Python und Spiel

Vorteile von Python

Python gilt als eine sehr leicht zu erlernende Programmiersprache. Der wesentliche Grund dafür liegt in der einfachen Syntax.

Der Begriff Syntax bezieht sich auf formale Regeln, die die einzelnen Befehle und Ausdrücke eines Computerprogrammes befolgen müssen. Ein Beispiel für die einfache Syntax von Python besteht darin, dass diese Programmiersprache fast vollständig auf Klammern verzichtet. Zusammengehörige Blöcke werden lediglich durch Einrückung gekennzeichnet. Auch das Semikolon, das bei vielen anderen Programmiersprachen nach jedem Befehl stehen muss, ist bei Python nicht notwendig.

Auch hinsichtlich der Variablentypen ist Python frei. In vielen Programmiersprachen ist es notwendig, die Variablen zu Beginn des Programms zu deklarieren und somit einen festen Datentyp zuzuweisen. Python verzichtet auf die Deklaration von Variablen und vergibt den Datentyp dynamisch.

Installation von Python 3

Um Python programmieren zu können, wird ein geeigneter Texteditor zum Schreiben des Codes benötigt. Damit der Code ausgeführt werden kann, brauchen wir einen Python Interpreter. Ich gehe im Folgenden auf die nötigen Schritte für Windows-Anwender ein.

(Andere Betriebssysteme wie MacOS oder Ubutu verfügen in der Regel bereits über ein passendes Programm. Schreibe mir, wenn du Hilfe mit deinem Betriebssystem brauchst!)

Die Entwicklergemeinschaft von Python stellt den notwendigen Interpreter unter folgendem Link zum Download bereit:

 Click!

Ein Klick auf die gelbe Schaltfläche und der Download wird gestartet. Wenn du die heruntergeladen exe-Datei startet, bekommst du folgendes Fenster.

In diesem Fenster ist es wichtig, dass du die Checkbox Add Python 3.8 to PATH anklickst. Das bewirkt, dass der Installations-Assistent automatisch den Pfad des Python-Interpreters zu den Umgebungsvariablen hinzufügt. Sonst lässt sich der Python-Interpreter nur öffnen, wenn man sich in dem Verzeichnis befindet in dem er installiert wurde. Da es aber nicht sinnvoll ist die eigenen Programme im Installationsverzeichnis des Python-Interpreters abzulegen, würde das eine große Einschränkung bedeuten.

Nach der Auswahl der Checkbox klickst du auf Install Now.

War die Installation erfolgreich, schließt du das Fenster mit der Schaltfläche Close.

Da es sehr viele verschiedene Texteditoren gibt, werde ich zur Einfachheit die von Python mitgelieferte IDLE Umgebung verwenden. Du solltest sie nach der Installation in deinem Startmenü unter IDLE finden. Einfach starten und los geht's.

Das erste Programm

Wenn ihr die IDLE-Umgebung startet, sollte das geöffnete Fenster wie folgt aussehen.

Das ist das Shell-Fenster. In diesem Fenster erfolgen die Ausgaben deines Codes. Du könntest in der Shell programmieren, aber dann kannst du deinen Code nicht sauber abspeichern. Darum gehst du zunächst auf File->New File. Es öffnet sich ein neues Fenster, dies ist das Code-Fenster, indem du programmierst.

Zum Testen, ob alles funktioniert, wollen wir unseren ersten Befehl schreiben. 

Die Shell soll Hallo Welt! ausgeben. Im Code-Fenster schreibst du dafür:

print("Hallo Welt!")

Zur Erklärung: Der Befehl lautet print() und Hallo Welt! ist ein String, also eine Zeichenkette. Strings müssen immer in Anführungsstriche gesetzt werden. Würdest du 1234 schreiben, also Integer bzw. Zahlen, brauchst du keine Anführungsstriche.

