Verfügbarkeit: Python | Technische Universität München

Python: der Grundkurs

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Bibliographische Detailangaben
Beteilige Person:	Kofler, Michael 1967- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Bonn Rheinwerk 2019 Rheinwerk Computing 2019
Ausgabe:	1. Auflage
Schlagwörter:	Programmierung Programmiersprache Python > Programmiersprache Objekt-orientiert OOP Raspberry Pi NumPY SciPY Tensor-Flow Pyqt Studium, Ausbildung Pip Einführung
Links:	http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=ad54ff09d46e4237960e9ddf19d9ac81&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=030578973&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Umfang:	464 Seiten Illustrationen 21 cm x 14.8 cm
ISBN:	9783836266796 3836266792

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adam_text	Inhalt Inhalt Vorwort ............................................................................................ TEIL i 21 Python temen 1 Hello, World! 25 1.1 Python installieren .............................................................. 26 Linux ..................................................................................... 26 Windows .............................................................................. 27 1.2 1.3 1.4 1.5 macOS (Standardinstallation) ............................................. 28 macOS (Manuelle »brew«-lnstallation) ............................... 29 »Hello, World!« in der Python-Shell .................................... 31 Python in der Shell kennenlernen ....................................... 32 »Hello, World!« als eigenständiges Script .......................... 34 Das Hello-World-Script unter Windows ausführen ............ 35 Das Hello-World-Script unter Linux und macOS ausführen 37 Was ist ein Script? ................................................................ 37 Windows versus Linux/macOS ............................................ 38 Noch ein Beispiel ................................................................. 40 Entwicklungsumgebungen (IDEs) ....................................... 42 Thonny ................................................................................. 43 Elementare Syntaxregeln .................................................... 45 Anweisungen ....................................................................... 45 Blockelemente ...................................................................... 46 5 Inhalt Inhalt »print« .................................................................................. 47 »input« ................................................................................. 49 Module und »import« .......................................................... 49 Kommentare ........................................................................ 51 1.6 Wiederholungsfragen ........................................................... 52 2 Variablen 53 2.1 2.2 2.3 2.4 Grundregeln ......................................................................... 53 Variablennamen .................................................................. 54 Datentypen .......................................................................... 55 Erkennung des Datentyps .................................................... 56 Angabe des vorgesehen Datentyps (Type Annotation) ....... 57 72 Operatoren selbst implementieren .................................... 73 3.3 Wiederholungsfragen ........................................................... 73 4 Zahlen 74 4.1 Ganze Zahlen ....................................................................... 75 Division ................................................................................ 75 Binäre und hexadezimale Darstellung ............................... 76 Zufallszahlen ....................................................................... 77 Fließkommazahlen .............................................................. 77 Rundungsfehler ................................................................... 77 Zufallszahlen ....................................................................... 78 Komplexe Zahlen, Brüche und Festkommazahlen .............. 79 4.2 4.3 Mutable oder immutable .................................................... 57 Veränderliche Daten kopieren ............................................. 60 Komplexe Zahlen ................................................................. 79 Typumwandlung .................................................................. 61 Rationale Zahlen (Brüche) ................................................... 80 Gültigkeitsbereich von Variablen ........................................ 62 Wiederholungsfragen .......................................................... 64 3 Operatoren 65 3.1 Überblick .............................................................................. 65 3.2 Details und Sonderfälle ....................................................... 67 Division ................................................................................. Dezimalzahlen ..................................................................... 80 4.4 Boolesche Werte .................................................................. 81 4.5 Wiederholungsfragen .......................................................... 82 5 6 »operator«-Modul ................................................................ 5.1 Zeichenketten 83 Grundregeln ......................................................................... 83 67 Zeichenketten aneinanderfügen und vervielfältigen ......... 84 Zuweisung und Berechnung verbinden .............................. 67 Sonderzeichen ...................................................................... 84 »in«-Operator ...................................................................... 