Python 3 das umfassende Handbuch
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|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Bonn
Rheinwerk Computing
2017
|
| Ausgabe: | 5., aktualisierte Auflage |
| Schriftenreihe: | Rheinwerk Computing
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
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| adam_text | Auf einen Blick
Auf einen Blick
TEIL I Einstieg in Python.............................. 43
TEIL II Datentypen..................................... 117
TEIL III Fortgeschrittene Programmiertechniken.......... 265
TEIL IV Die Standardbibliothek......................... 453
TEILV Weiterführende Themen.......................... 731
Inhalt
Inhalt
1 Einleitung 27
2 Die Programmiersprache Python 35
2.1 Historie, Konzepte, Einsatzgebiete................................. 35
2.1.1 Geschichte und Entstehung.................................. 35
2.1.2 Grundlegende Konzepte...................................... 36
2.1.3 Einsatzmöglichkeiten und Stärken .......................... 37
2.1.4 Einsatzbeispiele........................................... 38
2.2 Die Installation von Python........................................ 38
2.2.1 Installation von Anaconda unter Windows.................... 39
2.2.2 Installation von Anaconda unter Linux...................... 39
2.2.3 Installation von Anaconda unter macOS...................... 40
2.3 Die Verwendung von Python.......................................... 41
TEIL I Einstieg in Python
3 Erste Schritte im interaktiven Modus 45
3.1 Ganze Zahlen ...................................................... 46
3.2 Gleitkommazahlen................................................. 47
3.3 Zeichenketten...................................................... 48
3.4 Listen............................................................. 49
3.5 Dictionarys........................................................ 49
3.6 Variablen.......................................................... 50
3.7 Logische Ausdrücke................................................. 52
3.8 Funktionen und Methoden.......................................... 54
3.8.1 Funktionen................................................. 54
3.8.2 Methoden .................................................. 55
3.9 Bildschirmausgaben ................................................ 56
5
Inhalt
4 Der Weg zum ersten Programm 59
4.1 Tippen, kompilieren, testen ......................................... 59
4.1.1 Shebang...................................................... 61
4.1.2 Interne Abläufe.............................................. 61
4.2 Grundstruktur eines Python-Programms................................. 63
4.2.1 Umbrechen langer Zeilen...................................... 65
4.2.2 Zusammenfügen mehrerer Zeilen ............................... 65
4.3 Das erste Programm .................................................. 66
4.4 Kommentare .......................................................... 69
4.5 Der Fehlerfall....................................................... 69
5 Kontrollstrukturen 71
5.1 Fallunterscheidungen ................................................ 71
5.1.1 Die if-Anweisung............................................. 71
5.1.2 Bedingte Ausdrücke .......................................... 75
5.2 Schleifen............................................................ 76
5.2.1 Die while-Schleife .......................................... 76
5.2.2 Abbruch einer Schleife ...................................... 77
5.2.3 Erkennen eines Schleifenabbruchs ............................ 78
5.2.4 Abbruch eines Schleifendurchlaufs............................ 79
5.2.5 Die for-Schleife ............................................ 81
5.2.6 Die for-Schleife als Zählschleife............................ 83
5.3 Die pass-Anweisung .................................................. 84
6 Dateien 85
6.1 Datenströme.......................................................... 85
6.2 Daten aus einer Datei auslesen ...................................... 86
6.3 Daten in eine Datei schreiben ..................................... 90
6.4 Das Dateiobjekt erzeugen............................................. 91
6.4.1 open(filename, [mode, buffering, encoding, errors, newline]). 91
6.4.2 Attribute und Methoden eines Dateiobjekts ................... 93
6.4.3 Die Schreib-/Leseposition verändern.......................... 94
6
Inhalt
7 Das Laufzeitmodell 97
7.1 Die Struktur von Instanzen.................................... 99
7.1.1 Datentyp .............................................. 99
7.1.2 Wert.................................................. 100
7.1.3 Identität ............................................ 101
7.2 Referenzen und Instanzen freigeben........................... 103
7.3 Mutable vs. immutable Datentypen............................. 104
7.3.1 Mutable Datentypen und Seiteneffekte.................. 105
8 Funktionen, Methoden und Attribute 109
8.1 Parameter von Funktionen und Methoden........................ 109
8.1.1 Positionsbezogene Parameter........................... 110
8.1.2 Schlüsselwortparameter ............................... 110
8.1.3 Optionale Parameter................................... 111
8.1.4 Reine Schlüsselwortparameter.......................... 111
8.2 Attribute.................................................... 112
9 Informationsquellen zu Python 113
9.1 Die Built-in Function help................................... 113
9.2 Die Onlinedokumentation...................................... 114
9.3 PEPs ........................................................ 114
TEIL II Datentypen
10 Das Nichts - NoneType 119
11 Operatoren 121
7
Inhalt
12 Numerische Datentypen 125
12.1 Arithmetische Operatoren ....................................... 125
12.2 Vergleichende Operatoren ....................................... 127
12.3 Konvertierung zwischen numerischen Datentypen................... 128
12.4 Ganzzahlen - int................................................ 129
12.4.1 Zahlensysteme............................................ 129
