1 Hello, World!

17

1.1 Python installieren

17

1.2 »Hello, World!« in der Python-Shell

21

1.3 »Hello, World!« als eigenständiges Programm

24

1.4 Elementare Syntaxregeln

30

1.5 Wiederholungsfragen

36

2 Python lernen mit KI-Unterstützung

37

2.1 Mein Programm funktioniert nicht! Warum?

39

2.2 Mit welcher Funktion löse ich ein bestimmtes Problem?

46

2.3 Sprachkonzepte erklären

47

2.4 Programmieren mit ChatGPT

48

3 Variablen

55

3.1 Grundregeln

55

3.2 Datentypen

57

3.3 Gültigkeitsbereich von Variablen

58

3.4 Wiederholungsfragen

60

4 Operatoren

61

4.1 Überblick

61

4.2 Details und Sonderfälle

63

4.3 Wiederholungsfragen

70

5 Zahlen

71

5.1 Ganze Zahlen

72

5.2 FlieT1ss kommazahlen

74

5.3 Komplexe Zahlen, Brüche und Festkommazahlen

76

5.4 Boolesche Werte

78

5.5 Wiederholungsfragen

79

6 Zeichenketten

80

6.1 Grundregeln

80

6.2 Zugriff auf Teilzeichenketten

84

6.3 Zeichenkettenfunktionen

86

6.4 Zeichenketten formatieren und konvertieren

89

6.5 Lokalisierung

94

6.6 Reguläre Ausdrücke

97

6.7 Wiederholungsfragen und Übungen

99

7 Datum und Zeit

100

7.1 Zeit ermitteln und darstellen

100

7.2 Mit Zeiten rechnen

105

7.3 Wiederholungsfragen und Übungen

107

8 Listen, Tupel, Sets und Dictionaries

108

8.1 Listen

109

8.2 Funktionen zur Verarbeitung von Listen

112

8.3 Tupel (Sequenzen)

119

8.4 Sets (Mengen)

122

8.5 Dictionaries

124

8.6 Arrays

128

8.7 Wiederholungsfragen und Übungen

130

9 Verzweigungen und Schleifen

131

9.1 »if«-Verzweigung

131

9.2 Beispiel: Schaltjahrtest

135

9.3 »for«-Schleife

136

9.4 »while«-Schleife

144

9.5 Beispiele für Schleifen

145

9.6 Pattern Matching

150

9.7 Wiederholungsfragen und Übungen

151

10 Funktionen

153

10.1 Eigene Funktionen definieren

154

10.2 Lokale und globale Variablen

158

10.3 Parameter

161

10.4 Rekursion

167

10.5 Lambda-Funktionen

169

10.6 Funktionale Programmierung

171

10.7 Generatoren

174

10.8 Wiederholungsfragen und Übungen

177

11 Umgang mit Fehlern (Exceptions)

180

11.1 Fehlerabsicherung mit »try« und »except«

181

11.2 Selbst Exceptions auslösen (»raise«)

187

11.3 Programmunterbrechungen abfangen

187

11.4 Wiederholungsfragen und Übungen

190

12 Objektorientierte Programmierung

192

12.1 Crashkurs

193

12.2 »Hello, Class!«

197

12.3 Klassen- und Instanzvariablen

201

12.4 Methoden

206

12.5 Operator Overloading

212

12.6 Datenklassen

216

12.7 Vererbung

218

12.8 Vererbungsbeispiel: Schachfiguren

220

12.9 Wiederholungsaufgaben und Übungen

226

13 Module

229

13.1 Module nutzen (»import«)

229

13.2 Modul-Interna

232

13.3 Module installieren (»pip«)

234

13.4 Eigene Module entwickeln

239

13.5 Wiederholungsfragen und Übungen

243

14 Interna

244

14.1 Python-Scripts ausführen

244

14.2 Interna der Variablenverwaltung

250

14.3 Garbage Collection

254

14.4 Shared References

256

14.5 Type Annotation

256

14.6 Namensräume erforschen

259

14.7 Python-Compiler

261

14.8 Systemfunktionen

262

14.9 Wiederholungsfragen

265

15 Dateien lesen und schreiben

269

15.1 Verzeichnisse

269

15.2 Textdateien lesen und schreiben

275

15.3 Beispiel: Indexeinträge in Textdateien ändern

279

15.4 Standardeingabe und Standardausgabe

281

15.5 JSON-Dateien verarbeiten

283

15.6 XML-Dateien verarbeiten

287

15.7 Wiederholungsfragen und Übungen

292

16 Netzwerkfunktionen

293

16.1 Download und Upload von Dateien

293

16.2 REST-APIs nutzen

297

16.3 Mails versenden

301

17 Systemadministration

305

17.1 Linux-Kommandos aufrufen

305

17.2 Linux-Accounts einrichten

308

17.3 MySQL/MariaDB-Datenbankzugriff

312

17.4 Mehrere gleichartige Datenbanken analysieren

317

18 Grafische Benutzeroberflächen

321

18.1 »Hello, Qt!«

322

18.2 Buttons platzieren und nutzen

324

18.3 Textfelder, Grid-Layout und Nachrichtenboxen

328

18.4 Dateiauswahl

333

18.5 Listenfelder

336

19 Grafikprogrammierung

340

19.1 Grafische Grundfunktionen

340

19.2 Grafik in einem Widget

347

19.3 SpaT1ss mit Sinus und Cosinus

350

19.4 Temperaturkurve zeichnen

357

20 Wissenschaftliche Anwendung

364

20.1 Anaconda, IPython und Jupyter-Notebooks

364

20.2 NumPy

374

20.3 pandas

379

20.4 SciPy

384

20.5 Matplotlib

388

20.6 Python in Excel

396

A Lösungen

405

A.1 Kapitel 1: »Hello, World!«

405

A.2 Kapitel 3: Variablen

406

A.3 Kapitel 4: Operatoren

407

A.4 Kapitel 5: Zahlen

408

A.5 Kapitel 6: Zeichenketten

409

A.6 Kapitel 7: Datum und Uhrzeit

411

A.7 Kapitel 8: Listen, Tupel, Sets und Dictionaries

413

A.8 Kapitel 9: Verzweigungen und Schleifen

417

A.9 Kapitel 10: Funktionen

421

A.10 Kapitel 11: Umgang mit Fehlern

426

A.11 Kapitel 12: Objektorientierte Programmierung

427

A.12 Kapitel 13: Module

432

A.13 Kapitel 14: Interna

433

A.14 Kapitel 15: Dateien lesen und schreiben

435