Die Programmiersprache Python

Python ist eine interpretierte, objektorientierte Programmiersprache. Dank seiner integrierten Datenstrukturen auf hoher Ebene und der dynamischen Typisierung ist es beliebt für die schnelle Entwicklung neuer Anwendungen und auch für die Skripterstellung von Code, um vorhandene, in verschiedenen Sprachen geschriebene Komponenten zu kombinieren.

Pythons einfache, leicht zu erlernende Syntax legt Wert auf Lesbarkeit und reduziert so die Kosten und Komplikationen der langfristigen Programmwartung. Es unterstützt verschiedene Pakete zur Aufnahme von Code, was die Programmmodularität und die Wiederverwendung von Code fördert. Der Python-Interpreter und die umfangreiche Standardbibliothek sind für alle wichtigen Plattformen kostenlos verfügbar.

Jede Programmiersprache wurde ursprünglich entwickelt, um ein bestimmtes Problem oder einen bestimmten Mangel zu lösen. Python wurde entwickelt, weil Guido van Rossum und sein Team es anstrengend fanden, in C und Unix-Shell-Skripten zu entwickeln. Die Entwicklung dieser Sprachen verlief langsam und selbst erfahrene Ingenieure brauchten Zeit, um Code zu verstehen, den sie zuvor noch nicht gesehen hatten.

Das Erlernen von Python ermöglicht es Ihnen, verschiedene Arten von Programmen zu erstellen, und es bedeutet auch, dass dem Benutzer eine Reihe neuer Tools und Funktionen zur Verfügung stehen. Python kann viele Dinge tun, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

Webbasiert

• Dateien lesen und schreiben
• Auf Netzwerkanfragen achten und Antworten senden
• Stellen Sie eine Verbindung zu einer Datenbank her, um auf Daten zuzugreifen und diese zu aktualisieren.

Nicht webbasiert

• Befehlszeilenschnittstellen (CLIs)
• Server
• Web Scraper
• Spiele

Referenzen:
Über Python
Die frühen Jahre von Python (Guido van Rossum)

Objektorientiertes Programmierparadigma

Objektorientierte Programmierung (OOP) ist ein Programmierparadigma, das auf dem Konzept von Objekten basiert, die Daten in Form von Feldern enthalten können, die als Attribute bezeichnet werden oder Eigenschaften und Code in Form von Prozeduren, die als Funktionen oder Methoden bezeichnet werden. OOP legt Wert auf die Datenstruktur und darauf, dass der Benutzer Code so strukturieren kann, dass seine Funktionalität in der gesamten Anwendung gemeinsam genutzt werden kann. Dies steht im Gegensatz zur prozeduralen Programmierung, bei der Programme in sequentieller Reihenfolge erstellt werden und Prozeduren aufgerufen oder aufgerufen werden, wenn eine bestimmte Folge von Anweisungen innerhalb des Programms gemeinsam genutzt und wiederverwendet werden soll.

Referenzen:
Objektorientierte Programmierung in Python
Unterschiede zwischen objektorientierter und prozeduraler Programmierung

OOP-Bedingungen

Hier sind einige Schlüsselbegriffe, die für OOP relevant sind und später in diesem Artikel durch Beispiele veranschaulicht werden.

• Klassen und Instanzen
• Instanzmethoden
• Attribute

Einige Implementierungsbeispiele im Code

Klassen und Instanzen:
Eine Klasse ist eine Blaupause zum Erstellen von Instanzen, auch Objekten genannt, die ähnliche Eigenschaften und Verhaltensweisen aufweisen. Es definiert eine Reihe von Attributen und Methoden, auch Funktionen genannt, die die Objekte haben und ausführen können.

Eine Klasse fungiert als Vorlage oder Struktur, die es Ihnen ermöglicht, mehrere Instanzen von Objekten mit denselben Eigenschaften und Verhaltensweisen zu erstellen. Daher kapselt es Daten und Funktionen in einer einzigen Einheit und fördert so die Wiederverwendbarkeit und Organisation des Codes.

Hier ist ein Beispiel für die Klasse Pet:

class Pet:
    def __init__(self, name, species):
        self.name = name
        self.species = species

    def introduce(self):
        print(f"Hi, my name is {self.name} and I am a {self.species}.")

    def eat(self, food):
        print(f"{self.name} is eating {food}.")

Instanzmethoden

Im obigen Beispiel verfügt die Pet-Klasse über drei Methoden:

my_pet = Pet("Max", "dog")
my_pet.introduce()  # Output: Hi, my name is Max and I am a dog.
my_pet.eat("bones")  # Output: Max is eating bones.

