HB Python.vp - Van Duuren Media

Inhoud
Voorwoord
Errata en suggesties
Gebruikte conventies in dit boek
Welkom lezer!
Python-promotie
Overzicht
0
1
xv
xv
xv
xvii
xviii
xix
Inleiding – Wat is Python?
1
Het is een programmeertaal!
Versies van de taal Python
Het is een standaardbibliotheek!
Het is een filosofie
Je reis begint...
2
3
4
4
5
Aan de slag
7
Python 3 ophalen en installeren
Windows
macOS
Linux
De shell van Python starten
De shell verlaten
Windows
Mac/Unix
Codestructuur en significante inspringing
De Python-cultuur
Modules uit de standaardbibliotheek importeren
Hulp ontvangen
Fruit tellen met math.factorial()
Verschillende soorten getallen
Primitieve gegevenstypen
int
8
8
9
10
11
12
13
13
13
17
18
19
21
21
23
23
vii
Inhoud
2
3
viii
float
None
bool
Relationele operatoren
Rijke vergelijkingsoperatoren
Programmaverloop: if en while
Conditioneel programmaverloop: de opdracht if
if...else
if...elif...else
Conditionele herhaling: de while-lus
Samenvatting
24
26
26
28
29
29
29
30
31
32
35
Strings en collecties
37
str – een onveranderlijke reeks Unicode-codepunten
Strings markeren
Zen-moment
39
Concatenatie van aangrenzende strings
Strings met meerdere regels en newlines
Raw-strings
De constructor str
Strings als sequenties
Stringmethoden
Strings met Unicode
bytes – een onveranderlijke reeks bytes
Literal bytes
Converteren tussen bytes en str
list – een reeks objecten
dict – sleutels met waarden combineren
For-lussen – een reeks items doorlopen
Alles samenvoegen
Samenvatting
38
38
40
40
42
43
43
43
45
46
46
47
50
51
52
53
57
Modulariteit
59
Code in een .py-bestand ordenen
Python-programma’s in de shell van het besturingssysteem uitvoeren
Modules in de shell importeren
Functies definiëren
Module in functies ordenen
__name__ en modules vanaf de opdrachtregel uitvoeren
Het uitvoeringsmodel van Python
De verschillen tussen modules, scripts en programma’s
60
61
62
62
64
65
67
68
Handboek – Python
4
Een functie main met opdrachtregelargument maken
Opdrachtregelargumenten accepteren
Zen-moment
Docstrings
Commentaar
Shebang
Uitvoerbare Python-programma’s bij Linux en Mac
Uitvoerbare Python-programma’s bij Windows
Samenvatting
68
72
74
75
78
79
79
79
80
Ingebouwde typen en het objectmodel
83
De aard van objectreferenties in Python
Een referentie opnieuw toekennen
Een referentie aan een andere toekennen
De waarde en de identiteit van objecten verkennen met id()
Met is op gelijkwaardigheid van identiteit testen
Muteren zonder te muteren
Verwijzingen naar muteerbare objecten
Gelijkheid van waarde (equivalentie) versus gelijkheid van identiteit
De semantiek van argumenten – meegeven als objectreferentie
Externe objecten in een functie aanpassen
Nieuwe objecten in een functie koppelen
Het meegeven van argumenten koppelt referenties
De semantiek van return in Python
Meer informatie over functieargumenten
Standaardwaarden voor parameters
Sleutelwoordargumenten
Wanneer worden standaardargumenten geëvalueerd?
