Der Python-Kurs: Werkzeuge
Willemers Informatik-Ecke
Der Python-Kurs Variablen und Zuweisungen
Bevor man in einer Sprache programmieren kann, benötigt man ein paar Werkzeuge, beispielsweise den Interpreter und einen Editor. Das ist zumindest die Grundausstattung.

Editor

Programme werden typischerweise in einer Textdatei abgelegt, die dann vom Interpreter ausgeführt werden. Der Dateiname endet auf .py.

Der Inhalt der Datei muss reiner Text sein. Damit scheidet eine Textverarbeitung aus einem Office-Paket aus. Sie hinterlassen Formatierungscodes, die den Interpreter völlig durcheinander bringen würden.

Für Kenner eignet sich der Editor vi, der nicht nur unter Linux auf der Konsole, sondern auch in grafischer Oberfläche und auch unter Windows existiert. Unter Linux steht auch nano und bei Windows Notepad schon installiert zur Verfügung.

Bevor man allerdings einen Editor extra installiert, sollte man sich die verschiedenen IDEs anschauen. Da ist der Editor bereits mit dem Interpreter implementiert und die Entwicklung wird besser unterstützt.

Interpreter

Bei Linux dürfte Python schon installiert sein. Wichtig ist, dass Sie nicht mehr Python 2 haben. Das ist allerdings inzwischen eher unwahrscheinlich.

Für Windows und Mac finden Sie unter www.python.org den Interpreter mit systemtypischem Installer. Bei Windows achten Sie bitte darauf, dass die PATH-Variable gesetzt wird. Dazu gibt die Installation explizit die Möglichkeit. Ansonsten kann der Python-Interpreter nicht ohne komplizierte Pfadangabe aus der Konsole aufgerufen werden. Das ist bei Linux und Mac nicht erforderlich.

Beschaffung und Installation

Wenn Sie die Website www.python.org aufsuchen, finden Sie dort einen Link für einen Download. Dort gibt es den Verweis auf eine Windows- und eine Mac-Version, aber auch eine Sparte Andere Plattformen. Bei Linux ist Python typischerweise bereits installiert.

Bei der Installation unter Windows verwenden Sie den Windows-Installer (64Bit) und starten ihn. Achten Sie bei der Installation darauf, dass das Häkchen gesetzt wird, das Python in den PATH setzt.

Es kann sein, dass nach der Installation der Vorschlag kommt, dass man die PATH-Längenbeschränkung bei Windows aufhebt. Das ist eine gute Idee.

Aufruf des Interpreters

Der Python-Interpreter heißt python. Soll explizit die Version Python-3 verwendet werden, kann python3 aufgerufen werden. Als Argument wird das Python-Skript angegeben. Daraufhin startet der Interpreter das Skript. 
python pythonskript.py
Wir testen das im Interpreter, der unter Linux python3, ansonsten oft einfach nur python heißt: 
pyhton3
Python 3.10.12 (main, Jun 11 2023, 05:26:28) [GCC 11.4.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hallo")
Hallo
>>> a = 4 + 5 * 3
>>> print(a)
19
>>> quit()
  1. Die erste Anweisung ruft die Funktion print (erkennbar an den runden Klammern). Als Parameter erhält sie einen String (erkennbar an den Anführungszeichen). Die Funktion gibt den Inhalt der Klammern auf dem Bildschirm aus.

  2. Danach weisen wir einer Variablen mit dem Namen a das Ergebnis eines mathematischen Ausdrucks zu, der sich rechts neben dem Zuweisungszeichen, also dem Gleichheitszeichen befindet.

    Das Pluszeichen erklärt sich von selbst. Ein Stern mulitpliziert. Offenbar hält sich Python an die Punkt-Vor-Strich-Rechenregel, die wir aus der Schule kennen.

  3. Wird der Funktion print etwas ohne Anführungszeichen übergeben, wird dies als Variable gewertet. Deren Inhalt wird ausgegeben. Sollte die Variable noch nicht definiert sein, reagiert Python etwas verschnupft und gibt eine Fehlermeldung aus.
  4. Mit quit() (oder [Strg]+[D]) kann der Interpreter wieder verlassen werden.
Auf diese Weise können schnell Python-Befehle ausprobiert werden, durchaus auch komplexere Anweisungsfolgen. In den meisten Fällen wird man allerdings Progamme in Textdateien ablegen und dann mit dem Interpreter ausführen. 

$ vi inout.py
$ python3 inout.py
Gebe Deinen Namen ein: Arnold
Arnold
$

Integrierte Entwicklungsumgebung IDE

Als Werkzeug verwenden Programmierer gern integrierte Entwicklungsumgebungen, die IDE (Integrated Deverlopment Environment) genannt werden. Sie bestehen im Allgemeinen aus einem Editor und einem Übersetzer. Dabei ist alles auf die Programmierung abgestimmt. So bietet der Editor häufig eine automatische Codevervollständigung an. Das bedeutet, dass er rät, was der Programmierer gern als nächstes eintippen würde. Häufig wird der Code eingefärbt, um Kommentare, Bezeichner und Sprachbefehle voneinander zu unterscheiden. In der Regel bieten sie auch komfortable Debug-Möglichkeiten.

Visual Studio Code

Visual Studio Code ist eine IDE aus dem Hause Microsoft und dennoch Open Source und damit frei für Windows, Linux und Mac verfügbar. Es besitzt eine Python-Erweiterung, die aber nicht den Python-Interpreter enthält. Der Interpreter muss also unabhängig davon installiert werden.

Ich habe für den Visual Studio Code eine ausführlichere Beschreibung erstellt.

IDLE

Für die Software-Entwicklung reicht schon ein Editor und der Interpreter. Mit Python kommt IDLE, eine kleine IDE, die einen brauchbaren Editor enthält und eine Möglichkeit, den Interpreter aufzurufen.

Spyder

Wer etwas mehr Komfort haben möchte, kann die freie Open-Source IDE Spyder wählen.

Auf der linken Seite gibt es einen Editor, auf der rechten Seite zeigen die Konsolen die Ergebnisse der Programme an.

Spyder verfügt über eine automatische Code-Vervollständigung und einen Debugger mit Variablen-Manager, in dem sich der Wert der Variablen während des Debugs anzeigen lässt.

Eclipse

Wer andere Programmiersprachen, insbesondere Java verwendet, kennt vermutlich auch Eclipse als IDE. Für Eclipse gibt es ein Plugin für Python, das Sie über den Marktplatz von Eclipse nachinstallieren können.

Jupyter

Das Jupyter-Projekt stellt eine Webanwendung für die Programmierung in Python zur Verfügung. Hier ein Einstieg.

Anaconda und Jupyter

Heise Online stellt einen Artikel über die Einrichtung einer Entwicklungsumgebung mit Anaconda und einer Integration von Jupyter zur Verfügung.

Fehler sind auch nur Menschen: Der Debugger

Python liefert den Kommandozeilen-Debugger pdb mit. Er wird einfach statt des Interpreters aufgerufen. 
pdb lotto.py
> /home/arnold/src/python/lotto.py(1)()
-&ft; Lottozahlen = [ 7, 17, 24, 28, 29, 31 ]
(Pdb)
Der Debugger kennt folgende Befehle:

Der Package-Installer für Python: pip

pip steht für „Package Installer for Python“. Damit lassen sich Pakete für Python installieren, ohne dass man den Administrator bemühen muss. Das hat allerdings zur Konsequenz, dass die Installationen nur für den Benutzer zur Verfügung steht, der sie installiert und natürlich gegenüber Malware ungeschützt im Benutzerverzeichnis stehen.

Um beispielsweise das Test-Tool für Python zu installieren, ruft man folgenden Befehl auf: 

pip install chess

pip kennt mehrere Verben:

Pytest: Testen und verifizieren

Um verlässliche Programme zu schrauben, müssen sie getestet werden und möglichst auch bei jeder Änderung. Zu diesem Zweck können Testskripten gesprieben werden, die das Skript respektive die zu testende Funktion aufruft und prüft, ob das gewünschte Ergebnis herauskommt. Diese Prüfung übernimmt das Programm pytest.

Die Installation übernimmt das Installationstool von Python pip. 

pip install pytest
Unter Linux kann auch das Paket python3-pytest aus dem Repository installiert werden. 
# apt install python3-pytest
Damit lassen sich Testskripte erstellen, die Python-Programme prüfen. Eine ausführlichere Beschreibung finden Sie unter dem Thema Module.