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Python 3: Lernen und professionell anwenden : das umfassende Praxisbuch

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Bibliographic Details
Main Author:	Weigend, Michael 1954- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Frechen mitp 2022
Edition:	9. Auflage
Subjects:	Python 3.7 Python 3.x Python 3.5 Python > Programmiersprache Python 3.0 Python 3.6 Python 2.4 attribut buch compiler debugging iterator klassen linux mac mitp objektorientierte programmierung operatoren polymorphie programmieren programmiersprache programmierung pycharm python mysql Python rekursion skriptsprache softwareentwicklung sql webprogrammierung windows xml Aufgabensammlung
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Auf dem Umschlag "9., aktualisierte Auflage"
Physical Description:	1063 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm
ISBN:	9783747505441 3747505449

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG . 23 WARUM PYTHON? . 23 PYTHON 3 . 23 AN WEN WENDET SICH DIESES BUCH? . 23 INHALT UND AUFBAU . 24 HINWEISE ZUR TYPOGRAPHIE . 25 PROGRAMMBEISPIELE . 26 1 GRUNDLAGEN . 27 1.1 WAS IST PROGRAMMIEREN? . 27 1.2 HARDWARE UND SOFTWARE. 28 1.3 PROGRAMM ALS ALGORITHMUS . 29 1.4 SYNTAX UND SEMANTIK . 30 1.5 INTERPRETER UND COMPILER . 30 1.6 PROGRAMMIERPARADIGMEN . 32 1.7 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG . 33 1.7.1 STRUKTURELLE ZERLEGUNG . 33 1.7.2 DIE WELT ALS SYSTEM VON OBJEKTEN . 34 1.7.3 OBJEKTE BESITZEN ATTRIBUTE UND BEHERRSCHEN METHODEN . 35 1.7.4 OBJEKTE SIND INSTANZEN VON KLASSEN . 36 1.8 HINTERGRUND: GESCHICHTE DER OBJEKTORIENTIERTEN PROGRAMMIERUNG . 36 1.9 AUFGABEN . . 37 1.10 LOESUNGEN . 38 2 DER EINSTIEG - PYTHON IM INTERAKTIVEN MODUS . 39 2.1 PYTHON INSTALLIEREN . 39 2.2 PYTHON IM INTERAKTIVEN MODUS . 42 2.2.1 START DES PYTHON-INTERPRETERS IN EINEM KONSOLENFENSTER . 42 2.2.2 DIE IDLE-SHELL . 43 2.2.3 DIE ERSTEN PYTHON-BEFEHLE AUSPROBIEREN . 43 2.2.4 HOTKEYS . 44 2.3 OBJEKTE . 45 2.4 NAMEN . 47 2.5 HINTERGRUND: SYNTAX-REGELN FUER BEZEICHNER . 47 2.6 SCHLUESSELWOERTER . 48 2.7 ANWEISUNGEN . 49 2.7.1 AUSDRUCKANWEISUNGEN . 50 2.7.2 IMPORT-ANWEISUNGEN . 54 2.7.3 ZUWEISUNGEN . 55 2.7.4 ERWEITERTE ZUWEISUNGEN . 59 INHALTSVERZEICHNIS 2.7.5 HINTERGRUND: DYNAMISCHE TYPISIERUNG . 59 2.8 AUFGABEN . 60 2.9 LOESUNGEN . 62 3 PYTHON-SKRIPTE . 65 3.1 AUSPROBIEREN, NACHMACHEN, BESSER MACHEN! . 65 3.2 SKRIPTE EDITIEREN UND AUSFUEHREN MIT IDLE . 65 3.3 AUSFUEHREN EINES PYTHON-SKRIPTS . 67 3.4 KOMMENTARE . 69 3.5 DIE ZEILENSTRUKTUR VON PYTHON-PROGRAMMEN . 70 3.6 DAS EVA-PRINZIP . 73 3.7 PHASEN DER PROGRAMMENTWICKLUNG . 75 3.8 GUTER PROGRAMMIERSTIL . 76 3.9 HINTERGRUND: DIE KUNST DES FEHLERFINDENS . 78 3.10 WEITERE ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER PYTHON . 80 3.10.1 THONNY - EINE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG FUER PYTHON-EINSTEIGER . 80 3.10.2 PYTHON IN DER CLOUD . 81 3.10.3 JUPYTER NOTEBOOK UND GOOGLE COLAB . 82 3.10.4 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER PROFIS . 82 3.11 AUFGABEN . 83 3.12 LOESUNGEN . 84 4 STANDARD-DATENTYPEN . 87 4.1 DATEN ALS OBJEKTE . 87 4.2 FUNDAMENTALE DATENTYPEN IM UEBERBLICK . 89 4.3 TYPEN UND KLASSEN . 90 4.4 NONETYPE . 91 4.5 WAHRHEITSWERTE - DER DATENTYP BOOL . 91 4.6 GANZE ZAHLEN . 92 4.7 GLEITKOMMAZAHLEN . 94 4.8 KOMPLEXE ZAHLEN . 95 4.9 ARITHMETISCHE OPERATOREN FUER ZAHLEN . 96 4.10 SEQUENZEN . 101 4.10.1 ZEICHENKETTEN (STRINGS) . 102 4.10.2 BYTESTRINGS . 104 4.10.3 TUPEL . 105 4.10.4 LISTE . 106 4.10.5 BYTEARRAY . 107 4.10.6 EINIGE GRUNDOPERATIONEN FUER SEQUENZEN . 107 4.10.7 VERAENDERBARE UND UNVERAENDERBARE SEQUENZEN . 109 4.11 MENGEN . 110 4.12 DICTIONARIES . 111 4.13 TYPUMWANDLUNGEN . 111 4.13.1 INT() . 113 4.13.2 FLOAT() . 113 6 INHALTSVERZEICHNIS 4.13.3 . . 114 4.13.4 BOOL() . 114 4.13.5 STR() . 114 4.13.6 DICT(), LIST() UND TUPLE() . 115 4.14 AUFGABEN . 115 4.15 LOESUNGEN . 118 5 KONTROLLSTRUKTUREN . 123 5.1 EINFACHE BEDINGUNGEN . 123 5.1.1 VERGLEICHE . 123 5.1.2 ZUGEHOERIGKEIT ZU EINER MENGE (IN, NOT IN) . 127 5.1.3 BELIEBIGE AUSDRUECKE ALS BEDINGUNGEN . 127 5.2 ZUSAMMENGESETZTE BEDINGUNGEN - LOGISCHE OPERATOREN . 128 5.2.1 NEGATION (NOT) . 128 5.2.2 KONJUNKTION (AND) . 129 5.2.3 DISJUNKTION (OR) . 130 5.2.4 FORMALISIERUNG VON BEDINGUNGEN . 131 5.2.5 HINWEIS ZUM PROGRAMMIERSTIL . 132 5.3 PROGRAMMVERZWEIGUNGEN (BEDINGTE ANWEISUNGEN) . 132 5.3.1 EINSEITIGE VERZWEIGUNG (IF) . 133 5.3.2 ZWEISEITIGE VERZWEIGUNG (IF-ELSE) . 133 5.3.3 MEHRFACHE FALLUNTERSCHEIDUNG (ELIF) . 134 5.3.4 BEDINGTE AUSDRUECKE . 136 5.4 BEDINGTE WIEDERHOLUNG (WHILE) . 136 5.4.1 ENDLOSSCHLEIFEN . 137 5.5 ITERATION UEBER EINE KOLLEKTION (FOR) . 139 5.5.1 ZAEHLSCHLEIFEN - VERWENDUNG VON RAENGE () . 140 5.5.2 VERSCHACHTELTE ITERATIONEN . 141 5.5.3 VERTIEFUNG: ITERATIVE BERECHNUNG REKURSIVER FOLGEN . 143 5.6 ABBRUCH EINER SCHLEIFE MIT BREAK . 143 5.6.1 ABBRUCH EINES SCHLEIFENDURCHLAUFS MIT CONTINUE . 144 5.7 ABFANGEN VON AUSNAHMEN MIT TRY . 145 5.7.1 146 5.8 AUFGABEN . 148 5.9 LOESUNGEN . 152 6 FUNKTIONEN . 157 6.1 AUFRUF VON FUNKTIONEN . 157 6.2 DEFINITION VON FUNKTIONEN . 160 6.3 SCHRITTWEISE VERFEINERUNG . 162 6.4 AUSFUEHRUNG VON FUNKTIONEN . 166 6.4.1 GLOBALE UND LOKALE NAMEN . 166 6.4.2 SEITENEFFEKTE - DIE GLOBAL-ANWEISUNG . 169 6.4.3 PARAMETERUEBERGABE . 170 7 INHALTSVERZEICHNIS 6.5 VOREINGESTELLTE PARAMETERWERTE . 172 6.5.1 SCHLUESSELWORT-ARGUMENTE . 174 6.6 FUNKTIONEN MIT BELIEBIGER ANZAHL VON PARAMETERN . 176 6.7 LOKALE FUNKTIONEN . 177 6.8 REKURSIVE FUNKTIONEN . 178 6.9 EXPERIMENTE ZUR REKURSION MIT DER TURTLE-GRAFIK . 180 6.9.1 TURTLE-BEFEHLE IM INTERAKTIVEN MODUS . 180 6.9.2 EINE REKURSIVE SPIRALE . 181 6.9.3 BAUMSTRUKTUREN . 183 6.9.4 KUENSTLICHER BLUMENKOHL - SELBSTAEHNLICHE BILDER . 184 6.10 REKURSIVE ZAHLENFUNKTIONEN . 186 6.11 HINTERGRUND: WIE WERDEN REKURSIVE FUNKTIONEN AUSGEFUEHRT? . 187 6.11.1 EXECUTION FRAMES . 187 6.11.2 REKURSIONSTIEFE . 188 6.12 FUNKTIONEN ALS OBJ EKTE . 190 6.12.1 HINTERGRUND: TYPEN SIND KEINE FUNKTIONEN . 191 6.13 LAMBDA-FORMEN . 191 6.14 FUNKTIONSANNOTATIONEN: TYPEN ZUORDNEN . 192 6.15 HINWEISE ZUM PROGRAMMIERSTIL . 193 6.15.1 ALLGEMEINES . 193 6.15.2 FUNKTIONSNAMEN . 193 6.15.3 KOMMENTIERTE PARAMETER . 194 6.15.4 DOCSTRINGS . 194 6.16 AUFGABEN . 196 6.17 LOESUNGEN . 199 7 SEQUENZEN, MENGEN UND GENERATOREN . 203 7.1 GEMEINSAME OPERATIONEN FUER SEQUENZEN . 203 7.1.1 ZUGRIFF AUF ELEMENTE EINER SEQUENZ . 204 7.1.2 SLICING VON SEQUENZEN . 205 7.1.3 AUSPACKEN (UNPACKING) . 206 7.2 VERTIEFUNG: REKURSIVE FUNKTIONEN FUER SEQUENZEN . 207 7.2.1 REKURSIVES SUMMIEREN . 207 7.2.2 REKURSIVE SUCHE . 207 7.3 TUPEL . 209 7.4 LISTEN . 210 7.4.1 EINE LISTE ERZEUGEN . 210 7.4.2 EINE LISTE VERAENDERN . 213 7.4.3 FLACHE UND TIEFE KOPIEN . 215 7.4.4 LISTEN SORTIEREN . 216 7.4.5 BINAERE SUCHE IN EINER SORTIERTEN LISTE . 218 7.4.6 ZWEI SORTIERVERFAHREN IM VERGLEICH . 