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Wie man Python 3 installiert und eine lokale Programmierumgebung unter Windows 10 einrichtet

Einführung

Python ist eine vielseitige Programmiersprache, die für viele verschiedene Programmierprojekte verwendet werden kann. Sie wurde erstmals 1991 veröffentlicht und trägt einen Namen, der von der britischen Komikergruppe Monty Python inspiriert ist. Das Entwicklungsteam wollte Python zu einer Sprache machen, die Spaß macht. Einfach einzurichten und in einem relativ unkomplizierten Stil geschrieben, der sofortiges Feedback bei Fehlern bietet, ist Python eine großartige Wahl für Anfänger und erfahrene Entwickler gleichermaßen. Python 3 ist die aktuellste Version der Sprache und wird als die Zukunft von Python angesehen.

Dieses Tutorial führt Sie durch die Installation von Python 3 auf Ihrem lokalen Windows 10-Computer und die Einrichtung einer Programmierumgebung über die Kommandozeile.

Voraussetzungen

Sie benötigen einen Windows 10-Computer mit administrativem Zugriff, der mit dem Internet verbunden ist.

Schritt 1 — Öffnen und Konfigurieren von PowerShell

Wir werden den größten Teil unserer Installation und Einrichtung über eine Befehlszeilenschnittstelle durchführen, was eine nicht grafische Methode ist, um mit Ihrem Computer zu interagieren. Das bedeutet, dass Sie anstelle des Klickens auf Schaltflächen Text eingeben und ebenfalls Textfeedback von Ihrem Computer erhalten. Die Befehlszeile, auch als Shell bekannt, kann Ihnen helfen, viele der Aufgaben, die Sie jeden Tag am Computer erledigen, zu ändern und zu automatisieren, und ist ein essentielles Werkzeug für Softwareentwickler.

PowerShell ist ein Programm von Microsoft, das eine Befehlszeilen-Shell-Schnittstelle bietet. Administrative Aufgaben werden durch das Ausführen von Cmdlets durchgeführt, die Command-lets ausgesprochen werden, spezialisierte Klassen des .NET-Softwarerahmens, die Operationen ausführen können. Im August 2016 als Open Source veröffentlicht, ist PowerShell jetzt plattformübergreifend verfügbar, sowohl für Windows als auch für UNIX-Systeme (einschließlich Mac und Linux).

Um Windows PowerShell zu finden, können Sie mit der rechten Maustaste auf das Startmenü-Symbol in der unteren linken Ecke Ihres Bildschirms klicken. Wenn das Menü aufgeht, sollten Sie auf „Suchen“ klicken, dann „PowerShell“ in die Suchleiste eingeben. Wenn Ihnen Optionen angezeigt werden, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf „Windows PowerShell“, die Desktop-App. Für unsere Zwecke wählen wir „Als Administrator ausführen“. Wenn Sie mit einem Dialogfeld aufgefordert werden, das fragt: „Möchten Sie dieser App erlauben, Änderungen an Ihrem PC vorzunehmen?“, klicken Sie auf „Ja.“

Sobald Sie dies tun, sehen Sie eine textbasierte Oberfläche, die eine Zeichenfolge von Wörtern anzeigt, die folgendermaßen aussieht:

Wir können aus dem Systemordner wechseln, indem wir den folgenden Befehl eingeben:

  1. cd ~

Dann befinden wir uns in einem Verzeichnis wie PS C:\Users\Sammy.

Um mit unserem Installationsprozess fortzufahren, werden wir einige Berechtigungen über PowerShell einrichten. Standardmäßig so konfiguriert, dass es im sichersten Modus ausgeführt wird, gibt es einige Berechtigungsstufen, die Sie als Administrator einrichten können:

  • Eingeschränkt ist die standardmäßige Ausführungsrichtlinie. In diesem Modus können Sie keine Skripte ausführen, und PowerShell funktioniert nur als interaktive Shell.
  • AllSigned ermöglicht es Ihnen, alle Skripte und Konfigurationsdateien auszuführen, die von einem vertrauenswürdigen Herausgeber signiert sind, was bedeutet, dass Sie möglicherweise Ihr System dem Risiko aussetzen, böswillige Skripte auszuführen, die zufällig von einem vertrauenswürdigen Herausgeber signiert sind.
  • RemoteSigned ermöglicht es Ihnen, Skripte und Konfigurationsdateien aus dem Internet auszuführen, die von vertrauenswürdigen Herausgebern signiert sind, wodurch Ihr Gerät wieder für Schwachstellen geöffnet wird, falls diese vertrauenswürdigen Skripte tatsächlich schädlich sind.
  • Unbeschränkt führt alle Skripte und Konfigurationsdateien aus, die aus dem Internet heruntergeladen wurden, sobald Sie bestätigen, dass Sie verstehen, dass die Datei aus dem Internet heruntergeladen wurde. In diesem Fall ist keine digitale Signatur erforderlich, sodass Sie möglicherweise Ihr System dem Risiko aussetzen, unsignierte und potenziell schädliche Skripte aus dem Internet auszuführen.