Het typesysteem van Python
Dynamische typering in Python
Sterke typering in Python
Variabelendeclaratie en scope
LEGB
Scopes in de praktijk
Identieke namen in globale en lokale scope
Het sleutelwoord global
Zen-moment
Alles is een object
Een functie inspecteren
Samenvatting
84
84
85
87
87
88
90
92
93
93
94
96
97
98
98
99
99
102
102
103
104
104
105
105
106
107
108
108
110
ix
Inhoud
5
x
Ingebouwde collectietypen
113
Inleiding
tuple – een onveranderlijke reeks objecten
Literal-tupels
Toegang tot de elementen van een tupel
De lengte van een tupel
Iteratie langs een tupel
Tupels samenvoegen en herhalen
Geneste tupels
Tupels met één element
Lege tupels
Optionele haakjes
Tupels retourneren en uitpakken
Variabelen uitwisselen door tupels uit te pakken
De tupelconstructor
Lidmaatschapstests
Strings in actie
De lengte van een string
Strings samenvoegen
Meerdere strings samenvoegen
Strings splitsen
Zen-moment
Strings opdelen
Stringopmaak
Andere stringmethoden
range – een collectie gelijkmatig verdeelde integers
Startwaarde
Het argument step
Geen gebruikmaken van range: enumerate()
list in actie
Negatieve indexering voor lijsten (en andere reeksen)
Lijsten slicen
Lijsten kopiëren
Ondiepe kopieën
Lijsten herhalen
Lijstelementen zoeken met index()
Lidmaatschap testen met count() en in
Lijstelementen via de index verwijderen met del
Lijstelementen via de waarde verwijderen met remove()
Elementen aan een lijst toevoegen
Lijsten samenvoegen
Lijstelementen ordenen
Externe herschikking
114
114
114
114
114
115
115
115
115
116
116
116
117
118
118
118
118
119
120
120
121
121
122
123
124
124
125
126
127
127
128
131
132
136
138
139
139
139
140
140
141
142
Handboek – Python
6
dict – woordenboeken
Woordenboeken kopiëren
Woordenboeken bijwerken
Itereren langs woordenboeksleutels
Itereren langs woordenboekwaarden
Itereren langs sleutel-waardeparen
Op lidmaatschap testen bij woordenboeksleutels
Woordenboekitems verwijderen
Aanpasbaarheid van woordenboeken
Leesbaar afdrukken
set – ongeordende verzameling unieke elementen
De set-constructor
Itereren langs sets
Lidmaadschapstest voor sets
Elementen aan sets toevoegen
Elementen uit sets verwijderen
Sets kopiëren
Rekenkundige bewerkingen bij set
Verschil
Collectieprotocollen
Het protocol container
Het protocol sized
Het protocol iterable
Het protocol sequence
Andere protocollen
Samenvatting
143
144
145
145
146
147
147
147
148
148
149
150
151
151
151
152
152
153
154
156
157
157
157
157
158
159
Exceptions
161
Wat is een exception?
Uitzonderingen en het programmaverloop
Exceptions verwerken
Meerdere exceptions verwerken
Programmeerfouten
Lege blokken – de opdracht pass
Exception-objecten
Onverstandige retourcodes
Exceptions opnieuw opwerpen
Exceptions maken deel uit van de API van je functie
Door Python opgeworpen exceptions
Exceptions afvangen
Exceptions expliciet opwerpen
Exceptions vroeg detecteren
162
162
164
165
167
168
168
169
170
171
173
173
174
175
xi
Inhoud
7
xii
Exceptions, API’s en protocollen
IndexError
ValueError
KeyError
Geen voorzorgsmaatregelen nemen tegen TypeError
Pythonische stijl – EAFP versus LBYL
Opruimklussen
Zen-moment
Platformspecifieke code
Samenvatting
177
178
178
178
179
180
182
183
184
186
Comprehensions, iterables en generators
187
Inleiding
Comprehensions
Lijst-comprehensions
Set-comprehensions
Woordenboek-comprehensions
Comprehensions filteren
Zen-moment
Iteratieprotocollen
Een voorbeeld van de iteratieprotocollen
Een praktischer voorbeeld van de iteratieprotocollen
Generatorfuncties
Het sleutelwoord yield
Generators zijn iterators
Wanneer wordt generatorcode uitgevoerd?
Een expliciete toestand in de generatorfunctie behouden
Luie generator-pipelines
Luiheid en het oneindige
Generatorexpressies
Batterijen meegeleverd: iteratie-tools
De module itertools
Sequenties met Booleaanse waarden
Sequenties samenvoegen met zip()
Luie concatenatie van sequenties met chain()
Alles samenvoegen
Samenvatting
Generators
Iteratie-tools
188
188
188
190
190
192
193
194
194
195
196
197
197
199
200
202
203
204
206
207
208
208
210
210
211
211
212
Handboek – Python
8
9
Met klassen nieuwe typen definiëren
213
Inleiding
Klassen definiëren
Instantiemethoden
Instantie-initialisatie
Het ontbreken van access-modifiers
Validatie en invarianten
Een tweede klasse toevoegen
Collaborerende klassen
Zen-moment
Stoelen reserveren
Stoelen aan passagiers toewijzen
Methoden voor implementatiedetails
relocate_passenger() implementeren
Beschikbare stoelen tellen
Soms is een functie het enige object dat je nodig hebt
De klasse Flight instapkaarten laten maken
Polymorfisme en duck-typing
Aircraft herstructureren
Overerving en het delen van implementaties
Een basisklasse voor Aircraft
Overerving van Aircraft
Algemene functionaliteit in een basisklasse zetten
Samenvatting
214
215
216
217
218
219
220
222
224
225
228
232
233
235
236
237
238
240
243
243
244
245
247
Bestanden en bronbeheer
249
Bestanden
Binaire en tekstmodi
Het belang van codering
Een bestand openen om naar te schrijven
Naar een bestand schrijven
Bestanden sluiten
Het bestand buiten Python
Bestanden lezen
Gegevens aan bestanden toevoegen
Bestandsobjecten als iterators
Contextmanagers
Bronnen beheren met finally
with-blokken
Zen-moment
Binaire bestanden
Het bestandsformaat BMP
250
250
251
251
252
253
254
254
256
257
259
261
262
263
264
264
xiii
Inhoud
10
11
xiv
Bitoperatoren
Een BMP-bestand schrijven
Binaire bestanden lezen
Bestandachtige objecten
Je hebt al bestandachtige objecten gezien!