219 7.4.7 MODELLIEREN MIT LISTEN - BEISPIEL: DIE CHARTS . 223 7.5 GENERATOREN . 227 7.5.1 GENERATORAUSDRUECKE . 228 8 INHALTSVERZEICHNIS 7.5.2 GENERATORFUNKTIONEN . 228 7.5.3 ITERATOREN . 230 7.5.4 VERWENDUNG VON GENERATOREN . 231 7.6 MENGEN . 231 7.6.1 OPERATIONEN FUER MENGEN . 233 7.6.2 MODELLIEREN MIT MENGEN - BEISPIEL: GRAPHEN . 234 7.7 AUFGABEN . 237 7.8 LOESUNGEN . 239 8 DICTIONARIES . . 241 8.1 OPERATIONEN FUER DICTIONARIES . 241 8.2 WIE ERSTELLT MAN EIN DICTIONARY?. 242 8.2.1 DEFINITION MIT EINEM DICTIONARY-DISPLAY . 242 8.2.2 SCHRITTWEISER AUFBAU EINES DICTIONARYS . 244 8.2.3 EIN DICTIONARY AUS ANDEREN DICTIONARIES ZUSAMMENSETZEN - UPDATE() . 245 8.3 ZUGRIFF AUF DATEN IN EINEM DICTIONARY . 245 8.3.1 VERGEBLICHE ZUGRIFFSVERSUCHE . 245 8.4 PRAXISBEISPIEL: VOKABELTRAINER . 246 8.5 TYPISCHE FEHLER . 248 8.6 AUFGABEN . 248 8.7 LOESUNGEN . 251 9 EIN UND AUSGABE. 255 9.1 STREAMS . 255 9.1.1 DIE ROLLE DER STREAMS BEI E/A-OPERATIONEN . 255 9.1.2 WAS IST EIN STREAM? . 256 9.1.3 EINE DATEI OEFFNEN . 257 9.1.4 SPEICHERN EINER ZEICHENKETTE . 258 9.1.5 LADEN EINER ZEICHENKETTE AUS EINER DATEI . 260 9.1.6 ABSOLUTE UND RELATIVE PFADE . 260 9.1.7 ZWISCHENSPEICHERN, OHNE ZU SCHLIESSEN . 262 9.1.8 ZUGRIFF AUF STREAMS (LESEN UND SCHREIBEN) . 263 9.2 MEHR ZUVERLAESSIGKEIT DURCH TRY UND WITH-ANWEISUNGEN . 265 9.2.1 . 266 9.2.2 WITH-ANWEISUNGEN . 267 9.3 OBJEKTE SPEICHERN MIT PICKLE . 268 9.3.1 FUNKTIONEN ZUM SPEICHERN UND LADEN . 268 9.4 DIE STREAMS SYS.STDIN UND SYS.STDOUT . 270 9.5 AUSGABE VON WERTEN MIT DER PRINT()-FUNKTION . 271 9.5.1 ANWENDUNG: AUSGABE VON TABELLEN . 272 9.6 KOMMANDOZEILEN-ARGUMENTE (OPTIONEN) . 273 9.6.1 ZUGRIFF AUF OPTIONEN . 274 9.6.2 BEISPIEL . 274 9.6.3 SKRIPTE MIT OPTIONEN TESTEN . 275 9 INHALTSVERZEICHNIS 9.7 AUFGABEN . 275 9.8 LOESUNGEN . 278 10 DEFINITION EIGENER KLASSEN . 283 10.1 KLASSEN UND OBJEKTE . 283 10.2 DEFINITION VON KLASSEN . 285 10.3 OBJEKTE (INSTANZEN) . 287 10.4 ZUGRIFF AUF ATTRIBUTE - SICHTBARKEIT . 290 10.4.1 OEFFENTLICHE ATTRIBUTE . 290 10.4.2 PRIVATE ATTRIBUTE . 291 10.4.3 PROPERTIES . 293 10.4.4 DYNAMISCHE ERZEUGUNG VON ATTRIBUTEN . 295 10.5 METHODEN . 295 10.5.1 POLYMORPHISMUS - UEBERLADEN VON OPERATOREN . 296 10.5.2 VERTIEFUNG: OBJEKTE AUSFUEHRBAR MACHEN - DIE METHODE - CALL_() . 299 10.5.3 STATISCHE METHODEN . 300 10.6 ABSTRAKTION, VERKAPSELUNG UND GEHEIMNISPRINZIP . 302 10.6.1 ABSTRAKTION . 302 10.6.2 VERKAPSELUNG . 302 10.6.3 GEHEIMNISPRINZIP . 302 10.7 VERERBUNG . 303 10.7.1 SPEZIALISIERUNGEN . 303 10.7.2 BEISPIEL: DIE KLASSE KONTO - EINE SPEZIALISIERUNG DER KLASSE GELD . 304 10.7.3 VERTIEFUNG: STANDARDKLASSEN ALS BASISKLASSEN . 307 10.8 HINWEISE ZUM PROGRAMMIERSTIL . 309 10.8.1 SCHREIBWEISE . 309 10.8.2 SICHTBARKEIT . 309 10.8.3 DOKUMENTATION VON KLASSEN . 310 10.9 TYPISCHE FEHLER . 311 10.9.1 VERSEHENTLICHES ERZEUGEN NEUER ATTRIBUTE . 311 10.9.2 VERWECHSELN VON METHODEN UND ATTRIBUTEN . 311 10.10 AUFGABEN . 312 10.11 LOESUNGEN . 315 11 KLASSEN WIEDERVERWENDEN - MODULE . 321 11.1 TESTEN EINER KLASSE IN EINEM LAUFFAEHIGEN STAND-ALONE-SKRIPT . 321 11.2 MODULE SPEICHERN UND IMPORTIEREN . 323 11.3 DEN ZUGANG ZU EINEM MODUL SICHERSTELLEN . 325 11.3.1 ERWEITERN DER VERZEICHNISLISTE SYS.PATH . 325 11.3.2 ANWENDUNGSBEISPIEL: EINE INTERAKTIVE TESTUMGEBUNG . 325 11.3.3 KOMPILIEREN VON MODULEN . 326 11.4 PROGRAMMIERSTIL: VERWENDUNG UND DOKUMENTATION VON MODULEN . 327 10 INHALTSVERZEICHNIS 12 OBJEKTORIENTIERTES MODELLIEREN. 329 12.1 PHASEN EINER OBJEKTORIENTIERTEN SOFTWARE-ENTWICKLUNG . 329 12.1.1 OBJEKTORIENTIERTE ANALYSE (OOA) . 329 12.1.2 OBJEKTORIENTIERTER ENTWURF (OOD). 330 12.1.3 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG (OOP) . 330 12.2 BEISPIEL: MODELL EINES WOERTERBUCHS . 330 12.2.1 OOA: ENTWICKLUNG EINER KLASSENSTRUKTUR . 330 12.2.2 OOD: ENTWURF EINER KLASSENSTRUKTUR ZUR IMPLEMENTIERUNG IN PYTHON . 334 12.2.3 OOP: IMPLEMENTIERUNG DER KLASSENSTRUKTUR . 336 12.3 ASSOZIATIONEN ZWISCHEN KLASSEN . 340 12.3.1 REFLEXIVE ASSOZIATIONEN . 340 12.3.2 AGGREGATION . 342 12.4 BEISPIEL: MANAGEMENT EINES MUSICALS . 343 12.4.1 OOA . 343 12.4.2 OOD . 345 12.4.3 OOP . 345 12.5 AUFGABEN . 355 12.6 LOESUNGEN . 356 13 TEXTVERARBEITUNG. 361 13.1 STANDARDMETHODEN ZUR VERARBEITUNG VON ZEICHENKETTEN . 361 13.1.1 FORMATIEREN . 362 13.1.2 SCHREIBWEISE . 362 13.1.3 TESTS . 363 13.1.4 ENTFERNEN UND AUFSPALTEN . 364 13.1.5 SUCHEN UND ERSETZEN . 365 13.2 CODIERUNG UND DECODIERUNG . 365 13.2.1 PLATONISCHE ZEICHEN UND UNICODE . 365 13.2.2 VERTIEFUNG: ZEICHENKETTEN DURCH BYTEFOLGEN DARSTELLEN . 367 13.3 AUTOMATISCHE TEXTPRODUKTION . 369 13.3.1 TEXTE MIT VARIABLEN TEILEN - ANWENDUNG DER STRING-METHODE FORMAT() . 369 13.3.2 VERTIEFUNG: EINE TABELLE ERSTELLEN . 372 13.3.3 MAHNBRIEFE . 373 13.3.4 TEXTUELLE REPRAESENTATION EINES OBJEKTS . 374 13.3.5 F-STRINGS . 376 13.4 ANALYSE VON TEXTEN . 377 13.4.1 CHAT-BOTS . 377 13.4.2 TEXTANALYSE MIT EINFACHEN VORKOMMENSTESTS . 378 13.5 REGULAERE AUSDRUECKE . 380 13.5.1 DIE FUNKTION FINDALL() AUS DEM MODUL RE . 381 13.5.2 AUFBAU EINES REGULAEREN AUSDRUCKS . 381 13.5.3 OBJEKTE FUER REGULAERE AUSDRUECKE . 384 13.5.4 STRINGS UNTERSUCHEN MIT SEARCH() . 385 11 INHALTSVERZEICHNIS 13.5.5 TEXTPASSAGEN EXTRAHIEREN MIT . 386 13.5.6 ZEICHENKETTEN ZERLEGEN MIT SPLIT() . 387 13.5.7 TEILSTRINGS ERSETZEN MIT SUB() . 388 13.5.8 MATCH-OBJEKTE . 389 13.6 DEN COMPUTER ZUM SPRECHEN BRINGEN - SPRACHSYNTHESE . 391 13.6.1 BUCHSTABIEREN . 393 13.6.2 DEN KLANG DER STIMME VERAENDERN . 395 13.7 AUFGABEN . 398 13.8 LOESUNGEN . 401 14 SYSTEMFUNKTIONEN . 409 14.1 DAS MODUL SYS - DIE SCHNITTSTELLE ZUM LAUFZEITSYSTEM . 409 14.1.1 INFORMATIONEN UEBER DIE AKTUELLE SYSTEMUMGEBUNG . 410 14.1.2 STANDARDEINGABE UND-AUSGABE . 411 14.1.3 DIE OBJEKTVERWALTUNG BEOBACHTEN MIT GETREFCOUNT() . 412 14.1.4 AUSFUEHRUNG EINES SKRIPTS BEENDEN . 413 14.2 DAS MODUL OS - DIE SCHNITTSTELLE ZUM BETRIEBSSYSTEM . 413 14.2.1 DATEIEN UND VERZEICHNISSE SUCHEN . 414 14.2.2 HINTERGRUND: ZUGRIFFSRECHTE ABFRAGEN UND AENDERN (WINDOWS UND UNIX) . 415 14.2.3 DATEIEN UND VERZEICHNISSE ANLEGEN UND MODIFIZIEREN . 417 14.2.4 MERKMALE VON DATEIEN UND VERZEICHNISSEN ABFRAGEN . 418 14.2.5 PFADE VERARBEITEN . 419 14.2.6 HINTERGRUND: UMGEBUNGSVARIABLEN . 421 14.2.7 SYSTEMATISCHES DURCHLAUFEN EINES VERZEICHNISBAUMES . 422 14.3 DATUM UND ZEIT . 424 14.3.1 FUNKTIONEN DES MODULS TIME . 425 14.3.2 SEKUNDENFORMAT . 425 14.3.3 ZEIT-TUPEL . 426 14.3.4 ZEITSTRINGS . 427 14.3.5 EINEN PROZESS UNTERBRECHEN MIT SLEEP() . 428 14.4 ZEITBERECHNUNGEN MIT DEM MODUL DATETIME . 428 14.4.1 DIE KLASSE DATETIME . 428 14.4.2 DIE ZEITZONE . 430 14.4.3 DIE KLASSE TIMEDELTA . 431 14.5 AUFGABEN . 431 14.6 LOESUNGEN . 432 15 GRAFISCHE BENUTZUNGSOBERFLAECHEN MIT TKINTER . 437 15.1 EIN EINFUEHRENDES BEISPIEL . 438 15.2 EINFACHE WIDGETS . 441 15.3 DIE MASTER-SLAVE-HIERARCHIE . 442 15.4 OPTIONEN DER WIDGETS . 443 15.4.1 OPTIONEN BEI DER INSTANZIIERUNG SETZEN . 443 15.4.2 WIDGET-OPTIONEN NACHTRAEGLICH KONFIGURIEREN . . 