Programmier-Einstig mit Python



  • Mit diesem Tutorial sollst du einen ersten Einblick in das Programmieren mit Python bekommen. Falls du noch nie etwas programmiert hast, ist dieser Artikel genau richtig für dich! Wenn du schon etwas mehr Erfahrung mitbringst, kannst du aber gerne trotzdem mitmachen und ggf. einfach ein paar Abschnitte überspringen ;-)

    • Was brauche ich? Du brauchst nur einen Rechner und eine Internetverbindung.
    • Wie viel Zeit brauche ich? Rechne mit mindestens einer Stunde, vielleicht auch zwei.

    Das Tutorial

    So viel der Vorrede - jetzt geht's ans Programmieren!

    Die Sprache, in der wir programmieren möchten, heißt Python (wie die Schlange). Python ist zwar schon gut 30 Jahre alt, aber immer noch sehr aktuell. Das liegt nicht zuletzt daran, dass es sehr einfach ist, sich in Python einzuarbeiten. Gleichzeitig ist es eine durchaus mächtige Sprache, die viele Dinge kann. Du kannst es dir also sozusagen so einfach oder so kompliziert wie möglich machen.

    Falls du noch nicht eingeschlafen bist, können wir jetzt loslegen und uns Python herunterzuladen.

    1. Anständiger Anfang -- Python herunterladen

    Um in Python zu programmieren, müssen wir uns das erst ein Mal herunterladen. Dazu gehen wir auf diese Webseite. Hier findest du die jeweils aktuellen Download-Links. Der gelbe Knopf im oberen Drittel der Seite sollte dich direkt zur richtigen Datei führen. Das Programm kannst du dann ganz normal auf deinen Rechner installieren.

    Falls du Probleme damit haben solltest, Python herunterzuladen, schreib uns einfach!

    Wenn Python installiert ist, können wir zum nächsten Schritt

    2. Beeindruckende Befehle -- Die Python-Shell

    Jetzt kannst du nach einem Programm namens IDLE suchen. Das sollte ein Fenster öffnen, das ungefähr so aussieht:

    IDLE-Umgebung für Python

    IDLE ist eine graphische Umgebung für Python. Sie erlaubt uns, unser Programm zu schreiben und es dann auch gleich auszuprobieren. Das ist zwar nicht ganz so schick wie in einem Hacker-Film, aber kommt dem schon sehr nahe.

    2.1. Richtiges Rechnen -- Einfache Arithmetik

    Probieren wir doch einmal aus, was Python so alles drauf hat! Das Fenster, dass du jetzt siehst, ist eine sogenannte Shell. Eine Shell nimmt deine Befehle entgegen, führt sie durch und spuckt dann das Ergebnis wieder aus. Die Shell sagt dir, dass sie jetzt einen Befehl von dir haben möchte, durch die drei Pfeile >>> am Anfang der Zeile.

    Die einfachste Art von Befehlen ist simple Arithmetik (also Rechnen - wie ein Taschenrechner). Gebe zum Beispiel einmal 3 + 7 ein und drücke Enter. Hat's geklappt? Das Ergebnis sollte in etwa so aussehen:

    >>> 3 + 7
    10
    >>> 
    

    Jetzt erwartet Python den nächsten Befehl von dir (das siehst du wieder an den >>>). Probiere doch die anderen Grundrechenarten auch mal aus. Analog zum + kannst mit - Zahlen voneinander abziehen, zum Malrechnen nimmst du * und zum Teilen /. Natürlich beachtet dieser "Taschenrechner" auch Punkt vor Strich, wie du es sicher schon gewohnt bist.

    Probiere doch ein Mal, diese Formel auszurechnen:

    2+5×(9−6)÷42 + 5 \times (9 - 6) \div 42+5×(96)÷4

    Ist dir etwas beim Ergebnis aufgefallen? Python stellt Kommazahlen nämlich nicht so dar, wie wir es gewohnt sind, sonder mit einem Punkt. Das liegt daran, dass die meisten Programmiersprachen aus dem Englischen Sprachraum kommen und dort das eben mit einem Punkt geschrieben wird. Dein Ergbnis sollte also 5.75 lauten.

