Python 3
Galileo Computing

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Steigen Sie um auf Python 3, und machen Sie Ihre Programme fit für die Zukunft! Im Buch werden alle Sprachgrundlagen, Programmiertechniken sowie fortgeschrittene Themen wie z.B. GUI-Entwicklung oder Netzwerkkommunikation ausführlich behandelt. Vom ersten einfachen Programm bis hin zu komplexen objektorientierten Programmen entwickeln Sie konsequent in Python 3. Dabei werden die entscheidenden Unterschiede zu früheren Python-Versionen dargestellt. Ein eigenes Kapitel zeigt, wie älterer Python-Code auf Python 3 migriert werden kann. Das Buch ist das ideale Lehrbuch und Nachschlagewerk zu Python 3.

1 Einsteigen durch Learning-by-Doing
Sie erhalten eine gründliche Einführung in Python, bei der Sie sofort erste eigene Programme schreiben und testen. Die dafür nötige Theorie wird absolut praxisnah vermittelt.

2 Programmierkonzepte kennenlernen
Lernen Sie wichtige Themen wie Objektorientierung und Modularisierung an anschaulichen Beispielen. Aktuelle Programmiertechniken wie Iteratoren, Generatoren und Exception-Handling kommen ebenfalls nicht zu kurz.

3 Pythons »Batteries included«
Nutzen Sie Pythons umfangreiche Standardbibliothek voll aus. Hier ist alles drin, was Sie zum Programmieren von Anwendungen brauchen. Ausführlich wird auch auf die Fehlerbehandlung eingegangen.

4 Python für Profis
Fortgeschrittene Techniken wie z. B. das Programmieren grafischer Benutzerschnittstellen, die Netzwerkkommunikation oder das Auslagern laufzeitkritischer Programmteile in C werden ausführlich behandelt.

5 Von Python 2.x auf 3
In einem eigenen Kapitel werden die wesentlichen Unterschiede zwischen Python 2.x und 3 dargestellt. Lesen Sie außerdem, wie Sie mit dem Tool »2to3« alte Programme unter Python 3 lauffähig machen.

Aus dem Inhalt

• Sprachgrundlagen
• Modularisierung
• Objektorientierung
• Schnittstelle zum Betriebssystem
• Thread-Programmierung
• Netzwerkkommunikation
• Fehlerbehandlung
• Grafische Benutzerschnittstellen
• Anbindung an andere Sprachen
• Migration von Python 2.x auf 3
  

