Python-Tutorial 

1. Was ist Python?

Python ist eine universelle, leicht verständliche Programmiersprache, die weltweit in Wissenschaft, Wirtschaft, Webentwicklung, Datenanalyse, Machine Learning, Automatisierung und vielen weiteren Bereichen eingesetzt wird.

• Lesbare Syntax, ideal für Einsteiger und Profis
• Große Community, viele Bibliotheken (z.B. für Datenanalyse, Web, KI, Grafik, Spiele)
• Plattformunabhängig (Windows, Mac, Linux)
• Open Source und kostenlos

2. Installation und erste Schritte

• Python herunterladen: python.org (achte auf die aktuelle Version, z.B. 3.12)
• Installation: Aktiviere „Add Python to PATH“ während der Installation.
• Editoren/IDEs: VS Code, PyCharm, Thonny oder die mitgelieferte IDLE.
• Online-Editoren: replit.com, learnpython.org

3. Grundlagen: Syntax, Variablen & Datentypen

Dein erstes Programm

print("Hallo, Welt!")

print() gibt Text oder Variablen auf dem Bildschirm aus.

Kommentare

# Das ist ein Kommentar
print("Kommentare werden ignoriert")  # Kommentar am Zeilenende

Variablen und Datentypen

name = "Maria"         # String (Text)
alter = 35             # Integer (Ganzzahl)
pi = 3.14159           # Float (Kommazahl)
ist_aktiv = True       # Boolean (Wahr/Falsch)

Python erkennt den Typ automatisch. Mit type(name) kannst du den Typ prüfen:

print(type(name))      # <class 'str'>
print(type(alter))     # <class 'int'>

Typumwandlung (Casting)

zahl = "42"
zahl_int = int(zahl)
print(zahl_int + 10)  # 52

4. Benutzereingaben und Ausgabe

benutzer = input("Wie heißen Sie? ")
print("Willkommen,", benutzer)

input() liest eine Benutzereingabe (immer als String). Für Zahlen musst du umwandeln:

alter = int(input("Wie alt sind Sie? "))

5. Operatoren und Rechnen

a = 7
b = 3
print(a + b)   # Addition
print(a - b)   # Subtraktion
print(a * b)   # Multiplikation
print(a / b)   # Division (float)
print(a // b)  # Ganzzahl-Division
print(a % b)   # Modulo (Rest)
print(a ** b)  # Potenz

Operatoren können auch mit Strings verwendet werden:

print("Hallo" + " Welt")   # Verkettung
print("Hi! " * 3)          # Wiederholung

6. Kontrollstrukturen: Bedingungen und Schleifen

Bedingungen (if, elif, else)

zahl = int(input("Geben Sie eine Zahl ein: "))
if zahl > 0:
    print("Die Zahl ist positiv.")
elif zahl == 0:
    print("Die Zahl ist null.")
else:
    print("Die Zahl ist negativ.")

Vergleichsoperatoren: == (gleich), != (ungleich), >, <, >=, <=

Logische Operatoren

a = 5
b = 10
if a < 10 and b > 5:
    print("Beide Bedingungen sind erfüllt.")
if a == 5 or b == 5:
    print("Mindestens eine Bedingung ist erfüllt.")
if not a == 7:
    print("a ist nicht 7.")

Schleifen

for-Schleife

for i in range(5):
    print("Durchlauf", i)

range(5) erzeugt die Zahlen 0 bis 4.

while-Schleife

x = 0
while x < 3:
    print("x ist", x)
    x += 1

break und continue

for i in range(10):
    if i == 5:
        break  # Schleife beenden
    if i % 2 == 0:
        continue  # nächsten Schleifendurchlauf
    print(i)

7. Datenstrukturen: Listen, Tupel, Dictionaries, Sets

Listen

farben = ["rot", "blau", "grün"]
print(farben[1])  # 'blau'
farben.append("gelb")
print(farben)
farben[0] = "orange"
del farben[2]
print(farben)

• Listen sind veränderbar und können verschiedene Datentypen enthalten.
• Wichtige Methoden: append(), insert(), remove(), pop(), sort(), reverse()

Listen-Komprehension

quadrate = [x**2 for x in range(10)]
print(quadrate)

Tupel

koordinaten = (10, 20)
print(koordinaten[0])
# Tupel sind unveränderbar (immutable)

Dictionaries

person = {"name": "Maria", "alter": 35}
print(person["name"])
person["stadt"] = "Berlin"
for schluessel, wert in person.items():
    print(schluessel, ":", wert)

• Dictionaries speichern Werte mit Schlüsseln.
• Wichtige Methoden: keys(), values(), items(), get()

Sets

zahlen = {1, 2, 3, 2}
print(zahlen)  # {1, 2, 3}
zahlen.add(4)
zahlen.remove(2)
print(zahlen)

• Sets enthalten nur einzigartige Werte.

8. Funktionen und Argumente

def begruessung(name):
    print("Hallo,", name)

begruessung("Maria")

Funktionen helfen, Code zu strukturieren und wiederzuverwenden.

def addiere(a, b=0):
    return a + b

ergebnis = addiere(5, 7)
print(ergebnis)

• Mit return gibst du einen Wert zurück.
• Standardwerte für Argumente sind möglich.