12.4.2 Bit-Operationen.......................................... 131
12.4.3 Methoden ................................................ 134
12.5 Gleitkommazahlen-float.......................................... 135
12.6 Boolesche Werte-bool ........................................... 137
12.6.1 Logische Operatoren...................................... 137
12.6.2 Wahrheitswerte nicht-boolescher Datentypen............... 140
12.6.3 Auswertung logischer Operatoren.......................... 141
12.7 Komplexe Zahlen-complex......................................... 143
13 Sequenzielle Datentypen 147
13.1 Operationen auf Instanzen sequenzieller Datentypen....................... 148
13.1.1 Ist ein Element vorhanden? - die Operatoren in und not in.......... 149
13.1.2 Verkettung von Sequenzen -die Operatoren + und += ................. 151
13.1.3 Wiederholung von Sequenzen - die Operatoren * und *=............... 152
13.1.4 Zugriff auf bestimmte Elemente einer Sequenz - der []-Operator... 153
13.1.5 Länge einer Sequenz — die Built-in Function len ................... 157
13.1.6 Das kleinste und das größte Element einer Sequenz - min und max 158
13.1.7 Die Position eines Elements in der Sequenz - s.index(x, [i,j]) .... 158
13.1.8 Anzahl der Vorkommen eines Elements der Sequenz - s.count(x)..... 159
13.2 Listen - list ............................................................. 159
13.2.1 Verändern eines Wertes innerhalb der Liste - Zuweisung mit [] ..... 161
13.2.2 Ersetzen von Teillisten und Einfügen neuer Elemente -
Zuweisung mit [] ................................................ 161
13.2.3 Elemente und Teillisten löschen-del zusammen mit [] ............... 162
13.2.4 Methoden von iist-lnstanzen........................................ 162
13.2.5 Weitere Eigenschaften von Listen................................... 168
8
Inhalt
13.3 Unveränderliche Listen-tuple.................................... 171
13.3.1 Tuple Packing/Unpacking und Sequence Unpacking........... 172
13.3.2 Immutabel heißt nicht zwingend unveränderlich! .......... 174
13.4 Strings - str, bytes, bytearray................................. 174
13.4.1 Steuerzeichen............................................ 177
13.4.2 String-Methoden.......................................... 179
13.4.3 Formatierung von Strings ................................ 189
13.4.4 Zeichensätze und Sonderzeichen........................... 198
14 Zuordnungen 207
14.1 Dictionary — dict............................................... 207
14.1.1 Operatoren............................................... 210
14.1.2 Methoden................................................. 212
15 Mengen 21g
15.1 Die Datentypen set und frozenset................................ 219
15.1.1 Operatoren............................................... 220
15.1.2 Methoden................................................. 226
15.2 Veränderliche Mengen-set........................................ 227
15.3 Unveränderliche Mengen-frozenset................................ 229
16 Collections 231
16.1 Verkettete Dictionarys ......................................... 231
16.2 Zählen von Häufigkeiten......................................... 232
16.3 Dictionarys mit Standardwerten ................................. 235
16.4 Doppelt verkettete Listen ...................................... 235
16.5 Benannte Tupel.................................................. 237
16.6 Sortierte Dictionarys........................................... 239
9
Inhalt
17 Datum und Zeit 241
17.1 Elementare Zeitfunktionen - time................................... 241
17.1.1 Attribute................................................... 243
17.1.2 Funktionen ................................................. 244
17.2 Objektorientierte Datumsverwaltung - datetime ..................... 249
17.2.1 datetime.date............................................... 250
17.2.2 datetime.time .............................................. 251
17.2.3 datetime.datetime .......................................... 252
17.2.4 datetime.timedelta ......................................... 254
17.2.5 Operationen für datetime.datetime und datetime.date......... 257
17.2.6 Bemerkung zum Umgang mit Zeitzonen ......................... 259
18 Aufzählungstypen — Enum 26i
18.1 Aufzählungstyp für Bitmuster - Flag........................... 263
18.2 Ganzzahlige Aufzählungstypen- IntEnum......................... 264
TEIL III Fortgeschrittene Programmiertechniken
19 Funktionen 267
19.1 Schreiben einer Funktion............................................. 269
19.2 Funktionsobjekte .................................................... 272
19.3 Funktionsparameter................................................... 273
19.3.1 Optionale Parameter ......................................... 273
19.3.2 Schlüsselwortparameter........................................274
19.3.3 Beliebige Anzahl von Parametern ............................. 275
19.3.4 Reine Schlüsselwortparameter................................. 277
19.3.5 Entpacken einer Parameterliste............................. 278
19.3.6 Seiteneffekte ............................................... 280
19.4 Namensräume.......................................................... 283
19.4.1 Zugriff auf globale Variablen-global ........................ 283
19.4.2 Zugriff auf den globalen Namensraum.......................... 284
19.4.3 Lokale Funktionen............................................ 285
19.4.4 Zugriff auf übergeordnete Namensräume - nonlocal............. 286
10
288
289
291
291
295
295
295
296
296
296
297
298
298
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300
300
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301
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302
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303
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304
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306
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307
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308
309
309
309
310
310
11
Anonyme Funktionen.................................................