ISBN 978-3-8362-1412-4

Inhalt
TEIL I Einstieg in Python
1	Einleitung					17
	1.1	Über dieses Buch				17
		1.1.1	Warum haben wir dieses Buch geschrieben?			17
		1.1.2	Was leistet dieses Buch, was nicht?			18
		1.1.3	Wie ist dieses Buch aufgebaut?			19
		1.1.4	Wer sollte dieses Buch wie lesen?			20
		1.1.5	Neuerungen in der zweiten Auflage			21
		1.1.6	Danksagung			21
2	Überblick über Python					23
	2.1	Geschichte und Entstehung				23
	2.2	Grundlegende Konzepte				24
	2.3	Einsatzmöglichkeiten und Stärken				25
	2.4	Aktuelle Einsatzgebiete				26
3	Die Arbeit mit Python					27
	3.1	Die Verwendung von Python				27
		3.1.1	Windows			29
		3.1.2	Linux			29
		3.1.3	Mac OS X			30
	3.2	Tippen, kompilieren, testen				30
		3.2.1	Shebang			32
		3.2.2	Interne Abläufe			32
4	Der interaktive Modus					35
	4.1	Ganze Zahlen				36
	4.2	Gleitkommazahlen				37
	4.3	Zeichenketten				37
	4.4	Variablen				38
	4.5	Logische Ausdrücke				39
	4.6	Bildschirmausgaben				41
5	Grundlegendes zu Python-Programmen					43
	5.1	Grundstruktureines Python-Program ms				43
	5.2	Das erste Programm				45
	5.3	Kommentare				47
	5.4	Der Fehlerfall				48
6	Kontrollstrukturen					51
	6.1	Fallunterscheidungen				51
		6.1.1	if, elif, else			51
		6.1.2	Conditional Expressions			55
	6.2	Schleifen				56
		6.2.1	While-Schleife			56
		6.2.2	Vorzeitiger Abbruch einer Schleife			58
		6.2.3	Vorzeitiger Abbruch eines Schleifendurchlaufs			59
		6.2.4	For-Schleife			61
	6.3	Die pass-Anweisung				65
7	Das Laufzeitmodell					67
	7.1	Die Struktur von Instanzen				69
	7.2	Referenzen und Instanzen freigeben				74
	7.3	Mutable vs. immutable Datentypen				75
8	Basisdatentypen					79
	8.1	Operatoren				79
	8.2	Das Nichts-None-Type				81
	8.3	Numerische Datentypen				82
		8.3.1	Ganzzahlen - int			85
		8.3.2	Gleitkommazahlen - float			91
		8.3.3	Boolesche Werte - bool			93
		8.3.4	Komplexe Zahlen - complex			98
	8.4	Methoden und Parameter				100
	8.5	Sequentielle Datentypen				103
		8.5.1	Listen - list			111
		8.5.2	Unveränderliche Listen - tuple			122
		8.5.3	Strings - str, bytes			124
	8.6	Mappings				151
		8.6.1	Dictionary - dict			151
	8.7	Mengen				160
		8.7.1	Mengen - set			167
		8.7.2	Unveränderliche Mengen-frozenset			168
9	Dateien					171
	9.1	Datenströme				171
	9.2	Daten aus einer Datei auslesen				172
	9.3	Daten in eine Datei schreiben				176
	9.4	Verwendung des Dateiobjekts				177
10	Funktionen					181
	10.1	Schreiben einer Funktion				183
	10.2	Funktionsparameter				187
		10.2.1	Optionale Parameter			187
		10.2.2	Schlüsselwortparameter			188
		10.2.3	Beliebige Anzahl von Parametern			189
		10.2.4	Seiteneffekte			192
	10.3	Lokale Funktionen				195
	10.4	Anonyme Funktionen				196
	10.5	Namensräume				196
		10.5.1	Zugriff auf globale Variablen-global			197
		10.5.2	Zugriff auf übergeordnete Namensräume - nonlocal			198
	10.6	Rekursion				200
	10.7	Vordefinierte Funktionen				201
TEIL II Fortgeschrittene Programmiertechniken
11	Modularisierung					223
	11.1	Einbinden externer Programmbibliotheken				224
	11.2	Eigene Module				226
		11.2.1	Modulinterne Referenzen			227
	11.3	Pakete				228
		11.3.1	Absolute und relative Import-Anweisungen			230
		11.3.2	Importieren aller Module eines Pakets			231
		11.3.3	Die Built-in Function import			232
12	Objektorientierung					235
	12.1	Klassen				240
		12.1.1	Definieren von Methoden			242
		12.1.2	Konstruktor, Destruktor und die Erzeugung von Attributen			243
		12.1.3	Private Member			246
		12.1.4	Versteckte Setter und Getter			250
		12.1.5	Statische Member			252
	12.2	Vererbung				255
		12.2.1	Mehrfachvererbung			258
	12.3	Magic Members				262
		12.3.1	Allgemeine Magic Members			263
		12.3.2	Datentypen emulieren			269
	12.4	Objektphilosophie				277
13	Weitere Spracheigenschaften					279
	13.1	Exception Handling				279
		13.1.1	Eingebaute Exceptions			280
		13.1.2	Werfen einer Exception			282
		13.1.3	Abfangen einer Exception			283
		13.1.4	Eigene Exceptions			287
		13.1.5	Erneutes Werfen einer Exception			289
		13.1.6	Exception Chaining			291
	13.2	Comprehensions				292
