Python Programmierung. Dipl.-Ing.(FH) Volker Schepper

Transkript

1 Python Programmierung

2 Kontaktdaten Homepage: Volker. Schepper yahoo.de SS2014 Python Programmierung

3 Vorlesung Skriptsprachen Vorlesung: Uhrzeit: 13:45 bis 15:30 (jeweils) Raum: SS2014 Python Programmierung

4 Zeittafel - Programmiersprachen Fortran (1954) COBOL (1960) BASIC (1964) B (1970) C (1972) C (1983) Python (1991) t SS2014 Python Programmierung

5 Skriptsprachen Ruby Batch -cmd ActionScript (AS) PHP Python AppleScript bash APL Abkürzung für: A Programming Language. Große Verbreitung für IBM System/360 Windows PowerShell Basic Perl Abkürzung für: Beginner s All-purpose Symbolic Instruction Code. Anfangsverbreitung bei Homecomputer uns später bei PCs Forth JavaScript Nicht zu verwechseln mit Java. Hauptsächlich für dynamische Homepage. Skript wird dabei direkt im Browser ausgeführt. SS2014 Python Programmierung

6 Python Einführung Python is powerful... and fast; plays well with others; runs everywhere; is friendly & easy to learn; is Open. * *Python Software Foundation SS2014 Python Programmierung

7 Python Einführung Klar und verständlichen Code Syntax ermöglicht sehr kompakte Programmtexte Das Layout des Quelltestes dient nicht allein der besseren Lesbarkeit Flexibel Kleine / große Applikationen Client-/ Serverseitige Programmiersprache Plattform unabhängig Komfortabel Automatische Speicherverwaltung Umfangreiche Standardbibliothek (Rapid Prototyping) Variablen muss kein Datentyp explizit zugeordnet werden. Es gibt keine eine Variabledeklaration, der Datentyp ergibt sich aus dem Kontext Abstrakten Datentypen erlauben komplexe Operationen in einem Ausdruck SS2014 Python Programmierung

8 Python Einführung Entwickelt 1991 von Guido van Rossum Lizenz: Python Software Foundition Lizenz Kompatibel zu GPL Interpreter Sprache Freie Verfügbarkeit Unterschiedliche Implementierungen Aktuelle Version Python SS2014 Python Programmierung

9 Inhalt Organisatorische Fragen Einführung Scriptsprachen Einführung Python Mathematische Operatoren Datei Operationen Multithreading Netzwerk UDP & TCP/IP Datenbank GUI SS2014 Python Programmierung

10 Python Einführung *.c Quellcode Compiler Ausführbares Programm *.exe Reihenfolge zur Erstellung von Programme 1. Quellcode 2. Compilierung 3. Ausführbares Programm Betriebssystem Hardware SS2014 Python Programmierung - Dipl.- Ing.(FH) Volker Schepper

11 Python Einführung *.py Interpreter Reihenfolge zur Erstellung von Programme 1. Quellcode Ausführbares Programm / Interpreter Betriebssystem Hardware SS2014 Python Programmierung

12 Interpreter Funktionsweise 1. Quellcode einliest 2. Analysieren 3. Ausführen Vorteil: Lediglich der Interpreter muss den Maschinencode des Gastsystems beherrschen. Das Skript ist Plattformunabhängig. Nachteil: Die Ausführgeschwindigkeit ist langsamer. SS2014 Python Programmierung

13 Just-in-time-Compiler (JIT-Compiler) Funktionsweise Quellcode wird erst zur Laufzeit eingelesen und direkt in Maschinensprache übersetzt. *.py JIT Compiler Vorteil: Mehrmals durchlaufende Programmteile müssen nur einmal übersetzt werden. Binärcode Betriebssystem Hardware SS2014 Python Programmierung

14 Python Einführung Interpreter *.kkk *.py Interpreter Skalierung von nachgelagerten Interpretern Betriebssystem Hardware SS2014 Python Programmierung

15 Einsatz von Python D-Link Uses Python to control firmware updates. Philips Semiconductor(NXP) Production line in Fishkill runs on Python. Google Ist eine offizielle Programmiersprache YouTube Größtenteils in Python programmiert. Honeywell Python zur allgemeinen Softwareentwicklung eingesetzt. One Laptop per Child (100Dollar-Laptop) Benutzeroberfläche in Python SS2014 Python Programmierung

16 Alternative Python Interpreter cpython Am meist verwendete Interpreter, ist mit der Programmiersprache C geschrieben. Jython Implementierung in Java. Java Bibliotheken können dynamisch benutz werden. IronPython Interpreter wurde mit C# geschrieben. Es können.net Bibliotheken verwendet werden. PyPy Just-In-Time (JIT) Compiler deutlich schneller Ausführung. Stackless Python Rücksprungadressen lokal speichern. Rekursionstiefe nur noch durch den Arbeitsspeicher begrenzt. SS2014 Python Programmierung