Jetzt musst du deinen Programmcode speichern. Gehe dafür im Code-Fenster auf File->Save As wähle einen Ordner, in dem du dein Programm speichern möchtest, oder lege einen neuen Ordner in einem von dir gewählten Pfad an. Gib deiner Datei einen Namen und füge den Dateityp .py an, zum Beispiel Test.py.

Nun kannst du deinen Code über das Code-Fenster ausführen. Im Menü auf Run->Run-Module klicken.

Daraufhin sollte die Shell in den Vordergrund treten und du siehst deine erste Ausgabe.

Merke dir: Programm Schreiben -> Speichern -> Ausführen

Das Programm soll nun erweitert werden.

1. Der Nutzer soll mit Hallo Welt! begrüßt werden. (Das hast du bereits programmiert.)

2. Anschließend nach seinem Namen gefragt werden.

3. Mit seinem Namen begrüßt werden.

Ich zeige dir, wie das Programm aussehen soll.

Wir erweitern nun dein Programm. Python soll mit der Funktion len() die Länge des eingegebenen Namens ermitteln und anschließend ausgeben.

Leg eine neue Variable an und weise ihr die Funktion len() zu. Übergib der Funktion die Variable person. Anschließend soll die Ausgabe des Wertes erfolgen, damit wir wissen, wofür die Zahl steht, die ausgegeben wird, soll ein Satz die Ausgabe umschließen.

Im Bild seht ihr, wie der Code aussehen könnte.

Zur Erklärung:
person ist eine Variable, mit dem = erfolgt die Zuweisung, was in die Variable geschrieben wird. Die Variablen sollten möglichst so bezeichnet werden, dass sie angeben, was in ihnen gespeichert wird. 
Variablennamen sollten mit einem Buchstaben beginnen. Du kannst Buchstaben und Zahlen verwenden. Symbole wie -, /, # oder @ sind nicht erlaubt. Leerzeichen dürfen nicht verwendet werden, stattdessen kannst du Unterstriche verwenden. Groß- und Kleinschreibung werden unterschieden. Python behandelt person und Person als zwei verschiedene Variablen. Verwende keine Wörter wie print, die bereits Befehle in Python sind.

input("optional") liest Eingaben aus, optional kann ein String angegeben werden, der vor der Eingabeaufforderung ausgegeben werden soll. Eingabeaufforderungen werden mit Enter bestätigt.
print() dient der Ausgabe von Werten, z.B. Strings, die wir in Hochkommas oder Anführungsstrichen selbst schreiben oder aus zum Auslesen von Variablen. Die Ausgabe von mehreren Werten wird mit Komma getrennt.
len() steht für Englisch length - Länge und gibt die Länge eines Strings inklusive Leerzeichen wieder.

Speichere dein Programm und führe dein Programm aus.

Tipp:
Strg+s speichert dein Programm
F5 führt dein Programm aus

Turtle-Grafik

Nun schreibst du ein neues Programm, in dem du das Modul turtle verwenden wirst.
Um es bildlich auszudrücken, wird mit diesem Modul eine Schildkröte gesteuert, die einen Stift bei sich trägt. Ziel ist es ein Rechteck zu zeichnen.

Öffne also eine neue Datei. 
Um das Modul verwenden zu können, musst du es in dein Programm importieren.

import turtle as t

Anschließend soll die turtle 100 Schritte laufen.

t.forward(100)

Speichere dein Programm und probiere es aus.

Wichtig: Nenne die Datei niemals turtle.py, dieser Dateiname ist bereits in dem turtle-Modul, das wir importiert haben, vergeben. Du würdest sonst Fehlermeldungen erhalten.

Folgend einige Befehle, die du zum Programmieren der Turtle benötigen wirst:

Wenn du dich über weitere Befehle informieren möchtest, gibt es unter https://docs.python.org/2/library/turtle.html eine Übersicht.

Ich habe ein Programm geschrieben, das ein rotes Rechteck zeichnet: