Python Einrichten und Starten: Eine Anfängeranleitung

Willkommen in der Welt von Python! Sie haben sich entschieden, eine Sprache zu lernen, die für ihre Einfachheit, Leistungsfähigkeit und Vielseitigkeit gefeiert wird. Python ist die treibende Kraft hinter Webanwendungen, Data Science, künstlicher Intelligenz, Automatisierung und vielem mehr. Für Anfänger machen seine saubere Syntax und der lesbare Code sie zu einer idealen ersten Sprache.

Bevor Sie jedoch Ihre erste Codezeile schreiben können, müssen Sie Ihre Entwicklungsumgebung korrekt einrichten. Eine ordnungsgemäße Einrichtung ist die Grundlage, auf der alle Ihre zukünftigen Projekte aufgebaut werden. Sie verhindert häufige Frustrationen und sorgt für eine reibungslose, produktive Lernerfahrung. Dieser umfassende Leitfaden führt Sie durch jeden Schritt des Prozesses, von der Installation von Python auf Ihrem Computer über die Verwaltung von Projektabhängigkeiten mit virtuellen Umgebungen bis hin zur Ausführung Ihres allerersten Skripts. Wir werden jeden Befehl, den Sie benötigen, detailliert erklären, um Ihnen einen soliden Start auf Ihrer Python-Reise zu ermöglichen.

Dieses Tutorial richtet sich an absolute Anfänger. Wir gehen davon aus, dass keine Vorkenntnisse im Programmieren vorhanden sind. Unser Fokus liegt darauf, von Anfang an Best Practices zu etablieren, insbesondere die Verwendung virtueller Umgebungen, eine entscheidende Fähigkeit für jeden ernsthaften Python-Entwickler.

I. Python installieren: Ihr erster Schritt

Der allererste Schritt ist die Installation des Python-Interpreters auf Ihrem System. Der Interpreter ist das Programm, das Ihren Python-Code liest und die von Ihnen geschriebenen Anweisungen ausführt. Wir werden Python 3 verwenden, da Python 2 nicht mehr unterstützt wird.

Es ist entscheidend, Python korrekt zu installieren und zu überprüfen, ob es über Ihre Befehlszeilenschnittstelle (CLI) zugänglich ist – die Eingabeaufforderung oder PowerShell unter Windows und das Terminal unter macOS und Linux.

A. Installation unter Windows

Windows wird nicht mit vorinstalliertem Python geliefert. Die empfohlene Methode zur Installation ist die Verwendung des offiziellen Installers.

Installer herunterladen: Öffnen Sie einen Webbrowser und navigieren Sie zur Download-Seite der offiziellen Python-Website für Windows. Dort sollten Sie Schaltflächen zum Herunterladen der neuesten stabilen Version sehen. Laden Sie den "Windows installer (64-bit)" herunter.

Installer ausführen: Sobald der Download abgeschlossen ist, führen Sie die ausführbare Installer-Datei aus. Sie werden mit einem Installationsfenster begrüßt.

Entscheidender Schritt: Python zu PATH hinzufügen: Bevor Sie auf "Jetzt installieren" klicken, schauen Sie unten im Fenster. Sie sehen ein Kontrollkästchen mit der Bezeichnung "Add Python to PATH" oder einer ähnlichen Variante. Sie müssen dieses Kontrollkästchen aktivieren. Dieser Schritt stellt sicher, dass Sie Python von Ihrer Eingabeaufforderung aus jedem Verzeichnis ausführen können. Dies ist eine der häufigsten Fallstricke für Anfänger unter Windows.

Installieren: Klicken Sie auf "Jetzt installieren", um die Installation mit den empfohlenen Einstellungen zu starten. Eine Fortschrittsanzeige zeigt den Installationsprozess.

Installation überprüfen: Sobald die Installation abgeschlossen ist, müssen Sie überprüfen, ob sie erfolgreich war. Öffnen Sie Ihre Eingabeaufforderung oder PowerShell. Sie finden diese, indem Sie im Startmenü danach suchen. Geben Sie im erscheinenden Fenster den folgenden Befehl ein und drücken Sie die Eingabetaste:Bash

python --version

Wenn die Installation erfolgreich war, wird die Python-Versionsnummer auf dem Bildschirm angezeigt, zum Beispiel Python 3.12.3.

pip Installation überprüfen: Pythons Paketmanager, pip, wird automatisch zusammen mit Python installiert. Es ist das Werkzeug, mit dem Sie Bibliotheken von Drittanbietern installieren werden. Überprüfen Sie die Installation mit dem Befehl:Bash

pip --version

Sie sollten die Version von pip zusammen mit ihrem Speicherort sehen.

