Das Python Praxisbuch

Das große Handbuch für Programmierer

So umfassend wie die Möglichkeiten, die sich erfahrenen Programmierern mit Python erschließen, ist auch dieses Handbuch. Autor Farid Hajji führt Sie vom Aufbau einer Entwicklungsumgebung über eine fundierte Einführung in die Grundlagen von Python bis hin zur anspruchsvollen Datenbank-, Netzwerk- und GUI-Programmierung.

Im ersten Teil des Buches erklärt er, wie Sie Python (unter Unix und Windows) installieren, sich in der Python-Shell zurechtfinden und eigenständig die notwendige Dokumentation lokalisieren. Das grundlegende Handwerkszeug vermittelt er Ihnen im zweiten Teil direkt am Python-Prompt und anhand vieler Beispielprogramme. Sie werden Strings, Listen, Dictionarys, Funktionen, die Datei-Ein- und -Ausgabe sowie Klassen und Objekte ausführlich kennenlernen. Die Brücke zur C- und C++-Welt wird mithilfe von ctypes und SWIG geschlagen. So gerüstet, machen Sie im dritten Teil des Buches den Schritt in die Praxis und entwickeln konkrete Anwendungen.

Nach einem Einstieg in XML und einem Kapitel zur Anbindung an Datenbanksysteme wie SQLite3, Postgre-SQL, MySQL und der ZODB steigen Sie anhand des Twisted Framework und von Standard Python-Modulen in die Welt der Netzprogrammierung ein.

Im Kapitel zu Webprogrammierung und Web-Frameworks, dem umfangreichsten des Buches, lernen Sie, Python mit Apache 2 und Lighttpd zu integrieren, was WSGI bedeutet, Low-Level-CGI-Programme und Webclients zu schreiben, Templating-Systeme einzusetzen sowie Frameworks wie Django, Zope und Plone zu nutzen. Ein Kapitel zu GUI-Toolkits beschreibt die Entwicklung von echten »responsive« GUIs mit wxPython und PyQt4. Das Buch schließt mit einem Kapitel über wissenschaftliche Berechnungen mit Python.

Website zum Buch
Unter pythonbook.hajji. name finden Sie alle Beispielprogramme aus dem Buch.

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Einsteiger Fortgeschrittene Profis