444 12 INHALTSVERZEICHNIS 15.4.3 FONTS . 445 15.4.4 FARBEN . 446 15.4.5 RAHMEN . 446 15.4.6 DIE GROESSE EINES WIDGETS . 447 15.4.7 LEERRAUM UM TEXT . 449 15.5 GEMEINSAME METHODEN DER WIDGETS . 450 15.6 DIE KLASSE TK . 450 15.7 DIE KLASSE BUTTON . 451 15.8 DIE KLASSE LABEL . 451 15.8.1 DYNAMISCHE KONFIGURATION DER BESCHRIFTUNG . 452 15.8.2 VERWENDUNG VON KONTROLLVARIABLEN . 453 15.9 DIE KLASSE ENTRY . 455 15.10 DIE KLASSE RADIOBUTTON . 457 15.11 DIE KLASSE CHECKBUTTON . 459 15.12 DIE KLASSE SCALE . 461 15.13 DIE KLASSE FRAME . 463 15.14 AUFGABEN . 463 15.15 LOESUNGEN . 464 16 LAYOUT . 469 16.1 DER PACKER . 469 16.2 LAYOUT-FEHLER . 471 16.3 RASTER-LAYOUT . 472 16.4 VORGEHENSWEISE BEI DER GUI-ENTWICKLUNG . 476 16.4.1 DIE BENUTZUNGSOBERFLAECHE GESTALTEN . 479 16.4.2 FUNKTIONALITAET HINZUFUEGEN . 482 16.5 AUFGABEN . 483 16.6 LOESUNGEN . 486 17 GRAFIK . 497 17.1 DIE TKINTER-KLASSE CANVAS . 497 17.1.1 GENERIERUNG GRAFISCHER ELEMENTE - ID, POSITIONIERUNG UND DISPLAY-LISTE . 498 17.1.2 GRAFISCHE ELEMENTE GESTALTEN . 500 17.1.3 VISUALISIEREN MIT KREISDIAGRAMMEN . 502 17.2 DIE KLASSE PHOTOIMAGE . 505 17.2.1 EINE PIXELGRAFIK ERZEUGEN . 506 17.2.2 FOTOS ANALYSIEREN UND VERAENDERN . 508 17.3 BILDER IN EINE BENUTZUNGSOBERFLAECHE EINBINDEN . 511 17.3.1 ICONS AUF SCHALTFLAECHEN . 511 17.3.2 HINTERGRUNDBILDER . 512 17.3.3 HINTERGRUND: DAS PPM-FORMAT . 514 17.4 DIE PYTHON IMAGING LIBRARY (PIL) . 515 17.4.1 INSTALLATION EINES MODULS MIT PIP . 515 17.4.2 MIT PIL BELIEBIGE BILDDATEIEN EINBINDEN . 516 INHALTSVERZEICHNIS 17.4.3 STEGANOGRAFIE - INFORMATIONEN IN BILDERN VERSTECKEN . 517 17.5 AUFGABEN . 519 17.6 LOESUNGEN . 520 18 EVENT-VERARBEITUNG . 525 18.1 EINFUEHRENDES BEISPIEL . 526 18.2 EVENT-SEQUENZEN . 528 18.2.1 EVENT-TYPEN . 528 18.2.2 QUALIFIZIERER FUER MAUS UND TASTATUR-EVENTS . 528 18.2.3 MODIFIZIERER . 530 18.3 BEISPIEL: TASTATUREREIGNISSE VERARBEITEN . 530 18.4 PROGRAMMIERUNG EINES EVENTHANDLERS . 532 18.4.1 BEISPIEL FUER EINE EVENT-AUSWERTUNG . 533 18.5 BINDEMETHODEN . 534 18.6 AUFGABEN . 534 18.7 LOESUNGEN . 537 19 KOMPLEXE BENUTZUNGSOBERFLAECHEN . 543 19.1 TEXT-WIDGETS . 543 19.1.1 METHODEN DER TEXT-WIDGETS . 544 19.2 ROLLBALKEN (SCROLLBARS) . 546 19.3 MENUES . 547 19.3.1 DIE KLASSE MENU . 548 19.3.2 METHODEN DER KLASSE MENU . 548 19.4 TEXTEDITOR MIT MENUELEISTE UND PULLDOWN-MENUE . 550 19.5 DIALOGBOXEN . 552 19.6 APPLIKATIONEN MIT MEHREREN FENSTERN . 556 19.7 AUFGABEN . 559 19.8 LOESUNGEN . 560 20 THREADS . 565 20.1 FUNKTIONEN IN EINEM THREAD AUSFUEHREN . 566 20.2 THREAD-OBJEKTE ERZEUGEN - DIE KLASSE THREAD . 568 20.3 AUFGABEN . 571 20.4 LOESUNGEN . 572 21 FEHLER FINDEN UND VERMEIDEN . 577 21.1 TESTEN VON BEDINGUNGEN . 577 21.1.1 AUSNAHMEN (EXCEPTIONS) . 577 21.1.2 TESTEN VON VOR UND NACHBEDINGUNGEN MIT ASSERT . 578 21.1.3 VERTIEFUNG: PROGRAMMABSTUERZE OHNE FEHLERMELDUNG . 581 21.2 DEBUGGING-MODUS UND OPTIMIERTER MODUS . 583 21.3 AUSNAHMEN GEZIELT AUSLOESEN . 584 21.4 SELBSTDOKUMENTATION . 585 21.5 DOKUMENTATION EINES PROGRAMMLAUFS MIT LOG-DATEIEN . 587 21.5.1 GRUNDFUNKTIONEN . 587 14 INHALTSVERZEICHNIS 21.5.2 BEISPIEL: LOGGING IN DER GUI-PROGRAMMIERUNG . 588 21.6 VERTIEFUNG: PROFESSIONELLES ARBEITEN MIT LOGGING . 589 21.6.1 LOGGING-LEVELS . 589 21.6.2 LOGGER-OBJEKTE . 594 21.6.3 DAS FORMAT DER LOGGING-MELDUNGEN KONFIGURIEREN . 594 21.7 DEBUGGING . 596 21.7.1 SCHALTFLAECHEN DES DEBUG-CONTROL-FENSTERS . 597 21.7.2 BREAKPOINTS . 597 22 DYNAMISCHE WEBSEITEN - CGI UND WSGI . 599 22.1 WIE FUNKTIONIEREN DYNAMISCHE WEBSEITEN? . 599 22.2 WIE SPAET IST ES? AUFBAU EINES CGI-SKRIPTS . 601 22.2.1 DIE AUSGABE EINES CGI-SKRIPTS . 601 22.2.2 WIE IST EIN CGI-SKRIPT AUFGEBAUT? . 602 22.2.3 VERWENDUNG VON SCHABLONEN . 603 22.2.4 AUFRUF MIT DEM WEBBROWSER . 604 22.2.5 EIN EINFACHER . 605 22.3 KOMMUNIKATION UEBER INTERAKTIVE WEBSEITEN . 605 22.3.1 AUFBAU EINES HTML-FORMULARS . 606 22.3.2 EINGABEKOMPONENTEN IN EINEM HTML-FORMULAR . 608 22.4 VERARBEITUNG VON EINGABEDATEN MIT FIELDSTORAGE . 610 22.5 SONDERZEICHENHANDHABEN . 612 22.6 CGI-SKRIPTE DEBUGGEN . 613 22.7 DER APACHE-WEBSERVER . 614 22.7.1 DEN APACHE-SERVER INSTALLIEREN . 615 22.7.2 CGI-SKRIPTE AUF DEM APACHE-SERVER . 616 22.8 DYNAMISCHE WEBSEITEN MIT WSGI . 616 22.8.1 EINFACHER GEHT ' S NICHT: EIN STAND-ALONE-WS GL-WEBSERVER MIT WSGIREF . 617 22.9 MOD_WSGI . 618 22.9.1 INSTALLATION . 618 22.9.2 VORBEREITUNG . 619 22.9.3 DEN APACHE-SERVER KONFIGURIEREN . 619 22.9.4 EIN WSGI-SKRIPT FUER DEN APACHE-SERVER . 621 22.9.5 TIPPS ZUM DEBUGGEN . 621 22.9.6 ZUGRIFF VON EINEM ENTFERNTEN RECHNER IM WLAN . 622 22.10 VERARBEITUNG VON EINGABEDATEN AUS FORMULAREN . 623 22.11 OBJEKTORIENTIERTE WSGI-SKRIPTE - BEISPIEL: EIN CHATROOM . 625 22.11.1 DIE HTML-SEITEN . 627 22.11.2 DIE KLASSEN FUER DEN CHATROOM . 629 22.11.3 SKRIPT (TEIL 2): . 629 22.12 WSGI-SKRIPTE MIT COOKIES . 632 22.12.1 BESUCHE ZAEHLEN . 633 15 INHALTSVERZEICHNIS 23 INTERNET-PROGRAMMIERUNG . 641 23.1 WAS IST EIN PROTOKOLL? . 641 23.2 UEBERTRAGUNG VON DATEIEN MIT FTP . 642 23.2.1 DAS MODUL FTPLIB . 642 23.2.2 NAVIGIEREN UND DOWNLOADEN . 643 23.2.3 EIN SUCHROBOTER FUER FTP-SERVER . 645 23.3 ZUGRIFFAUFWEBSEITEN MIT HTTP UND HTTPS . 649 23.3.1 AUTOMATISCHE AUSWERTUNG VON WEBSEITEN . 651 23.4 ZUGRIFF AUF RESSOURCEN IM INTERNET UEBER DEREN URL . 653 23.4.1 WEBSEITE HERUNTERLADEN UND VERARBEITEN . 653 23.4.2 PROJEKT: WIE WARM WIRD ES HEUTE? . 654 23.4.3 DATEI HERUNTERLADEN UND SPEICHERN . 655 23.4.4 PROJEKT: FILME HERUNTERLADEN . 655 23.5 E-MAILS SENDEN MIT SMTP . 657 23.6 AUFGABEN . 660 23.7 LOESUNGEN . 661 24 DATENBANKEN . 669 24.1 WAS IST EIN DATENBANKSYSTEM? . 669 24.2 ENTITY-RELATIONSHIP-DIAGRAMME (ER-DIAGRAMME) . 670 24.3 RELATIONALE DATENBANKEN . 671 24.4 DARSTELLUNG VON RELATIONEN ALS MENGEN ODER DICTIONARIES . 672 24.5 DAS MODUL SQLITE3 . 673 24.5.1 BEISPIEL: TELEFONBUCH . 673 24.5.2 EINE TABELLE ANLEGEN . 674 24.5.3 ANFRAGEN AN EINE DATENBANK . 675 24.5.4 DATENSUCHE IM INTERAKTIVEN MODUS . 676 24.5.5 SQL-ANWEISUNGEN MIT VARIABLEN TEILEN . 678 24.5.6 VERTIEFUNG: SQL-INJECTION . 680 24.6 ONLINE-REDAKTIONSSYSTEM MIT DATENBANKANBINDUNG . 681 24.6.1 OBJEKTORIENTIERTE ANALYSE (OOA) . 683 24.6.2 OBJEKTORIENTIERTER ENTWURF DES SYSTEMS (OOD) . 684 24.6.3 HINTERGRUND: AUTHENTIFIZIEREN MIT SHA-256 . 686 24.6.4 IMPLEMENTIERUNG DES REDAKTIONSSYSTEMS MIT PYTHON (OOP) . 687 24.7 AUFGABEN . 697 24.8 LOESUNGEN . 698 25 TESTEN UND TUNING . 701 25.1 AUTOMATISIERTES TESTEN . 701 25.2 TESTEN MIT DOCSTRINGS - DAS MODUL DOCTEST . 701 25.3 PRAXISBEISPIEL: SUCHE NACH DEM WORT DES JAHRES . 704 25.4 KLASSEN TESTEN MIT DOCTEST . 711 25.4.1 WIE TESTET MAN EINE KLASSE? . 711 25.4.2 NORMALISIERTE WHITESPACES - DOCTEST-DIREKTIVEN . 712 25.4.3 ELLIPSEN VERWENDEN . 712 16 INHALTSVERZEICHNIS 25.4.4 DICTIONARIES TESTEN . 713 25.5 GESTALTUNG VON TESTREIHEN MIT UNITTEST . 713 25.5.1 EINFUEHRENDES BEISPIEL MIT EINEM TESTFALL . 714 25.5.2 KLASSEN DES MODULS UNITTEST . 715 25.5.3 WEITERFUEHRENDES BEISPIEL . 718 25.6 TUNING . 