Annotationen.......................................................
Rekursion..........................................................
Eingebaute Funktionen..............................................
19.8.1 abs(x).....................................................
19.8.2 all(iterable)..............................................
19.8.3 any(iterable)..............................................
19.8.4 ascii(object)...............................................
19.8.5 bin(x) ....................................................
19.8.6 bool(fx])..................................................
19.8.7 bytearray([$ource, encoding, errors])......................
19.8.8 bytes([source, encoding, errors]) .........................
19.8.9 chr(i).....................................................
19.8.10 complex([real, imag]).....................................
19.8.11 dict([source])............................................
19.8.12 divmod(a, b)..............................................
19.8.13 enumerate(iterable).......................................
19.8.14 eval(expression, [giobals, locals]).......................
19.8.15 exec(object, [globals, locals]) ..........................
19.8.16 filter(function, iterable) ...............................
19.8.17 float([x]) ...............................................
19.8.18 format(va1ue, [format_spec]) .............................
19.8.19 frozenset([iterable]).....................................
19.8.20 globals().................................................
19.8.21 hash(object)..............................................
19.8.22 help([object]) ...........................................
19.8.23 hex(x) ...................................................
19.8.24 id(object)................................................
19.8.25 input([prompt]) ..........................................
19.8.26 int([x, base])............................................
19.8.27 len(s)....................................................
19.8.28 list([sequence]) .........................................
19.8.29 localsO...................................................
19.8.30 map(function, [*iterable]) ...............................
19.8.31 max(iterable, {default, key}), max(argl, arg2, [*args], {key})
19.8.32 min(iterable, {default, key}), min(argl, arg2, [*args], {key})
19.8.33 oct(x)....................................................
19.8.34 ord(c) ...................................................
19.8.35 pow(x,y, [z]).............................................
19.8.36 print([*objects], {sep, end, file, flush])................
Inhalt
19.8.37 range([start], stop, [step]) ....................................... 311
19.8.38 repr(object)........................................................ 312
19.8.39 reversed(sequence) ................................................. 312
19.8.40 round(x, [n]) ...................................................... 312
19.8.41 set([iterable])..................................................... 313
19.8.42 sorted(iterable, [key, reverse]) ................................... 313
19.8.43 str([object, encoding, errors]).................................... 313
19.8.44 sum(iterable, [start]).............................................. 314
19.8.45 tuple([iterable]) .................................................. 315
19.8.46 type(object) ....................................................... 315
19.8.47 zip([*iterables]) .................................................. 315
20 Modularisierung 317
20.1 Einbinden globaler Module ....................................... 317
20.2 Lokale Module ................................................... 320
20.2.1 Namenskonflikte........................................... 321
20.2.2 Modulinterne Referenzen .................................. 322
20.2.3 Module ausführen ......................................... 322
20.3 Pakete........................................................... 323
20.3.1 Importieren aller Module eines Pakets..................... 325
20.3.2 Namespace Packages ....................................... 326
20.3.3 Relative Import-Anweisungen............................... 326
20.4 Das Paket importlib ............................................. 327
20.4.1 Einbinden von Modulen und Paketen......................... 328
20.4.2 Verändern des Import-Verhaltens .......................... 328
21 Objektorientierung 333
21.1 Klassen.............................................................. 338
21.1.1 Definieren von Methoden ...................................... 339
21.1.2 Der Konstruktor und die Erzeugung von Attributen.............. 340
21.2 Vererbung........................................................... 343
21.2.1 Technische Grundlagen ........................................ 344
21.2.2 Die Klasse GirokontoMitTagesumsatz............................ 347
21.2.3 Mögliche Erweiterungen der Klasse Konto ...................... 352
12
Inhalt
21.2.4 Ausbück..................................................... 356
21.2.5 Mehrfachvererbung .......................................... 356
21.3 Setter und Getter und Property Attributes ......................... 358
21.3.1 Setter und Getter........................................... 358