Programmierung

ADDISON-WESLEY

ISBN 978-3-8273-2543-3

Inhaltsverzeichnis
Einführung						xvii
Teil I Die Python-Umgebung						1
1	Python installieren					3
	1.1	Python auf Unix				3
		1.1.1	Python ohne root-Rechte installieren			5
	1.2	Python auf Windows				6
	1.3	Mehrere Python unter einem Dach				9
	1.4	Drittanbietermodule installieren				11
		1.4.1	Einfache .py Dateien			11
		1.4.2	distutils-kompatible Packages			12
		1.4.3	Packages ohne root-Rechte installieren			12
	1.5	setuptools, Eggs und ein Käse-Shop				14
		1.5.1	setuptools installieren			14
		1.5.2	Ein Käse-Shop mit vielen Leckereien			20
		1.5.3	ZODB3mit easy_install hinzufügen			20
		1.5.4	easy_install benutzen			23
		1.5.5	Was sind Eggs?			24
	1.6	Zusammenfassung				27
2	Die Python-Shell					29
	2.1	Die Qual der (Python-Shell-) Wahl				29
		2.1.1	Python-Shells unter Unix			30
		2.1.2	Python-Shells unter Windows			33
	2.2	Ein Taschenrechner				34
	2.3	Auf Erkundungstour				39
		2.3.1	Introspektion mit dir, type und doc			40
		2.3.2	Das Hilfesystem help			44
		2.3.3	Das Dokumentationstool pydoc			52
	2.4	Zusammenfassung				56
3	Hello, World!					59
	3.1	Das Hello, World!-Programm				59
		3.1.1	hello.py verstehen			60
		3.1.2	hello.py unter Unix ausführen			61
		3.1.3	hello.py unter Windows ausführen			67
		3.1.4	hello.py in IDLE ausführen			68
	3.2	hello2.py mit sys.argv				69
		3.2.1	hello2.py verstehen			70
		3.2.2	hello2.p ausführen			72
		3.2.3	hello2.py unterm Debugger			73
	3.3	tkhello.py mit Tkinter				77
	3.4	Zusammenfassung				84
Teil II Python-Grundlagen						87
4	Zahlen					89
	4.1	Die Grundzahlentypen				89
	4.2	Dezimalzahlen mit dem decimal-Modul				98
	4.3	Zufallszahlen mit dem random-Modul				107
		4.3.1	Zufallszahlen aus dem Mersenne Twister			109
		4.3.2	Zufallszahlen aus einer Entropiequelle			113
	4.4	Zusammenfassung				115
5	Strings					117
	5.1	Einfache Bytestrings				117
		5.1.1	String-Literale			118
		5.1.2	String Interpolation			119
		5.1.3	String Slices			123
		5.1.4	String-Operatoren			124
		5.1.5	String-Methoden			125
	5.2	Unicode-Strings				127
		5.2.1	Warum Unicode?			127
		5.2.2	Unicode-Encodings			128
		5.2.3	Der unicode-Datentyp			129
		5.2.4	Codieren und Decodieren von Unicode			130
		5.2.5	Codecs			132
	5.3	Reguläre Ausdrücke				134
		5.3.1	Was sind reguläre Ausdrücke?			134
		5.3.2	re.search und re.sub			135
		5.3.3	Kompilierte reguläre Ausdrücke			137
		5.3.4	Das Match-Objekt			139
		5.3.5	Die Flags			140
		5.3.6	findall und finditer			141
	5.4	Anwendungen				142
		5.4.1	Suchen in Strings			142
		5.4.2	Strings effizient aufbauen			143
	5.5	Zusammenfassung				145
6	Listen					149
	6.1	Zugriff auf Listenelemente				149
	6.2	Listen-Slices				152
	6.3	Memberfunktionen von Listen				153
	6.4	Built-in-Funktionen für Listen				160
	6.5	Anwendungen				164
		6.5.1	Listen durchlaufen			164
		6.5.2	Listen kopieren und vergleichen			166
		6.5.3	Listen sortieren			170
		6.5.4	List comprehensions			175
		6.5.5	Das DSU-Idiom			177
		6.5.6	Stabiles Sortieren			178
	6.6	Zusammenfassung				180
7	Dictionarys					183
	7.1	Dictionary-Literale				183
	7.2	Dictionarys abfragen und verändern				186
		7.2.1	Was tun bei nicht-existierenden Einträgen?			189