721 25.6.1 PERFORMANCE-ANALYSE MIT DEM PROFILER . 721 25.6.2 PRAXISBEISPIEL: AUSWERTUNG ASTRONOMISCHER FOTOGRAFIEN . 723 25.6.3 PERFORMANCE-ANALYSE UND TUNING . 729 25.7 AUFGABEN . 730 25.8 LOESUNGEN . 732 26 XML UND JSON . 739 26.1 WAS IST XML? . 739 26.2 XML-DOKUMENTE . 740 26.3 EIN XML-DOKUMENT ALS BAUM . 742 26.4 DOM . 743 26.5 DAS MODUL XML.DOM.MINIDOM . 746 26.5.1 XML-DOKUMENTE UND DOM-OBJEKTE . 746 26.5.2 DIE BASISKLASSE NODE . 748 26.5.3 DIE KLASSEN DOCUMENT, ELEMENT UND TEXT . 750 26.6 ATTRIBUTE VON XML-ELEMENTEN . 752 26.7 ANWENDUNGSBEISPIEL 1: EINE XML-BASIERTE KLASSE . 752 26.8 ANWENDUNGSBEISPIEL 2: DATENKOMMUNIKATION MIT XML . 755 26.8.1 UEBERBLICK . 756 26.8.2 DAS CLIENT-PROGRAMM . 757 26.8.3 DAS SERVER-PROGRAMM . 760 26.9 JSON . 764 26.9.1 JSON-TEXTE DECODIEREN . 765 26.9.2 DECODIERUNGSFEHLER . 766 26.9.3 EIN DICTIONARY ALS JSON-OBJEKT SPEICHERN: KOMPAKT ODER GUT LESBAR? . 766 26.9.4 PROJEKT: VERARBEITUNG VON WETTERDATEN . 769 26.10 AUFGABEN . 772 26.11 LOESUNGEN . 773 27 MODELLIEREN MIT KELLERN, SCHLANGEN UND GRAPHEN. 775 27.1 STACK (KELLER, STAPEL) . 775 27.2 QUEUE (SCHLANGE) . 778 27.3 GRAPHEN . 779 27.4 AUFGABEN . 789 27.5 LOESUNGEN . 791 28 BENUTZUNGSOBERFLAECHEN MIT QT . 795 28.1 WAS BIETET PYQT5? . 795 28.2 PYQT5 ERKUNDEN . 796 17 INHALTSVERZEICHNIS 28.3 WIE ARBEITET PYQT? APPLIKATION UND FENSTER . 796 28.4 EINE OBJEKTORIENTIERTE ANWENDUNG MIT . 797 28.5 EINWEBBROWSER . 798 28.6 INTERAKTIVE WIDGETS . 802 28.7 LABEL - AUSGABE VON TEXT UND BILD . 803 28.8 SIGNALE . 804 28.9 CHECKBOXEN UND RADIOBUTTONS . 805 28.10 AUSWAHLLISTE (COMBOBOX) . 808 28.11 GEMEINSAME OPERATIONEN DER WIDGETS . 810 28.12 SPEZIELLE METHODEN EINES FENSTERS . 811 28.13 EVENTS . 813 28.14 FONTS . 814 28.15 STYLESHEETS . 816 28.16 ICONS . 819 28.17 MESSAGEBOXEN . 819 28.18 TIMER . 820 28.19 DAS QT-LAYOUT UNTER DER LUPE . 822 28.19.1 ABSOLUTE POSITIONIERUNG UND GROESSE . 822 28.19.2 RASTER-LAYOUT. 824 28.19.3 FORM-LAYOUT . 825 28.20 BROWSER FUER JEDEN ZWECK . 827 28.20.1 DIE KLASSE QWEBENGINEVIEW . 827 28.21 EIN WEBBROWSER MIT FILTER . 828 28.22 SURFEN MIT GESCHICHTE - DER VERLAUF EINER SITZUNG . 830 28.23 AUFGABEN . 832 28.24 LOESUNGEN . 833 29 MULTIMEDIAANWENDUNGEN MIT QT . 837 29.1 KALENDER UND TEXTFELD - EIN DIGITALES TAGEBUCH . 837 29.1.1 PROGRAMMIERUNG . 838 29.2 KAMERABILDER . 843 29.3 DIALOGE . 845 29.3.1 PROJEKT: ANSICHTSKARTE . 847 29.4 VIDEOPLAYER . 851 29.4.1 EIN EINFACHER VIDEOPLAYER . 851 29.4.2 VIDEOPLAYER MIT PLAYLIST . 855 29.4.3 REGELN ZUR AENDERUNG DER GROESSE (SIZE POLICY) . 858 29.4.4 DAS DASHBOARD BEI MAUSBEWEGUNGEN EINBLENDEN . 859 29.5 AUFGABEN . 862 29.6 LOESUNGEN . 867 30 RECHNEN MIT NUMPY . 875 30.1 NUMPY INSTALLIEREN . 875 30.2 ARRAYS ERZEUGEN . 875 30.2.1 ARRAYS . 875 18 INHALTSVERZEICHNIS 30.2.2 MATRIZEN UND VEKTOREN . 878 30.2.3 ZAHLENFOLGEN . 878 30.2.4 ZUFALLSARRAYS . 879 30.2.5 SPEZIELLE ARRAYS . 880 30.3 INDIZIEREN . 881 30.4 SLICING . 882 30.5 ARRAYS VERAENDERN . 883 30.6 ARITHMETISCHE OPERATIONEN . 885 30.7 FUNKTIONEN, DIE ELEMENTWEISE AUSGEFUEHRT WERDEN . 886 30.8 EINFACHE VISUALISIERUNG . 887 30.9 MATRIZENMULTIPLIKATION MIT DOT() . 888 30.10 ARRAY-FUNKTIONEN UND ACHSEN . 889 30.11 PROJEKT: DIFFUSION . 891 30.12 VERGLEICHE . 894 30.13 PROJEKT: WOLKEN AM HIMMEL . 894 30.14 PROJEKT: WIE VERSTECKT MAN EIN BUCH IN EINEM BILD? . 897 30.15 DATENANALYSE MIT HISTOGRAMMEN . 900 30.16 WIE FUNKTIONIERT EIN MEDIANFILTER? . 903 30.17 RECHNEN MIT SCIPY. 906 30.17.1 LINEARE GLEICHUNGSSYSTEME LOESEN . 906 30.17.2 INTEGRATION . 908 30.18 AUFGABEN . 909 30.19 LOESUNGEN . 912 31 MESSDATEN VERARBEITEN . 917 31.1 MESSWERTE IN EINEM DIAGRAMM DARSTELLEN - MATPLOTLIB UND TKINTER . 917 31.1.1 BASISPROJEKT . 917 31.1.2 ERWEITERUNG: DEN LETZTEN WERT LOESCHEN . 921 31.1.3 DAS AUSSEHEN EINES DIAGRAMMS GESTALTEN . 923 31.2 MESSWERTE AUS EINEM MULTIMETER LESEN UND DARSTELLEN . 926 31.2.1 VORBEREITUNG . 926 31.2.2 WERTE AUSLESEN . 927 31.2.3 WELCHE ZIFFERN ZEIGT DAS DISPLAY DES MULTIMETERS? . 930 31.3 ANZEIGE DER TEMPERATUR . 934 31.4 MESSREIHEN AUFZEICHNEN . 936 31.5 AUFGABE . 939 31.6 LOESUNG . 939 32 PARALLELE DATENVERARBEITUNG. 943 32.1 WAS SIND PARALLELE PROGRAMME? . 943 32.2 PROZESSE STARTEN UND ABBRECHEN . 944 32.3 FUNKTIONEN IN EIGENEN PROZESSEN STARTEN . 945 32.4 PROZESSE ZUSAMMENFUEHREN - JOIN() . 947 32.5 WIE KOENNEN PROZESSE OBJEKTE AUSTAUSCHEN? . 948 32.5.1 OBJEKTE ALS ARGUMENTE UEBERGEBEN . 948 19 INHALTSVERZEICHNIS 32.5.2 OBJEKTE UEBER EINE PIPE SENDEN UND EMPFANGEN . 949 32.5.3 OBJEKTE UEBER EINE QUEUE AUSTAUSCHEN . 950 32.6 DATEN IM POOL BEARBEITEN . 951 32.6.1 MIT DEM POOL GEHT ' S SCHNELLER - EIN ZEITEXPERIMENT . 951 32.6.2 FORSCHEN MIT BIG DATA AUS DEM INTERNET . 953 32.7 SYNCHRONISATION . 956 32.8 PRODUZENTEN UND KONSUMENTEN . 958 32.8.1 SPRUECHEKLOPFER . 959 32.9 AUFGABEN . 961 32.10 LOESUNGEN . 962 33 DJANGO . 967 33.1 DJANGO AUS DER VOGELPERSPEKTIVE . 967 33.2 EIN PROJEKT ANLEGEN . 968 33.2.1 DEN SERVER STARTEN . 970 33.2.2 EINE NEUE APPLIKATION ANLEGEN . 970 33.2.3 STARTSEITE UND VIEW EINRICHTEN . 971 33.3 DATENBANKANBINDUNG . 974 33.4 MODELLE ERSTELLEN . 974 33.5 MODELLE AKTIVIEREN . 976 33.6 IN DER PYTHON-SHELL DIE DATENBANK BEARBEITEN . 979 33.6.1 OBJEKTE DURCH AUFRUF DER KLASSE ERZEUGEN . 980 33.6.2 AUF ATTRIBUTE EINES OBJEKTS ZUGREIFEN . 981 33.6.3 OBJEKTE FINDEN . 981 33.6.4 OBJEKTE ERZEUGEN UND BEZIEHUNGEN HERSTELLEN . 982 33.6.5 DEN BEZIEHUNGSMANAGER NUTZEN . 983 33.6.6 OBJEKTE LOESCHEN . 983 33.7 DJANGO-MODELLE UNTER DER LUPE . 984 33.7.1 GRENZWERTE . 984 33.7.2 LEERE FELDER . 985 33.7.3 VOREINGESTELLTE WERTE . 985 33.7.4 EINMALIGKEIT . 985 33.7.5 AUSWAHLMOEGLICHKEITEN . 985 33.8 DER MANAGER UNTER DER LUPE - OBJEKTE ERZEUGEN UND SUCHEN . 986 33.8.1 OBJEKTE ERZEUGEN . 986 33.8.2 OBJEKTE FINDEN . 986 33.8.3 MEHRERE BEDINGUNGEN . 987 33.8.4 SUCHEN UEBER BEZIEHUNGEN . 988 33.8.5 WEITERE SUCHMETHODEN . 988 33.9 ADMINISTRATION . 989 33.9.1 EINE APPLIKATION DER WEBSITE-VERWALTUNG ZUGAENGLICH MACHEN . 991 33.10 VIEWS EINRICHTEN - DIE GRUNDSTRUKTUR . 995 33.10.1 WAS SIND VIEWS? . 995 33.10.2 FUNKTIONEN FUER VIEWS . 995 33.10.3 URL-PATTERNS . 996 20 INHALTSVERZEICHNIS 33.11 VIEW-FUNKTIONEN ERWEITERN . 997 33.11.1 STARTSEITE . 998 33.11.2 AUFLISTUNG DER IDEEN ZU EINER FRAGE - QUESTION_INDEX . 1001 33.11.3 DIE TEMPLATES VERBESSERN: NAMEN STATT EXPLIZITER URLS . 1003 33.12 INTERAKTIVE WEBSEITEN - VIEWS MIT FORMULAREN . 1004 33.12.1 EINGABE EINER NEUEN FRAGE . 1004 33.12.2 EINGABE EINER NEUEN IDEE . 1010 33.12.3 VIEW-FUNKTION FUER DAS SPEICHERN EINER NEUEN IDEE . 1012 33.12.4 FERTIG! . 1013 33.13 DIE NAECHSTEN SCHRITTE . 1013 33.14 AUFGABE . 1014 33.15 LOESUNG . 1015 A ANHANG . 1019 A.L CODIERUNG VON SONDERZEICHEN IN HTML . 1019 A.2 QUELLEN IM WWW . 1019 A.3 STANDARDFUNKTIONEN UND STANDARDKLASSEN . 1020 A.4 MATHEMATISCHE FUNKTIONEN . 1022 A.4.1 DAS MODUL MATH . 1022 A.4.2 DAS MODUL RANDOM . 1023 A.5 EBNF-GRAMMATIK . 1024 B GLOSSAR . 1029 C DOWNLOAD DER PROGRAMMBEISPIELE. 1043 D EIN PYTHON-MODUL VEROEFFENTLICHEN: PYPI . 1045 D.1 BEI PYPI UND TESTPYPI REGISTRIEREN . 1046 D.2 EIN PAKET FUER DIE VEROEFFENTLICHUNG VORBEREITEN . 1047 D.2.1 DIE PROGRAMMDATEI SETUP.PY . 1047 D.2. 2 DIE LIZENZ . 1048 D.2.3 DIE DATEI README.TXT . 1049 D.2.4 DIE DATEI _ INIT _ .PY . 1050 D.3 DAS PAKET AUF PYPI VEROEFFENTLICHEN . 1050 D.3.1 DAS PAKET AKTUALISIEREN . 1051 STICHWORTVERZEICHNIS. 1053 21