		13.2.1	List Comprehensions			293
		13.2.2	Dict Comprehensions			295
		13.2.3	Set Comprehensions			296
	13.3	Docstrings				296
	13.4	Generatoren				298
	13.5	Iteratoren				301
	13.6	Interpreter im Interpreter				310
	13.7	Geplante Sprachelemente				312
	13.8	Die with-Anweisung				313
	13.9	Function Annotations				316
	13.10	Function Decorator				318
	13.11	assert				321
	13.12	Weitere Aspekte der Syntax				322
		13.12.1	Umbrechen langer Zeilen			322
		13.12.2	Zusammenfügen mehrerer Zeilen			323
TEIL III Die Standardbibliothek
14	Mathematik					327
	14.1	Mathematische Funktionen - math, cmath				327
		14.1.1	Mathematische Konstanten			328
		14.1.2	Zahlentheoretische Funktionen			328
		14.1.3	Exponential- und Logarithmusfunktionen			330
		14.1.4	Trigonometrische Funktionen			331
		14.1.5	Winkelfunktionen			333
		14.1.6	Hyperbolische Funktionen			333
		14.1.7	Funktionen aus cmath			334
	14.2	Zufallszahlengenerator - random				334
	14.3	Präzise Dezimalzahlen - decimal				339
		14.3.1	Verwendung des Datentyps			340
		14.3.2	Nichtnumerische Werte			343
		14.3.3	Das Context-Objekt			343
	14.4	Spezielle Generatoren - itertools				345
15	Strings					351
	15.1	Reguläre Ausdrücke - re				351
		15.1.1	Syntax regulärer Ausdrücke			352
		15.1.2	Verwendung des Moduls			362
		15.1.3	Ein einfaches Beispielprogramm - Searching			372
		15.1.4	Ein komplexeres Beispielprogramm - Matching			373
	15.2	Lokalisierung von Programmen-gettext				376
		15.2.1	Beispiel für die Verwendung von gettext			377
	15.3	Hash-Funktionen - hashlib				380
		15.3.1	Verwendung des Moduls			382
		15.3.2	Beispiel			383
16	Datum und Zeit					385
	16.1	Elementare Zeitfunktionen - time				385
	16.2	Komfortable Datumsfunktionen - datetime				392
		16.2.1	datetime.date			393
		16.2.2	datetime.time			397
		16.2.3	datetime.datetime			399
17	Schnittstelle zum Betriebssystem					405
	17.1	Funktionen des Betriebssystems - os				405
		17.1.1	Zugriff auf den eigenen Prozess und andere Prozesse			406
		17.1.2	Zugriff auf das Dateisystem			407
	17.2	Umgang mit Pfaden - os.path				413
	17.3	Zugriff auf die Laufzeitumgebung - sys				418
		17.3.1	Konstanten			418
		17.3.2	Exceptions			421
		17.3.3	Hooks			422
		17.3.4	Sonstige Funktionen			423
	17.4	Informationen über das System - platform				425
		17.4.1	Funktionen			425
	17.5	Kommandozeilenparameter - optparse				425
		17.5.1	Taschenrechner - ein einfaches Beispiel			426
		17.5.2	Weitere Verwendungsmöglichkeiten			428
	17.6	Kopieren von Instanzen - copy				430
	17.7	Zugriff auf das Dateisystem - shutil				433
	17.8	Das Programmende - atexit				435
18	Parallele Programmierung					437
	18.1	Prozesse, Multitasking und Threads				437
	18.2	Die Thread-Unterstützung in Python				440
	18.3	Das Modul thread				441
		18.3.1	Datenaustausch zwischen Threads - locking			443
	18.4	Das Modul threading				448
		18.4.1	Locking im th reading-Mod ul			450
		18.4.2	Worker-Threads und Queues			454
		18.4.3	Ereignisse definieren - threading.Event			457
		18.4.4	Eine Funktion zeitlich versetzt ausführen - threading.Timer			457
19	Datenspeicherung					459
	19.1	Komprimierte Dateien lesen und schreiben - gzip				459
	19.2	XML				461
		19.2.1	DOM - Document Object Model			463
		19.2.2	SAX -Simple API for XML			474
		19.2.3	Element-Tree			479
	19.3	Datenbanken				483
		19.3.1	Pythons eingebaute Datenbank - sqlite3			487
	19.4	Serialisierung von Instanzen - pickle				502
	19.5	Das Tabellenformat CSV-csv				506
	19.6	Temporäre Dateien -tempfile				511
20	Netzwerkkommunikation					515
	20.1	Socket API				517
		20.1.1	Client-Server-Systeme			518
		20.1.2	UDP			520
		20.1.3	TCP			522
		20.1.4	Blockierende und nicht-blockierende Sockets			525
		20.1.5	Verwendung des Moduls			526
		20.1.6	Netzwerk-Byte-Order			531
		20.1.7	Multiplexende Server - select			532
		20.1.8	socketserver			536
	20.2	URLs				540
		20.2.1	Zugriff auf Ressourcen im Internet - urilib. request			540
		20.2.2	Verarbeiten einer URL - urilib. parse			544
	20.3	FTP - ftplib				549
	20.4	E-Mail				557