		7.2.2	Wie verändert man Dictionarys?			190
		7.2.3	Dictionarys mit Default-Initialwerten (setdefault)			194
	7.3	Dictionarys durchlaufen				196
		7.3.1	Dictionarys effizient durchlaufen			200
	7.4	Dictionarys kopieren				202
	7.5	Anwendung: word count				205
	7.6	Iteratoren und Generatoren				211
		7.6.1	Was ist ein Iterator?			212
		7.6.2	Einen eigenen Iterator schreiben			213
		7.6.3	Generatoren			216
	7.7	Zusammenfassung				221
8	Funktionen					223
	8.1	Funktionen aufrufen				224
	8.2	Funktionsparameter				226
	8.3	Rückgabewerte				230
	8.4	Scope				230
		8.4.1	Lokale und globale Namensräume verstehen			232
	8.5	Ein Blick unter die Haube				234
	8.6	Factory-Funktionen und -Closures				240
	8.7	Dekoratoren				241
		8.7.1	Dekoratoren manuell erstellen			242
		8.7.2	Das decorator-Modul			248
	8.8	Zusammenfassung				257
9	Dateien und das Dateisystem					259
	9.1	Dateien				259
		9.1.1	Die Funktion open			260
		9.1.2	Die Funktion close			266
		9.1.3	Textdateien lesen und schreiben			268
		9.1.4	Binärdateien lesen und schreiben			275
		9.1.5	RAM-Dateien mit String-IO			283
		9.1.6	Memory mapped Dateien mit mmap			286
		9.1.7	Spezielle Dateiformate			291
	9.2	Das Dateisystem				300
		9.2.1	Dateien verschieben oder löschen			301
		9.2.2	Metadaten einer Datei			301
		9.2.3	Das Dateisystem durchlaufen			307
		9.2.4	Das shutil-Modul			315
	9.3	Zusammenfassung				316
10	Klassen und Objekte					319
	10.1	Hello, OO-World!				319
	10.2	Klassen verwenden				320
		10.2.1	Objekte instanziieren			320
		10.2.2	Objektattribute			322
		10.2.3	Objektmethoden (Memberfunktionen)			324
	10.3	Klassen schreiben				327
		10.3.1	Klassenmethoden und statische Methoden			333
		10.3.2	Klassenvererbung			336
	10.4	Hooks				339
		10.4.1	Eine Einführung in Hooks			339
		10.4.2	Eine Tour der object-Hooks			340
		10.4.3	Ein Dictionary mit case-insensitive Schlüsseln			344
		10.4.4	Ein Dictionary mit Default-Werten			346
		10.4.5	Ein aufrufbares Objekt			348
		10.4.6	Propertys			350
		10.4.7	Deskriptoren			353
		10.4.8	slots			360
	10.5	Metaklassen				364
		10.5.1	Klassen sind Instanzen von Metaklassen			364
		10.5.2	Das metaclass -Attribut			368
		10.5.3	Anwendungen von Metaklassen			370
	10.6	Zusammenfassung				374
11	Python und C/C++					377
	11.1	ctypes				378
		11.1.1	Die ctypes-Datentypwrapper			379
		11.1.2	Komplexe Datentypen			382
		11.1.3	C-Funktionen aufrufen			387
	11.2	SWIG				400
		11.2.1	SWIG installieren			401
		11.2.2	SWIG aufrufen			403
		11.2.3	Konstanten und Variablen			408
		11.2.4	Stringmanipulationen			416
		11.2.5	Strukturen			419
		11.2.6	C++-Klassen			422
		11.2.7	Unbekannte Datentypen sind Pointer			426
		11.2.8	Wie geht's von hier aus weiter?			430
	11.3	Boost.Python				430
	11.4	Low-level Python/C-API				431
	11.5	Zusammenfassung				432
Teil III Anwendungen						435
12	XML und XSLT					437
	12.1	Eine XML-Datei				438
	12.2	xml.etree.Element-Tree				440
	12.3	4Suite-XML				447
		12.3.1	4Suite-XML installieren			448
		12.3.2	Die 4Suite-XML-Skripte			450
		12.3.3	Ft.Xml.lnput-Source-Eingabequellen			456
		12.3.4	DOM			457
		12.3.5	SAX			466
	12.4	Transformationen mit XSLT				469
	12.5	Zusammenfassung				471
