Verwenden der Ausgabe
Wenn Sie mit dem Erlernen einer Programmiersprache beginnen, probieren Sie zunächst einige Codeanweisungen in einer REPL-Schleife (read–eval–print-Loop) aus. Sie möchten jedoch schon bald zu einer komplexeren Entwicklung übergehen. Dazu müssen Sie mehr über die Sprache erfahren, wissen, wie ein Programm strukturiert ist, usw.
Ein Python-Programm
Um ein Programm in Python zu erstellen, müssen Sie es in einer Datei speichern. Die Datei sollte die Erweiterung .py aufweisen.
Die Idee eines Programms besteht darin, etwas zu tun, also eine Aufgabe auszuführen. Damit das Programm etwas tut, müssen Sie die Anweisungen hinzufügen, um die Aufgabe auszuführen. Eine Anweisung kann z. B. die Ausgabe von Text oder eine Berechnung sein. Ein Beispielprogramm mit dem Namen python.py kann in etwa wie folgt aussehen:
# program.py
sum = 1 + 2
print(sum)
Ausführen eines Programms
Angenommen, Sie haben ein Programm erstellt, das aus Anweisungen besteht. Sie führen es aus, indem Sie das ausführbare Python-Programm in einer Konsole starten. Eine Konsole ist eine Befehlszeilenanwendung, mit der Sie mit dem Betriebssystem interagieren können. Um ein Programm auszuführen, geben Sie den Namen des ausführbaren Python-Programms ein, gefolgt vom Namen Ihres Programms. Hier sehen Sie ein Beispiel für eine solche Ausführung:
python3 program.py
Beim Ausführen eines solchen Programms wird das folgende Ergebnis an der Konsole angezeigt:
3
Die print()-Funktion
Eines der ersten Dinge, das Sie wahrscheinlich ausführen werden, ist das Ausgeben (Drucken) an einer Konsole. An der Konsole können Sie Befehle und Programme ausführen. Sie können auch Informationen eingeben und Informationen als Text auf dem Bildschirm anzeigen.
Zum Schreiben von Informationen an der Konsole können Sie die print()-Funktion verwenden und sie als Kernfunktion implementieren. Da es sich um eine Kernfunktion handelt, haben Sie darauf automatisch Zugriff, wenn Python installiert ist. Um print() in Ihrem Programm zu verwenden, verwenden Sie ein Argument:
print("show this in the console")
Wenn das Programm nun ausgeführt wird, wird das folgende Ergebnis an der Konsole angezeigt:
show this in the console
Beachten Sie, wie der Befehl print() mithilfe von Klammern aufruft. So führen Sie eine Funktion aus. Wenn Sie eckige Klammern ([]) anstelle von runden Klammern verwendet haben, würde dies nicht funktionieren, wie Sie feststellen werden, wenn Sie das Programm wieder mit diesem Code ausführen:
print["show this in the console"]
So sieht die Ausgabe aus:
Traceback (most recent call last):
File "/<path>/program.py", line 1, in <module>
print["show this in the console"]
TypeError: 'builtin_function_or_method' object is not subscriptable
Beachten Sie außerdem die Verwendung doppelter Anführungszeichen (""). So deklarieren Sie ein sogenanntes Zeichenfolgenliteral, wie das, das Sie ausgeben: „zeige dies in der Konsole an“.
Variablen
Sie müssen als eine der Grundlagen der Programmierung wissen, dass Sie Daten verarbeiten. Da Ihr Programm mit Daten arbeitet, müssen Sie sich während der Ausführung des Programms möglicherweise einen bestimmten Wert merken. Dazu verwenden Sie Variablen.
Im folgenden Beispiel wird eine Berechnung durchgeführt und in Variablen gespeichert:
sum = 1 + 2 # 3
product = sum * 2
print(product)
Datentypen
Eine Variable setzt einen Datentyp voraus. Im vorherigen Programm nimmt sum den Typ int an. Es gibt jedoch noch viele weitere Datentypen. Hier sind einige Beispiele, auf die Sie wahrscheinlich stoßen werden:
| type | BESCHREIBUNG | Beispiel(e) |
|---|---|---|
| Numerischer Typ | Zahl, mit oder ohne Dezimalstellen | int, float, complex, no = 3 |
| Texttyp | Zeichenfolge | str = "a literal string" |
| Boolescher Typ | Boolean | continue = True |
Es gibt noch komplexere Typen, zu Beginn sollen diese aber reichen.
Hier ist ein Codeausschnitt, der einige der vorherigen Typen veranschaulicht:
planets_in_solar_system = 8 # int, pluto used to be the 9th planet, but is too small
distance_to_alpha_centauri = 4.367 # float, lightyears
can_liftoff = True
shuttle_landed_on_the_moon = "Apollo 11" #string
Woher wissen Sie, welchen Typ etwas hat? Wenn Sie sehen, wie im folgenden Code gezeigt, bemerken, dass die Daten der Variable zugewiesen werden, können Sie den Typ erkennen:
distance_to_alpha_centauri = 4.367 # looks like a float
Eine andere Möglichkeit bietet die Verwendung der type()-Funktion:
type(distance_to_alpha_centauri) ## <class 'float'>
Operatoren
Operatoren ermöglichen es Ihnen, verschiedene Vorgänge für Variablen und deren Werte auszuführen. Ganz allgemeine haben Sie eine linke Seite und eine rechte Seite und in der Mitte einen Operator:
<left side> <operator> <right side>
So sieht ein echtes Beispiel für den obigen Platzhaltercode aus:
left_side = 10
right_side = 5
left_side / right_side # 2
In diesem Beispiel wird ein Schrägstrich (/) verwendet, um den Wert left_side durch den Wert right_side zu dividieren.