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS EINLEITUNG . 23 WARUM PYTHON? . 23 PYTHON 3 . 23 AN WEN WENDET SICH DIESES BUCH? . 23 INHALT UND AUFBAU . 24 HINWEISE ZUR TYPOGRAPHIE . 25 PROGRAMMBEISPIELE . 26 1 GRUNDLAGEN . 27 1.1 WAS IST PROGRAMMIEREN? . 27 1.2 HARDWARE UND SOFTWARE. 28 1.3 PROGRAMM ALS ALGORITHMUS . 29 1.4 SYNTAX UND SEMANTIK . 30 1.5 INTERPRETER UND COMPILER . 30 1.6 PROGRAMMIERPARADIGMEN . 32 1.7 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG . 33 1.7.1 STRUKTURELLE ZERLEGUNG . 33 1.7.2 DIE WELT ALS SYSTEM VON OBJEKTEN . 34 1.7.3 OBJEKTE BESITZEN ATTRIBUTE UND BEHERRSCHEN METHODEN . 35 1.7.4 OBJEKTE SIND INSTANZEN VON KLASSEN . 36 1.8 HINTERGRUND: GESCHICHTE DER OBJEKTORIENTIERTEN PROGRAMMIERUNG . 36 1.9 AUFGABEN . . 37 1.10 LOESUNGEN . 38 2 DER EINSTIEG - PYTHON IM INTERAKTIVEN MODUS . 39 2.1 PYTHON INSTALLIEREN . 39 2.2 PYTHON IM INTERAKTIVEN MODUS . 42 2.2.1 START DES PYTHON-INTERPRETERS IN EINEM KONSOLENFENSTER . 42 2.2.2 DIE IDLE-SHELL . 43 2.2.3 DIE ERSTEN PYTHON-BEFEHLE AUSPROBIEREN . 43 2.2.4 HOTKEYS . 44 2.3 OBJEKTE . 45 2.4 NAMEN . 47 2.5 HINTERGRUND: SYNTAX-REGELN FUER BEZEICHNER . 47 2.6 SCHLUESSELWOERTER . 48 2.7 ANWEISUNGEN . 49 2.7.1 AUSDRUCKANWEISUNGEN . 50 2.7.2 IMPORT-ANWEISUNGEN . 54 2.7.3 ZUWEISUNGEN . 55 2.7.4 ERWEITERTE ZUWEISUNGEN . 59 INHALTSVERZEICHNIS 2.7.5 HINTERGRUND: DYNAMISCHE TYPISIERUNG . 59 2.8 AUFGABEN . 60 2.9 LOESUNGEN . 62 3 PYTHON-SKRIPTE . 65 3.1 AUSPROBIEREN, NACHMACHEN, BESSER MACHEN! . 65 3.2 SKRIPTE EDITIEREN UND AUSFUEHREN MIT IDLE . 65 3.3 AUSFUEHREN EINES PYTHON-SKRIPTS . 67 3.4 KOMMENTARE . 69 3.5 DIE ZEILENSTRUKTUR VON PYTHON-PROGRAMMEN . 70 3.6 DAS EVA-PRINZIP . 73 3.7 PHASEN DER PROGRAMMENTWICKLUNG . 75 3.8 GUTER PROGRAMMIERSTIL . 76 3.9 HINTERGRUND: DIE KUNST DES FEHLERFINDENS . 78 3.10 WEITERE ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER PYTHON . 80 3.10.1 THONNY - EINE ENTWICKLUNGSUMGEBUNG FUER PYTHON-EINSTEIGER . 80 3.10.2 PYTHON IN DER CLOUD . 81 3.10.3 JUPYTER NOTEBOOK UND GOOGLE COLAB . 82 3.10.4 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER PROFIS . 82 3.11 AUFGABEN . 83 3.12 LOESUNGEN . 84 4 STANDARD-DATENTYPEN . 87 4.1 DATEN ALS OBJEKTE . 87 4.2 FUNDAMENTALE DATENTYPEN IM UEBERBLICK . 89 4.3 TYPEN UND KLASSEN . 90 4.4 NONETYPE . 91 4.5 WAHRHEITSWERTE - DER DATENTYP BOOL . 91 4.6 GANZE ZAHLEN . 92 4.7 GLEITKOMMAZAHLEN . 94 4.8 KOMPLEXE ZAHLEN . 95 4.9 ARITHMETISCHE OPERATOREN FUER ZAHLEN . 96 4.10 SEQUENZEN . 101 4.10.1 ZEICHENKETTEN (STRINGS) . 102 4.10.2 BYTESTRINGS . 104 4.10.3 TUPEL . 105 4.10.4 LISTE . 106 4.10.5 BYTEARRAY . 107 4.10.6 EINIGE GRUNDOPERATIONEN FUER SEQUENZEN . 107 4.10.7 VERAENDERBARE UND UNVERAENDERBARE SEQUENZEN . 109 4.11 MENGEN . 110 4.12 DICTIONARIES . 111 4.13 TYPUMWANDLUNGEN . 111 4.13.1 INT() . 113 4.13.2 FLOAT() . 113 6 INHALTSVERZEICHNIS 4.13.3 . . 114 4.13.4 BOOL() . 114 4.13.5 STR() . 114 4.13.6 DICT(), LIST() UND TUPLE() . 115 4.14 AUFGABEN . 115 4.15 LOESUNGEN . 118 5 KONTROLLSTRUKTUREN . 123 5.1 EINFACHE BEDINGUNGEN . 123 5.1.1 VERGLEICHE . 123 5.1.2 ZUGEHOERIGKEIT ZU EINER MENGE (IN, NOT IN) . 127 5.1.3 BELIEBIGE AUSDRUECKE ALS BEDINGUNGEN . 127 5.2 ZUSAMMENGESETZTE BEDINGUNGEN - LOGISCHE OPERATOREN . 128 5.2.1 NEGATION (NOT) . 128 5.2.2 KONJUNKTION (AND) . 129 5.2.3 DISJUNKTION (OR) . 130 5.2.4 FORMALISIERUNG VON BEDINGUNGEN . 131 5.2.5 HINWEIS ZUM PROGRAMMIERSTIL . 132 5.3 PROGRAMMVERZWEIGUNGEN (BEDINGTE ANWEISUNGEN) . 132 5.3.1 EINSEITIGE VERZWEIGUNG (IF) . 133 5.3.2 ZWEISEITIGE VERZWEIGUNG (IF-ELSE) . 133 5.3.3 MEHRFACHE FALLUNTERSCHEIDUNG (ELIF) . 134 5.3.4 BEDINGTE AUSDRUECKE . 136 5.4 BEDINGTE WIEDERHOLUNG (WHILE) . 136 5.4.1 ENDLOSSCHLEIFEN . 137 5.5 ITERATION UEBER EINE KOLLEKTION (FOR) . 139 5.5.1 ZAEHLSCHLEIFEN - VERWENDUNG VON RAENGE () . 140 5.5.2 VERSCHACHTELTE ITERATIONEN . 141 5.5.3 VERTIEFUNG: ITERATIVE BERECHNUNG REKURSIVER FOLGEN . 143 5.6 ABBRUCH EINER SCHLEIFE MIT BREAK . 143 5.6.1 ABBRUCH EINES SCHLEIFENDURCHLAUFS MIT CONTINUE . 144 5.7 ABFANGEN VON AUSNAHMEN MIT TRY . 145 5.7.1 146 5.8 AUFGABEN . 148 5.9 LOESUNGEN . 152 6 FUNKTIONEN . 157 6.1 AUFRUF VON FUNKTIONEN . 157 6.2 DEFINITION VON FUNKTIONEN . 160 6.3 SCHRITTWEISE VERFEINERUNG . 162 6.4 AUSFUEHRUNG VON FUNKTIONEN . 166 6.4.1 GLOBALE UND LOKALE NAMEN . 166 6.4.2 SEITENEFFEKTE - DIE GLOBAL-ANWEISUNG . 169 6.4.3 PARAMETERUEBERGABE . 170 7 INHALTSVERZEICHNIS 6.5 VOREINGESTELLTE PARAMETERWERTE . 172 6.5.1 SCHLUESSELWORT-ARGUMENTE . 174 6.6 FUNKTIONEN MIT BELIEBIGER ANZAHL VON PARAMETERN . 176 6.7 LOKALE FUNKTIONEN . 177 6.8 REKURSIVE FUNKTIONEN . 178 6.9 EXPERIMENTE ZUR REKURSION MIT DER TURTLE-GRAFIK . 180 6.9.1 TURTLE-BEFEHLE IM INTERAKTIVEN MODUS . 180 6.9.2 EINE REKURSIVE SPIRALE . 181 6.9.3 BAUMSTRUKTUREN . 183 6.9.4 KUENSTLICHER BLUMENKOHL - SELBSTAEHNLICHE BILDER . 184 6.10 REKURSIVE ZAHLENFUNKTIONEN . 186 6.11 HINTERGRUND: WIE WERDEN REKURSIVE FUNKTIONEN AUSGEFUEHRT? . 187 6.11.1 EXECUTION FRAMES . 187 6.11.2 REKURSIONSTIEFE . 188 6.12 FUNKTIONEN ALS OBJ EKTE . 190 6.12.1 HINTERGRUND: TYPEN SIND KEINE FUNKTIONEN . 191 6.13 LAMBDA-FORMEN . 191 6.14 FUNKTIONSANNOTATIONEN: TYPEN ZUORDNEN . 192 6.15 HINWEISE ZUM PROGRAMMIERSTIL . 193 6.15.1 ALLGEMEINES . 193 6.15.2 FUNKTIONSNAMEN . 193 6.15.3 KOMMENTIERTE PARAMETER . 194 6.15.4 DOCSTRINGS . 194 6.16 AUFGABEN . 196 6.17 LOESUNGEN . 199 7 SEQUENZEN, MENGEN UND GENERATOREN . 203 7.1 GEMEINSAME OPERATIONEN FUER SEQUENZEN . 203 7.1.1 ZUGRIFF AUF ELEMENTE EINER SEQUENZ . 204 7.1.2 SLICING VON SEQUENZEN . 205 7.1.3 AUSPACKEN (UNPACKING) . 206 7.2 VERTIEFUNG: REKURSIVE FUNKTIONEN FUER SEQUENZEN . 207 7.2.1 REKURSIVES SUMMIEREN . 207 7.2.2 REKURSIVE SUCHE . 207 7.3 TUPEL . 209 7.4 LISTEN . 210 7.4.1 EINE LISTE ERZEUGEN . 210 7.4.2 EINE LISTE VERAENDERN . 213 7.4.3 FLACHE UND TIEFE KOPIEN . 215 7.4.4 LISTEN SORTIEREN . 216 7.4.5 BINAERE SUCHE IN EINER SORTIERTEN LISTE . 218 7.4.6 ZWEI SORTIERVERFAHREN IM VERGLEICH . 219 7.4.7 MODELLIEREN MIT LISTEN - BEISPIEL: DIE CHARTS . 223 7.5 GENERATOREN . 227 7.5.1 GENERATORAUSDRUECKE . 228 8 INHALTSVERZEICHNIS 7.5.2 GENERATORFUNKTIONEN . 228 7.5.3 ITERATOREN . 230 7.5.4 VERWENDUNG VON GENERATOREN . 231 7.6 MENGEN . 231 7.6.1 OPERATIONEN FUER MENGEN . 233 7.6.2 MODELLIEREN MIT MENGEN - BEISPIEL: GRAPHEN . 234 7.7 AUFGABEN . 237 7.8 LOESUNGEN . 239 8 DICTIONARIES . . 241 8.1 OPERATIONEN FUER DICTIONARIES . 241 8.2 WIE ERSTELLT MAN EIN DICTIONARY?. 242 8.2.1 DEFINITION MIT EINEM DICTIONARY-DISPLAY . 