eingebaute Funktionen („Built-in Functions“)
Eine Frage ist immer, welche Methoden und Klassen enthält ein Paket? Was gibt es bereits an Funktionen und kann sehr einfach genutzt werden, ohne dass man das Rad neu erfinden muss? Auch was ist bereits vorhanden und muss bzw. muss nicht importiert werden
Über dir haben wir eine mächtige Funktion, die uns eine Liste der Attribute und Methoden von jedem Objekt zurückliefert.
- bei Klassen-Objekten wird eine Liste von Namen aller validen Attribute (und auch Basis-Attribute) zurück übergeben
- bei Modulen (Library-Objekten) wird eine Liste der Namen von allen Attributen, die in dem Modul vorhanden sind.
- wenn kein Parameter angegeben wird, wird eine Liste von Namen des aktuellen lokalen Geltungsbereichs/Namensbereich („local scope“) zurückgeliefert
Das letzte Verhalten machen wir uns zunutze.
>>> dir()
Als Rückmeldung erhalten wir:
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__']
Mehr Informationen (Anmerkung: In Python 2.7 wurde noch bedeutend weniger bzw. anders ausgegeben) erhalten wir über die bereits enthaltenen Funktionen und Typen von Python mit
dir(__builtins__)
Als Ergebnis erhalten wir:
>>> dir(__builtins__)
['ArithmeticError', 'AssertionError', 'AttributeError', 'BaseException', 'BlockingIOError', 'BrokenPipeError', 'BufferError', 'BytesWarning', 'ChildProcessError', 'ConnectionAbortedError', 'ConnectionError', 'ConnectionRefusedError', 'ConnectionResetError', 'DeprecationWarning', 'EOFError', 'Ellipsis', 'EnvironmentError', 'Exception', 'False', 'FileExistsError', 'FileNotFoundError', 'FloatingPointError', 'FutureWarning', 'GeneratorExit', 'IOError', 'ImportError', 'ImportWarning', 'IndentationError', 'IndexError', 'InterruptedError', 'IsADirectoryError', 'KeyError', 'KeyboardInterrupt', 'LookupError', 'MemoryError', 'ModuleNotFoundError', 'NameError', 'None', 'NotADirectoryError', 'NotImplemented', 'NotImplementedError', 'OSError', 'OverflowError', 'PendingDeprecationWarning', 'PermissionError', 'ProcessLookupError', 'RecursionError', 'ReferenceError', 'ResourceWarning', 'RuntimeError', 'RuntimeWarning', 'StopAsyncIteration', 'StopIteration', 'SyntaxError', 'SyntaxWarning', 'SystemError', 'SystemExit', 'TabError', 'TimeoutError', 'True', 'TypeError', 'UnboundLocalError', 'UnicodeDecodeError', 'UnicodeEncodeError', 'UnicodeError', 'UnicodeTranslateError', 'UnicodeWarning', 'UserWarning', 'ValueError', 'Warning', 'ZeroDivisionError', '_', '__build_class__', '__debug__', '__doc__', '__import__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'abs', 'all', 'any', 'ascii', 'bin', 'bool', 'breakpoint', 'bytearray', 'bytes', 'callable', 'chr', 'classmethod', 'compile', 'complex', 'copyright', 'credits', 'delattr', 'dict', 'dir', 'divmod', 'enumerate', 'eval', 'exec', 'exit', 'filter', 'float', 'format', 'frozenset', 'getattr', 'globals', 'hasattr', 'hash', 'help', 'hex', 'id', 'input', 'int', 'isinstance', 'issubclass', 'iter', 'len', 'license', 'list', 'locals', 'map', 'max', 'memoryview', 'min', 'next', 'object', 'oct', 'open', 'ord', 'pow', 'print', 'property', 'quit', 'range', 'repr', 'reversed', 'round', 'set', 'setattr', 'slice', 'sorted', 'staticmethod', 'str', 'sum', 'super', 'tuple', 'type', 'vars', 'zip']
Mehr über die einzelnen Objekte zu erfahren nutzt man die Anweisung help
Möchte man also mehr über die print-Funktion erfahren, gibt man einfach ein:
help(print)
Als Ausgabe erfolgt:
>>> help(print)
Help on built-in function print in module builtins:
print(...)
print(value, ..., sep=' ', end='
', file=sys.stdout, flush=False)
Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
Optional keyword arguments:
file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
sep: string inserted between values, default a space.
end: string appended after the last value, default a newline.
flush: whether to forcibly flush the stream.