13	Persistenz und Datenbanken					473
	13.1	Serialisieren und Deserialisieren				474
		13.1.1	Ein naiver Versuch mit str und eval			474
		13.1.2	Die richtige Lösung mit pickle			476
	13.2	Persistente Dictionarys mit anydbm				479
		13.2.1	Eine naive suboptimale Lösung			480
		13.2.2	Die richtige Lösung mit anydbm			481
		13.2.3	Besonderheiten von anydbm-Dictionarys			483
		13.2.4	Die anydbm-Architektur			485
	13.3	Mehr Flexibilität mit bsddb				486
	13.4	Persistente Datenstrukturen mit shelve				490
		13.4.1	Eine umständliche Lösung			491
		13.4.2	Die shelve-Lösung			493
	13.5	Die ZODB-objektorientierte Datenbank				498
		13.5.1	ZODB installieren			498
		13.5.2	Die ZODB benutzen			499
	13.6	Ein Blogs-Backend mit ZODB				508
		13.6.1	Comment, Article und Blog			508
		13.6.2	Das Blog-Backend Blog-DB			513
	13.7	DB-API 2.0 SQL-Anbindungen				517
		13.7.1	Eine kurze DB-API 2.0-Einführung			518
	13.8	SQLite-Anbindung mit sqlite3				521
		13.8.1	sqlite3 benutzen			522
		13.8.2	Das sqlite3-Tool			522
		13.8.3	Das sqlite3-Modul			526
		13.8.4	Anwendung: Verwaltung von MP3-Metadaten			531
	13.9	Postgre-SQL-Anbindung mit psycopg2				540
		13.9.1	Was ist Postgre-SQL?			540
		13.9.2	Postgre-SQL installieren			541
		13.9.3	psycopg2 installieren			555
		13.9.4	psycopg2 benutzen			559
		13.9.5	Anwendung: MP3-Metadaten unter Postgre-SQL			563
	13.10	MySQL-Anbindung mit MySQLdb				566
		13.10.1	MySQL-Datenbank vorbereiten			566
		13.10.2	MySQL-python installieren			569
		13.10.3	MySQL-python benutzen			571
		13.10.4	Anwendung: MP3-Metadaten unter MySQL			574
	13.11	Der objektrelationale Mapper SQLObject				577
		13.11.1	Was sind objektrelationale Mapper?			577
		13.11.2	SQLObject installieren			578
		13.11.3	SQLObject benutzen			580
		13.11.4	Das Blog-System mit SQLObject			588
		13.11.5	django.db, ein anderer ORM			594
	13.12	Zusammenfassung				595
14	Netzwerkprogrammierung					599
	14.1	Das Twisted Framework				600
		14.1.1	Twisted installieren			601
		14.1.2	Erste Schritte ins Twisted-Universum			603
		14.1.3	Zeilenpufferung und ein einfacher Dialog			613
		14.1.4	Anwendung: Ein Chat-Server			620
		14.1.5	Deferred oder: Wenn ein Ergebnis auf sich warten lässt			625
		14.1.6	Passwort-geschützte Bereiche mit cred			635
		14.1.7	Twisted AMP (Asynchroneous Messaging Protocol)			646
		14.1.8	Ein Schnelldurchlauf durch die Twisted-Protokolle			651
		14.1.9	Twisted und Datenbanken			680
		14.1.10	Wie findet man sich in Twisted zurecht?			680
	14.2	Module der Python Standard Library				683
		14.2.1	Server mit Socket-Server schreiben			683
		14.2.2	FTP mit ftplib.FTP			690
		14.2.3	Maiis senden mit smtplib.SMTP			692
		14.2.4	Mails abholen mit poplib.POP3 und imaplib.lMAP4			694
		14.2.5	Newsreader mit nntplib.NNTP			697
		14.2.6	Telnet-Clients mit telnetlib.Telnet			699
	14.3	Verteilte Programme				700
		14.3.1	Twisted Perspective Broker			701
		14.3.2	XML-RPC			711
		14.3.3	asyncore/asynchat			722
	14.4	Low-level-Programmierung mit Sockets				730
	14.5	Zusammenfassung				742
15	Webprogrammierung und Web-Frameworks					747
	15.1	Webserver in Python				754
		15.1.1	Webserver aus der Python Standard Library			754
		15.1.2	Webserver aus Drittanbietermodulen			764