242 8.2.2 SCHRITTWEISER AUFBAU EINES DICTIONARYS . 244 8.2.3 EIN DICTIONARY AUS ANDEREN DICTIONARIES ZUSAMMENSETZEN - UPDATE() . 245 8.3 ZUGRIFF AUF DATEN IN EINEM DICTIONARY . 245 8.3.1 VERGEBLICHE ZUGRIFFSVERSUCHE . 245 8.4 PRAXISBEISPIEL: VOKABELTRAINER . 246 8.5 TYPISCHE FEHLER . 248 8.6 AUFGABEN . 248 8.7 LOESUNGEN . 251 9 EIN UND AUSGABE. 255 9.1 STREAMS . 255 9.1.1 DIE ROLLE DER STREAMS BEI E/A-OPERATIONEN . 255 9.1.2 WAS IST EIN STREAM? . 256 9.1.3 EINE DATEI OEFFNEN . 257 9.1.4 SPEICHERN EINER ZEICHENKETTE . 258 9.1.5 LADEN EINER ZEICHENKETTE AUS EINER DATEI . 260 9.1.6 ABSOLUTE UND RELATIVE PFADE . 260 9.1.7 ZWISCHENSPEICHERN, OHNE ZU SCHLIESSEN . 262 9.1.8 ZUGRIFF AUF STREAMS (LESEN UND SCHREIBEN) . 263 9.2 MEHR ZUVERLAESSIGKEIT DURCH TRY UND WITH-ANWEISUNGEN . 265 9.2.1 . 266 9.2.2 WITH-ANWEISUNGEN . 267 9.3 OBJEKTE SPEICHERN MIT PICKLE . 268 9.3.1 FUNKTIONEN ZUM SPEICHERN UND LADEN . 268 9.4 DIE STREAMS SYS.STDIN UND SYS.STDOUT . 270 9.5 AUSGABE VON WERTEN MIT DER PRINT()-FUNKTION . 271 9.5.1 ANWENDUNG: AUSGABE VON TABELLEN . 272 9.6 KOMMANDOZEILEN-ARGUMENTE (OPTIONEN) . 273 9.6.1 ZUGRIFF AUF OPTIONEN . 274 9.6.2 BEISPIEL . 274 9.6.3 SKRIPTE MIT OPTIONEN TESTEN . 275 9 INHALTSVERZEICHNIS 9.7 AUFGABEN . 275 9.8 LOESUNGEN . 278 10 DEFINITION EIGENER KLASSEN . 283 10.1 KLASSEN UND OBJEKTE . 283 10.2 DEFINITION VON KLASSEN . 285 10.3 OBJEKTE (INSTANZEN) . 287 10.4 ZUGRIFF AUF ATTRIBUTE - SICHTBARKEIT . 290 10.4.1 OEFFENTLICHE ATTRIBUTE . 290 10.4.2 PRIVATE ATTRIBUTE . 291 10.4.3 PROPERTIES . 293 10.4.4 DYNAMISCHE ERZEUGUNG VON ATTRIBUTEN . 295 10.5 METHODEN . 295 10.5.1 POLYMORPHISMUS - UEBERLADEN VON OPERATOREN . 296 10.5.2 VERTIEFUNG: OBJEKTE AUSFUEHRBAR MACHEN - DIE METHODE - CALL_() . 299 10.5.3 STATISCHE METHODEN . 300 10.6 ABSTRAKTION, VERKAPSELUNG UND GEHEIMNISPRINZIP . 302 10.6.1 ABSTRAKTION . 302 10.6.2 VERKAPSELUNG . 302 10.6.3 GEHEIMNISPRINZIP . 302 10.7 VERERBUNG . 303 10.7.1 SPEZIALISIERUNGEN . 303 10.7.2 BEISPIEL: DIE KLASSE KONTO - EINE SPEZIALISIERUNG DER KLASSE GELD . 304 10.7.3 VERTIEFUNG: STANDARDKLASSEN ALS BASISKLASSEN . 307 10.8 HINWEISE ZUM PROGRAMMIERSTIL . 309 10.8.1 SCHREIBWEISE . 309 10.8.2 SICHTBARKEIT . 309 10.8.3 DOKUMENTATION VON KLASSEN . 310 10.9 TYPISCHE FEHLER . 311 10.9.1 VERSEHENTLICHES ERZEUGEN NEUER ATTRIBUTE . 311 10.9.2 VERWECHSELN VON METHODEN UND ATTRIBUTEN . 311 10.10 AUFGABEN . 312 10.11 LOESUNGEN . 315 11 KLASSEN WIEDERVERWENDEN - MODULE . 321 11.1 TESTEN EINER KLASSE IN EINEM LAUFFAEHIGEN STAND-ALONE-SKRIPT . 321 11.2 MODULE SPEICHERN UND IMPORTIEREN . 323 11.3 DEN ZUGANG ZU EINEM MODUL SICHERSTELLEN . 325 11.3.1 ERWEITERN DER VERZEICHNISLISTE SYS.PATH . 325 11.3.2 ANWENDUNGSBEISPIEL: EINE INTERAKTIVE TESTUMGEBUNG . 325 11.3.3 KOMPILIEREN VON MODULEN . 326 11.4 PROGRAMMIERSTIL: VERWENDUNG UND DOKUMENTATION VON MODULEN . 327 10 INHALTSVERZEICHNIS 12 OBJEKTORIENTIERTES MODELLIEREN. 329 12.1 PHASEN EINER OBJEKTORIENTIERTEN SOFTWARE-ENTWICKLUNG . 329 12.1.1 OBJEKTORIENTIERTE ANALYSE (OOA) . 329 12.1.2 OBJEKTORIENTIERTER ENTWURF (OOD). 330 12.1.3 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG (OOP) . 330 12.2 BEISPIEL: MODELL EINES WOERTERBUCHS . 330 12.2.1 OOA: ENTWICKLUNG EINER KLASSENSTRUKTUR . 330 12.2.2 OOD: ENTWURF EINER KLASSENSTRUKTUR ZUR IMPLEMENTIERUNG IN PYTHON . 334 12.2.3 OOP: IMPLEMENTIERUNG DER KLASSENSTRUKTUR . 336 12.3 ASSOZIATIONEN ZWISCHEN KLASSEN . 340 12.3.1 REFLEXIVE ASSOZIATIONEN . 340 12.3.2 AGGREGATION . 342 12.4 BEISPIEL: MANAGEMENT EINES MUSICALS . 343 12.4.1 OOA . 343 12.4.2 OOD . 345 12.4.3 OOP . 345 12.5 AUFGABEN . 355 12.6 LOESUNGEN . 356 13 TEXTVERARBEITUNG. 361 13.1 STANDARDMETHODEN ZUR VERARBEITUNG VON ZEICHENKETTEN . 361 13.1.1 FORMATIEREN . 362 13.1.2 SCHREIBWEISE . 362 13.1.3 TESTS . 363 13.1.4 ENTFERNEN UND AUFSPALTEN . 364 13.1.5 SUCHEN UND ERSETZEN . 365 13.2 CODIERUNG UND DECODIERUNG . 365 13.2.1 PLATONISCHE ZEICHEN UND UNICODE . 365 13.2.2 VERTIEFUNG: ZEICHENKETTEN DURCH BYTEFOLGEN DARSTELLEN . 367 13.3 AUTOMATISCHE TEXTPRODUKTION . 369 13.3.1 TEXTE MIT VARIABLEN TEILEN - ANWENDUNG DER STRING-METHODE FORMAT() . 369 13.3.2 VERTIEFUNG: EINE TABELLE ERSTELLEN . 372 13.3.3 MAHNBRIEFE . 373 13.3.4 TEXTUELLE REPRAESENTATION EINES OBJEKTS . 374 13.3.5 F-STRINGS . 376 13.4 ANALYSE VON TEXTEN . 377 13.4.1 CHAT-BOTS . 377 13.4.2 TEXTANALYSE MIT EINFACHEN VORKOMMENSTESTS . 378 13.5 REGULAERE AUSDRUECKE . 380 13.5.1 DIE FUNKTION FINDALL() AUS DEM MODUL RE . 381 13.5.2 AUFBAU EINES REGULAEREN AUSDRUCKS . 381 13.5.3 OBJEKTE FUER REGULAERE AUSDRUECKE . 384 13.5.4 STRINGS UNTERSUCHEN MIT SEARCH() . 385 11 INHALTSVERZEICHNIS 13.5.5 TEXTPASSAGEN EXTRAHIEREN MIT . 386 13.5.6 ZEICHENKETTEN ZERLEGEN MIT SPLIT() . 387 13.5.7 TEILSTRINGS ERSETZEN MIT SUB() . 388 13.5.8 MATCH-OBJEKTE . 389 13.6 DEN COMPUTER ZUM SPRECHEN BRINGEN - SPRACHSYNTHESE . 391 13.6.1 BUCHSTABIEREN . 393 13.6.2 DEN KLANG DER STIMME VERAENDERN . 395 13.7 AUFGABEN . 398 13.8 LOESUNGEN . 401 14 SYSTEMFUNKTIONEN . 409 14.1 DAS MODUL SYS - DIE SCHNITTSTELLE ZUM LAUFZEITSYSTEM . 409 14.1.1 INFORMATIONEN UEBER DIE AKTUELLE SYSTEMUMGEBUNG . 410 14.1.2 STANDARDEINGABE UND-AUSGABE . 411 14.1.3 DIE OBJEKTVERWALTUNG BEOBACHTEN MIT GETREFCOUNT() . 412 14.1.4 AUSFUEHRUNG EINES SKRIPTS BEENDEN . 413 14.2 DAS MODUL OS - DIE SCHNITTSTELLE ZUM BETRIEBSSYSTEM . 413 14.2.1 DATEIEN UND VERZEICHNISSE SUCHEN . 414 14.2.2 HINTERGRUND: ZUGRIFFSRECHTE ABFRAGEN UND AENDERN (WINDOWS UND UNIX) . 415 14.2.3 DATEIEN UND VERZEICHNISSE ANLEGEN UND MODIFIZIEREN . 417 14.2.4 MERKMALE VON DATEIEN UND VERZEICHNISSEN ABFRAGEN . 418 14.2.5 PFADE VERARBEITEN . 419 14.2.6 HINTERGRUND: UMGEBUNGSVARIABLEN . 421 14.2.7 SYSTEMATISCHES DURCHLAUFEN EINES VERZEICHNISBAUMES . 422 14.3 DATUM UND ZEIT . 424 14.3.1 FUNKTIONEN DES MODULS TIME . 425 14.3.2 SEKUNDENFORMAT . 425 14.3.3 ZEIT-TUPEL . 426 14.3.4 ZEITSTRINGS . 427 14.3.5 EINEN PROZESS UNTERBRECHEN MIT SLEEP() . 428 14.4 ZEITBERECHNUNGEN MIT DEM MODUL DATETIME . 428 14.4.1 DIE KLASSE DATETIME . 428 14.4.2 DIE ZEITZONE . 430 14.4.3 DIE KLASSE TIMEDELTA . 431 14.5 AUFGABEN . 431 14.6 LOESUNGEN . 432 15 GRAFISCHE BENUTZUNGSOBERFLAECHEN MIT TKINTER . 437 15.1 EIN EINFUEHRENDES BEISPIEL . 438 15.2 EINFACHE WIDGETS . 441 15.3 DIE MASTER-SLAVE-HIERARCHIE . 442 15.4 OPTIONEN DER WIDGETS . 443 15.4.1 OPTIONEN BEI DER INSTANZIIERUNG SETZEN . 443 15.4.2 WIDGET-OPTIONEN NACHTRAEGLICH KONFIGURIEREN . . 444 12 INHALTSVERZEICHNIS 15.4.3 FONTS . 445 15.4.4 FARBEN . 446 15.4.5 RAHMEN . 446 15.4.6 DIE GROESSE EINES WIDGETS . 447 15.4.7 LEERRAUM UM TEXT . 449 15.5 GEMEINSAME METHODEN DER WIDGETS . 450 15.6 DIE KLASSE TK . 450 15.7 DIE KLASSE BUTTON . 451 15.8 DIE KLASSE LABEL . 451 15.8.1 DYNAMISCHE KONFIGURATION DER BESCHRIFTUNG . 452 15.8.2 VERWENDUNG VON KONTROLLVARIABLEN . 453 15.9 DIE KLASSE ENTRY . 455 15.10 DIE KLASSE RADIOBUTTON . 457 15.11 DIE KLASSE CHECKBUTTON . 459 15.12 DIE KLASSE SCALE . 