Ein einfaches Python-Programm schreiben und debuggen

Einleitung

In diesem Lab beginnen Sie Ihre Reise in die Python-Programmierung, indem Sie Ihr allererstes Programm erstellen und ausführen. Sie werden praktische Erfahrungen mit dem VS Code Editor innerhalb der LabEx-Umgebung sammeln, um Python-Skripte zu schreiben und auszuführen.

Aufbauend auf dieser Grundlage üben Sie weiter das Schreiben von Python-Programmen, wobei Sie sich auf die Verwendung der print()-Funktion zur Anzeige von Ausgaben konzentrieren. Das Lab führt Sie dann durch die Identifizierung und das Verständnis gängiger Python-Fehler, wodurch Sie das Wissen erhalten, Probleme zu erkennen und zu beheben. Schließlich lernen Sie praktische Debugging-Techniken, um Fehler effektiv zu beheben und sicherzustellen, dass Ihre Python-Programme korrekt funktionieren.

Erstellen und Ausführen Ihres ersten Python-Programms

In diesem Schritt erstellen und führen wir unser erstes Python-Programm mit dem VS Code-Editor in der LabEx-Umgebung aus.

In früheren Abschnitten haben wir die beiden Möglichkeiten zur Ausführung von Python kennengelernt und einige Entwicklungswerkzeuge erkundet. Nun setzen wir dieses Wissen in die Praxis um, indem wir ein einfaches Programm schreiben.

Wir verwenden den VS Code-Editor, der in der LabEx-Umgebung verfügbar ist, um unsere Python-Datei zu erstellen. Das Standardarbeitsverzeichnis im Terminal ist ~/project.

Erstellen Sie zunächst eine neue Datei namens hello.py im Verzeichnis ~/project. Sie können dies tun, indem Sie im Dateiexplorer-Bereich in VS Code mit der rechten Maustaste klicken und "Neue Datei" auswählen oder indem Sie das Terminal verwenden.

Lassen Sie uns das Terminal zum Üben verwenden. Öffnen Sie das Terminal in VS Code (Terminal -> Neues Terminal) und navigieren Sie zum Verzeichnis ~/project, falls Sie sich nicht bereits dort befinden.

cd ~/project

Erstellen Sie nun die Datei mit dem Befehl touch:

touch hello.py

Sie sollten sehen, dass die Datei hello.py im Dateiexplorer-Bereich erscheint.

Öffnen Sie nun die Datei hello.py im VS Code-Editor, indem Sie darauf im Dateiexplorer klicken.

Geben Sie den folgenden Python-Code in den Editor ein:

print("Hello, LabEx!")

Dieses einfache Programm verwendet die integrierte print()-Funktion, um den String "Hello, LabEx!" auf der Konsole anzuzeigen.

Speichern Sie die Datei (Datei -> Speichern oder drücken Sie Strg + S).

Lassen Sie uns dieses Programm nun vom Terminal aus ausführen. Stellen Sie sicher, dass Sie sich im Terminal immer noch im Verzeichnis ~/project befinden.

Führen Sie das Python-Skript mit dem Befehl python aus:

python hello.py

Sie sollten die folgende Ausgabe sehen:

Hello, LabEx!

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben erfolgreich Ihr erstes Python-Programm erstellt und ausgeführt.

Üben des Schreibens eines Python-Programms

In diesem Schritt werden wir weiter üben, Python-Programme mit der print()-Funktion zu schreiben. Wir werden eine neue Datei erstellen und ein Programm schreiben, das ein einfaches Muster ausgibt.

Im vorherigen Schritt haben wir ein grundlegendes "Hello, World!"-Programm erstellt und ausgeführt. Nun versuchen wir etwas Komplexeres, um uns mit dem Schreiben von Code in VS Code und dessen Ausführung im Terminal vertrauter zu machen.

Wir erstellen eine neue Datei namens pattern.py im Verzeichnis ~/project. Sie können diese Datei mit denselben Methoden wie zuvor erstellen: entweder durch Rechtsklick im Dateiexplorer oder durch Verwendung des touch-Befehls im Terminal.

Lassen Sie uns dieses Mal den Dateiexplorer verwenden. Klicken Sie im Dateiexplorer-Bereich von VS Code mit der rechten Maustaste auf das Verzeichnis ~/project und wählen Sie "Neue Datei". Geben Sie pattern.py ein und drücken Sie Enter.