Mehrere Rückgabewerte

def rechne(a, b):
    return a + b, a * b

summe, produkt = rechne(3, 4)
print("Summe:", summe, "Produkt:", produkt)

Beliebig viele Argumente

def summiere(*zahlen):
    return sum(zahlen)

print(summiere(1, 2, 3, 4))

Lambda-Funktionen

f = lambda x: x + 1
print(f(5))

9. Objektorientierte Programmierung (OOP)

Mit Klassen kannst du eigene Datentypen und Methoden definieren.

class Auto:
    def __init__(self, marke, baujahr):
        self.marke = marke
        self.baujahr = baujahr

    def hupen(self):
        print("Hup Hup!")

mein_auto = Auto("VW", 2020)
print(mein_auto.marke)
mein_auto.hupen()

• __init__ ist der Konstruktor, self verweist auf das Objekt.
• Methoden sind Funktionen innerhalb einer Klasse.

Vererbung

class Elektroauto(Auto):
    def __init__(self, marke, baujahr, akku_kapazitaet):
        super().__init__(marke, baujahr)
        self.akku_kapazitaet = akku_kapazitaet

    def lade(self):
        print("Lädt...")

tesla = Elektroauto("Tesla", 2022, 100)
print(tesla.marke, tesla.akku_kapazitaet)
tesla.lade()

Eigenschaften (Properties)

class Person:
    def __init__(self, name):
        self._name = name

    @property
    def name(self):
        return self._name

    @name.setter
    def name(self, wert):
        self._name = wert

p = Person("Anna")
print(p.name)
p.name = "Maria"
print(p.name)

10. Fehlerbehandlung

try:
    zahl = int(input("Gib eine Zahl ein: "))
    print(10 / zahl)
except ZeroDivisionError:
    print("Durch 0 teilen geht nicht!")
except ValueError:
    print("Bitte gib eine gültige Zahl ein.")
finally:
    print("Programm beendet.")

• try ... except: Fehler abfangen
• finally: Wird immer ausgeführt, egal ob Fehler auftritt oder nicht

Eigene Exceptions

class MeineFehler(Exception):
    pass

try:
    raise MeineFehler("Das ist ein benutzerdefinierter Fehler!")
except MeineFehler as e:
    print(e)

11. Module und Pakete

import math
print(math.sqrt(16))  # Quadratwurzel

from random import randint
print(randint(1, 10))  # Zufallszahl zwischen 1 und 10

• Mit import bindest du externe Bibliotheken ein.
• Eigene Module: Speichere Funktionen in einer .py-Datei und importiere sie.

Eigene Module

# datei: hilfsfunktionen.py
def quadriere(x):
    return x * x

# Im Hauptprogramm:
import hilfsfunktionen
print(hilfsfunktionen.quadriere(5))

Installation externer Pakete

pip install requests

Beispiel für die Verwendung eines externen Moduls:

import requests
antwort = requests.get("https://api.github.com")
print(antwort.status_code)

12. Dateien lesen und schreiben

Datei schreiben

with open("test.txt", "w") as f:
    f.write("Hallo Datei!")

Datei lesen

with open("test.txt", "r") as f:
    inhalt = f.read()
    print(inhalt)

• with sorgt dafür, dass die Datei nach dem Lesen/Schreiben korrekt geschlossen wird.
• Weitere Modi: "a" (anhängen), "b" (binär), "x" (neu anlegen)

CSV-Dateien

import csv

with open("daten.csv", "w", newline="") as f:
    writer = csv.writer(f)
    writer.writerow(["Name", "Alter"])
    writer.writerow(["Maria", 35])

with open("daten.csv", "r") as f:
    reader = csv.reader(f)
    for zeile in reader:
        print(zeile)

13. Weiterführende Themen

• Listen-Komprehension: [x * 2 for x in range(5)]
• Generatoren:

  def gen():
      for i in range(3):
          yield i
  
  for zahl in gen():
      print(zahl)
  

• Dekoratoren:

  def dekorator(funktion):
      def wrapper():
          print("Vorher")
          funktion()
          print("Nachher")
      return wrapper
  
  @dekorator
  def sag_hallo():
      print("Hallo!")
  
  sag_hallo()
  

• Reguläre Ausdrücke:

  import re
  text = "abc 123"
  muster = re.search(r"\d+", text)
  print(muster.group())
  

• Datenanalyse mit pandas, Visualisierung mit matplotlib
• Webentwicklung mit flask oder django
• Automatisierung mit os, shutil, subprocess
• Unit-Tests mit unittest

14. Praxisprojekte und Übungen

• Schreibe einen Taschenrechner, der Grundrechenarten unterstützt.
• Erstelle ein Quiz mit mehreren Fragen und Auswertung.
• Baue ein Text-Adventure-Spiel.
• Automatisiere das Umbenennen von Dateien in einem Ordner.
• Lese Daten aus einer CSV-Datei und erstelle eine Statistik.
• Erstelle eine kleine Web-App mit Flask.

15. Empfohlene Ressourcen

• Offizielles Python-Tutorial
• LearnPython.org (interaktiv)
• W3Schools Python-Tutorial
• Real Python (englisch, viele Praxisbeispiele)
• Automate the Boring Stuff with Python (Buch und Online-Kurs)
• python-course.eu (deutsch)
• Stack Overflow (Fragen & Antworten)
• PyPI – Python Package Index