461 15.13 DIE KLASSE FRAME . 463 15.14 AUFGABEN . 463 15.15 LOESUNGEN . 464 16 LAYOUT . 469 16.1 DER PACKER . 469 16.2 LAYOUT-FEHLER . 471 16.3 RASTER-LAYOUT . 472 16.4 VORGEHENSWEISE BEI DER GUI-ENTWICKLUNG . 476 16.4.1 DIE BENUTZUNGSOBERFLAECHE GESTALTEN . 479 16.4.2 FUNKTIONALITAET HINZUFUEGEN . 482 16.5 AUFGABEN . 483 16.6 LOESUNGEN . 486 17 GRAFIK . 497 17.1 DIE TKINTER-KLASSE CANVAS . 497 17.1.1 GENERIERUNG GRAFISCHER ELEMENTE - ID, POSITIONIERUNG UND DISPLAY-LISTE . 498 17.1.2 GRAFISCHE ELEMENTE GESTALTEN . 500 17.1.3 VISUALISIEREN MIT KREISDIAGRAMMEN . 502 17.2 DIE KLASSE PHOTOIMAGE . 505 17.2.1 EINE PIXELGRAFIK ERZEUGEN . 506 17.2.2 FOTOS ANALYSIEREN UND VERAENDERN . 508 17.3 BILDER IN EINE BENUTZUNGSOBERFLAECHE EINBINDEN . 511 17.3.1 ICONS AUF SCHALTFLAECHEN . 511 17.3.2 HINTERGRUNDBILDER . 512 17.3.3 HINTERGRUND: DAS PPM-FORMAT . 514 17.4 DIE PYTHON IMAGING LIBRARY (PIL) . 515 17.4.1 INSTALLATION EINES MODULS MIT PIP . 515 17.4.2 MIT PIL BELIEBIGE BILDDATEIEN EINBINDEN . 516 INHALTSVERZEICHNIS 17.4.3 STEGANOGRAFIE - INFORMATIONEN IN BILDERN VERSTECKEN . 517 17.5 AUFGABEN . 519 17.6 LOESUNGEN . 520 18 EVENT-VERARBEITUNG . 525 18.1 EINFUEHRENDES BEISPIEL . 526 18.2 EVENT-SEQUENZEN . 528 18.2.1 EVENT-TYPEN . 528 18.2.2 QUALIFIZIERER FUER MAUS UND TASTATUR-EVENTS . 528 18.2.3 MODIFIZIERER . 530 18.3 BEISPIEL: TASTATUREREIGNISSE VERARBEITEN . 530 18.4 PROGRAMMIERUNG EINES EVENTHANDLERS . 532 18.4.1 BEISPIEL FUER EINE EVENT-AUSWERTUNG . 533 18.5 BINDEMETHODEN . 534 18.6 AUFGABEN . 534 18.7 LOESUNGEN . 537 19 KOMPLEXE BENUTZUNGSOBERFLAECHEN . 543 19.1 TEXT-WIDGETS . 543 19.1.1 METHODEN DER TEXT-WIDGETS . 544 19.2 ROLLBALKEN (SCROLLBARS) . 546 19.3 MENUES . 547 19.3.1 DIE KLASSE MENU . 548 19.3.2 METHODEN DER KLASSE MENU . 548 19.4 TEXTEDITOR MIT MENUELEISTE UND PULLDOWN-MENUE . 550 19.5 DIALOGBOXEN . 552 19.6 APPLIKATIONEN MIT MEHREREN FENSTERN . 556 19.7 AUFGABEN . 559 19.8 LOESUNGEN . 560 20 THREADS . 565 20.1 FUNKTIONEN IN EINEM THREAD AUSFUEHREN . 566 20.2 THREAD-OBJEKTE ERZEUGEN - DIE KLASSE THREAD . 568 20.3 AUFGABEN . 571 20.4 LOESUNGEN . 572 21 FEHLER FINDEN UND VERMEIDEN . 577 21.1 TESTEN VON BEDINGUNGEN . 577 21.1.1 AUSNAHMEN (EXCEPTIONS) . 577 21.1.2 TESTEN VON VOR UND NACHBEDINGUNGEN MIT ASSERT . 578 21.1.3 VERTIEFUNG: PROGRAMMABSTUERZE OHNE FEHLERMELDUNG . 581 21.2 DEBUGGING-MODUS UND OPTIMIERTER MODUS . 583 21.3 AUSNAHMEN GEZIELT AUSLOESEN . 584 21.4 SELBSTDOKUMENTATION . 585 21.5 DOKUMENTATION EINES PROGRAMMLAUFS MIT LOG-DATEIEN . 587 21.5.1 GRUNDFUNKTIONEN . 587 14 INHALTSVERZEICHNIS 21.5.2 BEISPIEL: LOGGING IN DER GUI-PROGRAMMIERUNG . 588 21.6 VERTIEFUNG: PROFESSIONELLES ARBEITEN MIT LOGGING . 589 21.6.1 LOGGING-LEVELS . 589 21.6.2 LOGGER-OBJEKTE . 594 21.6.3 DAS FORMAT DER LOGGING-MELDUNGEN KONFIGURIEREN . 594 21.7 DEBUGGING . 596 21.7.1 SCHALTFLAECHEN DES DEBUG-CONTROL-FENSTERS . 597 21.7.2 BREAKPOINTS . 597 22 DYNAMISCHE WEBSEITEN - CGI UND WSGI . 599 22.1 WIE FUNKTIONIEREN DYNAMISCHE WEBSEITEN? . 599 22.2 WIE SPAET IST ES? AUFBAU EINES CGI-SKRIPTS . 601 22.2.1 DIE AUSGABE EINES CGI-SKRIPTS . 601 22.2.2 WIE IST EIN CGI-SKRIPT AUFGEBAUT? . 602 22.2.3 VERWENDUNG VON SCHABLONEN . 603 22.2.4 AUFRUF MIT DEM WEBBROWSER . 604 22.2.5 EIN EINFACHER . 605 22.3 KOMMUNIKATION UEBER INTERAKTIVE WEBSEITEN . 605 22.3.1 AUFBAU EINES HTML-FORMULARS . 606 22.3.2 EINGABEKOMPONENTEN IN EINEM HTML-FORMULAR . 608 22.4 VERARBEITUNG VON EINGABEDATEN MIT FIELDSTORAGE . 610 22.5 SONDERZEICHENHANDHABEN . 612 22.6 CGI-SKRIPTE DEBUGGEN . 613 22.7 DER APACHE-WEBSERVER . 614 22.7.1 DEN APACHE-SERVER INSTALLIEREN . 615 22.7.2 CGI-SKRIPTE AUF DEM APACHE-SERVER . 616 22.8 DYNAMISCHE WEBSEITEN MIT WSGI . 616 22.8.1 EINFACHER GEHT ' S NICHT: EIN STAND-ALONE-WS GL-WEBSERVER MIT WSGIREF . 617 22.9 MOD_WSGI . 618 22.9.1 INSTALLATION . 618 22.9.2 VORBEREITUNG . 619 22.9.3 DEN APACHE-SERVER KONFIGURIEREN . 619 22.9.4 EIN WSGI-SKRIPT FUER DEN APACHE-SERVER . 621 22.9.5 TIPPS ZUM DEBUGGEN . 621 22.9.6 ZUGRIFF VON EINEM ENTFERNTEN RECHNER IM WLAN . 622 22.10 VERARBEITUNG VON EINGABEDATEN AUS FORMULAREN . 623 22.11 OBJEKTORIENTIERTE WSGI-SKRIPTE - BEISPIEL: EIN CHATROOM . 625 22.11.1 DIE HTML-SEITEN . 627 22.11.2 DIE KLASSEN FUER DEN CHATROOM . 629 22.11.3 SKRIPT (TEIL 2): . 629 22.12 WSGI-SKRIPTE MIT COOKIES . 632 22.12.1 BESUCHE ZAEHLEN . 633 15 INHALTSVERZEICHNIS 23 INTERNET-PROGRAMMIERUNG . 641 23.1 WAS IST EIN PROTOKOLL? . 641 23.2 UEBERTRAGUNG VON DATEIEN MIT FTP . 642 23.2.1 DAS MODUL FTPLIB . 642 23.2.2 NAVIGIEREN UND DOWNLOADEN . 643 23.2.3 EIN SUCHROBOTER FUER FTP-SERVER . 645 23.3 ZUGRIFFAUFWEBSEITEN MIT HTTP UND HTTPS . 649 23.3.1 AUTOMATISCHE AUSWERTUNG VON WEBSEITEN . 651 23.4 ZUGRIFF AUF RESSOURCEN IM INTERNET UEBER DEREN URL . 653 23.4.1 WEBSEITE HERUNTERLADEN UND VERARBEITEN . 653 23.4.2 PROJEKT: WIE WARM WIRD ES HEUTE? . 654 23.4.3 DATEI HERUNTERLADEN UND SPEICHERN . 655 23.4.4 PROJEKT: FILME HERUNTERLADEN . 655 23.5 E-MAILS SENDEN MIT SMTP . 657 23.6 AUFGABEN . 660 23.7 LOESUNGEN . 661 24 DATENBANKEN . 669 24.1 WAS IST EIN DATENBANKSYSTEM? . 669 24.2 ENTITY-RELATIONSHIP-DIAGRAMME (ER-DIAGRAMME) . 670 24.3 RELATIONALE DATENBANKEN . 671 24.4 DARSTELLUNG VON RELATIONEN ALS MENGEN ODER DICTIONARIES . 672 24.5 DAS MODUL SQLITE3 . 673 24.5.1 BEISPIEL: TELEFONBUCH . 673 24.5.2 EINE TABELLE ANLEGEN . 674 24.5.3 ANFRAGEN AN EINE DATENBANK . 675 24.5.4 DATENSUCHE IM INTERAKTIVEN MODUS . 676 24.5.5 SQL-ANWEISUNGEN MIT VARIABLEN TEILEN . 678 24.5.6 VERTIEFUNG: SQL-INJECTION . 680 24.6 ONLINE-REDAKTIONSSYSTEM MIT DATENBANKANBINDUNG . 681 24.6.1 OBJEKTORIENTIERTE ANALYSE (OOA) . 683 24.6.2 OBJEKTORIENTIERTER ENTWURF DES SYSTEMS (OOD) . 684 24.6.3 HINTERGRUND: AUTHENTIFIZIEREN MIT SHA-256 . 686 24.6.4 IMPLEMENTIERUNG DES REDAKTIONSSYSTEMS MIT PYTHON (OOP) . 687 24.7 AUFGABEN . 697 24.8 LOESUNGEN . 698 25 TESTEN UND TUNING . 701 25.1 AUTOMATISIERTES TESTEN . 701 25.2 TESTEN MIT DOCSTRINGS - DAS MODUL DOCTEST . 701 25.3 PRAXISBEISPIEL: SUCHE NACH DEM WORT DES JAHRES . 704 25.4 KLASSEN TESTEN MIT DOCTEST . 711 25.4.1 WIE TESTET MAN EINE KLASSE? . 711 25.4.2 NORMALISIERTE WHITESPACES - DOCTEST-DIREKTIVEN . 712 25.4.3 ELLIPSEN VERWENDEN . 712 16 INHALTSVERZEICHNIS 25.4.4 DICTIONARIES TESTEN . 713 25.5 GESTALTUNG VON TESTREIHEN MIT UNITTEST . 713 25.5.1 EINFUEHRENDES BEISPIEL MIT EINEM TESTFALL . 714 25.5.2 KLASSEN DES MODULS UNITTEST . 715 25.5.3 WEITERFUEHRENDES BEISPIEL . 718 25.6 TUNING . 721 25.6.1 PERFORMANCE-ANALYSE MIT DEM PROFILER . 721 25.6.2 PRAXISBEISPIEL: AUSWERTUNG ASTRONOMISCHER FOTOGRAFIEN . 723 25.6.3 PERFORMANCE-ANALYSE UND TUNING . 729 25.7 AUFGABEN . 730 25.8 LOESUNGEN . 732 26 XML UND JSON . 739 26.1 WAS IST XML? . 739 26.2 XML-DOKUMENTE . 740 26.3 EIN XML-DOKUMENT ALS BAUM . 742 26.4 DOM . 743 26.5 DAS MODUL XML.DOM.MINIDOM . 746 26.5.1 XML-DOKUMENTE UND DOM-OBJEKTE . 746 26.5.2 DIE BASISKLASSE NODE . 748 26.5.3 DIE KLASSEN DOCUMENT, ELEMENT UND TEXT . 