68 Raw-Zeichenketten .............................................................. 86 Binäre versus logische Operatoren ..................................... 68 »ehr«- und »ord«-Funktion .................................................. 86 Short-Circuit-Evaluation ...................................................... 69 Zugriff auf Teilzeichenketten .............................................. 86 87 87 5.2 Operatorhierarchie .............................................................. 69 »IndexError« ......................................................................... Variablen und Daten vergleichen ........................................ 71 Schrittweite (Stride) ............................................................. Mehrfachvergleiche ............................................................. 72 7 Inhalt 5.3 5.4 5.5 I Zeichenkettenfunktionen .................................................... 88 Eigenschaften von Zeichen (ketten) ermitteln ..................... 91 115 117 »map«-Funktion .................................................................. Daten formatieren ............................................................... 93 »reduce«-Funktion ............................................................... 119 Formatierung mit dem Prozentoperator ............................. 94 »filter«-Funktion .................................................................. 120 Formatierung mit der »format«-/Wethode .......................... 95 Listen sortieren .................................................................... 121 »format«-Kurzschreibweise (Python 3.6) ............................ 96 Zeichenketten mit deutschen Buchstaben sortieren ......... 122 Lokalisierung ........................................................................ 97 Lokalisierte Zeichenketten in Zahlen umwandeln .............. 98 Lokalisierungsbeispiel .......................................................... 99 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 102 6 Datum und Zeit юз 6.1 Zeit ermitteln und darstellen .............................................. 103 7.3 7.4 7.5 Tupel (Sequenzen) ................................................................ 122 Anwendungsfälle ................................................................. 123 »zip«-Funktion ..................................................................... 124 Sets (Mengen) ...................................................................... 125 »set«-Methoden .................................................................. 126 Mengenlehre ........................................................................ 127 Dictionaries .......................................................................... 127 Dictionaries (assoziative Arrays) .......................................... 127 Verarbeitung von Dictionary-Elementen ............................. 129 Datum aus Zeichenkette einiesen (»parsen«) .................... 105 »zip«-Funktion ..................................................................... 130 Datum ohne Zeit .................................................................. 105 7.6 Type Annotations ................................................................ 130 Zeit ohne Datum .................................................................. 106 7.7 Arrays ................................................................................... 131 Objekte für einen beliebigen Zeitpunkt............................... 106 7.8 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 133 Zeiten mit Zeitzone .............................................................. 107 Mit Zeiten rechnen .............................................................. 108 Zeiten subtrahieren ............................................................. 109 Laufzeit von Code messen ................................................... 109 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 110 Listen, Tupel, Sets und Dictionaries 8 8.1 in 8.2 8 114 Funktionen zur Verarbeitung von Listen ............................. 92 5.7 7.1 List Comprehension ............................................................. Zeichenketten formatieren und konvertieren .................... 100 7 113 92 Reguläre Ausdrücke ............................................................. 6.3 7.2 Listen und Zeichenketten ..................................................... Suchen und ersetzen ........................................................... 5.6 6.2 Inhalt Listen ..................................................................................... 112 »range«-Funktion ................................................................. 113 Verzweigungen und Schleifen 134 »if«-Verzweigung .................................................. 134 »pass«-Schlüsselwort ........................................................... 136 »if«-Kurzschreibweise .......................................................... 136 Kein »switch« ....................................................................... 137 Beispiel: Schaltjahrtest ........................................................ 138 9 Inhalt 8.3 8.4 8.5 8.6 9 9.1 9.2 9.3 10 Inhalt I 139 Variable Parameteranzahl ................................................... 166 Schleifen über Zahlenbereiche (»range«) ........................... 140 Parametertyp überprüfen .................................................... 168 Schleifen über die Zeichen einer Zeichenkette ................... 141 Type Annotations ................................................................ 169 Rekursion ............................................................................. 169 »for«-Schleife ...................................................................... 9.4 Schleifen über Listen, Tupel und Sets .................................. 141 »enumerate«-Funktion ........................................................ 