Die init()-Methode ist eine spezielle Methode namens Konstruktor. Es wird automatisch ausgeführt, wenn eine neue Instanz der Pet-Klasse erstellt wird. Es initialisiert die Namens- und Artenattribute für jede Instanz.

Die „introducing()“-Methode gibt eine Nachricht aus, in der das Haustier mit seinem Namen und seiner Art vorgestellt wird.

Die eat()-Methode nimmt einen Parameter, Futter, und gibt eine Meldung aus, die angibt, dass das Haustier das angegebene Futter frisst.

Beachten Sie, dass mehrere Instanzen der Pet-Klasse erstellt werden können und jede Instanz ihre eigenen Namens- und Artenattribute hat.

Attribute

Die folgende Tabelle zeigt einige mögliche Attribute, die ein Haustier der Klasse Haustier haben kann.

Klasse Haustier:

Die verschiedenen Spalten entsprechen unterschiedlichen Attributen oder Eigenschaften, d. h. Datenelementen, die alle Haustiere haben, aber bei jedem einzelnen Haustier unterschiedlich sein können. Hier ist ein Beispiel für die Klasse Pet mit den Attributen ID, Name, Alter und Art.

class Pet:
    def __init__(self, id, name, age, species):
        self.id = id
        self.name = name
        self.age = age
        self.species = species

Das Aufrufen oder Instanziieren der verschiedenen Haustiere kann wie folgt erfolgen.

# Creating instances of Pet class
dog1 = Pet(1, “Colleen", 5, "dog”)
dog2 = Pet(2, “Rowdy", 2, “dog”)
cat3 = Pet(3, “Whiskers”, 11, “cat")

Vorteile von OOP

Einige wichtige Vorteile von OOP sind:

• Modularität und Wiederverwendbarkeit
• Verkapselung
• Wartbarkeit
• Vererbung und Polymorphismus

Modularität und Wiederverwendbarkeit: Mit OOP können Sie Ihren Code in kleinere, modulare Objekte zerlegen. Diese Objekte können in verschiedenen Teilen Ihres Programms oder in anderen Programmen wiederverwendet werden, wodurch die Wiederverwendbarkeit des Codes gefördert und Duplikate reduziert werden.

Kapselung: OOP kapselt Daten und Funktionen in Objekte, was bei der Organisation und Verwaltung komplexer Codebasen hilft. Es ermöglicht dem Entwickler, die internen Implementierungsdetails eines Objekts zu verbergen und nur eine saubere Schnittstelle für die Interaktion damit bereitzustellen.

Wartbarkeit: OOP fördert eine klare und organisierte Codestruktur. Objekte und ihre Interaktionen können leicht verstanden und geändert werden, was die Wartung und das Debuggen Ihres Codes erleichtert.

Vererbung und Polymorphismus: Vererbung ermöglicht es Ihnen, neue Klassen basierend auf vorhandenen Klassen zu erstellen und deren Attribute und Verhaltensweisen zu erben. Dies fördert die Wiederverwendung von Code und hilft, eine hierarchische Struktur von Klassen zu erstellen. Polymorphismus ermöglicht die austauschbare Verwendung von Objekten verschiedener Klassen und bietet so Flexibilität und Erweiterbarkeit.

Flexibilität und Skalierbarkeit: OOP bietet einen flexiblen und skalierbaren Ansatz für die Programmierung. Sie können ganz einfach neue Funktionen hinzufügen, indem Sie neue Klassen erstellen oder vorhandene ändern, ohne andere Teile Ihres Codes zu beeinträchtigen.

Zusammenarbeit: OOP fördert die Zusammenarbeit zwischen Entwicklern, indem es eine gemeinsame Struktur und Terminologie für den Entwurf und die Implementierung von Software bereitstellt. Es ermöglicht mehreren Entwicklern, gleichzeitig an verschiedenen Teilen eines Programms zu arbeiten und dabei ein gemeinsames Verständnis von Objekten und ihren Interaktionen zu nutzen.

Testen und Debuggen: OOP erleichtert das Testen und Debuggen. Objekte können einzeln getestet werden, was die Isolierung und Behebung von Problemen erleichtert. Darüber hinaus fördert OOP die Verwendung von modularem und lose gekoppeltem Code, was das Schreiben von Unit-Tests erleichtert.

Zusammenfassung

Angesichts aller Vorteile von OOP in Python im vorherigen Abschnitt, die dazu beitragen, besser organisierten, wartbaren und skalierbaren Code zu schreiben, was die Produktivität und Codequalität verbessern kann.