Öffnen Sie nun die Datei pattern.py im Editor und geben Sie den folgenden Python-Code ein:

print("* * * *")
print("*     *")
print("*     *")
print("* * * *")

Dieses Programm verwendet vier separate print()-Anweisungen, um Zeilen mit Sternchen und Leerzeichen auszugeben und so ein einfaches rechteckiges Muster zu bilden.

Denken Sie daran, die Datei zu speichern (Strg + S).

Öffnen Sie nun das Terminal in VS Code und stellen Sie sicher, dass Sie sich im Verzeichnis ~/project befinden.

Führen Sie das Skript pattern.py mit dem Befehl python aus:

python pattern.py

Sie sollten die folgende Ausgabe im Terminal sehen:

* * * *
*     *
*     *
* * * *

Dies zeigt, wie Sie mehrere print()-Anweisungen verwenden können, um die Ausgabe zu steuern und komplexere textbasierte Muster zu erstellen.

Experimentieren Sie gerne mit verschiedenen Zeichen und Anordnungen innerhalb der print()-Anweisungen, um Ihre eigenen Muster zu erstellen.

Häufige Python-Fehler identifizieren und verstehen

In diesem Schritt werden wir einige häufige Fehler untersuchen, denen Sie beim Schreiben von Python-Code begegnen können, und lernen, wie Sie Fehlermeldungen identifizieren und verstehen. Fehler sind ein normaler Bestandteil der Programmierung, und das Lesen und Interpretieren von Fehlermeldungen ist eine entscheidende Fähigkeit.

Wir werden absichtlich einige Fehler in unseren Code einbauen, um zu sehen, wie Python reagiert. Beginnen wir mit der Änderung der Datei hello.py, die wir im ersten Schritt erstellt haben.

Öffnen Sie die Datei hello.py im VS Code-Editor.

Zuerst führen wir einen Rechtschreibfehler in der print()-Funktion ein. Ändern Sie die Zeile zu:

prunt("Hello, LabEx!")

Speichern Sie die Datei (Strg + S).

Führen Sie nun die geänderte Datei hello.py im Terminal aus:

python hello.py

Sie sollten eine Fehlermeldung ähnlich dieser sehen:

Traceback (most recent call last):
  File "/home/labex/project/hello.py", line 1, in <module>
    prunt("Hello, LabEx!")
NameError: name 'prunt' is not defined

Dies ist ein NameError. Er teilt uns mit, dass der Name prunt von Python nicht erkannt wird. Das liegt daran, dass der korrekte Funktionsname print ist. Die Fehlermeldung verweist auch auf den Dateinamen (hello.py), die Zeilennummer (Zeile 1) und den spezifischen Code, der den Fehler verursacht hat.

Korrigieren wir nun die Schreibweise von print und führen einen fehlenden Anführungszeichen ein. Ändern Sie die Zeile zurück zu print, aber entfernen Sie das schließende doppelte Anführungszeichen:

print("Hello, LabEx!)

Speichern Sie die Datei und führen Sie sie erneut aus:

python hello.py

Sie sollten eine andere Fehlermeldung sehen, wahrscheinlich einen SyntaxError:

  File "/home/labex/project/hello.py", line 1
    print("Hello, LabEx!)
                         ^
SyntaxError: unterminated string literal (missing '"')

Dieser SyntaxError zeigt an, dass es ein Problem mit der Struktur Ihres Codes gibt. Die Meldung "unterminated string literal (missing '"')" besagt eindeutig, dass ein String mit einem doppelten Anführungszeichen begonnen hat, aber nicht mit einem beendet wurde.

Schließlich korrigieren wir die Anführungszeichen und führen ein nicht-englischen Zeichen für die Klammern ein. Ändern Sie die Zeile zu:

print（"Hello, LabEx!"）

Beachten Sie, dass die Klammern hier volle chinesische Zeichen sind und nicht die halbreiten englischen Zeichen, die Python benötigt.

Speichern Sie die Datei und führen Sie sie aus:

python hello.py

Sie werden wahrscheinlich einen SyntaxError sehen, der sich auf ungültige Zeichen bezieht:

  File "/home/labex/project/hello.py", line 1
    print（"Hello, LabEx!"）
          ^
SyntaxError: invalid character '（' (U+FF08)

Diese Fehlermeldung verweist auf das ungültige Zeichen und seine Unicode-Darstellung. Python erwartet Standard-englische halbreite Zeichen für Syntaxelemente wie Klammern.