142 Fakultät rekursiv berechnen ................................................ 169 List/Set/Tupel Comprehension ........................................... 142 Unkontrollierte Rekursion .................................................... 170 Schleifen über Dictionaries, Dictionary Comprehension .... 143 9.5 Lambda-Funktionen ............................................................ 171 Generator Expressions ......................................................... 144 9.6 Funktionale Programmierung ............................................. 173 »break«, »continue« und »eise« .......................................... 145 Beispiel·. Funktionsgenerator ............................................... 173 »_« als Schleifenvariable ..................................................... 146 Beispiel: verschachtelter Funktionsgenerator .................... 174 »while«-Schleife .................................................................. 147 Beispiel: Listengenerator ...................................................... 174 Generatoren ......................................................................... 176 Beispiel: Fibonacci-Zahlen ................................................... 176 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 179 Beispiele für Schleifen ......................................................... 148 Summe der Zahlen von 1 bis 1.000 ..................................... 149 Einmaleins-Tabelle ............................................................... 150 Parameter verarbeiten ......................................................... 151 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 153 Funktionen 155 9.7 9.8 10 10.1 Umgang mit Fehlem (Exceptions) 182 Fehlerabsicherung mit »try« und »except« ........................ 183 Beispiel ................................................................................. 184 Eigene Funktionen definieren ............................................. 156 Catch-all-Absicherung ......................................................... 186 »Hello, Function!« ............................................................... 157 Auswertung von Exception-Objekten ................................. 186 Beispiel: Zufällige Zeichenkette .......................................... 157 Nichts tun mit »pass« .......................................................... 187 Beispiel: Passwortgenerator ............................................... 159 Fehler in verschachteltem Code ........................................... 187 Lokale und globale Variablen .............................................. 160 10.2 Selbst Exceptions auslösen (»raise«) ................................... 189 10.3 Variablenverwaltung ........................................................... 161 Programmunterbrechungen abfangen ............................... 189 Globale Variablen ................................................................ 162 Absicherung mit »try«/»except« ......................................... 190 Parameter ............................................................................ 164 Absicherung mit »signal« .................................................... 190 Parameterfür unveränderliche Typen (immutable) ........... 164 Probleme beim Programmabbruch .................................... 191 Parameterfür veränderliche Typen (mutable) ................... 164 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 192 Optionale Parameter ........................................................... 165 10.4 11 11 11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 12 Inhalt I Inhalt Vererbung ............................................................................ 223 Klassenzuordnung und-hierarchie feststellen ................... 224 195 Beispiel: Schachfiguren ....................................................... 225 Funktionen helfen, Teilaufgaben zu lösen .......................... 195 Klasse für Pferd/Springer ..................................................... 227 Klassen bringen Daten und Methoden zusammen ............ 195 Klasse für Läufer .................................................................. 228 Objekte sind konkrete Ausformungen von Klassen ............ 196 Mehrfachvererbung ............................................................ 229 Begriffe (Nomenklatur) ....................................................... 197 11.9 Wiederholungsaufgaben und Übungen ............................. 230 »Hello, Classi« ...................................................................... 199 Konstruktor .......................................................................... 199 12 Module 234 12.1 Module nutzen (»import«) .................................................. 234 Objektorientierte Programmierung Crashkurs ............................................................................. 194 11.8 Methoden ............................................................................ 200 Verwendung der Klasse (»Hello, Object!«) .......................... 201 Klassen- und Instanzvariablen ............................................ 203 »importas« .......................................................................... 235 Namensräume ..................................................................... 204 »from import« ...................................................................... 236 Nochmals Instanz-versus Klassenvariable .......................... 205 Modul-Interna ...................................................................... 237 Type Annotations ................................................................. 206 12.2 Welche Module stehen zur Verfügung? .............................. 237 Private Instanzvariablen ...................................................... 