Die erste Linie zeigt einem, aus welchem Modul diese Funktion ist – im Fall von print kommt diese Funktion aus bereits im System integrierten Bereich. Wir müssen also nichts in unser Python-Programm importieren, um diese Funktion nutzen zu können.
In den darauffolgenden Linien wird die Nutzungsweise beschreiben.
Man sieht bei dieser Funktion, dass weitere Parameter übergeben werden können (was auch Sinn ergibt, sonst wird nichts ausgegeben). Auch sind bereits Parameter mit Standardausgaben belegt wie beispielsweise der Separator sep=' ' als Leerzeichen.
Hier können wir eingreifen, wenn gewünscht. Anstelle des Leerzeichens des Separators lassen wir einen Unterstrich ausgeben:
>>> print("Hallo", "Welt", "Wie", sep='_')
Als Ergebnis erhalten wir:
Hallo_Welt_Wie
Schauen wir uns eine weitere Funktion an: hex
>>> help(hex)
Help on built-in function hex in module builtins:
hex(number, /)
Return the hexadecimal representation of an integer.
>>> hex(12648430)
'0xc0ffee'
Wir haben wieder eine Funktion die „ab Werk“ sofort in Python zur Verfügung steht.
Es wird eine Ganzzahl (Integer) als Hexadezimale Zahl ausgegeben:
>>> hex(255)
'0xff'
Wir sehen, dass wir als Rückgabe einen String erhalten – daher wird der Rückgabewert in Anführungszeichen ausgegeben.
Wofür steht das „0x“? Das ist sehr einfach: das x steht für „heXadezimal“. Hätten wir einen binären Wert (z.B. 0110011) würde als Präfix „0b“ für „Binär“ ausgegeben. Für eine klare Abgrenzung zu einer dezimalen Zahl fangen hexadezimale und binäre Zahlen immer damit an – das wurde bereits in der ANSI Norm für C Compiler anno dazumal festgelegt.
Siehe dazu einfach auch help(bin)
Durch die Schreibweise wird auch direkt im Python-Interpreter eine binäre bzw. Hexadezimale Eingabe in dezimaler Ausgabe zurückgegeben:
>>> 0xff
255
Liste von Modulen
Um alle weiteren Module angezeigt zu bekommen, einfach eingeben:
>>> help('modules')
Wir bekommen daraufhin eine sehr umfangreiche Ausgabe aller Module:
>>> help('modules')
Please wait a moment while I gather a list of all available modules...