B. Installation unter macOS

Moderne Versionen von macOS werden oft mit einer vorinstallierten Version von Python 2 geliefert. Diese Version ist jedoch veraltet und sollte nicht verwendet werden. Sie müssen Python 3 installieren.

Die empfohlene Methode ist die Verwendung des offiziellen Installers, ähnlich wie unter Windows.

Installer herunterladen: Navigieren Sie zur Download-Seite der offiziellen Python-Website für macOS. Laden Sie den "macOS 64-bit universal2 installer" für die neueste stabile Version herunter.

Installer ausführen: Öffnen Sie die heruntergeladene .pkg-Datei. Der Installer führt Sie durch die Schritte. Stimmen Sie der Lizenz zu und fahren Sie mit der Standardinstallation fort. Dadurch wird Python 3 in Ihrem Ordner /Applications installiert und die notwendigen Verknüpfungen erstellt.

Installation überprüfen: Öffnen Sie die Terminal-Anwendung (Sie finden sie unter Programme/Dienstprogramme oder indem Sie mit Spotlight suchen). Um Ihre neue Python 3-Installation zu überprüfen, geben Sie ein:Bash

python3 --version

Dies sollte die Version ausgeben, die Sie gerade installiert haben. Unter macOS wird der Befehl python3 verwendet, um speziell den Python 3-Interpreter aufzurufen, während python möglicherweise immer noch auf das alte Python 2 verweist.

pip überprüfen: Überprüfen Sie auf ähnliche Weise die pip-Installation:Bash

pip3 --version

Sie werden wahrscheinlich pip3 verwenden müssen, um Pakete für Ihre Python 3-Installation zu verwalten.

C. Installation unter Linux

Die meisten Linux-Distributionen werden mit vorinstalliertem Python 3 geliefert. Es ist jedoch eine gute Praxis, sicherzustellen, dass Sie die neueste Version aus dem Paket-Repository Ihrer Distribution haben und dass die notwendigen Tools wie pip und venv ebenfalls vorhanden sind.

Öffnen Sie Ihr Terminal.

Paketmanager aktualisieren: Aktualisieren Sie zuerst Ihre lokale Paketliste.

• Unter Debian, Ubuntu oder Derivaten: Bash

sudo apt update

• Unter Fedora, CentOS oder RHEL: Bash

sudo dnf check-update

Python installieren: Installieren Sie nun das Python 3-Paket zusammen mit pip und dem venv-Modul, das zum Erstellen virtueller Umgebungen verwendet wird.

• Unter Debian, Ubuntu oder Derivaten: Bash

sudo apt install python3 python3-pip python3-venv

• Unter Fedora, CentOS oder RHEL: Bash

sudo dnf install python3 python3-pip

Installation überprüfen: Überprüfen Sie die installierte Version über das Terminal. Der Befehl ist typischerweise python3.Bash

python3 --version

Und pip überprüfen:Bash

pip3 --version

II. Virtuelle Umgebungen: Professionelle Projektisolierung

Nachdem Python nun installiert ist, könnten Sie versucht sein, Pakete global zu installieren. Halt. Die wichtigste Best Practice für einen neuen Python-Entwickler ist die Verwendung virtueller Umgebungen für jedes Projekt.

Warum eine virtuelle Umgebung verwenden?

Stellen Sie sich vor, Sie arbeiten an zwei verschiedenen Projekten. Projekt A benötigt Version 1.0 einer bestimmten Bibliothek, während Projekt B Version 2.0 derselben Bibliothek benötigt. Wenn Sie diese Bibliotheken global installieren, müssen Sie ständig die Versionen wechseln, und ein Projekt wird immer defekt sein.

Eine virtuelle Umgebung ist ein eigenständiges, isoliertes Verzeichnis, das eine bestimmte Version von Python sowie alle spezifischen Pakete und Bibliotheken enthält, die Ihr Projekt benötigt. Sie beeinflusst weder Ihre globale Python-Installation noch andere virtuelle Umgebungen.

Vorteile:

• Vermeidet Abhängigkeitskonflikte: Hält die Abhängigkeiten jedes Projekts separat und unabhängig.
• Hält Ihr System sauber: Ihre globale Python-Installation bleibt unberührt, frei von einer Ansammlung projektspezifischer Pakete.
• Gewährleistet Reproduzierbarkeit: Sie können die exakte Umgebung für Ihr Projekt auf einer anderen Maschine leicht nachbilden.

