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Über dieses Buch

Ein leicht verständliches Buch, um einfach und schnell Python zu lernen

Sebastian Dörns Buch „Python lernen in abgeschlossenen Lerneinheiten“ bringt Einsteigern anhand in sich abgeschlossener Lerneinheiten die Grundlagen von und das Programmieren mit Python bei. Zum Inhalt des Buchs gehören folgende Kapitel:

· Erste Schritte in Python

· Variablen, Ausdrücke und Operatoren

· Bedingte Auswahlanweisungen

· Iterationen und Schleifen

· Funktionen

· Reguläre Ausdrücke

· Einfache Dateiverarbeitung

· Objektorientierte Programmierung

Es zeigt Ihnen den Entwurf von effizienten Daten- und Ablaufstrukturen und versetzt Sie dadurch in die Lage, algorithmische Konzepte zu verstehen und in Programmcode umzusetzen.

Begreifbare, leicht nachvollziehbare Konzepte und viele anschauliche Programmierbeispiele

Das Buch „Python lernen in abgeschlossenen Lerneinheiten“ richtet sich in erster Linie an:

a) Studierende und Dozenten

b) Schüler und Lehrer

Genauso spricht es aber auch alle Programmieranfänger an, die einen schnellen Einstieg in die Programmierung mit Python suchen. Das Werk behandelt die strukturelle Programmierung, die Funktionsweise von Algorithmen, die Grundprinzipien der Objektorientierung und das Verarbeiten von Dateien. Zahlreiche Programmierbeispiele machen die einzelnen Konzepte begreifbar und leicht nachvollziehbar.

Die zentralen Lernziele des Buchs „Python lernen in abgeschlossenen Lerneinheiten“ sind das Verstehen der Abstraktionskonzepte moderner Programmiersprachen und das Erlernen des logischen und algorithmischen Denkens. Mit diesem Wissen können Sie im Anschluss selbstständig eigene Computerprogramme implementieren, um damit praxisrelevante Aufgaben schnell und sicher zu bearbeiten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Wie beginne ich mit dem Python-Programmieren? Erste Schritte in Python

Zusammenfassung
Wir starten ohne große Vorrede mit der Installation der Entwicklungsumgebung Anaconda für die Programmiersprache Python. Eine Entwicklungsumgebung ist ein Anwendungsprogramm, das Sie als Programmierer beim Schreiben von Software unterstützt. Anschließend verwenden wir Anaconda zum Erstellen der ersten Python-Programme.
Sebastian Dörn

2. Wie erstelle ich Anweisungen? Variablen, Ausdrücke und Operatoren

Zusammenfassung
In unserem „Hallo Welt“-Programm haben wir bisher nur eine einfache Aus- und Eingabe erstellt. Eine der wichtigsten Aufgaben beim Programmieren ist das Ausführen von Rechenvorschriften. Dazu benötigen wir Variablen für die Ein- und Ausgabewerte. Diese Werte können dabei von ganz unterschiedlichen Typen sein: z. B. ganze Zahlen, Dezimalzahlen oder Zeichenketten. Mit Werten sind wir in der Lage mit mathematischen Operatoren (z. B. Grundrechenarten, Potenzieren oder Wurzelziehen) zu rechnen.
Sebastian Dörn

3. Wie erstelle ich Verzweigungen? Bedingte Auswahlanweisungen

Zusammenfassung
Unsere bisherigen Programme bestanden nur aus einzelnen Anweisungen, die der Reihe nach von oben nach unten abgearbeitet wurden. Damit können wir direkte Sequenzen der Form „Führe A gefolgt von B aus“ ausdrücken oder Programme mit Formeln schreiben. Die Aufgabe dieses Kapitels ist, den Ablauf eines Programms mit Verzweigungen der Form „Wenn Q, dann führe A aus, andernfalls B“ zu steuern.
Sebastian Dörn

4. Wie wiederhole ich Anweisungen? Iterationen und Schleifen

Zusammenfassung
In vielen Programmen sind Anweisungen mehrfach zu wiederholen. Das Kopieren unzähliger gleicher Anweisungen ist ineffizient und unpraktikabel, da die Anzahl der Wiederholungen oftmals nicht konstant ist. Bei Wiederholungsanweisungen unterscheiden wir prinzipiell zwischen beschränkten Iterationen der Form „Führe A genau N-mal aus“ und bedingten Iterationen der Form „Wiederhole A solange, bis Q gilt“. Die Schleifen gehören, wie die Verzweigungen, zu den Kontrollstrukturen. Diese Konstrukte haben die Aufgabe, den Ablauf eines Computerprogramms zu steuern. Viele Programme enthalten zahlreiche unterschiedliche Arten von Kontrollstrukturen, die teilweise miteinander verschachtelt sind.
Sebastian Dörn