207 Wo befinden sich Moduldateien? ....................................... 238 Methoden ............................................................................. 208 Welche Module sind geladen? ............................................ 240 Statische Methoden versus Instanzmethoden ................... 208 Module installieren (»pip«) ................................................. 240 12.3 Methoden innerhalb einer Klasse aufrufen ........................ 210 »pip« installieren oder aktualisieren ................................... 242 Getter- und Setter-Methoden (Eigenschaften) ................... 212 Pakete installieren und verwalten ....................................... 242 Operator Overloading .......................................................... 214 12.4 Eigene Module entwickeln .................................................. 244 245 Gleichheitstest (»eq«-Methode) .......................................... 216 Variablen über mehrere Module teilen ............................... Umwandlung in Zeichenkette (»str« und »repr«) .............. 216 Packages ............................................................................... 245 Größenvergleich (»lt« und »le«) ........................................... 217 »pycache«-Verzeichnis ......................................................... 247 12.5 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 247 13 Interna 249 Hash-Funktion ...................................................................... 218 Unveränderliche Objekte ..................................................... 219 Hash-Funktionen für veränderliche Objekte ...................... 219 Veränderungen von außen verhindern ............................... 220 Datenklassen ....................................................................... 221 13.1 Garbage Collection .............................................................. 249 Unveränderliche Datenklassen ........................................... 222 13.2 Shared References ................................................................ 250 13 13.3 Namensräume erforschen ................................................... 252 13.4 Python-Compiler ................................................................. 254 13.5 13.6 Systemfunktionen ................................................................ 255 Programmparameter ........................................................... 255 Andere Programme bzw. Kommandos aufrufen ................ 256 14.1 14 14.2 Verzeichnisse erstellen, umbenennen undlöschen ............ 269 Verzeichnisse durchsuchen ................................................. 270 Textdateien lesen und schreiben ........................................... 270 »Hello, File!« ......................................................................... 272 Dateien mit »with/as« automatisch schließen ................... 273 Beispiel: Indexeinträge in Textdateien ändern ................... 275 Warten (»sleep«) ................................................................. 256 14.3 Asynchrone Programmierung .............................................. 256 14.4 Standardeingabe und Standardausgabe ............................ 277 Beispiel ................................................................................ 278 14.5 JSON-Dateien verarbeiten ...................................................... 279 Programm beenden ............................................................. 257 Python 2 ............................................................................... 258 »print« .................................................................................. 259 »Hello, JSONI« ..................................................................... 279 »input« ................................................................................. 260 JSON-Dokumente erzeugen ................................................ 280 Ganze Zahlen ....................................................................... 260 JSON für Objekte eigener Klassen ....................................... 281 Operatoren ........................................................................... 260 XML-Dateien verarbeiten ....................................................... 283 Zahlenbereiche (»range«/»xrange«) ................................... 260 »Hello, XML!« ....................................................................... 284 Listen und andere Aufzählungen ........................................ 261 Beispiel: Newsfeed auswerten ............................................ 286 Unicode ................................................................................ 261 14.7 Wiederholungsfragen und Übungen .................................. 288 Exceptions (Fehler) ............................................................... 261 »future«-Modul .................................................................... 261 15 Netzwerkfunktionen 289 15.1 Download und Upload von Dateien .................................... 289 Zertifikatsprobleme unter macOS ....................................... 290 Große Dateien stückweise herunterladen .......................... 291 FTP ........................................................................................ 292 Mails versenden ........................................................................ 293 ΊΉΙ, Sl 14 Inhalt I Inhalt Python anwencien Dateien lesen und schreiben 14.6 265 Verzeichnisse ........................................................................ 265 Das aktuelle Verzeichnis ..................................................... 266 Mail-Versand an einen externen SMTP-Server .................... 294 Das Codeverzeichnis ............................................................ 266 HTML-Mail ............................................................................ 295 Heimatverzeichnis ermitteln ............................................... 