21.3.2 Property-Attribute ......................................... 359
21.4 Klassenattribute und Klassenmethoden sowie statische Methoden.... 360
21.4.1 Statische Methoden.......................................... 361
21.4.2 Klassenmethoden............................................. 362
21.4.3 Klassenattribute............................................ 363
21.5 Built-in Functions für Objektorientierung.......................... 363
21.5.1 Funktionen für die Verwaltung der Attribute einer Instanz. 364
21.5.2 Funktionen für Informationen über die Klassenhierarchie..... 365
21.6 Objektphilosophie.................................................. 367
21.7 Magic Methods und Magic Attributes................................. 369
21.7.1 Allgemeine Magic Methods.................................... 369
21.7.2 Operatoren überladen........................................ 376
21.7.3 Datentypen emulieren........................................ 383
22 Ausnahmebehandlung 389
22.1 Exceptions ......................................................... 389
22.1.1 Eingebaute Exceptions........................................ 390
22.1.2 Werfen einer Exception ...................................... 391
22.1.3 Abfangen einer Exception..................................... 392
22.1.4 Eigene Exceptions............................................ 396
22.1.5 Erneutes Werfen einer Exception.............................. 398
22.1.6 Exception Chaining........................................... 400
22.2 Zusicherungen-assert................................................ 402
23 Iterator en 403
23.1 Comprehensions................................................. 403
23.1.1 List Comprehensions ..................................... 403
23.1.2 Diet Comprehensions...................................... 405
23.1.3 Set Comprehensions....................................... 406
13
Inhalt
23.2 Generatoren ................................................................ 407
23.2.1 Subgeneratoren...................................................... 409
23.2.2 Generator Expressions .............................................. 413
23.3 Iteratoren.................................................................. 414
23.3.1 Verwendung von Iteratoren........................................... 417
23.3.2 Mehrere Iteratoren für dieselbe Instanz ............................ 420
23.3.3 Nachteile von Iteratoren gegenüber dem direkten Zugriff über Indizes 422
23.3.4 Alternative Definition für iterierbare Objekte ..................... 422
23.3.5 Funktionsiteratoren ................................................ 423
23.4 Spezielle Generatoren - itertools........................................... 424
23.4.1 accumuiate(iterable, [func])........................................ 426
23.4.2 chain([*iterables]) ................................................ 426
23.4.3 combinations(iterable, r)........................................... 426
23.4.4 combinations_with_replacement(iterable, r).......................... 427
23.4.5 compress(data, selectors)........................................... 427
23.4.6 count([start, Step])................................................ 428
23.4.7 cycle(iterable) .................................................... 428
23.4.8 dropwhile(predicate, iterable) ..................................... 429
23.4.9 filterfalse(predicate, iterable).................................... 429
23.4.10 groupby(iterable, [key])........................................... 429
23.4.11 islice(iterable, [start], stop, [step]) ........................... 430
23.4.12 permutations(iterab!e, [r])........................................ 430
23.4.13 product([*iterables], [repeat]).................................... 431
23.4.14 repeat(object, [times])............................................ 431
23.4.15 starmap(function, iterable) ....................................... 432
23.4.16 takewhiie(predicate, iterable)..................................... 432
23.4.17 tee(iterable, [n])................................................. 432
23.4.18 zip_longest([*iterables], [fil Iva lue]) .......................... 433
24 Kontextobjekte 435
24.1 Die with-Anweisung.................................................. 435
24.2 Hilfsfunktionen für with-Kontexte — contextlib ..................... 438
24.2.1 Einfache Funktionen als Kontext-Manager ................... 438
24.2.2 Bestimmte Exception-Typen unterdrücken ...................... 439
24.2.3 Den Standard-Ausgabestrom umleiten .......................... 440
14
Inhalt
25 Manipulation von Funktionen und Methoden 441
25.1 Decorator.................................................... 441
25.2 Das Modul functools........................................ 444
25.2.1 Funktionsschnittstellen vereinfachen ................ 444
25.2.2 Methodenschnittstellen vereinfachen.................. 446
25.2.3 Caches............................................... 447
25.2.4 Ordnungsrelationen vervollständigen ................. 448
25.2.5 Überladen von Funktionen ............................ 449
TEIL IV Die Standardbibliothek
26 Mathematik 455
26.1 Mathematische Funktionen - math, cmath ........................... 455
