutenden Meilenstein in der Geschichte der Sprache darstellte. Diese Version ist und war nicht vollständig abwärtskompatibel mit Python 2, was eine gewisse Umstellung für Entwickler erfordert, aber notwendige Verbesserungen und Modernisierungen mit sich brachte. Python 3 konzentriert sich auf die Beseitigung von Redundanzen und die Vereinfachung der Sprache, was dazu führt, dass veraltete Funktionen entfernt und die Sprachsyntax vereinheitlicht wird.
Community und Kultur
Ein wesentlicher Faktor für den Erfolg von Python ist die starke und engagierte Community. Das Python Software Foundation (PSF) spielt eine entscheidende Rolle bei der Förderung und Unterstützung der Python-Community. Die Kultur von Python, oft zusammengefasst im „Zen of Python“, betont Einfachheit, Lesbarkeit und die Bedeutung einer offenen und einladenden Gemeinschaft.
Beautiful is better than ugly.
PEP 20 – The Zen of Python
Explicit is better than implicit.
Simple is better than complex.
Complex is better than complicated.
Flat is better than nested.
Sparse is better than dense.
Readability counts.
Special cases aren’t special enough to break the rules.
Although practicality beats purity.
Errors should never pass silently.
Unless explicitly silenced.
In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.
There should be one– and preferably only one –obvious way to do it.
Although that way may not be obvious at first unless you’re Dutch.
Now is better than never.
Although never is often better than *right* now.
If the implementation is hard to explain, it’s a bad idea.
If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.
Namespaces are one honking great idea — let’s do more of those!
Anwendungsbereiche
Python, wird in zahlreichen Branchen und für diverseste Anwendungen eingesetzt, was seine Beliebtheit unter Programmierern weltweit unterstreicht.
Webentwicklung: Python wird häufig für die Serverseite in der Webentwicklung eingesetzt. Frameworks wie Django und Flask bieten Entwicklern eine robuste Basis, um schnell und effizient Webanwendungen zu erstellen. Sie bieten Standardfunktionen für Datenbankinteraktion, URL-Routing und Sicherheitsmaßnahmen, was die Entwicklung vereinfacht und beschleunigt.
Datenanalyse und Data Science: Python ist eine führende Sprache in der Datenanalyse und im Bereich Data Science. Bibliotheken wie Pandas, NumPy und SciPy bieten leistungsstarke Werkzeuge für die Datenverarbeitung und statistische Analysen. Matplotlib und Seaborn ermöglichen zudem komplexe Datenvisualisierungen.
Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen: Mit Bibliotheken wie TensorFlow, Keras und Scikit-learn ist Python zur bevorzugten Sprache für maschinelles Lernen und KI geworden. Entwickler können komplexe Algorithmen für maschinelles Lernen, neuronale Netze und tiefe Lernmodelle erstellen und trainieren.
Wissenschaftliche Berechnungen und Ingenieurwesen: Python unterstützt Wissenschaftler und Ingenieure mit Bibliotheken wie NumPy, SciPy und anderen, die komplexe mathematische Berechnungen und technische Simulationen ermöglichen.
Automatisierung und Scripting: Python eignet sich hervorragend für die Automatisierung von Aufgaben und Scripting, dank seiner Lesbarkeit und einfachen Syntax. Routinetätigkeiten wie Dateiverwaltung, Datenabfragen oder Netzwerkaufgaben können effizient automatisiert werden.
Bildung: Python wird oft als Einstiegssprache in der Programmierung gewählt, da es Konzepte vermittelt, die auf andere Sprachen übertragbar sind, und durch seine Klarheit und Einfachheit den Lernprozess unterstützt.
Durch diese breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten hat sich Python als eine Schlüsseltechnologie in der modernen Softwareentwicklung etabliert und wird in vielen verschiedenen Kontexten als wichtige Fähigkeit angesehen.
Python installieren: Eine Schritt-für-Schritt Anleitung
Wenn Du MacOS oder ein Linux installiert hast, ist Python in der Regel bereits vorinstalliert und Du kannst zu Schritt 4 springen. Aber auch auf einem Windows-System ist Python einfach zu installieren. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, die dich durch den gesamten Prozess führt.