17 Plattformen Windows Linux Mac OS Android UNIX SS2014 Python Programmierung

18 Installation Python Ausführen *.py möglich Python Portable Keine Administratorrechte Komfortable IDE SS2012 Python Programmierung

19 Identifiers (Bezeichner) Zeichenketten für: Variablen Funktionen Klassen Format Beliebig Länge 1. Zeichnen muss ein Buchstabe sein Aus Buchstaben, Ziffern und Unterstriche zusammengesetzt Uni-Code Zeichen (Python 3) ASCII Zeichen (Python 2) SS2014 Python Programmierung

20 Schlüsselwörter (Keywords) Die Schlüsselwörter sind reservierte Wörter von Python. Diese dürfen nicht als Bezeichner verwendet werden. and as assert break class continue def del elif Else except Flase finally for From global if import in Is lambda None nonlocal not Or pass raise return True Try while with yield SS2014 Python Programmierung

21 Datentypen Ganze Zahlen Ganze Zahlen Typ: int keine Obergrenze Umrechnung Hexadezimal -> hex( ) Oktal-> oct( ) Dual-> bin( ) SS2014 Python Programmierung

22 Datentypen Gleitkommazahl Gleitkommazahl Typ: float 64Bit Minium: -1,7 * 10(-308) ; Maximum: +1,7 * 10(308) x1= 8.4 x2 = 2e2 x3 = 3.5E3 X4 = 4.2e print (x1, "/n", x2, "/n", x3, "/n", x4) SS2013 Python Programmierung

23 Datentypen Bool Bool Typ: bool Zwei Zustände True oder False Wert 0 bei Int und float wird zu False interpretiert Wert ungleich 0 bei Int und float wird zu True interpretiert SS2014 Python Programmierung

24 Arithmetische Operatoren Addition + Subtraktion - Multiplikation * Division / Modulo % Ganzzahldivision // Potenzieren ** SS2013 Python Programmierung

25 Boolesche Operatoren Und-Verknüpfung Oder-Verknüpfung Nicht and or not SS2013 Python Programmierung

26 Vergleich Operatoren Gleich == Ungleich!= Kleiner < Größer > Kleiner oder gleich <= Größer oder gleich >= SS2013 Python Programmierung

27 Rangfolge der Operatoren Reihenfolge Operator Bedeutung 1 ( ) Klammer 2 * / % // Multiplikation, Division, Modulo, Ganzzahldivision Addition, Subtraktion 4 < <= > >= ==!= 5 not logische Verneinung 6 and Logisches Und 7 or Logisches Oder Kleiner, kleiner o. gleich, größer, größer o. gleich, ungleich SS2013 Python Programmierung

28 Aus-/ Eingabe Ausgabe print ("Hello World") Hello World Eingabe str1 = input( Eingabe: ") print (str1) Eingabe: hallo PC hallo PC SS2013 Python Programmierung

29 if Anweisung Kommentar # Testausgabe i = int(input("zahl eingeben: ")) Typkonvertierung if 20 > i > 10: print ("Die Zahl ist zwischen 10 und 20") Einrücken mit 4 Leerzeichen SS2013 Python Programmierung

30 if else Anweisung # Testausgabe i = int(input("zahl eingeben: ")) if i > 20: print ("Zahl größer 20") else: print ("Zahl gleich oder kleiner 20") SS2013 Python Programmierung

31 if elif- else Anweisung # Testausgabe i = int(input("zahl eingeben: ")) if i > 0: elif i < 0: else: print ("Zahl größer 0") print ("Zahl kleiner 0") print ("Zahl gleich 0") SS2013 Python Programmierung

32 if else Anweisung verkürzt (1) if x == 1: var = 22 else: var = 99 4 Zeilen werden zu eine Zeile verkürzt var = (22 if x == 1 else 99) SS2013 Python Programmierung

33 if else Anweisung verkürzt (2) if x % 2 == 1: print("x ist eine ungerade Zahl") else: print("x ist eine gerade Zahl") 4 Zeilen werden zu eine Zeile verkürzt print ("x ist eine ungerade Zahl" if x % 2 else "x ist eine gerade Zahl") SS2013 Python Programmierung

34 for Schleife for i in range(4): print(i) Startwert Endwert for i in range(3, 7): print(i) Startwert Endwert Schrittweite for i in range(6, 13, 2): print(i) SS2013 Python Programmierung