26.1.1 Zahlentheoretische Funktionen............................... 456
26.1.2 Exponential-und Logarithmusfunktionen....................... 458
26.1.3 Trigonometrische und hyperbolische Funktionen............... 459
26.1.4 Umrechnen von Winkeln....................................... 459
26.1.5 Darstellungsformen komplexer Zahlen ........................ 459
26.2 Zufallszahlengenerator - random................................... 460
26.2.1 Den Status speichern und laden.............................. 461
26.2.2 Zufällige ganze Zahlen erzeugen............................. 461
26.2.3 Zufällige Gleitkommazahlen erzeugen ........................ 462
26.2.4 Zufallsgesteuerte Operationen auf Sequenzen................. 463
26.2.5 SystemRandom([seed])........................................ 464
26.3 Präzise Dezimalzahlen - decimal.................................... 464
26.3.1 Verwendung des Datentyps.................................. 465
26.3.2 Nichtnumerische Werte ...................................... 468
26.3.3 Das Context-Objekt.......................................... 469
27 Kryptografie 471
27.1 Hash-Funktionen - hashlib.................................... 471
27.1.1 Verwendung des Moduls ................................ 473
15
Inhalt
27.1.2 Weitere Algorithmen......................................... 474
27.1.B Vergleich großer Dateien ................................... 474
27.1.4 Passwörter.................................................. 475
27.2 Verschlüsselung-PyCrypto............................................ 476
27.2.1 Symmetrische Verschlüsselungsverfahren...................... 477
27.2.2 Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren .................... 480
28 Reguläre Ausdrücke 485
28.1 Syntax regulärer Ausdrücke....................................... 485
28.1.1 Beliebige Zeichen ........................................ 486
28.1.2 Zeichenklassen............................................ 486
28.13 Quantoren ................................................ 487
28.1.4 Vordefinierte Zeichenklassen ............................. 489
28.1.5 Weitere Sonderzeichen..................................... 491
28.1.6 Genügsame Quantoren .................................. 492
28.1.7 Gruppen .................................................. 493
28.1.8 Alternativen.............................................. 493
28.1.9 Extensions ............................................... 494
28.2 Verwendung des Moduls.......................................... 496
28.2.1 Searching ................................................ 497
28.2.2 Matching.................................................. 498
28.2.3 Einen String aufspalten .................................. 498
28.2.4 Teile eines Strings ersetzen ............................. 498
28.2.5 Problematische Zeichen ersetzen........................... 499
28.2.6 Einen regulären Ausdruck kompilieren ..................... 500
28.2.7 Flags..................................................... 500
28.2.8 Das Match-Objekt.......................................... 502
28.3 Ein einfaches Beispielprogramm - Searching....................... 503
28.4 Ein komplexeres Beispielprogramm - Matching...................... 504
29 Schnittstelle zu Betriebssystem
und Laufzeitumgebung 509
29.1 Funktionen des Betriebssystems - os.................................. 509
29.1.1 environ...................................................... 510
16
Inhalt
29.1.2 getpid() .............................................. 510
29.1.3 cpu_count()............................................ 510
29.1.4 system(cmd) ........................................... 511
29.1.5 popen(command, [mode, buffering]) ..................... 511
29.2 Zugriff auf die Laufzeitumgebung-sys......................... 512
29.2.1 Kommandozeilenparameter................................ 512
29.2.2 Standardpfade ......................................... 512
29.2.3 Standard-Ein-/Ausgabeströme............................ 513
29.2.4 Das Programm beenden................................... 513
29.2.5 Details zur Python-Version............................. 513
29.2.6 Details zum Betriebssystem............................. 514
29.2.7 Hooks ................................................. 516
BO Kommandozeilenparameter 519
30.1 Taschenrechner-ein einfaches Beispiel................... 520
30.2 Ein weiteres Beispiel................................... 524
31 Dateisystem 527
31.1 Zugriff auf das Dateisystem mit os........................... 527
31.2 Dateipfade-os.path........................................... 534
31.3 Zugriff auf das Dateisystem-shutil........................... 538
31.3.1 Verzeichnis- und Dateioperationen..................... 540
31.3.2 Archivoperationen .................................... 542
31.4 Temporäre Dateien - tempfile................................. 544
32 Parallele Programmierung 547
32.1 Prozesse, Multitasking und Threads .................................... 547
32.1.1 Die Leichtgewichte unter den Prozessen - Threads............... 548
32.1.2 Threads oder Prozesse?......................................... 550
32.2 Pythons Schnittstellen zur Parallelisierung............................ 550
17
Inhalt
32.3 Parallelisierung von Funktionsaufrufen............................. 551