5. Wie strukturiere ich meinen Code? Funktionen

Zusammenfassung
Unsere bisherigen Programme bestanden nur aus einzelnen Codezeilen. In diesem Kapitel definieren wir innerhalb unseres Programms einzelne Funktionen. Eine Funktion hat die Aufgabe, einen Teil eines Programms unter einem eigenen Namen zusammenzufassen. Mit dem Funktionsnamen und passenden Übergabeparametern rufen wir diesen separaten Programmteil auf. Die Funktionen erzeugen aus den übergebenen Eingabedaten die zugehörigen Ausgabedaten. Diese Ausgabedaten liefern eine Funktion an das Hauptprogramm zurück.
Mit dem Konzept der Funktionen vermeiden wir große und unstrukturierte Programme. Das Unterteilen von Programmen in Funktionen hat viele Vorteile: Der Code ist besser strukturiert, übersichtlicher und damit verständlicher. Mit dem Aufbau von universellen Programmbibliotheken sind einzelne Programmfragmente wiederverwendbar.
Sebastian Dörn

6. Wie erkenne ich Muster in Zeichenketten? Reguläre Ausdrücke

Zusammenfassung
In vielen Anwendungen besteht die Aufgabe darin eine Zeichenkette oder einen Text nach gewissen Mustern zu durchsuchen. Beispiele sind Telefonnummern, E-Mail-Adressen, Postleitzahlen oder spezielle Wortmuster. Ein regulärer Ausdruck ist eine Zeichenkette auf Basis von syntaktischen Regeln, mit denen verschiedenste Arten von Textmustern beschreibbar sind. Mit regulären Ausdrücken können wir Muster in Texten finden und bei Bedarf durch andere Muster ersetzen. Beispielsweise ist es möglich, alle Wörter in einem Text herauszusuchen, die mit „Sch“ beginnen und auf „en“ enden. Ebenso können wir in einer Textdatei nach allen E-Mail-Adressen oder speziellen Codefragmenten suchen. Die Such- und Ersetzungsfunktionen in Textverarbeitungsprogrammen arbeiten auf der Grundlage von regulären Ausdrücken. Mit Hilfe von regulären Ausdrücken können wir in der Praxis viel Programmieraufwand einsparen.
Sebastian Dörn

7. Wie lese ich Dateien ein? Einfache Dateiverarbeitung

Zusammenfassung
In vielen Programmen besteht die Aufgabe darin, Daten aus externen Dateien einzulesen, weiterzuverarbeiten und in neue Dateien zu schreiben. In diesem Kapitel zeigen wir verschiedene Methodiken rund um das Lesen und Schreiben von Text-, CSV- und Excel-Dateien.
Sebastian Dörn

8. Wie erstelle ich objektorientierte Programme? Objektorientierte Programmierung Teil I

Zusammenfassung
Die bisherigen Programme bestanden aus verschiedenen Methoden mit bereits vorhandenen Datentypen aus Zahlen oder Zeichenketten. Wir haben keine eigenen Datentypen definiert und keinen Zusammenhang zwischen Daten und den darauf anwendbaren Operationen hergestellt.
Sebastian Dörn

9. Wie erstelle ich objektorientierte Programme? Objektorientierte Programmierung Teil II

Zusammenfassung
Mit einer Klasse haben wir einen selbst definierten Datentyp mit Eigenschaften in Form von Instanzvariablen und Verhaltensweisen mittels Methoden erstellt. Die konkrete Realisierung einer Klasse sind die Objekte. Diese Objekte können wir in anderen Klassen wiederum als Instanzvariablen verwenden. Auf diesem Weg sind wir in der Lage, ein neues Objekt aus anderen Objekten zusammenzusetzen.
Sebastian Dörn

10. Weiterführende Programmierkonzepte

Zusammenfassung
In diesem Abschnitt besprechen wir einige wichtige weiterführende Programmierkonzepte in Python:
  • Exception: Strukturierte Behandlung von Laufzeitfehlern
  • Enum: Datentypen mit konstanten Wertebereichen
  • Dictionaries: Datentypen in Form von Wörterbüchern
Sebastian Dörn

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