In diesem Labor werden Sie verschiedene Werkzeuge für die Python-Entwicklung erkunden. Sie beginnen mit der Verwendung des standardmäßigen interaktiven Python-Modus, um Code Zeile für Zeile auszuführen und mit grundlegenden Operationen zu experimentieren.
Als Nächstes werden Sie Ihr interaktives Erlebnis durch die Nutzung von IPython verbessern, das erweiterte Funktionen wie Tab-Vervollständigung und Syntaxhervorhebung bietet. Schließlich lernen Sie, wie Sie Python-Skripte mit dem Texteditor Vim und der integrierten Entwicklungsumgebung IDLE schreiben und ausführen, um praktische Erfahrungen mit verschiedenen Entwicklungsworkflows zu sammeln.
Mehr als nur ein Lerntext – erlebe es selbst.
Verwendung des interaktiven Python-Modus
In diesem Schritt erkunden wir den interaktiven Modus von Python, der es Ihnen ermöglicht, Python-Code Zeile für Zeile auszuführen und die Ergebnisse sofort zu sehen. Dies ist besonders nützlich zum Testen kleiner Codeausschnitte oder zum Experimentieren mit Python-Funktionen.
Öffnen Sie zunächst das Terminal im WebIDE. Sie können dies tun, indem Sie auf das Menü "Terminal" oben klicken und "Neues Terminal" auswählen.
Sobald das Terminal geöffnet ist, befinden Sie sich im Standardverzeichnis /home/labex/project. Um den interaktiven Python-Modus zu starten, geben Sie den Befehl python ein und drücken Sie die Eingabetaste.
python
Sie sollten eine Ausgabe ähnlich dieser sehen, die anzeigt, dass Sie sich nun im interaktiven Python-Shell befinden. Das >>> ist die Python-Eingabeaufforderung.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
Probieren wir nun einige einfache Berechnungen im interaktiven Modus. Geben Sie die folgenden Ausdrücke nacheinander ein und drücken Sie nach jeder Zeile die Eingabetaste:
1 + 1
Sie sehen sofort das Ergebnis 2.
5 ** 2
Dies berechnet 5 hoch 2 (5 zum Quadrat). Die Ausgabe wird 25 sein.
5 ** 100
Dies berechnet 5 hoch 100. Python kann sehr große Zahlen verarbeiten, und Sie sehen das vollständige Ergebnis ausgegeben.
Wie Sie sehen, verhält sich der interaktive Modus wie ein leistungsstarker Taschenrechner.
Um den interaktiven Python-Modus zu verlassen, können Sie exit() oder quit() eingeben und die Eingabetaste drücken oder Strg + D drücken.
exit()
Sie kehren zum normalen Terminal-Eingabeaufforderungsmodus zurück.
Interaktion mit IPython verbessern
In diesem Schritt erkunden wir IPython, eine erweiterte interaktive Python-Shell, die Funktionen wie Tab-Vervollständigung, Syntaxhervorhebung und magische Befehle bietet, um die interaktive Entwicklung effizienter zu gestalten.
IPython ist bereits in der LabEx-Umgebung installiert. Um eine IPython-Sitzung zu starten, öffnen Sie das Terminal und geben Sie ipython ein, gefolgt von der Eingabetaste.
ipython
Sie sehen die IPython-Eingabeaufforderung, die der Standard-Python-Eingabeaufforderung ähnelt, jedoch mit zusätzlichen Informationen.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 8.12.2 -- Eine erweiterte interaktive Python-Shell. Geben Sie '?' für Hilfe ein.
In [1]:
Eine der wichtigsten Funktionen von IPython ist die Tab-Vervollständigung. Versuchen wir es. Geben Sie die ersten Buchstaben eines Python-Schlüsselworts oder einer Funktion ein, z. B. pri, und drücken Sie dann die Tabulator-Taste. IPython schlägt Vervollständigungen vor.
pri<Tab>
Sie sollten print als Vorschlag sehen. Drücken Sie die Tabulator-Taste erneut, um durch weitere mögliche Vervollständigungen zu iterieren, falls vorhanden.