32.3.1 Ein Beispiel mit einem futures.Th read Pool Executor...... 552
32.3.2 Executor-Instanzen als Kontext-Manager..................... 554
32.3.3 Die Verwendung von futures.ProcessPoolExecutor............ 555
32.3.4 Die Verwaltung der Aufgaben eines Executors.............. 556
32.4 Die Module threading und multiprocessing........................... 562
32.5 Die Thread-Unterstützung in Python................................. 563
32.5.1 Kritische Bereiche mit Lock-Objekten absichern........... 565
32.5.2 Datenaustausch zwischen Threads mit Critical Sections ... 567
32.5.3 Gefahren von Critical Sections - Deadlocks .............. 571
32.6 Einblick in das Modul multiprocessing.............................. 572
32.7 Ausblick .......................................................... 574
33 Datenspeicherung 575
33.1 Komprimierte Dateien lesen und schreiben - gzip.................. 575
33.2 XML.............................................................. 577
33.2.1 ElementTree............................................... 579
33.2.2 SAX - Simple API for XML................................ 586
33.3 Datenbanken ..................................................... 590
33.3.1 Pythons eingebaute Datenbank-sqlite3 ..................... 594
33.4 Serialisierung von Instanzen — pickte............................ 611
33.4.1 Funktionale Schnittstelle ................................ 612
33.4.2 Objektorientierte Schnittstelle........................... 613
33.5 Das Datenaustauschformat JSON-json............................... 614
33.6 Das Tabellenformat CSV - csv..................................... 615
33.6.1 reader-Objekte - Daten aus einer CSV-Datei lesen........ 616
33.6.2 Dialect-Objekte — eigene Dialekte verwenden .............. 619
34 Netzwerkkommunikation 623
34.1 Socket API ............................................................. 624
34.1.1 Cüent-Server-Systeme.............................................. 625
34.1.2 UDP .............................................................. 628
34.1.3 TCP .............................................................. 630
18
Inhalt
34.1.4 Blockierende und nicht-blockierende Sockets .................. 632
34.1.5 Erzeugen eines Sockets........................................ 633
34.1.6 Die Socket-Klasse ............................................ 634
34.1.7 Netzwerk-Byte-Order........................................... 638
34.1.8 Muitiplexende Server -selectors............................... 639
34.1.9 Objektorientierte Serverentwicklung-socketserver.............. 641
34.2 URLs-urllib........................................................... 643
34.2.1 Zugriff auf entfernte Ressourcen - urllib.request............. 644
34.2.2 Einlesen und Verarbeiten von URLs - urllib.parse.............. 648
34.3 FTP — ftplib ......................................................... 652
34.3.1 Mit einem FTP-Server verbinden................................ 653
34.3.2 FTP-Kommandos ausführen....................................... 654
34.3.3 Mit Dateien und Verzeichnissen arbeiten....................... 654
34.3.4 Übertragen von Dateien........................................ 655
34.4 E-Mail................................................................ 659
34.4.1 SMTP-smtplib.................................................. 659
34.4.2 POP3 - poplib ................................................ 662
34.4.3 1MAP4-imaplib................................................. 667
34.4.4 Erstellen komplexer E-Mails - email........................... 672
34.5 Telnet-telnetlib.................................................... 677
34.5.1 Die Klasse Telnet............................................. 677
34.5.2 Beispiel...................................................... 678
34.6 XML-RPC............................................................... 680
34.6.1 Der Server.................................................... 681
34.6.2 Der Client................................................ 685
34.6.3 Multicall .................................................... 687
34.6.4 Einschränkungen .............................................. 688
35 Debugging und Qualitätssicherung 69i
35.1 Der Debugger....................................................... 691
35.2 Formatierte Bildschirmausgabe-pprint .............................. 694
35.3 Logdateien - logging............................................... 696
35.3.1 Das Meldungsformat anpassen................................ 698
35.3.2 Logging Handler............................................ 700
35.4 Automatisiertes Testen............................................. 702
35.4.1 Testfälle in Docstrings - doctest.......................... 702
19
Inhalt
35.4.2 Unit Tests-unittest .......................................... 706
35.5 Analyse des Laufzeitverhaltens...................................... 710
35.5.1 Laufzeitmessung-timeit ..................................... 710
35.5.2 Profiling-cProfile.......................................... 713
35.5.3 Tracing-trace............................................... 717
35.6 Optimierung......................................................... 720
35.6.1 Die Optimize-Option......................................... 721