    2.2. Variierende Variablen -- Erste Daten speichern

    Jetzt können wir schon erste Rechenaufgaben bewerkstelligen. Vielleicht willst du aber nicht die ganze Zeit das Gleiche ausrechnen, sondern den Computer dazu bringen, dass er sich etwas für dich merkt. Dafür gibt es beim Programmieren sogenannte Variablen. Eine Variable ist etwa wie ein Eimer, in den du etwas hinein legen kannst, um es später wieder heraus zu holen. Jede Variable hat einen Namen. Unter diesem kannst du sie später wieder finden. Außerdem hat eine Variable einen Wert. Der Wert ist das, was du später wieder zurück holen möchtest, wenn du nach der Variable fragst. Also nochmal: in einer Variable kannst du etwas ablegen (z.B. eine Zahl), das du später weiterverwenden kannst.

    Jetzt ein Beispiel. Schreibe Folgendes in deine Shell:

    >>> eine_zahl = 261946
    

    Jetzt hat Python deine Variable namens eine_zahl gespeichert. Immer, wenn du jetzt eine_zahl verwendest (beim Rechnen zum Beispiel), wird der dazugehörige Wert ($261946$) eingesetzt. Hier:

    >>> 2 * eine_zahl
    523892
    

    Versuche doch einmal, zwei Variablen zu definieren und sie miteinander zu verrechnen!

    Du kannst eine Variable auch wieder bearbeiten, nachdem du sie definiert hast:

    >>> eine_zahl = 5273
    

    2.3. Tolle Typen – Datentypen Verstehen

    Bisher haben wir uns nur mit Zahlen beschäftigt. Ein Computer kann aber auch mit anderen Dingen umgehen, zum Beispiel mit einem Text (so wie den, den du gerade liest). Auch Python hat entsprechende Funktionen:

    >>> ein_text = "Coole Sache!"
    

    Damit Python einen expliziten Text (also einen, den wir direkt so speichern wollen, wie wir in eingeben) auch als solchen erkennt, müssen wir ihn in Anführungszeichen setzen. Das können entweder einfache (') oder doppelte sein ("). Tun wir das nicht, würde Python versuchen, Coole Sache! als Befehl zu interpretieren – das klappt natürlich nicht.

    Du solltest jetzt zwei Variablen haben – eine_zahl und ein_text. Mit der ersten haben wir schon erfolgreich gerechnet. Vielleicht klappt das ja auch mit dem Text?

    >>> ein_text + ein_text
    'Coole Sache!Coole Sache!'
    >>> ein_text * 4
    'Coole Sache!Coole Sache!Coole Sache!Coole Sache!'
    

    Scheint funktioniert zu haben. Ähnlich wie bei Zahlen können wir also Text und Text addieren. Genauso funktioniert Text mal Zahl (oder anders herum).

    Probiere es aus: was passiert, wenn du Text mal Text rechnest? Oder Text durch Zahl? Überlege dir vorher, was du denkst, dass passieren könnte. Und dann probiere es aus!

    Wenn du herausfinden möchtest, welchen Datentyp etwas hat, probiere folgenden Befehl:

    >>> type(ein_text)
    <class 'str'>
    

    type sagt uns den Datentyp von dem Objekt, welches in den Klammern steht. Hier ist eine Liste von ein paar bekannten Datentypen (die Abkürzungen kommen meistens von den Englischen Begriffen. Hier kannst du dich gerne im Internet schlau machen, wenn dich die genaue Bedeutung interessiert):

    • str (String): ein Text
    • int (Integer): ganze Zahlen (also Zahlen ohne Komma)
    • float: Gleitkommazahlen (also Zahlen mit Komma)
    • bool (Boolean): ein Wahrheitswert (das ist immer True oder False)
    • NoneType: das ist der besondere Wert None, der für einen Wert steht, der nicht existiert.
    • complex: komplexe Zahlen (die sind ganz schön kompliziert)

    Wichtig für uns sind erst einmal nur die ersten drei Datentypen. Die ganze Liste findest du hier.