Bestandachtige objecten gebruiken
Andere bronnen
Samenvatting
269
270
272
274
274
274
276
279
Tests uitvoeren met de standaardbibliotheek
281
Module unittest
Testcases
Fixtures
Assertions
Een voorbeeld van een unittest: tekstanalyse
De eerste tests uitvoeren
De test laten slagen
Met fixtures tijdelijke bestanden maken
De nieuwe fixtures gebruiken
Met assertions gedrag testen
Regels tellen
Tekens tellen
Testen op exceptions
Testen of een bestand bestaat
Zen-moment
Samenvatting
282
282
282
283
283
284
285
286
287
289
290
291
293
294
295
296
Debuggen met PDB
297
Inleiding
Opdrachten van de debugger
Het debuggen van een palindroom
Naar fouten zoeken met PDB
Oneindige lussen proefondervindelijk opsporen
Expliciete breekpunten instellen
Door de uitvoering stappen
De bug repareren
Samenvatting
298
298
299
301
303
304
306
307
309
Handboek – Python
A
B
C
Index
Virtuele omgevingen
311
Inleiding
Een virtuele omgeving maken
Een virtuele omgeving activeren
Een virtuele omgeving deactiveren
Andere tools voor virtuele omgevingen
312
312
313
313
314
Pakketten maken en distributie
315
Inleiding
Een pakket configureren met distutils
Installeren met distutils
Pakketten maken met distutils
316
316
319
320
Pakketten van derden installeren
325
De installatie van pip
Python Package Index
Installeren met pip
Lokale pakketten installeren met pip
De installatie van pakketten ongedaan maken
326
326
326
328
328
Nawoord
329
331
xv
0
Inleiding – Wat is
Python?
Hoofdstuk 0 – Inleiding – Wat is Python?
Het is een programmeertaal!
Wat is Python eigenlijk? Het korte antwoord is dat Python een programmeertaal is. Deze taal is in de late jaren tachtig van de vorige eeuw in Nederland
ontwikkeld door Guido van Rossum. Guido is nog steeds actief betrokken bij de
ontwikkeling en evolutie van de taal, wat hem de eretitel ‘Benevolent Dictator
for Life’ (welwillende dictator voor het leven) of kortweg BDFL heeft opgeleverd. Python is een open-source project dat door iedereen gratis kan worden
gedownload en naar eigen inzicht kan worden gebruikt. De non-profitorganisatie Python Software Foundation (https://www.python.org/psf/) beheert het
intellectuele eigendom, speelt een grote rol bij de promotie van de taal en
financiert sommige onderdelen van de ontwikkeling.
Technisch gezien is Python een sterk getypeerde taal. Dit betekent dat elk
object een vaststaand type heeft, dat meestal niet te omzeilen is. Tegelijkertijd
is Python dynamisch getypeerd, waardoor er geen typecontrole op je code
wordt uitgevoerd voor de uitvoering ervan. Dit wijkt af van statisch getypeerde
talen als C++ en Java, waarbij een compiler veel typecontroles voor je uitvoert
en programma’s verwerpen die objecten misbruiken. De beste beschrijving van
het typesysteem van Python is dat het duck-typing gebruikt, waarbij de
geschiktheid van een object in een specifieke context op het moment van uitvoering wordt bepaald. Dit onderwerp komt uitgebreid in hoofdstuk 8 aan bod.
Python is een algemene programmeertaal. Het is niet bedoeld voor een specifiek domein of een vaststaande omgeving, maar kan worden ingezet voor een
grote verscheidenheid aan taken. Er zijn natuurlijk gebieden waar Python minder geschikt voor is dan andere talen, zoals extreem tijdgevoelige of geheugenbeperkte omgevingen, maar over het algemeen is Python net zo flexibel en
aanpasbaar als andere moderne programmeertalen en soms zelfs flexibeler en
aanpasbaarder.