Lassen Sie uns nun Hilfe zu einer Funktion abrufen. In Standard-Python würden Sie help(print) verwenden. In IPython können Sie die magischen Befehle ? oder ?? verwenden. Geben Sie print? ein und drücken Sie die Eingabetaste.
print?
Dies zeigt die Hilfedokumentation für die Funktion print direkt im Terminal an.
In [2]: print?
Signature: print(*args, sep=' ', end='\n', file=None, flush=False)
Docstring:
Gibt die Werte an einen Stream aus, standardmäßig an sys.stdout.
...
Drücken Sie q, um den Hilfe-Viewer zu verlassen.
Versuchen Sie nun print??. In einigen Fällen liefert ?? detailliertere Informationen, einschließlich des Quellcodes des Objekts, falls verfügbar.
print??
Für eingebaute Funktionen wie print zeigen ? und ?? möglicherweise ähnliche Informationen. Für benutzerdefinierte Funktionen oder Module kann ?? jedoch sehr hilfreich sein, um deren Implementierung zu verstehen.
Um IPython zu verlassen, geben Sie exit() oder quit() ein und drücken Sie die Eingabetaste oder drücken Sie Strg + D.
exit()
Coden ohne Setup – sofort loslegen.
Schreiben und Ausführen von Python-Skripten mit Vim
In diesem Schritt lernen wir, wie man Python-Code als Skriptdatei mit dem Texteditor Vim im Terminal schreibt und ausführt. Dies ist eine gängige Methode, um mit Python größere Programme oder Aufgaben zu bearbeiten, die wiederholt ausgeführt werden müssen.
Stellen Sie zunächst sicher, dass Sie sich im Verzeichnis ~/project in Ihrem Terminal befinden. Sie können dies überprüfen, indem Sie pwd eingeben und die Eingabetaste drücken.
pwd
Die Ausgabe sollte /home/labex/project sein.
Jetzt erstellen wir eine neue Python-Datei namens hello.py mit dem Vim-Editor. Geben Sie den folgenden Befehl ein und drücken Sie die Eingabetaste:
vim hello.py
Da die Datei hello.py nicht existiert, erstellt Vim sie und öffnet sie zum Bearbeiten. Sie sehen einen leeren Bildschirm mit Informationen zu Vim unten.
Um mit dem Tippen des Codes zu beginnen, müssen Sie in den Einfügemodus von Vim wechseln. Drücken Sie die Taste i. Sie sehen -- INSERT -- unten auf dem Bildschirm, was anzeigt, dass Sie sich nun im Einfügemodus befinden.
Geben Sie nun den folgenden Python-Code in den Editor ein:
print("Hello World")
print("This is my first Python script.")
Nachdem Sie den Code eingegeben haben, müssen Sie den Einfügemodus verlassen, um die Datei zu speichern. Drücken Sie die Taste Esc. Der Indikator -- INSERT -- unten verschwindet.
Um die Datei zu speichern und Vim zu verlassen, geben Sie :wq ein und drücken Sie die Eingabetaste. Der Doppelpunkt : wechselt in den Befehlsmodus, w schreibt die Datei und q verlässt Vim.
:wq
Sie kehren zur Terminal-Eingabeaufforderung zurück. Um zu überprüfen, ob die Datei erstellt wurde, können Sie die Dateien im aktuellen Verzeichnis mit dem Befehl ls auflisten:
ls
Sie sollten hello.py in der Ausgabe sehen.
hello.py
Führen wir nun das gerade erstellte Python-Skript aus. Verwenden Sie den Befehl python gefolgt vom Dateinamen des Skripts:
python hello.py
Der Python-Interpreter führt den Code in hello.py aus, und Sie sehen die Ausgabe im Terminal:
Hello World
This is my first Python script.
Sie haben Ihr erstes Python-Skript erfolgreich mit Vim geschrieben und ausgeführt!
Entwicklung und Ausführung von Python-Code mit IDLE
In diesem Schritt verwenden wir IDLE, die integrierte Entwicklungsumgebung von Python. IDLE bietet eine funktionsreichere Umgebung zum Schreiben, Ausführen und Debuggen von Python-Code im Vergleich zur einfachen interaktiven Shell oder einem einfachen Texteditor.