35.6.2 Mutabel vs. immutabel....................................... 721
35.6.3 Schleifen................................................... 722
35.6.4 Funktionsaufrufe ........................................... 723
35.6.5 C .......................................................... 723
35.6.6 Lookups..................................................... 723
35.6.7 Exceptions ................................................. 724
35.6.8 Keyword Arguments .......................................... 724
35.6.9 Alternative Interpreter: PyPy............................... 725
36 Dokumentation 727
36.1 Docstrings....................................................... 727
36.2 Automatisches Erstellen einer Dokumentation - pydoc.............. 729
TEILV Weiterführende Themen
37 Anbindung an andere Programmiersprachen 733
37.1 Dynamisch ladbare Bibliotheken - ctypes ......................... 734
37.1.1 Ein einfaches Beispiel .................................... 734
37.1.2 Die eigene Bibliothek...................................... 735
37.1.3 Datentypen ................................................ 737
37.1.4 Schnittstellenbeschreibung ................................ 739
37.1.5 Pointer ................................................... 741
37.1.6 Strings.................................................... 742
37.2 Schreiben von Extensions........................................ 742
37.2.1 Ein einfaches Beispiel .................................... 743
20
Inhalt
37.2.2 Exceptions ................................................. 748
37.2.3 Erzeugen der Extension ..................................... 749
37.2.4 Reference Counting.......................................... 750
37.3 Python als eingebettete Skriptsprache.............................. 752
37.3.1 Ein einfaches Beispiel ..................................... 752
37.3.2 Ein komplexeres Beispiel.................................... 754
37.4 Alternative Interpreter ........................................... 757
37.4.1 Interoperabilität mit der Java Runtime Environment-Jython. 758
37.4.2 Interoperabilität mit .NET- IronPython...................... 763
38 Distribution von Python-Projekten 769
38.1 Eine Geschichte der Distributionen in Python ........................ 769
38.1.1 Der klassische Ansatz - distutils........................... 770
38.1.2 Der neue Standard - setuptools.............................. 770
38.1.3 Der Paketindex - PyPI und pip.............................. 771
38.2 Erstellen von Distributionen - setuptools............................ 771
38.2.1 Schreiben des Moduls ........................................ 772
38.2.2 Das Installationsskript...................................... 773
38.2.3 Erstellen einer Quellcodedistribution ....................... 778
38.2.4 Erstellen einer Binärdistribution............................ 778
38.2.5 Distributionen installieren.................................. 780
38.2.6 Eigenständige Distributionen erstellen....................... 780
38.2.7 Erstellen von EXE-Dateien - cx__Freeze..................... 781
38.3 Der Python-Paketmanager- pip......................................... 782
38.4 Der Paketmanager conda............................................... 783
38.5 Lokalisierung von Programmen - gettext............................... 786
38.5.1 Beispiel für die Verwendung von gettext.................... 787
38.5.2 Erstellen des Sprachkompilats................................ 789
39 Grafische Benutzeroberflächen 791
39.1 Toolkits .............................................................. 791
39.2 Einführung in tkinter.................................................. 794
39.2.1 Ein einfaches Beispiel ........................................ 794
21
796
798
802
809
828
836
839
840
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863
866
867
868
872
873
882
884
39.2.2 Steuerelementvariablen.............
39.2.3 Der Packer.........................
39.2.4 Events.............................
39.2.5 Steuerelemente.....................
39.2.6 Zeichnungen - das Canvas-Widget....
39.2.7 Weitere Module.....................
Einführung in PyQt.........................
39.3.1 Installation ......................
39.3.2 Grundlegende Konzepte von Qt ......
39.3.3 Entwicklungsprozess................
Signale und Slots..........................
Wichtige Widgets...........................
39.5.1 QCheckBox .........................
39.5.2 QComboBox..........................
39.5.3 QDateEdit, QTimeEdit, QDateTimeEdit
39.5.4 QDiaiog............................
39.5.5 QLineEdit..........................
39.5.6 GListWidget, QListView ............
39.5.7 QProgressBar.......................
39.5.8 QPushButton .......................
39.5.9 QRadioButton.......................
39.5.10 QSIider, QDial ....................
39.5.11 QTextEdit..........................
39.5.12 QWidget............................
Zeichenfunktionalität......................
39.6.1 Werkzeuge..........................
39.6.2 Koordinatensystem .................
39.6.3 Einfache Formen ...................
39.6.4 Grafiken...........................
39.6.5 Text...............................
39.6.6 EyeCandy...........................
Model-View-Architektur.....................