Python is een geïnterpreteerde taal. Eigenlijk klopt dit technische gezien niet
helemaal, want Python wordt wel degelijk voor de uitvoering normaal gecompileerd tot een vorm van bytecode. Maar deze compilatie wordt onzichtbaar
uitgevoerd, waardoor Python de code onmiddellijk lijkt uit te voeren zonder
waarneembare compileerfase. Dit ontbreken van een extra stap tussen bewerking en uitvoering is een van de grote voordelen van het werken met Python.
De syntaxis van Python is ontworpen om duidelijk, leesbaar en expressief te
zijn. In tegenstelling tot veel andere populaire talen maakt Python gebruik van
witruimte om codeblokken te markeren en heeft het hierdoor geen overbodige
haakjes nodig om een universele indeling af te dwingen. Hierdoor ziet alle Python-code er in hoofdlijnen hetzelfde uit en leer je snel hoe je Python-
2
Handboek – Python
programma’s leest. Bovendien zorgt de expressieve syntaxis ervoor dat je veel
betekenis aan een regel code kunt toevoegen. Dankzij de expressieve, leesbare
code is het beheer in Python betrekkelijk eenvoudig.
Er zijn veel verschillende implementaties van de taal Python. De oorspronkelijke (en nog steeds meestgebruikte) implementatie is in C geschreven. Deze
versie wordt meestal aangeduid met CPython. Als iemand zegt dat hij Python
‘uitvoert’, kun je ervan uitgaan dat hij het over CPython heeft. Dit is de implementatie die in dit boek wordt gebruikt.
Andere implementaties van Python zijn:
• Jython (http://www.jython.org/), geschreven voor Java Virtual Machine
• IronPython (http://ironpython.net/), geschreven voor het platform .NET
• PyPy (http://pypy.org/), geschreven in de taal RPython (nogal circulair),
bedoeld voor het ontwikkelen van dynamische talen als Python
Deze implementaties volgen over het algemeen CPython, dat beschouwd
wordt als de ‘standaard’ van de taal. Veel van wat je in dit boek leest, is op alle
implementaties van toepassing.
Versies van de taal Python
Er worden op dit moment twee belangrijke versies van de taal Python gebruikt:
Python 2 en Python 3. Deze twee versies verschillen op belangrijke punten van
elkaar, waardoor code voor een van deze versies vaak niet bij de andere werkt,
tenzij je voorzorgsmaatregelen neemt. Python 2 is ouder en bekender dan Python 3 (Al zijn steeds meer projecten voornamelijk of zelfs alleen maar voor Python 3 bedoeld), maar in Python 3 zijn beperkingen van de oudere versie verbeterd. Python 3 is de toekomst van Python, dus maak er gebruik van.
Er zijn weliswaar grote verschillen tussen Python 2 en 3, maar de beginselen
van beide versies zijn identiek. Leer je een versie kennen, dan is je kennis ook
op de andere versie toepasbaar. In dit boek gebruiken we Python 3 en wijzen
we je op belangrijke verschillen met Python 2 als dat nodig is.
3
Hoofdstuk 0 – Inleiding – Wat is Python?
Het is een standaardbibliotheek!
Naast de programmeertaal biedt Python een krachtige en uitgebreide standaardbibliotheek. Een onderdeel van de Python-filosofie is ‘batterijen worden
meegeleverd’, wat inhoudt dat Python geschikt is voor veel complexe, praktische taken zonder noodzaak pakketten van derden te installeren. Dit is niet
alleen bijzonder handig, maar betekent ook dat je Python sneller leert kennen
door gebruik te maken van interessante voorbeelden: iets wat we in dit boek
dan ook zeker proberen te doen!
Een ander voordeel van de aanpak ‘batterijen meegeleverd’ is dat veel scripts,
zelfs uitgebreide exemplaren, rechtstreeks bij elke Python-installatie kunnen
worden uitgevoerd. Dit in tegenstelling tot andere programmeertalen, waarbij
je vaak een vervelende drempel hebt door het installeren van extra software.
De documentatie van de standaardbibliotheek is van hoge kwaliteit. De API’s
zijn uitstekend gedocumenteerd en de modules hebben vaak een goede
beschrijving met duidelijke uitleg over de manier waarop je ze inzet. De documentatie van de standaardbibliotheek vind je online (https://docs.python.org/
3/library/index.html), maar kun je ook lokaal installeren als je wilt.
Aangezien de standaardbibliotheek zo’n belangrijk onderdeel van Python is,
kom je overal in dit boek onderdelen ervan tegen. Toch is het niet mogelijk
meer dan een klein gedeelte ervan te behandelen, dus we raden je aan de rest
zelf te verkennen.