	15.2	Integration mit anderen Webservern				800
		15.2.1	Lighttpd			803
		15.2.2	Apache			816
	15.3	WSGI				832
		15.3.1	Was ist WSGI?			833
		15.3.2	WSGI-Tools			839
	15.4	Low-level-Programmierung mit CGI				841
		15.4.1	Hello, CGI World!			841
		15.4.2	CGI-Umgebungsvariablen			842
		15.4.3	Anwendung: Ein Web-Taschenrechner			844
		15.4.4	Ein Formular manuell auslesen			847
		15.4.5	Das cgi-Modul			851
		15.4.6	Anwendung: Dateien uploaden			854
		15.4.7	Den Zustand clientseitig erhalten			864
		15.4.8	Den Zustand serverseitig erhalten			896
		15.4.9	Nachteile von CGI			907
	15.5	Webclients				908
		15.5.1	Low-level HTTP Protokoll mit httplib			909
		15.5.2	Einfache Webclients mit urllib			914
		15.5.3	Flexiblere Webclients mit urllib2			915
		15.5.4	Webclients mit Twisted			920
	15.6	Templating Engines				921
		15.6.1	Templating für arme Leute			922
		15.6.2	Text-basiertes Templating			932
		15.6.3	XML-basiertes Templating			961
		15.6.4	Weitere Templating-Systeme			981
	15.7	Web-Frameworks				982
		15.7.1	Django			982
		15.7.2	Weitere Web-Frameworks			1005
	15.8	Zope, Plone et al				1006
		15.8.1	Zope und Plone zusammen installieren			1007
		15.8.2	Erste Schritte in Zope			1008
		15.8.3	Macros in Plone			1017
	15.9	Wikis				1022
	15.10	Lose Enden				1023
	15.11	Zusammenfassung				1023
16	GUI-Toolkits					1031
	16.1	wxPython				1035
		16.1.1	wxPython installieren			1035
		16.1.2	Erste Schritte in wxPython			1037
		16.1.3	Responsive GUIs			1060
		16.1.4	Schnelle Entwicklung mit RAD-Tools			1101
	16.2	PyQt4				1111
		16.2.1	PyQt4 installieren			1112
		16.2.2	Erste Schritte in PyQt4			1118
		16.2.3	Responsive GUIs			1126
		16.2.4	Schnelle Entwicklung mit RAD-Tools			1134
		16.2.5	eric4, eine PyQt4-IDE			1142
	16.3	Tkinter				1143
		16.3.1	Erste Schritte mit Tkinter			1144
		16.3.2	Wie findet man sich in Tkinter zurecht?			1146
	16.4	Text-basierte GUIs				1146
		16.4.1	pythondialog			1148
		16.4.2	Weitere NGUI			1152
	16.5	Low-level APIs				1153
		16.5.1	Ein Blick unter die Haube: Rohe Events			1153
		16.5.2	GUI-Toolkits vereinfachen eine komplexe API			1156
	16.6	Zusammenfassung				1158
17	Python für Wissenschaftler					1163
	17.1	Das Computer Algebra System sympy				1163
		17.1.1	sympy installieren			1164
		17.1.2	Die Datentypen Rational, Real und Integer			1166
		17.1.3	Ein paar Konstanten			1173
		17.1.4	Ausdrücke			1175
		17.1.5	Differenzial- und Integralrechnung			1181
		17.1.6	Polynome			1187
		17.1.7	Reihen			1192
		17.1.8	Gleichungen lösen			1196
		17.1.9	Pattern Matching			1199
		17.1.10	Lineare Algebra			1201
		17.1.11	Plotting			1219
	17.2	Effiziente numerische Berechnungen mit numpy und scipy				1220
		17.2.1	numpy			1222
		17.2.2	scipy			1244
	17.3	Plotten mit pylab (a.k.a. matplotlib)				1249
	17.4	Zusammenfassung				1253
Stichwortverzeichnis						1255

Über den Autor:

Farid Hajji hat über 20 Jahre Erfahrung als System- und Netzadministrator und als Software-Entwickler im Unix-Umfeld. Als Programmierer bevorzugt er Python, er nutzt aber auch gern C/C++, Perl, Lisp und exotische Sprachen. Er arbeitet auf freiberuflicher projektbezogener Basis als Systemadministrator, Entwickler und Trainer.