750 26.6 ATTRIBUTE VON XML-ELEMENTEN . 752 26.7 ANWENDUNGSBEISPIEL 1: EINE XML-BASIERTE KLASSE . 752 26.8 ANWENDUNGSBEISPIEL 2: DATENKOMMUNIKATION MIT XML . 755 26.8.1 UEBERBLICK . 756 26.8.2 DAS CLIENT-PROGRAMM . 757 26.8.3 DAS SERVER-PROGRAMM . 760 26.9 JSON . 764 26.9.1 JSON-TEXTE DECODIEREN . 765 26.9.2 DECODIERUNGSFEHLER . 766 26.9.3 EIN DICTIONARY ALS JSON-OBJEKT SPEICHERN: KOMPAKT ODER GUT LESBAR? . 766 26.9.4 PROJEKT: VERARBEITUNG VON WETTERDATEN . 769 26.10 AUFGABEN . 772 26.11 LOESUNGEN . 773 27 MODELLIEREN MIT KELLERN, SCHLANGEN UND GRAPHEN. 775 27.1 STACK (KELLER, STAPEL) . 775 27.2 QUEUE (SCHLANGE) . 778 27.3 GRAPHEN . 779 27.4 AUFGABEN . 789 27.5 LOESUNGEN . 791 28 BENUTZUNGSOBERFLAECHEN MIT QT . 795 28.1 WAS BIETET PYQT5? . 795 28.2 PYQT5 ERKUNDEN . 796 17 INHALTSVERZEICHNIS 28.3 WIE ARBEITET PYQT? APPLIKATION UND FENSTER . 796 28.4 EINE OBJEKTORIENTIERTE ANWENDUNG MIT . 797 28.5 EINWEBBROWSER . 798 28.6 INTERAKTIVE WIDGETS . 802 28.7 LABEL - AUSGABE VON TEXT UND BILD . 803 28.8 SIGNALE . 804 28.9 CHECKBOXEN UND RADIOBUTTONS . 805 28.10 AUSWAHLLISTE (COMBOBOX) . 808 28.11 GEMEINSAME OPERATIONEN DER WIDGETS . 810 28.12 SPEZIELLE METHODEN EINES FENSTERS . 811 28.13 EVENTS . 813 28.14 FONTS . 814 28.15 STYLESHEETS . 816 28.16 ICONS . 819 28.17 MESSAGEBOXEN . 819 28.18 TIMER . 820 28.19 DAS QT-LAYOUT UNTER DER LUPE . 822 28.19.1 ABSOLUTE POSITIONIERUNG UND GROESSE . 822 28.19.2 RASTER-LAYOUT. 824 28.19.3 FORM-LAYOUT . 825 28.20 BROWSER FUER JEDEN ZWECK . 827 28.20.1 DIE KLASSE QWEBENGINEVIEW . 827 28.21 EIN WEBBROWSER MIT FILTER . 828 28.22 SURFEN MIT GESCHICHTE - DER VERLAUF EINER SITZUNG . 830 28.23 AUFGABEN . 832 28.24 LOESUNGEN . 833 29 MULTIMEDIAANWENDUNGEN MIT QT . 837 29.1 KALENDER UND TEXTFELD - EIN DIGITALES TAGEBUCH . 837 29.1.1 PROGRAMMIERUNG . 838 29.2 KAMERABILDER . 843 29.3 DIALOGE . 845 29.3.1 PROJEKT: ANSICHTSKARTE . 847 29.4 VIDEOPLAYER . 851 29.4.1 EIN EINFACHER VIDEOPLAYER . 851 29.4.2 VIDEOPLAYER MIT PLAYLIST . 855 29.4.3 REGELN ZUR AENDERUNG DER GROESSE (SIZE POLICY) . 858 29.4.4 DAS DASHBOARD BEI MAUSBEWEGUNGEN EINBLENDEN . 859 29.5 AUFGABEN . 862 29.6 LOESUNGEN . 867 30 RECHNEN MIT NUMPY . 875 30.1 NUMPY INSTALLIEREN . 875 30.2 ARRAYS ERZEUGEN . 875 30.2.1 ARRAYS . 875 18 INHALTSVERZEICHNIS 30.2.2 MATRIZEN UND VEKTOREN . 878 30.2.3 ZAHLENFOLGEN . 878 30.2.4 ZUFALLSARRAYS . 879 30.2.5 SPEZIELLE ARRAYS . 880 30.3 INDIZIEREN . 881 30.4 SLICING . 882 30.5 ARRAYS VERAENDERN . 883 30.6 ARITHMETISCHE OPERATIONEN . 885 30.7 FUNKTIONEN, DIE ELEMENTWEISE AUSGEFUEHRT WERDEN . 886 30.8 EINFACHE VISUALISIERUNG . 887 30.9 MATRIZENMULTIPLIKATION MIT DOT() . 888 30.10 ARRAY-FUNKTIONEN UND ACHSEN . 889 30.11 PROJEKT: DIFFUSION . 891 30.12 VERGLEICHE . 894 30.13 PROJEKT: WOLKEN AM HIMMEL . 894 30.14 PROJEKT: WIE VERSTECKT MAN EIN BUCH IN EINEM BILD? . 897 30.15 DATENANALYSE MIT HISTOGRAMMEN . 900 30.16 WIE FUNKTIONIERT EIN MEDIANFILTER? . 903 30.17 RECHNEN MIT SCIPY. 906 30.17.1 LINEARE GLEICHUNGSSYSTEME LOESEN . 906 30.17.2 INTEGRATION . 908 30.18 AUFGABEN . 909 30.19 LOESUNGEN . 912 31 MESSDATEN VERARBEITEN . 917 31.1 MESSWERTE IN EINEM DIAGRAMM DARSTELLEN - MATPLOTLIB UND TKINTER . 917 31.1.1 BASISPROJEKT . 917 31.1.2 ERWEITERUNG: DEN LETZTEN WERT LOESCHEN . 921 31.1.3 DAS AUSSEHEN EINES DIAGRAMMS GESTALTEN . 923 31.2 MESSWERTE AUS EINEM MULTIMETER LESEN UND DARSTELLEN . 926 31.2.1 VORBEREITUNG . 926 31.2.2 WERTE AUSLESEN . 927 31.2.3 WELCHE ZIFFERN ZEIGT DAS DISPLAY DES MULTIMETERS? . 930 31.3 ANZEIGE DER TEMPERATUR . 934 31.4 MESSREIHEN AUFZEICHNEN . 936 31.5 AUFGABE . 939 31.6 LOESUNG . 939 32 PARALLELE DATENVERARBEITUNG. 943 32.1 WAS SIND PARALLELE PROGRAMME? . 943 32.2 PROZESSE STARTEN UND ABBRECHEN . 944 32.3 FUNKTIONEN IN EIGENEN PROZESSEN STARTEN . 945 32.4 PROZESSE ZUSAMMENFUEHREN - JOIN() . 947 32.5 WIE KOENNEN PROZESSE OBJEKTE AUSTAUSCHEN? . 948 32.5.1 OBJEKTE ALS ARGUMENTE UEBERGEBEN . 948 19 INHALTSVERZEICHNIS 32.5.2 OBJEKTE UEBER EINE PIPE SENDEN UND EMPFANGEN . 949 32.5.3 OBJEKTE UEBER EINE QUEUE AUSTAUSCHEN . 950 32.6 DATEN IM POOL BEARBEITEN . 951 32.6.1 MIT DEM POOL GEHT ' S SCHNELLER - EIN ZEITEXPERIMENT . 951 32.6.2 FORSCHEN MIT BIG DATA AUS DEM INTERNET . 953 32.7 SYNCHRONISATION . 956 32.8 PRODUZENTEN UND KONSUMENTEN . 958 32.8.1 SPRUECHEKLOPFER . 959 32.9 AUFGABEN . 961 32.10 LOESUNGEN . 962 33 DJANGO . 967 33.1 DJANGO AUS DER VOGELPERSPEKTIVE . 967 33.2 EIN PROJEKT ANLEGEN . 968 33.2.1 DEN SERVER STARTEN . 970 33.2.2 EINE NEUE APPLIKATION ANLEGEN . 970 33.2.3 STARTSEITE UND VIEW EINRICHTEN . 971 33.3 DATENBANKANBINDUNG . 974 33.4 MODELLE ERSTELLEN . 974 33.5 MODELLE AKTIVIEREN . 976 33.6 IN DER PYTHON-SHELL DIE DATENBANK BEARBEITEN . 979 33.6.1 OBJEKTE DURCH AUFRUF DER KLASSE ERZEUGEN . 980 33.6.2 AUF ATTRIBUTE EINES OBJEKTS ZUGREIFEN . 981 33.6.3 OBJEKTE FINDEN . 981 33.6.4 OBJEKTE ERZEUGEN UND BEZIEHUNGEN HERSTELLEN . 982 33.6.5 DEN BEZIEHUNGSMANAGER NUTZEN . 983 33.6.6 OBJEKTE LOESCHEN . 983 33.7 DJANGO-MODELLE UNTER DER LUPE . 984 33.7.1 GRENZWERTE . 984 33.7.2 LEERE FELDER . 985 33.7.3 VOREINGESTELLTE WERTE . 985 33.7.4 EINMALIGKEIT . 985 33.7.5 AUSWAHLMOEGLICHKEITEN . 985 33.8 DER MANAGER UNTER DER LUPE - OBJEKTE ERZEUGEN UND SUCHEN . 986 33.8.1 OBJEKTE ERZEUGEN . 986 33.8.2 OBJEKTE FINDEN . 986 33.8.3 MEHRERE BEDINGUNGEN . 987 33.8.4 SUCHEN UEBER BEZIEHUNGEN . 988 33.8.5 WEITERE SUCHMETHODEN . 988 33.9 ADMINISTRATION . 989 33.9.1 EINE APPLIKATION DER WEBSITE-VERWALTUNG ZUGAENGLICH MACHEN . 991 33.10 VIEWS EINRICHTEN - DIE GRUNDSTRUKTUR . 995 33.10.1 WAS SIND VIEWS? . 995 33.10.2 FUNKTIONEN FUER VIEWS . 995 33.10.3 URL-PATTERNS . 996 20 INHALTSVERZEICHNIS 33.11 VIEW-FUNKTIONEN ERWEITERN . 997 33.11.1 STARTSEITE . 998 33.11.2 AUFLISTUNG DER IDEEN ZU EINER FRAGE - QUESTION_INDEX . 1001 33.11.3 DIE TEMPLATES VERBESSERN: NAMEN STATT EXPLIZITER URLS . 1003 33.12 INTERAKTIVE WEBSEITEN - VIEWS MIT FORMULAREN . 1004 33.12.1 EINGABE EINER NEUEN FRAGE . 1004 33.12.2 EINGABE EINER NEUEN IDEE . 1010 33.12.3 VIEW-FUNKTION FUER DAS SPEICHERN EINER NEUEN IDEE . 1012 33.12.4 FERTIG! . 1013 33.13 DIE NAECHSTEN SCHRITTE . 1013 33.14 AUFGABE . 1014 33.15 LOESUNG . 1015 A ANHANG . 1019 A.L CODIERUNG VON SONDERZEICHEN IN HTML . 1019 A.2 QUELLEN IM WWW . 1019 A.3 STANDARDFUNKTIONEN UND STANDARDKLASSEN . 1020 A.4 MATHEMATISCHE FUNKTIONEN . 1022 A.4.1 DAS MODUL MATH . 1022 A.4.2 DAS MODUL RANDOM . 1023 A.5 EBNF-GRAMMATIK . 1024 B GLOSSAR . 1029 C DOWNLOAD DER PROGRAMMBEISPIELE. 1043 D EIN PYTHON-MODUL VEROEFFENTLICHEN: PYPI . 1045 D.1 BEI PYPI UND TESTPYPI REGISTRIEREN . 1046 D.2 EIN PAKET FUER DIE VEROEFFENTLICHUNG VORBEREITEN . 1047 D.2.1 DIE PROGRAMMDATEI SETUP.PY . 1047 D.2. 2 DIE LIZENZ . 1048 D.2.3 DIE DATEI README.TXT . 1049 D.2.4 DIE DATEI _ INIT _ .PY . 1050 D.3 DAS PAKET AUF PYPI VEROEFFENTLICHEN . 1050 D.3.1 DAS PAKET AKTUALISIEREN . 1051 STICHWORTVERZEICHNIS. 1053 21
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