Es gibt noch viele weitere Operatoren. In dieser Lerneinheit werden einige wichtige Informationen beschrieben, auf die Sie wahrscheinlich stoßen werden.
Python verwendet zwei Typen von Operatoren: arithmetische Operatoren und Zuweisungen.
Arithmetische Operatoren
Mit arithmetischen Operatoren führen Sie Berechnungen wie Addition, Subtraktion, Division und Multiplikation durch. Hier sind einige der arithmetischen Operatoren, die Sie verwenden können:
| type | Beschreibung des Dataflows | Beispiel |
|---|---|---|
| + | Additionsoperator, der zwei Werte addiert | 1 + 1 |
| - | Subtraktionsoperator, der den Wert der rechten Seite von der linken Seite subtrahiert | 1 - 2 |
| / | Divisionsoperator, der die linke Seite so oft teilt, wie auf der rechten Seite angegeben | 10 / 2 |
| * | Multiplikationsoperator | 2 * 2 |
Zuweisungsoperatoren
Sie können Zuweisungsoperatoren verwenden, um einer Variablen während ihres gesamten Lebenszyklus Werte zuzuweisen. Im Folgenden finden Sie einige Zuweisungsoperatoren, die Sie beim Erstellen von Programmen wahrscheinlich verwenden:
| Operator | Beispiel |
|---|---|
| = | x = 2 x enthält jetzt „2“. |
| += | x += 2 x wird um 2 erhöht. Wenn sie zuvor „2“ enthielt, hat sie jetzt den Wert „4“. |
| -= | x -= 2 x wird um 2 verringert. Wenn sie zuvor „2“ enthielt, hat sie jetzt den Wert „0“. |
| /= | x /= 2 x wird durch 2 dividiert. Wenn sie zuvor „2“ enthielt, hat sie jetzt den Wert „1“. |
| *= | x *= 2 x wird mit 2 multipliziert. Wenn sie zuvor „2“ enthielt, hat sie jetzt den Wert „4“. |
Datumsangaben
Wenn Sie Programme erstellen, interagieren Sie wahrscheinlich mit Datumsangaben. Eine Datumsangabe umfasst in einem Programm in der Regel sowohl das Kalenderdatum als auch die Uhrzeit.
Sie können ein Datum in verschiedenen Anwendungen verwenden, wie in den folgenden Beispielen:
- Sicherungsdatei:. Die Verwendung eines Datums als Teil des Namens einer Sicherungsdatei ist eine gute Möglichkeit, um anzugeben, wann eine Sicherung erstellt wurde und wann sie erneut erstellt werden muss.
- Bedingung:. Es kann sinnvoll sein, eine bestimmte Logik auszuführen, wenn ein bestimmtes Datum erreicht wird.
- Metrik:. Datumsangaben werden verwendet, um die Leistung von Code zu überprüfen, z. B. um die Zeit zu messen, die zum Ausführen einer Funktion benötigt wird.
Um mit einem Datum zu arbeiten, müssen Sie das Modul date importieren:
from datetime import date
Anschließend können Sie die Funktionen aufrufen, die Sie verwenden möchten. Zum Abrufen des aktuellen Datums können Sie die today()-Funktion aufrufen:
date.today()
Um das Datum an der Konsole anzuzeigen, können Sie die print()-Funktion verwenden. Die print()-Funktion akzeptiert viele Arten von Datumsangaben als Eingabe. So zeigen Sie das aktuelle Datum an
print(date.today())
Konvertieren von Datentypen
Normalerweise ist es sinnvoll, ein Datum zusammen mit etwas anderem zu verwenden, in der Regel einer Zeichenfolge. Wenn Sie z. B. das aktuelle Datum an der Konsole anzeigen möchten, kann ein Problem auftreten:
print("Today's date is: " + date.today())
Sie erhalten einen Fehler:
Traceback (most recent call last):
File "/<path>/program.py", line 4, in <module>
print("Today's date" + date.today())
TypeError: can only concatenate str (not "datetime.date") to str
Die letzte Zeile der Meldung informiert Sie über das Problem. Sie versuchen, mit dem +-Operator zwei unterschiedliche Datentypen zu kombinieren: eine Zeichenfolge und ein Datum.
Damit dieser Code funktioniert, müssen Sie das Datum in eine Zeichenfolge konvertieren. Sie erreichen eine solche Konvertierung mithilfe der Hilfsfunktion str():
print("Today's date is: " + str(date.today()))
Die Ausgabe sieht wie folgt aus:
Today's date is: <date>