267 Bild hinzufügen .................................................................... 295 Temporäres Verzeichnis und temporäre Dateien ............... 267 Weitere Mail-Varianten ....................................................... 296 Verzeichnis- und Dateinamen kombinieren und zerlegen ... 268 Dropbox .................................................................................... 296 Dropbox-Zugang testen ...................................................... 297 15.2 15.3 15 I Inhalt Upload ................................................................................. 298 Download ............................................................................ 299 15.4 Twitter ................................................................................... 500 Tweet senden ...................................................................... 300 16 16.1 16.2 16.3 16.4 16 Systemadministration Linux-Kommandos aufrufen ............................................... Inhalt 17 Raspberry Pi 319 17.1 GPIO-Zugriff mit RPi.GPIO ................................................... 320 зоз 303 17.2 GPIO-Setup .......................................................................... 321 LED ein-und ausschalten ..................................................... 323 LED-Helligkeit steuern ......................................................... 323 Zustand eines Tasters auswerten ........................................ 324 Taster entprellen .................................................................. 325 LED-Ampel für die CPU-Temperatur .................................... 327 Ergebnisse verarbeiten ........................................................ 304 Kommando durch die »bash« ausführen ............................ 305 Code ...................................................................................... 328 Fehler beim Kommandoaufruf............................................ 306 Test ....................................................................................... 330 Linux-Accounts einrichten ................................................... 307 GPIO-Zugriff mit »gpiozero« ............................................... 330 Passwörter erzeugen ........................................................... 308 Nochmals die CPU-Temperatur visualisieren ...................... 331 Dateien lesen und schreiben ............................................... 308 17.3 17.4 Sense HAT ............................................................................ 332 333 Kommandos aufrufen .......................................................... 308 »Hello, Sense HAT!« ............................................................. Script ausführen .................................................................. 309 Display Pixel für Pixel steuern ............................................. 333 Accounts wieder löschen ..................................................... 309 Pixel mit Joystick bewegen .................................................. 335 MySQL/MariaDB-Datenbankzugriff.................................... 310 Pixel mit dem Gyroscope-Sensor bewegen ......................... 337 Voraussetzungen ................................................................. 311 »Hello, Database!« ............................................................... 312 18 Grafische Benutzeroberflächen 339 Verbindungsaufbau ............................................................. 313 SQL-Kommandos ausführen ................................................ 313 18.1 »Hello, Qt!« .......................................................................... 340 SELECT- Ergebnisseverarbeiten ............................................ 314 18.2 Buttons platzieren und nutzen ........................................... 343 Weitere Informationen ........................................................ 314 Gewöhnliche Buttons .......................................................... 343 Mehrere gleichartige Datenbanken analysieren ................ 315 Auswahlhäkchen (Checkboxes) und Radio-Buttons ........... 345 SELECT-Kommando zusammenstellen ............................... 315 Textfelder, Grid-Layout und Nachrichtenboxen .................. 347 Liste der Kundendatenbanken einiesen .............................. 316 Grid-Layout ........................................................................... 348 Datenbankverbindung herstellen, Abfragen durchführen ... 316 Nachrichtenbox anzeigen .................................................... 351 Auswertung ......................................................................... 317 Dateiauswahl ...................................................................... 352 Beispiel ................................................................................. 353 18.3 18.4 17 Inhalt Inhalt 18.Б 18.6 19 19.1 19.2 19.3 Listenfelder ........................................................................... 355 Beispiel: Länderauswahl ..................................................... 357 Oberfläche zur GPIO-Steuerung .......................................... 359 Programmaufbau ................................................................ 360 Schieberegler (»QSIider«) ..................................................... 361 Periodischer Aufruf einer Methode (»QTimer«) .................. 361 Grafikprogrammierung Grafische Grundfunktionen ................................................ 40 Wissenschaftliche Anwendung 386 20.1 Anaconda, IPython und Jupyter-Notebooks ....................... 387 20.2 364 Linien .................................................................................... 367 Rechtecke und Polygone ...................................................... 367 20.3 Installation ........................................................................... 