Installieren Sie zunächst IDLE im Terminal:
sudo apt-get update
sudo apt-get install idle3 -y
Um IDLE zu öffnen, können Sie idle im Terminal eingeben und die Eingabetaste drücken.
idle
Dies öffnet das IDLE Shell-Fenster. Dieses Fenster ist ähnlich dem interaktiven Modus, den wir im ersten Schritt verwendet haben, und ermöglicht es Ihnen, Python-Befehle zeilenweise auszuführen. Sie sehen die Eingabeaufforderung >>>.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
Sie können hier einige einfache Befehle ausprobieren, genau wie im regulären interaktiven Python-Modus:
print("Hallo von der IDLE Shell")
Nun verwenden wir IDLE, um ein Python-Skript zu schreiben und auszuführen. Um eine neue Skriptdatei zu erstellen, gehen Sie in der Menüleiste des IDLE Shell-Fensters auf „Datei“ und wählen Sie „Neue Datei“.
Ein neues, leeres Editorfenster öffnet sich. Hier schreiben Sie Ihren Python-Code. Geben Sie den folgenden Code in dieses neue Fenster ein:
print("Ich liebe Python")
print("IDLE ist nützlich")
print(123 * 456)
Um dieses Skript auszuführen, müssen Sie es zuerst speichern. Gehen Sie in der Menüleiste des Editorfensters auf „Ausführen“ und wählen Sie „Modul ausführen“.
IDLE fordert Sie auf, die Datei vor der Ausführung zu speichern. Klicken Sie auf „OK“.
Ein Dialogfeld „Speichern unter“ wird angezeigt. Navigieren Sie zum Verzeichnis /home/labex/project. Sie können dies tun, indem Sie im Dateibrowser auf Ordner doppelklicken. Sobald Sie sich in /home/labex/project befinden, geben Sie idle_script.py in das Feld „Dateiname:“ ein und klicken Sie auf die Schaltfläche „Speichern“.
Nach dem Speichern führt IDLE das Skript automatisch aus, und die Ausgabe wird im IDLE Shell-Fenster angezeigt.
>>> = RESTART: /home/labex/project/idle_script.py
Ich liebe Python
IDLE ist nützlich
56088
>>>
Sie haben erfolgreich ein Python-Skript mit IDLE geschrieben und ausgeführt. Der IDLE-Editor bietet Funktionen wie Syntaxhervorhebung und automatische Einrückung, was beim Schreiben von Code sehr hilfreich sein kann.
Dein Coding-Labor im Browser.
Zusammenfassung
In diesem Labor haben wir zunächst den fundamentalen interaktiven Python-Modus erkundet. Wir haben gelernt, wie man ihn über das Terminal startet und einfache Berechnungen und Ausdrücke zeilenweise ausführt, um sofortige Ergebnisse zu beobachten. Wir haben grundlegende arithmetische Operationen geübt und die Fähigkeit von Python, mit großen Zahlen umzugehen, gesehen. Wir haben auch gelernt, wie man die interaktive Shell verlässt.
Anschließend haben wir unser interaktives Erlebnis durch die Erkundung von IPython, einer verbesserten interaktiven Shell, erweitert. Obwohl die vollständigen Details des IPython-Schritts nicht bereitgestellt wurden, deutet die Beschreibung darauf hin, dass wir seine erweiterten Funktionen wie Tab-Vervollständigung, Syntaxhervorhebung und Magic-Befehle kennenlernen würden, die die Effizienz der interaktiven Python-Entwicklung deutlich verbessern. Die folgenden Schritte, die nicht detailliert beschrieben wurden, würden wahrscheinlich das Schreiben und Ausführen von Python-Skripten mit einem Texteditor wie Vim und die Entwicklung und Ausführung von Python-Code innerhalb einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) wie IDLE umfassen, um einen umfassenden Überblick über verschiedene Python-Entwicklungsworkflows zu geben.