Schritt 1: Python runterladen
Beginne mit dem Besuch der offiziellen Python-Webseite unter python.org. Navigiere zum Download-Bereich und wähle die neueste Version von Python für Windows. Achte darauf, die Version zu wählen, die zu deinem System passt, meist sollte es 64-Bit sein.
Schritt 2: Installer starten
Sobald der Download abgeschlossen ist, öffne die heruntergeladene Datei, um den Installationsprozess zu starten. Du wirst zu Beginn zwei Optionen sehen: „Install Now“ und „Customize Installation“. Für die meisten Anwender ist „Install Now“ die empfohlene Wahl, da sie Python und pip (ein Paketmanager für Python-Pakete) mit den Standardoptionen installiert. Vergiss nicht, das Kästchen „Add Python 3.x to PATH“ anzukreuzen, bevor du fortfährst. Dies erleichtert das Ausführen von Python auf der Kommandozeile.
Schritt 3: Installation durchführen
Klicke nun auf „Install Now“ und der Installationsprozess beginnt. Dieser Schritt kann einige Minuten in Anspruch nehmen. Sobald die Installation abgeschlossen ist, siehst Du eine Erfolgsmeldung mit der Option, die Dokumentation zu lesen oder die Einstellungen zu ändern. Für den Moment kannst du einfach auf „Close“ klicken.
Schritt 4: Überprüfung der Installation
Um sicherzustellen, dass Python korrekt installiert wurde, öffne die Kommandozeile. Unter Windows kannst Du dies tun, indem du „cmd“ in das Suchfeld des Startmenüs eingibst und Enter drückst. Gib in der Kommandozeile den Befehl python --version ein und drücke Enter. Wenn die Installation erfolgreich war, zeigt die Kommandozeile die installierte Python-Version an.
Eventuell ist mittels python Python nicht verfügbar oder in der Version 2, dann führe python3 aus.
Bei meinem Windows PC sieht das Ganze wie folgt aus:
PS G:\> python --version Python 3.12.2
Im WSL mit einem Ubuntu 22.04 muss ich Python mit python3 aufrufen (oder ein Paket installieren, welches dieses Verhalten ändert):
cp@home:~$ python --version Command 'python' not found, did you mean: command 'python3' from deb python3 command 'python' from deb python-is-python3 cp@home:~$ python3 --version Python 3.10.12
Mit diesen Schritten hast Du Python erfolgreich auf Deinem System installiert und bist bereit, eine neue Welt zu entdecken und mit der Einführung in Python fortzufahren.
Erste Schritte mit Python
Nachdem Du Python auf Deinem System installiert hast, ist der nächste Schritt, Dich mit der Python-Shell und der Befehlszeilenschnittstelle (CLI) vertraut zu machen. Diese Werkzeuge sind unverzichtbar für die Entwicklung und Ausführung von Python-Programmen.
Die Python-Shell erkunden
Die Python-Shell, auch als Python-Interpreter oder interaktive Shell bekannt, ermöglicht es Dir, Python-Befehle direkt einzugeben und sofort auszuführen. Dies ist eine hervorragende Möglichkeit Python zu lernen und mit neuen Konzepten zu experimentieren.
Um die Python-Shell zu starten, öffne die Kommandozeile und tippe python, gefolgt von der Enter-Taste. Du solltest eine Ausgabe ähnlich der folgenden sehen:
Python 3.x.x (default, Date) [MSC v.x.x bit (Intel)] on win32 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>>
Das >>> ist der Prompt der Python-Shell, der anzeigt, dass der Interpreter bereit ist, Befehle zu empfangen.
Ein wichtiges Kommando an der Stelle ist exit(). Mit diesem kannst Du die interaktive Shell wieder verlassen.
Dein erstes Python-Skript
Ein traditioneller Einstieg in eine neue Programmiersprache ist es ein Programm bzw. Skript zu schreiben welches „Hallo Welt!“ ausgibt. In Python kannst Du dies direkt in der Shell ausführen, indem Du folgenden Befehl eingibst:
print("Hallo Welt!")
Nach dem Drücken der Enter-Taste solltest Du sehen, wie Hallo Welt! auf dem Bildschirm ausgegeben wird.