		20.4.1	SMTP - smtplib			557
		20.4.2	POP3 poplib			561
		20.4.3	IMAP4 imaplib			566
	20.5	Erstellen komplexer E-Mails - email				572
	20.6	Telnet -telnetlib				577
	20.7	XML-RPC				580
		20.6.1	Der Server			581
		20.6.2	Der Client			585
		20.6.3	Multicall			587
		20.6.4	Einschränkungen			588
21	Debugging					591
	21.1	Der Debugger				591
	21.2	Inspizieren von Instanzen - inspect				594
		21.2.1	Datentypen, Attribute und Methoden			595
		21.2.2	Quellcode			597
		21.2.3	Klassen und Funktionen			598
	21.3	Formatierte Ausgabe von Instanzen - pprint				602
	21.4	Logdateien - logging				605
		21.4.1	Das Meldungsformat anpassen			607
		21.4.2	Logging Handler			609
	21.5	Automatisiertes Testen				611
		21.5.1	Testfälle in Docstrings - doctest			611
		21.5.2	Unit Tests - un ittest			615
	21.6	Traceback-Objekte - traceback				619
	21.7	Analyse des Laufzeitverhaltens				622
		21.7.1	Laufzeitmessung-timeit			623
		21.7.2	Profiling - cProfile			626
		21.7.3	Tracing - trace			629
TEIL IV Weiterführende Themen
22	Distribution von Python-Projekten					635
	22.1	Erstellen von Distributionen - distutils				635
		22.1.1	Schreiben des Moduls			636
		22.1.2	Das Installationsscript			638
		22.1.3	Erstellen einer Quellcodedistribution			642
		22.1.4	Erstellen einer Binärdistribution			643
	22.2	Distributionen installieren				644
23	Optimierung					645
	23.1	Die Optimize-Option				646
	23.2	Mutable vs. immutable				646
	23.3	Funktionsaufrufe				647
	23.4	Schleifen				648
	23.5	C				648
	23.6	Lookup				649
	23.7	Exceptions				649
	23.8	Keyword Arguments				650
24	Grafische Benutzeroberflächen					651
	24.1	Toolkits				651
	24.2	Einführung in tkinter				654
		24.2.1	Ein einfaches Beispiel			654
		24.2.2	Steuerelementvariablen			656
		24.2.3	Der Packer			658
		24.2.4	Ausrichtung			660
		24.2.5	Padding			660
		24.2.6	Übersicht			661
		24.2.7	Events			663
		24.2.8	Die Steuerelemente			669
		24.2.9	Die Klasse Tk			705
		24.2.10	Weitere Module			707
25	Anbindung an andere Programmiersprachen					719
	25.1	Dynamisch ladbare Bibliotheken - ctypes				720
		25.1.1	Ein einfaches Beispiel			720
		25.1.2	Die eigene Bibliothek			721
		25.1.3	Schnittstellenbeschreibung			725
		25.1.4	Verwendung des Moduls			726
	25.2	Schreiben von Extensions				728
		25.2.1	Ein einfaches Beispiel			728
		25.2.2	Exceptions			732
		25.2.3	Erzeugen der Extension			733
		25.2.4	Reference Counting			734
	25.3	Python als eingebettete Scriptsprache				736
		25.3.1	Ein einfaches Beispiel			736
		25.3.2	Ein komplexeres Beispiel			738
		25.3.3	Python-API-Referenz			741
26	Insiderwissen					747
	26.1	URLs im Standardbrowser öffnen - webbrowser				747
	26.2	Funktionsschnittstellen vereinfachen - functools				748
	26.3	Versteckte Passworteingaben - getpass				750
	26.4	Kommandozeilen-Interpreter - cmd				750
27	Von Python 2.6 nach Python 3.0					755
	27.1	Die wichtigsten Unterschiede				755
		27.1.1	EinAusgabe			756
		27.1.2	Iteratoren			757
		27.1.3	Strings			757
		27.1.4	Ganze Zahlen			758
		27.1.5	Exception Handling			759
		27.1.6	Standardbibliothek			759
		27.1.7	Neue Sprachelemente in Python 3.0			760
	27.2	Automatische Konvertierung				761
A	Anhang					765
	A.1	Entwicklungsumgebungen				765
		A.1.1	Eclipse			766
		A.1.2	Eric4			767
		A.1.3	Komodo IDE			768
		A.1.4	Wing IDE			769
	A.2	Reservierte Wörter				770
	A.3	Operatorrangfolge				770
	A.4	Built-in Exceptions				771
	A.5	Built-in Functions				775
Index						779

Die Autoren

Johannes Ernesti und Peter Kaiser studieren Informatik an der Universität Karlsruhe. Sie programmieren seit einigen Jahren mit Python und waren auf Anhieb begeistert von der Vielseitigkeit dieser Sprache. Darum haben sie auch dieses Buch geschrieben, in dem sie zeigen, was alles in Python steckt.

Mit dem Fokus auf die Version 3 liefern die Autoren eine Vielzahl von Hilfen zur Migration von bestehenden Programmen auf die neue Version. Eine umfangreiche Referenz hilft, Funktionen zu finden, ein Wegweiser durch die Standardbibliothek erleichtert die Suche nach einem benötigten Modul.