Indem Sie diese Fehler absichtlich erzeugen und die Fehlermeldungen beobachten, können Sie beginnen zu verstehen, was verschiedene Fehlertypen bedeuten und wie Sie die Quelle des Problems in Ihrem Code lokalisieren können. Im nächsten Schritt lernen wir, wie wir diese Fehler beheben können.

Debuggen Ihres Python-Programms

In diesem Schritt werden wir das Debuggen der Fehler üben, denen wir im vorherigen Schritt begegnet sind. Debugging ist der Prozess des Findens und Behebens von Fehlern in Ihrem Code. Durch das Verständnis der Fehlermeldungen können wir unsere Programme effektiv debuggen.

Wir arbeiten erneut mit der Datei hello.py, die derzeit einen Fehler aus dem vorherigen Schritt enthält.

Öffnen Sie die Datei hello.py im VS Code-Editor.

Beginnen wir mit dem SyntaxError, der durch das ungültige Zeichen verursacht wurde. Die Fehlermeldung zeigte auf die Zeile und das Zeichen, das das Problem verursacht hat.

print（"Hello, LabEx!"）

Die Fehlermeldung SyntaxError: invalid character '（' (U+FF08) weist darauf hin, dass die öffnende Klammer falsch ist. Löschen Sie die vollsichtige Klammer （ und ersetzen Sie sie durch die korrekte englische halbsichtige Klammer (. Tun Sie dasselbe für die schließende Klammer ） und ersetzen Sie sie durch ).

Die korrigierte Zeile sollte wie folgt aussehen:

print("Hello, LabEx!")

Speichern Sie die Datei (Strg + S).

Führen Sie nun die Datei hello.py im Terminal aus:

python hello.py

Wenn Sie den Fehler mit dem ungültigen Zeichen hatten, sollte dieser nun behoben sein, und Sie sollten die Ausgabe sehen:

Hello, LabEx!

Wenn Sie noch andere Fehler aus dem vorherigen Schritt haben, lassen Sie uns diese angehen.

Wenn Sie den SyntaxError: unterminated string literal (missing '"') hatten, bedeutet dies, dass Ihnen ein schließendes Anführungszeichen fehlte. Schauen Sie sich die in der Fehlermeldung angegebene Zeile an und fügen Sie das fehlende doppelte Anführungszeichen hinzu.

Wenn Ihre Zeile beispielsweise print("Hello, LabEx!) lautete, ändern Sie sie zu print("Hello, LabEx!").

Wenn Sie den NameError: name 'prunt' is not defined hatten, bedeutet dies, dass Sie den Funktionsnamen falsch geschrieben haben. Ändern Sie prunt zurück zu print.

Nachdem Sie alle verbleibenden Fehler behoben haben, speichern Sie die Datei und führen Sie sie erneut mit python hello.py aus. Ihr Programm sollte nun fehlerfrei laufen und "Hello, LabEx!" ausgeben.

Debugging ist ein iterativer Prozess. Sie beheben vielleicht einen Fehler und stoßen dann auf einen anderen. Der Schlüssel liegt darin, die Fehlermeldungen sorgfältig zu lesen, zu verstehen, was sie Ihnen sagen, und die Probleme in Ihrem Code systematisch zu beheben.

Zusammenfassung

In diesem Lab haben wir unsere Reise in die Python-Programmierung begonnen, indem wir unser allererstes Programm, hello.py, mit dem VS Code-Editor innerhalb der LabEx-Umgebung erstellt und ausgeführt haben. Wir haben gelernt, wie man eine Python-Datei erstellt, eine einfache print()-Anweisung schreibt, um Ausgaben anzuzeigen, und das Skript über das Terminal mit dem Befehl python ausführt. Dieser grundlegende Schritt hat unser Verständnis des grundlegenden Workflows für das Schreiben und Ausführen von Python-Code gefestigt.

Darauf aufbauend haben wir das Schreiben von Python-Programmen weiter geübt, indem wir eine neue Datei erstellt und ein Programm implementiert haben, das mit der print()-Funktion ein einfaches Muster ausgibt. Diese Übung hat unsere Fähigkeit, die print()-Funktion für verschiedene Ausgaben zu verwenden, gestärkt und praktische Erfahrungen mit der Strukturierung grundlegenden Python-Codes vermittelt.