35 for Schleife cpu= ["Pentium", "Celeron", "Athlon", "Bulldozer", "Phenom", "Sempron"] for x in cpu: print (x) if x == "Athlon": print(">prozessor der Firma AMD") Pentium Celeron Athlon >Prozessor der Firma AMD Bulldozer Phenom Sempron SS2013 Python Programmierung

36 while Schleife Bedingung False True Anweisung 1 Anweisung 2 Anweisung 3 Anweisung n Weitere Anweisung des Programms SS2013 Python Programmierung

37 while Schleife n = 5 i = 0 while i < n: i = i + 1 print(" i: ", i) i: 1 i: 2 i: 3 i: 4 i: 5 SS2013 Python Programmierung

38 while else Schleife Bedingung false true Anweisung 1 Anweisung 2 Anweisung 3 Anweisung n else: Anweisung 1 Anweisung 2 Anweisung n Weitere Anweisung des Programms SS2013 Python Programmierung

39 while else Schleife n = 100 i = 0 Berechnung beendet Summe: 100 while i < n: i = i + 1 else: print("berechnung beendet") print("summe: ", i) SS2013 Python Programmierung

40 while else Schleife Bedingung false true Anweisung 1 Anweisung 2 break Anweisung n else: Anweisung 1 Anweisung 2 Anweisung n Weitere Anweisung des Programms SS2012 Python Programmierung

41 while else Schleife n = 100 i = 0 Summe: 51 while i < n: i = i + 1 if i > 50: else: break print("fertig") print("summe: ", i) SS2012 Python Programmierung

42 Typumwandlung a = "4.3 b = float(a) print (b) True c = int(b) print (c) d = bool(c) print (d) SS2013 Python Programmierung

43 Kombinierte Zuweisungsoperatoren Addition x += 3 Subtraktion x -= 3 Multiplizieren x *= 3 Dividieren x /= 3 Ganzzahlig Division x //= 3 Quadrieren x **= 3 Division und Rest Berechnen x %= 3 SS2014 Python Programmierung

44 Bit Operatoren Bitweises AND & Bitweises OR XOR (Exklusiv Oder) ^ Bitweises Komplement ~ Bitverschiebung link << Bitverschiebung rechts >> SS2014 Python Programmierung

45 Bitweises AND i1 = 179 i2 = 30 i3 = i1 & i2 print(" Bitweises AND: ", i3) Bitweises AND: 18 & d 30d 18d SS2014 Python Programmierung

46 Bitweises OR i1 = 179 i2 = 30 i3 = i1 i2 print(" Bitweises OR: ", i3) Bitweises OR: 191 OR d 30d 191d SS2014 Python Programmierung

47 Bitweises XOR i1 = 1 i2 = 0 i3 = i1 ^ i2 print(" Bitweises XOR: ", i3) Bitweises XOR: 1 i1 i2 Ergebnis SS2014 Python Programmierung

48 Bitverschiebung nach links << i1 = 30 i2 = 2 i3 = i1 << i2 print(" Bitverschiebung : ", i3) Bitverschiebung : d d SS2014 Python Programmierung

49 Bitverschiebung nach rechts >> i1 = 30 i2 = 2 i3 = i1 << i2 print(" Bitverschiebung : ", i3) Bitverschiebung : d d SS2014 Python Programmierung

50 Komplexe Zahlen Kartesische Form: a + bj a = Realteil b = Imaginärteil Im b z a Re SS2014 Python Programmierung

51 Komplexe Zahlen c1 = 2+5j c2 = c1 * 3 c3 = c2 c1 print(" Komplexe Zahl c1: ", c1) print(" Komplexe Zahl c2: ", c2) print(" Komplexe Zahl c3: ", c3) Komplexe Zahl c1: 2+5j Komplexe Zahl c2: 6+15j Komplexe Zahl c3: 4+10j SS2014 Python Programmierung

52 Komplexe Zahlen Betrag der komplexen Zahl (Länge des Vektors) z = a 2 + b 2 z = 2 + 5j print(" Betrag von z: ", abs(z)) Betrag von z: Komplexe Konjugation z1 = 2 + 5j z2 = z1.conjugate() print(" Konjugation von z: ", z2) Konjugation von z: 2 5j SS2014 Python Programmierung

53 Komplexe Zahlen konvertieren Komplexe Zahlen ==> Reelle Zahlen c1 = j print(" Realteil: ", c1.real) print(" Imaginärteil : ",c1.imag) Realteil: 3.0 Imaginärteil: 4.1 Reelle Zahlen ==> Komplexe Zahlen c1 = complex(1, 0.3) Komplexe Zahl: 1+0.3j print(" Komplexe Zahl: ", c1) SS2014 Python Programmierung