Het is een filosofie
Een beschrijving van Python zou onvolledig zijn zonder te melden dat Python voor
veel mensen een filosofie voor het schrijven van code voorstelt. Principes van helderheid en leesbaarheid maken deel uit van het schrijven van correcte, oftewel
Pythonische code. Het is niet altijd duidelijk wat met Pythonisch wordt bedoeld en
soms is er meer dan één manier om iets correct te schrijven. Maar het feit dat de
Python-gemeenschap belang hecht aan zaken als eenvoud, leesbaarheid en duidelijkheid betekent dat Python-code er over het algemeen fraai uitziet.
Veel Python-principes zijn samengevat in de zogenoemde Zen van Python (zie
https://www.python.org/dev/peps/pep-0020/). Deze ‘zen’ bestaat niet uit
strenge regels, maar meer uit richtlijnen en aanbevelingen om tijdens het programmeren rekening mee te houden. Als je tussen verschillende manieren van
werken kunt kiezen, geven deze principes je vaak een duwtje in de juiste richting. In dit boek kom je overal onderdelen van de zen van Python tegen.
4
Handboek – Python
Je reis begint...
We vinden Python een prachttaal en helpen je graag je weg erin te vinden.
Tegen de tijd dat je dit boek uit hebt, ben je in staat omvangrijke Pythonprogramma’s te schrijven en nog complexere te lezen. Belangrijker is het dat
dan de basis is gelegd voor het uitbouwen van je kennis met geavanceerde
onderwerpen; hopelijk hebben we je enthousiasme aangewakkerd om dit ook
daadwerkelijk te doen. Het is een avontuur om alles wat Python te bieden
heeft te ontdekken, want het is een omvangrijke taal met een enorm uitgebreid ecosysteem aan ingebouwde en er rond omheen gebouwde software.
Welkom bij Python!
5
1
Aan de slag
I
n dit hoofdstuk lees je hoe je Python downloadt en installeert
met Windows, Ubuntu Linux of macOS. Je gaat eenvoudige
Python-code schrijven en maakt kennis met de beginselen van
de programmeercultuur van Python, zoals de Zen ven Python, terwijl je de komische oorsprong van de naam van de taal niet uit het
oog verliest.
Je leert in dit hoofstuk:
Hoe en waar je Python downloadt.
Hoe je Python installeert op Windows, macOS en Linux.
Hoe je de shell start en verlaat.
Hoe je code vormgeeft.
Werken met gegevenstypen, operatoren en lussen.
Hoofdstuk 1 – Aan de slag
Python 3 ophalen en installeren
Er zijn twee belangrijke versies van de programmeertaal Python: Python 2, de
algemeen gebruikte versie en Python 3, het heden en de toekomst van de taal.
Veel Python-code werkt naar behoren zonder conversie tussen de laatste versie van Python 2 (Python 2.7) en recente versies van Python 3, zoals Python
3.6 (https://www.python.org/downloads/). Er zijn echter wel enkele belangrijke verschillen tussen de grote versies, waardoor ze strikt genomen niet compatibel zijn. In dit boek gebruiken we Python 3 en melden we de grote verschillen met Python 2. Aangezien die boek over de basiselementen van Python
gaat, is de kans groot dat de inhoud ervan ook van toepassing is op toekomstige versies van Python 3, dus wees niet terughoudend om die uit te proberen
als ze beschikbaar zijn.
Voordat je in Python kunt programmeren, moet je een Python-omgeving
downloaden. Python is een bijzonder flexibele taal die voor alle grote besturingssystemen beschikbaar is. Je kunt de voorbeelden in dit boek maken op
een computer met Windows, macOS X of Linux; de enige paragrafen met platformspecifieke uitleg volgen hierna, voor de installatie van Python 3. Je hoeft
hiervan alleen de paragraaf te lezen die voor jou van toepassing is.
Windows
1 Voor een installatie op Windows ga je naar de officiële Python-website
(https://www.python.org) en klik je op de downloadlink. Kies het installatieprogramma dat bij het platform past, 32- of 64-bits.
2 Download het installatieprogramma en voer het uit.
3 Geef aan of je Python voor jezelf of voor alle gebruikers van de computer
wilt installeren.
4 Kies een locatie voor de Python-distributie. De standaardlocatie voor
Python 3.5 is C:\Python35 op het schijfstation C:. We raden je aan Python
niet in de map Program Files te zetten, want deze sinds Windows Vista
gebruikte virtuele bestandsopslag om toepassingen van elkaar te scheiden
kan problemen opleveren met het snel installeren van Python-pakketten
van derden.