    2.4. Faszinierende Funkionen – Eingebaute Programme benutzen

    Vielleicht ist dir ja im letzten Kapitel das Konstrukt type(...) aufgefallen. type ist eine Funktion. Funktionen erlauben uns, Code, den andere geschrieben haben in unser Programm einzubinden. Python hat auch einige eingebaute Funktionen, die uns die Arbeit erleichtern, so wie type. Der Teil zwischen den beiden Klammern sind die Parameter der Funktion (manchmal heißen die auch Argumente). Über die Parameter können wir genauer steuern, wie die Funktion sich verhält.

    Beispielweise gibt uns die Funktion type den Datentyp eines Objekts zurück. Damit type weiß, von welchem Objekt es uns den Datentyp nennen soll, geben wir das Objekt über die Parameter an (im Beispiel oben war der einzige Parameter die Variable ein_text).

    Jetzt wollen wir uns eine weitere Funktion anschauen - print. Diese gibt einfach alles, was sie als Parameter erhält auf dem Bildschirm aus. Das sieht dann ungefähr so aus:

    >>> print("Hier ist die Zahl:", eine_zahl)
    Hier ist die Zahl: 5273
    

    Wenn wir also einer Funktion mehrere Parameter übergeben möchten, können wir diese mit einem Komma trennen. print nimmt diese alle entgegen und spuckt sie der Reihe nach auf unserem Bildschirm wieder aus.

    Weiterhin können Funktionen auch einen Rückgabewert haben. Das wird verwendet, um dem Aufrufer ein Ergebnis mitzuteilen. Ein Beispiel ist die Funktion max:

    >>> groesste_zahl = max(1, -4, 5, 6, eine_zahl)
    >>> groesste_zahl
    5273
    

    max gibt aus allen Parametern denjenigen zurück, der den größten Wert hat (das ist hier gerade der Wert von eine_zahl, also $5273$). Hier speichern wir diesen Wert auch gleich - und zwar in der Variable groesste_zahl.

    Probiere auch analog dazu die Funktion min aus!

    3. Echte Entwickler – Ein Programm schreiben

    Soweit so gut: wir wissen jetzt also, wie die Shell funktioniert. Wenn wir aber kompliziertere Dinge tun möchten, dann wäre das ziemlich doof, jeden Befehl einzeln einzugeben. Deshalb schreibt man Python-Programme normalerweise in eine Datei. Eine solche Python-Datei enthält in jeder Zeile einen Befehl, die aller hintereinander ausgeführt werden.

    Erstelle unter File → New File ein neues Programm. Du solltest ein leeres Fenster erhalten, in dem du deinen Code schreiben kannst. Probiere es doch einmal mit diesem Programm:

    die_zahl = 15
    doppelt = 2 * die_zahl
    print("Hier ist das Doppelte:", doppelt)
    

    Speichere die Datei und wähle unter Run → Run Module (du kannst auch F5 drücken).

    Hat's geklappt? Du solltest jetzt nur noch die Ausgabe der zweiten Zeile sehen, nicht mehr die der Zwischenschritte davor.

    Und damit haben wir alle Grundlagen zusammen, um Python-Programme zu schreiben! Jetzt solltest du also schon die Basics beherrschen. Falls du noch Fragen hast kannst du uns gerne hier im Forum damit löchern! Wenn du weiter machen möchtest, kannst du dir zum Beispiel eines dieser Python-Erweiterungen anschauen, mit denen du viele Spannende Dinge entwickeln kannst:

    • Die Bibliothek Arcade, mit der man Spiele entwickeln kann
    • Das Framework Flask, mit dem gewöhnlich Webanwendungen programmiert werden
    • Processing.py, mit dem man hübsche graphische Simulationen schreiben kann

Anmelden zum Antworten