Hallo, Welt!
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Hallo, Welt!¶
Wichtiger Hinweis!
Führen Sie bitte alle Beispiel-Codeblöcke aus, da diese aufeinander aufbauen.
Wenn Sie die Codezellen des Jupyter Book mit Live Code aktiviert haben, dann klicken Sie auf die Schaltfläche ‘run’.
Wenn Sie die Notebooks mit Binder bearbeiten, können Sie die ausgewählte Codezelle ausführen, indem Sie ‘SHIFT’ und ‘ENTER’ drücken oder auf die Playtaste klicken.
# hello world program
"""These few lines of code are
used to display the text "Hello, World!"."""
my_variable = "Hello, World!" # assign value to variable
print(my_variable)
Anhand des obigen, obligatorischen Hallo-Welt-Programms, das in keiner Programmier-Einführung fehlen darf, können wir einige grundlegende Funktionsweisen von Python ablesen und zugleich testen, ob die Programmierumgebung ordnungsgemäß funktioniert. Das Programm macht im Prinzip nichts anderes, als Ihnen die Zeichenkette Hello, World! auf dem Bildschirm auszugeben.
Funktionsweise
Der Code wird vom Rechner Zeile für Zeile ausgeführt. Jede Zeile kann potentiell eine Anweisung (statement) enthalten, die dem Rechner sagt, was zu tun ist. Die Reihenfolge der einzelnen Anweisungen ist zentral. Es gibt einfache und komplexe Anweisungen, die Sie nach und nach in den nachfolgenden Abschnitten und Lektionen kennenlernen werden.
Neben den Anweisungen können Programmcodes Kommentare enthalten, wie in den Zeilen 1, 3 und 4 unseres Beispielcodes zu sehen. Kommentare können und sollten dazu genutzt werden, Code-Schnipsel hinsichtlich ihrer Funktionalität zu erläutern. Mit der Raute (#) kann ein einfacher einzeiliger Kommentar geschrieben werden. Sobald der Interpreter auf die Raute stößt, wird der Text nicht mehr als auszuführender Code interpretiert und von der Maschine ignoriert. Möchte man über mehrere Zeilen kommentieren, dann kann man entweder in jede Zeile eine Raute setzen oder man nutzt dreimal einfache (') beziehungsweise dreimal doppelte (") Anführungszeichen. Die letzte Variante wird üblicherweise für die Dokumentation genutzt. Als docstrings werden sie Ihnen in späteren Übungseinheiten wiederbegegnen, wenn Funktionen oder Klassen definiert und erklärt werden müssen. Die Kommentare dienen zur Kommunikation mit den Codeleser:innen.
Variablen definieren und ausgeben¶
Mit der Anweisung in Zeile 6 beginnt der eigentliche Programmcode. Zuerst wird einer Variable mit dem Namen my_variable ein Wert zugewiesen.1 Die Zuweisung des Werts zur Variablen wird durch das Gleichheitszeichen (=) indiziert. Es ist nicht mit dem mathematischen Gleichheitszeichen gleichzusetzen. Sie können sich eine Variable als eine Art Behälter (container) vorstellen, der für die Zeit des Programmdurchlaufs bestimmte Werte aufbewahrt und ansteuerbar macht. Anders als bei statisch typisierten Programmiersprachen wie C oder Java werden Variablen in Python dynamisch typisiert. Das heißt, Variablen müssen nicht ausdrücklich dahingehend deklariert werden, ob es sich etwa um einen string (Zeichenkette) oder integer (Ganzzahl) handelt. Durch die doppelten ("Hello, World") oder einfachen ('Hello, World') Anführungszeichen wird in Python automatisch der Datentyp string ermittelt. Beide Varianten sind möglich, bleiben Sie innerhalb eines Programmierprojekts aber bitte immer einheitlich!2 Konkret heißt das für unser Beispiel, dass wir in Zeile 6 den Wert Hello, World! vom Typ string der Variable my_variable zugewiesen haben. Solange wir die Variable während eines Programmdurchlaufs nicht mit einem anderen Wert überschreiben, rufen wir immer diese Zeichenkette auf, wenn wir die Variable benutzen.
Es gibt noch weitere Formen von Zuweisungen, die in unterschiedlichen Kontexten gebräuchlich sein können. Sie können beispielsweise mehrere Zuweisungen auf einen Schlag durchführen, wie im nachfolgenden Codeblock.
# assign multiple variables at once
fruit, vegetable = "apple", "cucumber"
breakfast = lunch = "egg"
print(fruit)
print(vegetable)
print(breakfast)
print(lunch)
In Zeile 2 haben wir platzsparend einerseits den Wert apple der Variable fruit zugewiesen, andererseits cucumber der Variable vegetable. Beachten Sie die Reihenfolge der einzelnen Elemente. Dagegen wurde in Zeile 3 der Wert egg sowohl der Variable lunch als auch der Variable breakfast zugewiesen.
Geprüft werden kann die richtige Zuweisung indem die in den Variablen gespeicherten Werte der Reihe nach ausgeben werden. Die runden Klammern hinter einem Wort, wie bei print(), zeigen an, dass es sich um einen Funktionsaufruf handelt. Die print()-Funktion ist eine vordefinierte Ausgabe-Funktion. Vordefiniert heißt, dass sie bereits Teil der Python-Umgebung ist und der Interpreter weiß, wo er die Definition findet, die vorgibt, was getan werden muss, wenn print() aufgerufen wird. Die Elemente zwischen den runden Klammern werden Argument oder Parameter genannt. Welche Argumente einer Funktion übergeben werden können, erfahren Sie in der Python-Dokumentation. Hier wird als Argument eine Variable übergeben, die als Wert eine Zeichenkette (string) enthält. Mittels print() wird diese Zeichenkette nun als Ergebnis ausgegeben und auf Ihrem Bildschirm dargestellt. Sie können als Argumente für die print()-Funktion aber auch direkt Werte verwenden.
Die kürzeste Variante unseres Hallo-Welt-Programms sieht in Python dann beispielsweise wie folgt aus:
print("Hello, World!")
Noch ein Hinweis: Die Dokumentation sollte für die Recherche von Modulen, Funktionen und Funktionalitäten stets Ihre erste Anlaufstelle sein. Python bietet allerdings auch eine eingebaute Hilfe, mit der Sie die bereits erwähnten docstrings aufrufen können. Das bietet oft schon einen ersten Eindruck von den jeweiligen Funktionsweisen und zugleich den Vorteil, dass Sie diese Informationen direkt in Ihrer Programmierumgebung aufrufen können:
help(print)
- 1
Enthält eine Variable mehrere Wörter, ist es in Python Konvention, diese mit Unterstrichen zu trennen. Ihr Programm wird auch funktionieren, wenn Sie sich nicht daran halten; die Lesbarkeit des Code verbessert sich aber dadurch. Leerzeichen dürfen Sie zur Trennung jedoch nicht verwenden.
- 2
Wenn Sie sich genauer dafür interessieren, was Datentypen und Variablen in Python sind, dann empfehlen wir Ihnen diese Lektion im Python-Kurs von Bernd Klein.