5 We raden je aan op de pagina Customize Python van het installatieprogramma de standaardinstellingen te gebruiken, die vergen minder dan 40
MB opslagruimte.
6 Het installatieprogramma installeert niet alleen de Python-runtime en de
standaardbibliotheek, maar registreert ook verschillende bestandstypen bij
de Python-interpreter, zoals *.py.
7 Nadat Python is geïnstalleerd, moet je Python toevoegen aan de omgevingsvariabele PATH van het systeem. Kies hiertoe in het Configuratie-
8
Handboek – Python
scherm eerst de categorie Systeem en beveiliging en dan Systeem. Een
andere manier om dit venster te openen is met ingedrukte Windows-toets
op toets Break op je toetsenbord te drukken. Klik aan de linkerkant van het
venster op Geavanceerde systeeminstellingen om het tabblad Geavanceerd van het dialoogvenster Systeemeigenschappen in beeld te brengen.
Klik op de knop Omgevingsvariabelen om het bijbehorende dialoogvenster
te openen.
8 Heb je beheerdersprivileges (Administrator), dan kun je de paden
C:\Python35 en C:\Python35\Scripts toevoegen aan de met puntkomma’s van elkaar gescheiden lijst met items die bij de systeemvariabele
PATH hoort. Is dit niet het geval, dan maak je een variabele PATH (of pas je
een bestaande versie aan) voor jouw gebruiker met dezelfde waarden.
9 Open nu een nieuw consolevenster, Powershell of cmd voldoet, en controleer of je Python vanaf de opdrachtregel kunt uitvoeren:
> python
Python 3.5.0 (v3.5.0:374f501f4567, Sep 13 2015, 02:27:37) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)] on win32
Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information.
>>>
Welkom bij Python! De prompt met drie pijlpunten geeft aan dat Python op je
invoer wacht.
Je mag de volgende paragrafen over de installatie van Python bij Mac en Linux
overslaan.
macOS
1 Voor een installatie op macOS moet je de officiële Python-website op
http://python.org bezoeken. Klik eerst op de link Downloads en dan op de
versie van Python die je wilt installeren.
2 Er wordt een DMG-schijfkopie gedownload die je in de stapel Downloads of
in de Finder kunt openen.
3 In het Finder-venster vind je het installatiebestand Python.mpkg. Klik met
de secundaire of rechtermuisknop om het contextmenu van dit bestand te
openen en kies de optie Open.
4 Bij sommige versies van OS X krijg je de melding dat het bestand van een
onbekende ontwikkelaar afkomstig is. Klik in dit dialoogvenster op Open
om door te gaan met de installatie.
5 Volg de aanwijzingen van het installatieprogramma van Python.
6 Het is niet nodig de installatie te configureren; gebruik gewoon de standaardinstellingen. Zodra de knop Installeren zichtbaar wordt, klik je erop.
Misschien moet je je wachtwoord invoeren voordat de installatie begint.
Nadat de installatie is voltooid, sluit je het installatievenster.
9
Hoofdstuk 1 – Aan de slag
7 Na de installatie van Python 3 open je een terminalvenster en controleer je
of je Python 3 op de opdrachtregel kunt starten:
$ python
Python 3.5.0 (default, Nov 3 2015, 13:17:02)
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 6.1.0 (clang-602.0.53)] on darwin
Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information.
>>>
Welkom bij Python! De prompt met drie pijlpunten geeft aan dat Python op je
invoer wacht.
Linux
1 Gebruik de pakketbeheerder om Python voor een installatie op Linux. We
laten zien hoe dit bij een recente versie van Ubuntu in zijn werk gaat, al
gaat dit proces op bijna dezelfde manier bij de meeste andere moderne
Linux-distributies.
2 Bij Ubuntu start je het ‘Ubuntu Softwarecentrum’. Vaak kun je hiertoe op
een knop in de launcher klikken. Maar je kunt het ook via het dashboard
uitvoeren door te zoeken naar ‘Ubuntu Softwarecentrum’ en dan op de
selectie te klikken.
3 In het softwarecentrum typ je python 3.5 in het zoekvak rechtsboven en
druk je op Return.
4 Een van de resultaten die je te zien krijgt, is “Python (v3.5)” met klein eronder “Python Interpreter (v3.5)”. Selecteer dit item en klik op de installatieknop die erbij verschijnt.
5 Misschien moet je je wachtwoord opgeven om de software te kunnen
installeren.
6 Er hoort een voortgangsindicator te verschijnen die weer verdwijnt nadat
de installatie is voltooid.