388 Paketmanager conda ........................................................... 389 IPython ................................................................................. 390 Jupyter-Notebooks ............................................................... 393 NumPy .................................................................................. 395 Matrizen erzeugen und speichern ...................................... 396 Slicing ................................................................................... 397 Mit Matrizen rechnen .......................................................... 398 pandas ................................................................................. 400 401 402 Kreise und Ellipsen ............................................................... 368 Serien (»Series«-Klasse) ....................................................... Text ...................................................................................... 369 Tabellen (»DataFrame«-Klasse) ........................................... Hintergrundfarbe einstellen ................................................ 370 Grafik in einem Widget ....................................................... 370 Grafik in PNG-Datei speichern ............................................ 372 20.4 20.5 SciPy ..................................................................................... 406 Beispiel 1: Minimum einer Funktion suchen ...................... 406 Beispiel 2: Interpolationsfunktion ....................................... 408 Matplotlib ............................................................................ 409 Spaß mit Sinus und Cosinus ................................................ 373 Programmaufbau ................................................................. 374 »Hello, Matplotlib!« ............................................................. 410 Einen Kreis zeichnen ............................................................ 376 »vectorize«-Funktion ........................................................... 412 376 Diagramm und Achsen beschriften ..................................... 413 Linienmuster zeichnen ........................................................ 377 Mehrteilige Diagramme ...................................................... 414 Bunte, verdrehte Rechtecke auf einer Spiralkurve zeichnen 378 Temperaturkurve ................................................................. 415 Temperaturkurve anzeigen ................................................. 379 Andere Diagrammtypen ...................................................... 417 Programmaufbau ................................................................ 380 Daten einiesen ..................................................................... 381 Gitter zeichnen und beschriften .......................................... 382 Spiralkurve zeichnen ........................................................... 19.4 363 20 Temperaturkurve zeichnen .................................................. 384 Verbesserungsmöglichkeiten .............................................. 385 19 Inhalt Anhang A Lösungen 419 A.l Kapitel 1: »Hello, World!« ..................................................... 419 A.2 Kapitel 2: Variablen .............................................................. 421 A.3 Kapitel 3: Operatoren ........................................................... 423 A.4 Kapitel 4: Zahlen ................................................................... 424 A.5 Kapitel 5: Zeichenketten ....................................................... 425 A.6 Kapitel 6: Datum und Uhrzelt .............................................. 426 A.7 Kapitel 7: Listen, Tupel, Sets und Dictionaries ...................... 428 A.8 Kapitel 8: Verzweigungen und Schleifen ............................. 432 A.9 Kapitel 9: Funktionen ............................................................ 436 A.10 Kapitel 10: Umgang mit Fehlern .......................................... 441 A.ll Kapitel 11: Objektorientierte Programmierung .................. 442 A.12 Kapitel 12: Module ............................................................... 447 A.13 Kapitel 14: Dateien lesen und schreiben ............................. 448 Index ................................................................................................. 453 20
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Teilbibliothek Stammgelände, Lehrbuchsammlung

Bestandsangaben von Teilbibliothek Stammgelände, Lehrbuchsammlung
Signatur:	0003 DAT 366f 2019 L 807 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 17.03.2025
Exemplar 2	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 3	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 4	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 11.03.2025
Exemplar 5	Ausleihbar Am Standort

Teilbibliothek Stammgelände

Bestandsangaben von Teilbibliothek Stammgelände
Signatur:	0004 DAT 366f 2019 A 5579 Lageplan
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Teilbibliothek Mathematik & Informatik

Bestandsangaben von Teilbibliothek Mathematik & Informatik
Signatur:	0104 DAT 366f 2018 A 5101 Lageplan
Exemplar 1	Nicht ausleihbar Am Standort

Teilbibliothek Chemie, Lehrbuchsammlung

Bestandsangaben von Teilbibliothek Chemie, Lehrbuchsammlung
Signatur:	0303 DAT 366f 2018 L 754 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 27.03.2025
Exemplar 2	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 3	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 4	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 5	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 6	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 7	Ausleihbar Am Standort
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Exemplar 9	Ausleihbar Am Standort
Exemplar 10	Ausleihbar Am Standort