Wir werden das venv-Modul verwenden, das der standardmäßige, integrierte Weg ist, virtuelle Umgebungen in Python 3 zu erstellen.

Eine virtuelle Umgebung erstellen und verwenden

Gehen wir den gesamten Workflow durch.

Ein Projektverzeichnis erstellen: Erstellen Sie zuerst einen Ordner für Ihr neues Projekt. Öffnen Sie Ihre Befehlszeilenschnittstelle und führen Sie diese Befehle aus:Bash

mkdir my_first_project
cd my_first_project

Dadurch wird ein neues Verzeichnis namens my_first_project erstellt und Sie navigieren hinein.

Die virtuelle Umgebung erstellen: Führen Sie nun innerhalb Ihres Projektordners den folgenden Befehl aus. Dieser Befehl weist Python an, das venv-Modul auszuführen und eine neue virtuelle Umgebung in einem Ordner namens venv zu erstellen.

• Unter macOS und Linux: Bash

python3 -m venv venv

• Unter Windows: Bash

python -m venv venv

Nach der Ausführung sehen Sie einen neuen Ordner namens venv innerhalb von my_first_project. Dieser Ordner enthält eine Kopie des Python-Interpreters und ist der Ort, an dem Ihre projektspezifischen Pakete installiert werden. Es ist eine gängige Konvention, diesen Ordner venv oder .venv zu nennen.

Die virtuelle Umgebung aktivieren: Die Erstellung der Umgebung allein reicht nicht aus; Sie müssen sie "aktivieren". Die Aktivierung der Umgebung ändert die Eingabeaufforderung Ihrer Shell so, dass sie auf die spezifischen Python- und pip-Ausführungsdateien der Umgebung verweist.

Unter Windows (mit Eingabeaufforderung):Bash

venv\Scripts\activate.bat

Unter Windows (mit PowerShell):PowerShell

.\venv\Scripts\Activate.ps1

(Möglicherweise müssen Sie zuerst Ihre Ausführungsrichtlinie ändern, indem Sie Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope Process ausführen)

Unter macOS und Linux:Bash

source venv/bin/activate

Nach der Aktivierung sehen Sie den Namen der Umgebung in Klammern am Anfang Ihrer Eingabeaufforderung, wie hier: (venv) C:\Users\YourUser\my_first_project>. Dies zeigt an, dass Ihre virtuelle Umgebung aktiv ist.

Die virtuelle Umgebung deaktivieren: Wenn Sie mit der Arbeit an Ihrem Projekt fertig sind, können Sie die Umgebung deaktivieren und zu Ihrer normalen Shell zurückkehren. Geben Sie einfach den folgenden Befehl ein:Bash

deactivate

Das Präfix (venv) verschwindet aus Ihrer Eingabeaufforderung.

III. Pakete mit pip verwalten

Mit aktivierter virtueller Umgebung können Sie nun sicher Pakete für Ihr Projekt installieren. Das Werkzeug dafür ist pip. Wenn eine Umgebung aktiv ist, ist der Befehl pip automatisch mit dieser Umgebung verknüpft.

Wichtige pip-Befehle

Installieren wir ein beliebtes Paket namens requests, das zum Ausführen von HTTP-Anfragen verwendet wird.

Ein Paket installieren: Stellen Sie sicher, dass Ihre venv aktiv ist, und führen Sie dann aus:Bash

pip install requests

pip lädt das requests-Paket und alle seine Abhängigkeiten vom Python Package Index (PyPI) herunter und installiert sie direkt in Ihrem venv-Ordner. Ihre globale Python-Installation bleibt unberührt.

Installierte Pakete auflisten: Um zu sehen, welche Pakete in Ihrer aktuellen (aktiven) Umgebung installiert sind, verwenden Sie:Bash

pip list

Sie sehen requests und seine Abhängigkeiten aufgelistet, aber keine der Pakete, die in Ihrer globalen Python-Installation oder anderen Umgebungen installiert sind.

Eine requirements.txt-Datei erstellen: Wie teilen Sie Ihr Projekt mit anderen, damit diese Ihre Umgebung nachbilden können? Dies tun Sie mit einer Requirements-Datei. Die Standardkonvention ist, diese Datei requirements.txt zu nennen.