7 Open een terminal (met Ctrl-Alt-T) en controleer of je Python 3.5 vanaf de
opdrachtregel kunt uitvoeren:
$ python3.5
Python 3.5.0+ (default, Oct 11 2015, 09:05:38)
[GCC 5.2.1 20151010] on linux
Type “help”, “copyright”, “credits” or “license” for more information.
>>>
Welkom bij Python! De prompt met drie pijlpunten geeft aan dat Python op je
invoer wacht.
10
Handboek – Python
De shell van Python starten
Nadat je Python hebt geïnstalleerd, kun je er direct mee aan de slag gaan. De
shell van Python is een handig hulpmiddel om de taal te leren kennen, wat te
experimenteren en snelle test uit te voeren tijdens de softwareontwikkeling.
De shell is de opdrachtregelomgeving van Python, een zogeheten Read-EvalPrint-Loop. Python leest (Read) de invoer, Evalueert die, Print het resultaat en
keer terug (Loop) naar het begin. Naar deze opdrachtregelomgeving wordt ook
wel verwezen met het acroniem ‘REPL’.
Na te zijn gestart, toont de shell wat informatie over de versie van Python die
je gebruikt, gevolgd door een prompt met drie pijlen. Deze prompt laat je
weten dat Python op invoer wacht.
Tijdens een interactieve Python-sessie kun je fragmenten van Pythonprogramma’s invoeren, waarna je direct resultaat te zien krijgt. Laten we met
een paar eenvoudige sommen beginnen:
>>> 2 + 2
4
>>> 6 * 7
42
Zoals je ziet, leest Python de invoer, evalueert die, print Python het resultaat
en keert hij terug om opnieuw te beginnen.
Je kunt variabelen toekennen in de shell:
>>> x = 5
de inhoud ervan afdrukken door eenvoudigweg de naam ervan te typen:
>>> x
5
en ernaar verwijzen in expressies:
>>> 3 * x
15
In de shell gebruik je een van de weinige obscure verkorte notaties van Python,
de onderstrepingsvariabele, om naar de laatst afgedrukte waarde te verwijzen:
11
Hoofdstuk 1 – Aan de slag
>>> _
15
Deze onderstrepingsvariabele mag je ook in een expressie gebruiken:
>>> _ * 2
30
Alleen in de shell
Onthoud dat dit nuttige trucje alleen in de shell werkt; de onderstreping heeft geen speciale betekenis in Python-scripts of -programma’s.
Je ziet dat niet alle opdrachten een retourwaarde geven. Bij het toekennen van
de waarde 5 aan x was er geen retourwaarde; je maakt er alleen de variabele x
mee. Andere opdrachten hebben duidelijkere bijwerkingen.
Probeer het volgende eens:
>>> print(‘Hello, Python’)
Hello, Python
Je ziet dat Python deze opdracht onmiddellijk evalueert en uitvoert, de string
‘Hello, Python’ afdrukt en dan terugkeert met een prompt. Het is belangrijk dat
je beseft dat deze reactie niet het gevolg is van de expressie die de REPL, oftewel de shell evalueert en weergeeft, maar een bijwerking is van de functie
print().
Print()
De functie print is een van de grootste verschillen tussen Python 2 en
Python 3. In Python 3 zijn de haakjes verplicht, terwijl ze het in Python 2
niet waren. Dit komt doordat print() in Python 3 een functieaanroep
is. Verderop lees je meer over functies.
De shell verlaten
Het is ook belangrijk dat je weet hoe je de shell afsluit om naar de systeemprompt terug te keren. Dit doe je door de stuurcode einde bestand (end-of-file)
aan Python te sturen, al gaat dit helaas op verschillende manieren bij verschillende platforms.
12
Handboek – Python
Windows
Bij Windows gebruik je de toetsencombinatie Ctrl-Z om de shell af te sluiten.
Mac/Unix
Bij een Mac of Linux gebruik je de toetsencombinatie Ctrl-D om de shell af te
sluiten.
Maak je regelmatig van verschillende platforms gebruik en gebruik je per ongeluk Ctrl-Z op een Unix-achtige computer, dan pauzeer je de Python-interpreter en keer je terug naar de shell van het besturingssysteem. Je activeert
Python dan opnieuw door er simpelweg met de opdracht fg een voorgrondproces van te maken:
{lang="text"}
$ fg
Druk daarna een paar keer op Enter om de prompt met drie pijlen van Python
terug te halen.
Codestructuur en significante inspringing
Start de Python 3-interpreter:
{language=doscon}
> python
bij Windows of:
{language=shell}
$ python3
op een Mac of bij Linux.