Bei mir sieht das beispielsweise wie folgt aus:
PS G:\> python
Python 3.12.2 (tags/v3.12.2:6abddd9, Feb 6 2024, 21:26:36) [MSC v.1937 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hallo Welt!")
Hallo Welt!
>>> exit()
PS G:\>
Python-Skripte mit der CLI ausführen
Da man typischerweise den Programm-Code nicht jedes Mal tippen will, speichert man diesen in Dateien. So kannst Du auch mit Python das Skript als Datei speichern und diese dann über die CLI ausführen. Erstelle dazu eine Textdatei z.B. mit dem Namen hallo.py und füge den gleichen print-Befehl, wie zuvor, in die Datei ein:
print("Hallo Welt!")
Speichere die Datei und gehe zurück zur Kommandozeile. Navigiere zum Verzeichnis, in dem Deine Datei gespeichert ist, und führe das Skript mit dem Befehl python hallo.py aus. Du solltest erneut die Ausgabe Hallo Welt! sehen.
PS D:\Dokumente\Tutorials\Python Grundlagen\Teil 1> notepad hello.py PS D:\Dokumente\Tutorials\Python Grundlagen\Teil 1> python hello.py Hallo Welt! PS D:\Dokumente\Tutorials\Python Grundlagen\Teil 1>
Diese ersten Schritte mit der Python-Shell und der CLI bilden die Grundlage um mit Python Befehle bzw. Skripte auszuführen. Indem du diese Werkzeuge nutzt, kannst Du schnell Code schreiben, testen und Deine Skripte ausführen. Experimentiere weiter und entdecke, was Du alles mit Python erreichen kannst.
Übungszeit: Schreibe Dein erstes Python-Skript
Nachdem Du nun gelernt hast, wie man mit der print-Funktion eine einfache Ausgabe in Python erzeugt, wollen wir das nun ein wenig spannender gestalten. In dieser Übung wirst Du die print-Funktion nutzen, um drei verschiedene Dinge auszugeben: Deinen Namen, Deine Lieblingsfarbe und Dein Lieblingsessen. Diese Übung soll Dir dabei helfen, Dich noch weiter mit der Ausgabe von Text in Python vertraut zu machen.
Aufgabenstellung
- Erstelle neues Skript mit einem Texteditor Deiner Wahl.
- Verwende die
print-Funktion, um folgende drei Zeilen auszugeben:- Eine Begrüßung mit Deinem Namen (z.B. „Hallo, mein Name ist Anna.“)
- Deine Lieblingsfarbe (z.B. „Meine Lieblingsfarbe ist Blau.“)
- Dein Lieblingsessen (z.B. „Ich liebe Pizza.“)
- Speichere das erstellte Skript und führe es aus.
Lösung und Erklärung
Dein Skript könnte folgendermaßen aussehen:
print("Hallo, mein Name ist Anna.")
print("Meine Lieblingsfarbe ist Blau.")
print("Ich liebe Pizza.")
In diesem Beispiel verwendest Du die print-Funktion dreimal, um jeweils unterschiedliche Informationen auszugeben. Jeder print-Befehl erzeugt eine neue Zeile in der Ausgabe, was bedeutet, dass Deine drei Sätze untereinander erscheinen werden.
Diese Übung zeigt, wie einfach es ist, mit Python Textausgaben zu erstellen. Indem Du verschiedene Nachrichten mit der print-Funktion ausgibst, kannst Du sehen, wie vielseitig diese grundlegende Funktion sein kann. Es ist ein erster Schritt, um zu lernen, wie man mit Python kommuniziert und Informationen auf dem Bildschirm darstellt.
Zusammenfassung und Ausblick
In diesem ersten Teil „Einführung in Python“ haben wir zusammen die spannende Welt von Python betreten, seine Geschichte und vielfältige Anwendungen kennengelernt sowie einen praktischen Einstieg durch die Installation und die ersten Schritte mit der Python-Shell und der CLI gemacht. Mit der Übung zum Schreiben Deines ersten Skripts hast Du bereits einen ersten, wichtigen Schritt in die Programmierung mit Python gemacht. Im nächsten Teil werden wir tiefer in die Grundlagen eintauchen und uns mit Variablen, Datentypen sowie der Ein- und Ausgabe beschäftigen. Bleib dran, um Deine Python-Reise fortzusetzen!