39.7.1 Beispielprojekt: ein Adressbuch....
39.7.2 Auswahlen von Einträgen ...........
39.7.3 Bearbeiten von Einträgen...........
Inhalt
40 Python als serverseitige Programmiersprache
im WWW - ein Einstieg in Django 889
40.1 Konzepte und Besonderheiten von Django............................... 890
40.2 Installation von Django.............................................. 891
40.2.1 Installation mit Anaconda ................................. 892
40.2.2 Für Leser, die Anaconda nicht verwenden.................... 892
40.3 Erstellen eines neuen Django-Projekts................................ 894
40.3.1 Der Entwicklungswebserver.................................... 895
40.3.2 Konfiguration des Projekts .................................. 896
40.4 Erstellung einer Applikation ........................................ 898
40.4.1 Die Applikation in das Projekt einbinden................... 899
40.4.2 Ein Model definieren......................................... 900
40.4.3 Beziehungen zwischen Modellen.............................. 901
40.4.4 Übertragung des Modells in die Datenbank................... 901
40.4.5 Das Model-API................................................ 903
40.4.6 Unser Projekt bekommt ein Gesicht.......................... 909
40.4.7 Djangos Template-System...................................... 916
40.4.8 Verarbeitung von Formulardaten............................... 929
40.4.9 Djangos Administrationsoberfläche ........................... 932
41 Wissenschaftliches Rechnen 939
41.1 Installation............................................................ 940
41.2 Das Modellprogramm...................................................... 941
41.2.1 Der Import von numpy, scipy und matplotlib................... 942
41.2.2 Vektorisierung und der Datentyp numpy.ndarray................. 943
41.2.3 Visualisieren von Daten mit matplotlib.pyplot ............... 946
41.3 Überblick über die Module numpy und scipy .............................. 949
41.3.1 Überblick über den Datentyp numpy.ndarray....................... 949
41.3.2 Überblick über scipy............................................ 957
23
Inhalt
42 Insiderwissen 96i
42.1 URLs im Standardbrowser öffnen - webbrowser......................... 961
42.2 Interpretieren von Binärdaten - struct.............................. 961
42.3 Versteckte Passworteingabe............................................ 964
42.4 Kommandozeilen-Interpreter............................................ 965
42.5 Dateiinterface für Strings-io.StringlO ............................... 967
42.6 Generatoren als Konsumenten........................................... 968
42.6.1 Ein Decorator für konsumierende Generatorfunktionen........... 970
42.6.2 Auslösen von Exceptions in einem Generator ................... 971
42.6.3 Eine Pipeline als Verkettung konsumierender
Generatorfunktionen .......................................... 972
42.7 Kopieren von Instanzen - copy......................................... 973
42.8 Die interaktive Python-Shell - IPython................................ 977
42.8.1 Die interaktive Shell ........................................ 977
42.9 Das Jupyter Notebook.................................................. 980
42.10 Bildverarbeitung - Pillow............................................. 983
42.10.1 Bilddateien laden und speichern............................... 984
42.10.2 Zugriff auf einzelne Pixel ................................... 985
42.10.3 Teilbereiche eines Bildes ausschneiden ....................... 986
42.10.4 Bilder zusammenfügen ......................................... 986
42.10.5 Geometrische Bildtransformationen............................. 987
42.10.6 Vordefinierte Bildfilter...................................... 989
42.10.7 Eigene Pixeloperationen....................................... 990
42.10.8 Bildverbesserungen.......................................... 991
42.10.9 Zeichenoperationen............................................ 991
42.10.10 Interoperabilität............................................ 993
43 Von Python 2 nach Python 3 995
43.1 Die wichtigsten Unterschiede ........................................... 998
43.1.1 Ein-/Ausgabe...................................................... 998
43.1.2 Iteratoren........................................................ 999
43.1.3 Strings.......................................................... 1000
43.1.4 Ganze Zahlen..................................................... 1001
43.1.5 Exception Handling............................................... 1002
24
Inhalt
43.1.6 Standardbibüothek....................................... 1002
43.1.7 Neue Sprachelemente in Python 3......................... 1003
43.2 Automatische Konvertierung...................................... 1004
43.3 Geplante Sprachelemente ........................................ 1007
Anhang 1009
A.l Reservierte Wörter.............................................. 1009
A.2 Eingebaute Funktionen ........................................ 1009
A.3 Eingebaute Exceptions .......................................... 1013
A.4 Python IDEs .................................................... 1017
Index................................................................ 1025
25
|
| any_adam_object | 1 |
| author | Ernesti, Johannes Kaiser, Peter |
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| discipline | Informatik |
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