Sie können diese Datei automatisch mit dem Befehl pip freeze generieren, der eine Liste aller installierten Pakete und ihrer exakten Versionen ausgibt.Bash

pip freeze > requirements.txt

Das Symbol > leitet die Ausgabe des Befehls in die Datei requirements.txt um. Wenn Sie diese Datei öffnen, sehen Sie eine Liste der Paketversionen.

Installation aus einer requirements.txt-Datei: Wenn jemand anderes (oder Ihr zukünftiges Ich) Ihr Projekt einrichten möchte, kann er eine neue virtuelle Umgebung erstellen und aktivieren und dann den folgenden Befehl ausführen, um alle notwendigen Pakete auf einmal zu installieren:Bash

pip install -r requirements.txt

Dieser Befehl weist pip an, die Datei zu lesen und alle darin aufgelisteten Pakete zu installieren.

Ein Paket deinstallieren: Wenn Sie ein Paket nicht mehr benötigen, können Sie es entfernen:Bash

pip uninstall requests

pip wird Sie vor dem Entfernen des Pakets um Bestätigung bitten.

IV. Ihr erstes Python-Skript

Sie haben eine vollständige, isolierte Entwicklungsumgebung. Es ist endlich Zeit, Code zu schreiben!

Den Code schreiben

Eine Python-Datei erstellen: Verwenden Sie Ihren bevorzugten Texteditor (wie VS Code, Sublime Text oder sogar Notepad), erstellen Sie eine neue Datei namens app.py in Ihrem Verzeichnis my_first_project. Stellen Sie sicher, dass sie sich im selben Ordner wie Ihr venv-Verzeichnis befindet, nicht darin.

Python-Code hinzufügen: Öffnen Sie app.py und geben Sie den folgenden Code ein. Dieses Skript fragt nach Ihrem Namen und gibt dann eine personalisierte Begrüßung aus.Python

# A simple Python script to greet the user

def get_greeting(name):
    """Generates a personalized greeting."""
    if not name:
        return "Hello, mysterious stranger!"
    else:
        return f"Hello, {name}! Welcome to the world of Python."

def main():
    """Main function to run the program."""
    print("Welcome to your first Python application!")
    user_name = input("Please enter your name: ")
    message = get_greeting(user_name.strip())
    print(message)

if __name__ == "__main__":
    main()

• def definiert eine Funktion.
• input() fordert den Benutzer zur Eingabe auf und liest sie als Zeichenkette.
• .strip() entfernt führende oder nachfolgende Leerzeichen aus der Eingabe.
• f"..." ist ein f-String, eine moderne und bequeme Methode, Ausdrücke in Zeichenketten-Literale einzubetten.
• Der Block if __name__ == "__main__": ist eine Standardkonvention in Python. Er stellt sicher, dass der Code innerhalb von main() nur ausgeführt wird, wenn das Skript direkt ausgeführt wird (nicht wenn es als Modul in ein anderes Skript importiert wird).

Ihr Skript ausführen

Stellen Sie sicher, dass Ihre Umgebung aktiv ist: Kehren Sie zu Ihrer Befehlszeilenschnittstelle zurück. Stellen Sie sicher, dass Sie sich im Verzeichnis my_first_project befinden und dass Ihr Präfix (venv) sichtbar ist.

Das Skript ausführen: Um Ihr Programm auszuführen, rufen Sie den Python-Interpreter auf und übergeben ihm den Namen Ihrer Skriptdatei.

• Unter macOS und Linux: Bash

python3 app.py

• Unter Windows: Bash

python app.py

Mit Ihrem Programm interagieren: Das Skript wird in Ihrem Terminal ausgeführt. Es wird zuerst "Willkommen zu Ihrer ersten Python-Anwendung!" ausgeben, dann werden Sie nach Ihrem Namen gefragt. Geben Sie Ihren Namen ein und drücken Sie die Eingabetaste. Das Skript gibt dann Ihre personalisierte Begrüßung aus.

Herzlichen Glückwunsch! Sie haben erfolgreich eine professionelle Python-Entwicklungsumgebung eingerichtet, Pakete verwaltet und Ihre erste Python-Anwendung geschrieben und ausgeführt. Sie haben einen Workflow gemeistert, der Ihnen bei Projekten jeder Größenordnung gute Dienste leisten wird. Von hier an geht es auf Ihrer Reise darum, die Sprache selbst zu lernen – ihre Syntax, Datenstrukturen und das riesige Ökosystem an Bibliotheken. Aber mit diesem soliden Fundament sind Sie perfekt für das bevorstehende Abenteuer gerüstet.