Ausführen von Python-Code

Im letzten Kapitel haben wir ein wenig mit einfachen Python-Kommandos in der Python-Shell herumgespielt. Programme werden aber normalerweise nicht interaktiv eingetippt sondern in Dateien gespeichert. Wir werden nun unser erstes "richtiges"Python-Programm schreiben. Wir starten mit dem "obligatorischen" Hallo-Welt-Skript. In der interaktiven Shell sieht es so aus: 

$ python3
Python 3.1.2 (r312:79147, Sep 27 2010, 09:57:50) 
[GCC 4.4.3] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> print("Hallo Welt!")
Hallo Welt!
>>>
Aber wie wir bereits gesagt haben, wir wollen nun ein "ernstes" Progrmm schreiben. Es handelt sich dabei um eine leichte Variation des Hallo-Welt-Themas. Wir wollen den Text "Python lernen" ausgeben. Dazu müssen wir die entsprechende print-Zeile in eine Datei schreiben. Um unsere Date zu ediieren und abzuspeichern, benötigen wir einen Editor. Sowohl unter Linux als auch unter Windows stehen eine Vielzahl von Editoren und Entwicklungsumgebungen zur Entwicklung von Python-Programmen zur Verfügung. Unter Linux kann man beispielsweise den vi, vim, emacs, geany, gedit und eine Vielzahl von weiteren benutzen. Der emacs steht beispielsweise auch unter Windows zur Verfügung. Als Entwicklungsumgebung eignet sich sowohl unter Linux als auch unter Windows das quelloffene Programm eclipe hervorragend.

Wenn Sie sich also für einen Editor entschieden haben, geben Sie dort bitte die folgende Zeile ein 
print("Python lernen!")
Dann speichern Sie bitte das Mini-Skript unter python_lernen.py.
Die Dateiendung py ist unter Linux für die Funktionsweise nicht unbedingt wichtig, solange man das Python-Programm nicht als Modul verwenden will. Die Endung sollte man aber dennoch verwenden, denn dadurch lassen sich Python-Dateien direkt am Namen erkennen. Die Endung ist jedoch zwingend notwendig, wenn man die Datei als Modul verwenden will.

Starten eines Python-Skriptes

Nehmen wir an, dass unser Skript in einem Unterverzeichnis "python" des Benutzers monty gespeichert ist, dann kann man es ganz leicht in einer Shell starten: Starten des Python-Skriptes in der Bash mit Im folgenden finden Sie die gleiche Eingabesequenz wie im Bild: 

monty@python:~$ cd python
monty@python:~/python$ python python_lernen.py 
Python lernen!
monty@python:~/python$

Starten unter Windows

Unter Windows kann man das Programm aus der Eingabeaufforderung heraus starten: (Start -> Alle Program,e -> Zubehör -> Eingabeaufforderung):

Starten eines Python-Programmes von der Eingabeaufforderung.

Natürlich lässt sich ein Python-Skript oder Python-Programm unter Windows auch in gewohnter Manier durch Doppelklick auf das Icon starten:

Starten eines Python-Scripts under Windows.

Nach dem Doppelklick wird man jedoch ein unserem Beispiel eine unangenehme Überraschung erleben. Ein Ausgabefenster erscheint zwar, aber nur so kurz, dass man keine Ausgaben lesen kann. Üblicherweise löst man dieses Problem mit einem Trick: Man fügt hinter die letzte Programmzeile eine Eingabezeile. Das Kommando "input()" wartet auf eine Eingabe. Das bedeutet, dass man die vorigen Ausgaben #solange lesen kann, bis man eine Eingabe eingibt, also z.B. auch die leere Eingabe durch Betätigung der Return-Taste.

Python-Interna

Nun wollen wir die Frage klären, was innerhalb von Python nach dem Start eines Skriptes geschieht. Ruft man das Skript in der Kommandozeile "python python_lernen.py" direkt auf, dann wird das Skript in Bytecode übersetzt und ausgeführt. Diesen Byte-Code bekommt die Anwenderin oder der Anwender nicht zu Gesicht.

Das ändert sich, wenn man in einem anderen Python-Skript oder auch in der Python-Shell dieses Skript mittels dem Kommando "import", also "import python_lernen" importiert. Dann wird zusätzlich im gleichen Verzeichnis, in dem sich die Datei python_lernen.py befindet, eine Datei gleichen Namens aber mit der Endung .pyc angelegt, in der sich der Byte-Code befindet.

Übersetzung des Python-Skripts in Byte-Code 
monty@python $ python
Python 2.6.2 (release26-maint, Apr 19 2009, 01:58:18) 
[GCC 4.3.3] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import python_lernen
Python lernen!
>>> 
monty@python $ ls python_lernen*
python_lernen.py   python_lernen.pyc
monty@python $

Bei einem späteren import in einem anderen Programmlauf, wird dann direkt die Datei mit dem Byte-Code geladen. Importiert man die gleiche Datei mehrmals im gleichen Skript wird sie nur beim ersten Mal geladen.

Bei dem Byte-Code handelt es sich um einen Maschinenunabhängigen Code, der mittels einer virtuellen Maschine ausgeführt (PVM, Python Virtual Machine) wird.

Compiler

Ein Compiler (auch Übersetzer genannt) ist ein Computerprogramm, das ein in einer Quellsprache, wie z.B. beispielsweise C oder C++, geschriebenes Programm - Quelle oder Quellprogramm genannt - in ein semantisch äquivalentes Programm einer Zielsprache (Zielprogramm) übersetzt. Üblicherweise handelt es sich dabei um die Übersetzung eines von einem Programmierer in einer Programmiersprache geschriebenen Quelltextes in Assemblersprache, Bytecode oder Maschinensprache. Das Übersetzen eines Quellprogramms in ein Zielprogramm durch einen Compiler wird auch als Kompilierung bezeichnet.

Interpreter

Ein Interpreter ist ein Programm, das einen Quellcode im Gegensatz zu Assemblern oder Compilern nicht direkt in ausführbaren Code, also eine ausführbare Datei, wandelt, sondern den Quellcode einliest, analysiert und ausführt. Die Analyse des Quellcodes erfolgt zur Laufzeit des Programms.

Hilfe

Zu jedem Kommando und jeder Funktion kann man in Python-Interpreter auch inertaktiv Hilfe anfordern. 

help("execfile")