De structuren voor het programmaverloop van Python, zoals for-lussen, whilelussen en if-opdrachten, worden allemaal ingeleid met opdrachten die met een
dubbele punt eindigen om aan te geven dat wat volgt de inhoud van de
opdracht is. Een for-lus heeft bijvoorbeeld inhoud nodig, dus als je het volgende invoert:
>>> for i in range(5):
...
13
Hoofdstuk 1 – Aan de slag
toont Python een prompt met drie punten om naar die inhoud te vragen.
Een opvallend (en soms controversieel) aspect van Python is dat beginspaties
syntactisch van belang zijn. Dit houdt in dat Python verschillende niveaus
inspringing gebruikt om codeblokken te markeren in plaats van de accolades
van andere programmeertalen. Moderne Python-code wordt volgens de conventie met vier spaties per niveau ingesprongen.
Dus nadat Python de prompt met drie stippen toont, voeren we vier spaties in
en een opdracht die de inhoud van de lus vormt:
...
x = i * 10
Bij de inhoud van de lus komt nog een tweede opdracht, dus nadat we op
Return hebben gedrukt, voeren we weer vier spaties in, gevolgd met een aanroep naar de ingebouwde functie print():
...
print(x)
Om het codeblok te voltooien, voer je een lege regel in de shell in:
...
Nadat het codeblok is voltooid, voert Python de ingevoerde code uit en worden de veelvouden van 10 getoond die kleiner zijn dan 50:
0
10
20
30
40
Kijk je naar een scherm dat vol met Python-code staat, dan zie je dat de
inspringing duidelijk overeenkomt (en ook moet overeenkomen) met de structuur van het programma; dat zie je goed in de afbeeldingen op de pagina hiernaast. De programmastructuur is ook duidelijk zichtbaar als de code wordt vervaagd.
significant_whitespace_barspng
Elke opdracht die met een dubbele punt wordt afgesloten, leidt tot een nieuwe
regel en een extra niveau inspringing. Dit gaat net zo lang door tot een uitspringing naar een eerder niveau terugkeert. Elk niveau inspringing heeft standaard vier spaties; verderop lees je meer over de regels.
14
Handboek – Python
Afbeelding 1.1
Python-broncode.
Afbeelding 1.2
Vervaagde code.
15
Hoofdstuk 1 – Aan de slag
Pythons aanpak van significante witruimte heeft drie grote voordelen:
1 Ontwikkelaars worden gedwongen één niveau inspringing in een codeblok
te gebruiken. Dit wordt over het algemeen in alle talen als een verstandige
aanpak beschouwd omdat de code er veel leesbaarder door wordt.
2 Code met significante witruimte hoeft niet volgepropt te worden met overbodige accolades en er ontstaan nooit discussies over de locatie van de
accolades. Alle codeblokken zijn in Python duidelijk herkenbaar en worden
door iedereen op dezelfde manier geschreven.
3 Significante witruimte vereist een consistente interpretatie van de codestructuur door de auteur, het runtimesysteem van Python en toekomstige
programmeurs die de code moeten lezen. Hierdoor is het in een programma niet mogelijk een codeblok volgens Pythons gezichtspunt te hebben dat niet op een blok uit menselijk perspectief lijkt.
De regels voor de inspringing bij Python lijken misschien gecompliceerd, maar
zijn in de praktijk erg eenduidig.
• De gebruikte witruimte mag uit spaties en tabs bestaan. Algemeen geldt
dat spaties de voorkeur hebben boven tabs en dat vier spaties de standaard
is in de Python-gemeenschap.
• Een belangrijke regel is dat je nooit spaties en tabs mag combineren. De
Python-interpreter accepteert dit niet en je collega’s zullen je met de nek
aankijken.
• Het is toegestaan verschillende hoeveelheden inspringing op verschillende
momenten te gebruiken. De belangrijkste regel is dat opeenvolgende regels
code op hetzelfde inspringingsniveau als onderdeel van hetzelfde codeblok
worden beschouwd.
• Er zijn enkele uitzonderingen op deze regels, maar die hebben bijna altijd
te maken met het verbeteren van de leesbaarheid, bijvoorbeeld door
onvermijdelijke lange opdrachten over meerdere regels te verdelen.
Deze rigoureuze aanpak bij het opmaken van code is ‘Programmeren zoals
Guido het bedoelde’. Een filosofie waarbij veel waarde wordt gehecht aan
codekwaliteiten, zoals leesbaarheid, raakt de kern van de Python-cultuur, iets
waar we het nu over gaan hebben.
16