__future__ _threading_local getpass rlcompleter _abc _tkinter gettext runpy _ast _tracemalloc glob sched _asyncio _uuid grp secrets _bisect _warnings gzip select _blake2 _weakref hashlib selectors _bootlocale _weakrefset heapq setuptools _bz2 _xxtestfuzz hmac shelve _codecs abc html shlex _codecs_cn aifc http shutil _codecs_hk antigravity idlelib signal _codecs_iso2022 argparse imaplib site _codecs_jp array imghdr smtpd _codecs_kr ast imp smtplib _codecs_tw asynchat importlib sndhdr _collections asyncio inspect socket _collections_abc asyncore io socketserver _compat_pickle atexit ipaddress sqlite3 _compression audioop itertools sre_compile _contextvars base64 json sre_constants _crypt bdb keyword sre_parse _csv binascii lib2to3 ssl _ctypes binhex linecache stat _ctypes_test bisect locale statistics _curses builtins logging string _curses_panel bz2 lzma stringprep _datetime cProfile macpath struct _dbm calendar mailbox subprocess _decimal cgi mailcap sunau _dummy_thread cgitb marshal symbol _elementtree chunk math symtable _functools cmath mimetypes sys _hashlib cmd mmap sysconfig _heapq code modulefinder syslog _imp codecs multiprocessing tabnanny _io codeop netrc tarfile _json collections nis telnetlib _locale colorsys nntplib tempfile _lsprof compileall ntpath termios _lzma concurrent nturl2path test _markupbase configparser numbers textwrap _md5 contextlib opcode this _multibytecodec contextvars operator threading _multiprocessing copy optparse time _opcode copyreg os timeit _operator crypt parser tkinter _osx_support csv pathlib token _pickle ctypes pdb tokenize _posixsubprocess curses pickle trace _py_abc dataclasses pickletools traceback _pydecimal datetime pip tracemalloc _pyio dbm pipes tty _queue decimal pkg_resources turtle _random difflib pkgutil turtledemo _scproxy dis platform types _sha1 distutils plistlib typing _sha256 doctest poplib unicodedata _sha3 dummy_threading posix unittest _sha512 easy_install posixpath urllib _signal email pprint uu _sitebuiltins encodings profile uuid _socket ensurepip pstats venv _sqlite3 enum pty warnings _sre errno pwd wave _ssl faulthandler py_compile weakref _stat fcntl pyclbr webbrowser _string filecmp pydoc wsgiref _strptime fileinput pydoc_data xdrlib _struct fnmatch pyexpat xml _symtable formatter queue xmlrpc _sysconfigdata_m_darwin_darwin fractions quopri xxlimited _testbuffer ftplib random xxsubtype _testcapi functools re zipapp _testimportmultiple gc readline zipfile _testmultiphase genericpath reprlib zipimport _thread getopt resource zlib
Enter any module name to get more help. Or, type "modules spam" to search
for modules whose name or summary contain the string "spam".
Um ein Modul nutzen zu können, müssen wir dieses im ersten Schritt importieren:
import math
Zur Kontrolle, ob der Import geklappt hat und uns dieses Modul zur Verfügung steht, können wir die Funktion dir() aufrufen.
dir()
Nun sollte das Modul zusätzlich erscheinen:
>>> dir()
['__annotations__', '__builtins__', '__doc__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'math']
Um die nun durch „math“ möglichen Funktionen anzusehen, einfach auf diese dir(math) anwenden.
>>> dir(math)
['__doc__', '__file__', '__loader__', '__name__', '__package__', '__spec__', 'acos', 'acosh', 'asin', 'asinh', 'atan', 'atan2', 'atanh', 'ceil', 'copysign', 'cos', 'cosh', 'degrees', 'e', 'erf', 'erfc', 'exp', 'expm1', 'fabs', 'factorial', 'floor', 'fmod', 'frexp', 'fsum', 'gamma', 'gcd', 'hypot', 'inf', 'isclose', 'isfinite', 'isinf', 'isnan', 'ldexp', 'lgamma', 'log', 'log10', 'log1p', 'log2', 'modf', 'nan', 'pi', 'pow', 'radians', 'remainder', 'sin', 'sinh', 'sqrt', 'tan', 'tanh', 'tau', 'trunc']
Es werden bei dem Aufruf keine Anführungszeichen verwendet! Wir wollen das Modul nutzen und nicht einen Zeichenkette (string).
Um nun weitere Hilfen über help für die im Modul math vorhandenen Möglichkeiten zu bekommen muss immer das Modul mit angegeben werden. Ansonsten bekommen wir eine „Traceback“-Fehlermeldung.
>>> help(math.sin)
Help on built-in function sin in module math:
sin(x, /)
Return the sine of x (measured in radians).
Testen wir die Sinusfunktion:
>>> sin(45)
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#33>", line 1, in <module>
sin(45)
NameError: name 'sin' is not defined
Wir erhalten als Fehler einen NameError.
Wir müssen also immer den Pfad zur Funktion „math“ angeben, um die Funktion nutzen zu können.
>>> math.sin(45)
0.8509035245341184