Wir werden die RemoteSigned-Ausführungsrichtlinie verwenden, um die Berechtigung für den aktuellen Benutzer festzulegen, die es PowerShell ermöglicht, heruntergeladene Skripte, denen wir vertrauen, zu akzeptieren, ohne die Berechtigungen so weit zu fassen, wie sie mit einer uneingeschränkten Berechtigung wären. Geben wir in PowerShell Folgendes ein:

  1. Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser

PowerShell wird uns dann auffordern, eine Ausführungsrichtlinie anzugeben, und da wir RemoteSigned verwenden möchten, geben wir Folgendes ein:

  1. RemoteSigned

Sobald wir enter drücken, werden wir gefragt, ob wir die Ausführungsrichtlinie ändern möchten. Tippen Sie den Buchstaben y für „ja“ ein und lassen Sie die Änderungen wirksam werden. Wir können bestätigen, dass dies funktioniert hat, indem wir die aktuellen Berechtigungen auf dem Rechner abfragen, indem wir eintippen:

  1. Get-ExecutionPolicy -List

Sie sollten eine Ausgabe erhalten, die ungefähr so aussieht:

        Scope ExecutionPolicy
        ----- ---------------
MachinePolicy       Undefined
   UserPolicy       Undefined
      Process       Undefined
  CurrentUser    RemoteSigned
 LocalMachine       Undefined

Dies bestätigt, dass der aktuelle Benutzer vertrauenswürdige Skripte aus dem Internet ausführen kann. Wir können nun mit dem Herunterladen der Dateien fortfahren, die wir benötigen, um unsere Python-Programmierumgebung einzurichten.

Schritt 2 — Installation des Paketmanagers Chocolatey

Ein Package-Manager ist eine Sammlung von Softwaretools, die dazu dienen, Installationsprozesse zu automatisieren, die die ursprüngliche Installation, das Upgrade und die Konfiguration von Software sowie das Entfernen von Software nach Bedarf umfassen. Sie halten Softwareinstallationen an einem zentralen Ort und können alle Softwarepakete im System in gängigen Formaten verwalten.

Chocolatey ist ein Befehlszeilen-Paketmanager, der für Windows entwickelt wurde und funktioniert wie apt-get auf Linux. In einer Open-Source-Version verfügbar, hilft Ihnen Chocolatey, Anwendungen und Tools schnell zu installieren, und wir werden es verwenden, um das herunterzuladen, was wir für unsere Entwicklungsumgebung benötigen.

Bevor wir das Skript installieren, lesen wir es, um zu bestätigen, dass wir mit den Änderungen, die es an unserer Maschine vornehmen wird, zufrieden sind. Dazu verwenden wir das .NET-Scripting-Framework, um das Chocolatey-Skript herunterzuladen und im Terminalfenster anzuzeigen. Wir erstellen ein WebClient-Objekt namens $script (Sie können es nennen, wie Sie möchten, solange Sie $ als ersten Charakter verwenden), das die Interneteinstellungen mit Internet Explorer teilt:

  1. $script = New-Object Net.WebClient

Lassen Sie uns die Optionen betrachten, die uns zur Verfügung stehen, indem wir das Objekt an die Get-Member-Klasse übergeben, um alle Mitglieder (Eigenschaften und Methoden) dieses WebClient-Objekts zurückzugeben:

  1. $script | Get-Member



 . . .
[secondary_label Snippet of Output]
DownloadFileAsync         Method     void DownloadFileAsync(uri address, string fileName), void DownloadFileAsync(ur...
DownloadFileTaskAsync     Method     System.Threading.Tasks.Task DownloadFileTaskAsync(string address, string fileNa...
DownloadString            Method     string DownloadString(string address), string DownloadString(uri address) #method we will use 
DownloadStringAsync       Method     void DownloadStringAsync(uri address), void DownloadStringAsync(uri address, Sy...
DownloadStringTaskAsync   Method     System.Threading.Tasks.Task[string] DownloadStringTaskAsync(string address), Sy…
 . . .

Wenn wir die Ausgabe betrachten, können wir die DownloadString-Methode identifizieren, die wir verwenden können, um das Skript und die Signatur im PowerShell-Fenster anzuzeigen. Lassen Sie uns diese Methode implementieren:

  1. $script.DownloadString("https://chocolatey.org/install.ps1")

Nachdem wir das Skript überprüft haben, können wir Chocolatey installieren, indem wir Folgendes in PowerShell eingeben:

  1. iwr https://chocolatey.org/install.ps1 -UseBasicParsing | iex

Das Cmdlet iwr oder Invoke-WebRequest ermöglicht es uns, Daten aus dem Web zu extrahieren. Dies wird das Skript an das Cmdlet iex oder Invoke-Expression übergeben, das den Inhalt des Skripts ausführt und das Installationsskript für den Chocolatey-Paketmanager ausführt.

Erlauben Sie PowerShell, Chocolatey zu installieren. Sobald es vollständig installiert ist, können wir beginnen, zusätzliche Tools mit dem choco-Befehl zu installieren.

Wenn wir Chocolatey zu einem späteren Zeitpunkt aktualisieren müssen, können wir den folgenden Befehl ausführen:

  1. choco upgrade chocolatey

Mit unserem installierten Paketmanager können wir fortfahren, den Rest von dem zu installieren, was wir für unsere Python 3-Programmierumgebung benötigen.

Schritt 3 — Installation des Texteditors nano (Optional)

Wir werden jetzt nano installieren, einen Texteditor, der eine Befehlszeilenschnittstelle verwendet, mit der wir Programme direkt in PowerShell schreiben können. Dies ist kein zwingender Schritt, da Sie alternativ einen Texteditor mit einer grafischen Benutzeroberfläche wie Notepad verwenden können, aber nano wird uns helfen, uns besser an die Verwendung von PowerShell zu gewöhnen.

Lass uns Chocolatey verwenden, um nano zu installieren:

  1. choco install -y nano

Hier haben wir das -y Flag verwendet, um automatisch zu bestätigen, dass wir das Skript ohne Aufforderung ausführen möchten.

Sobald Nano installiert ist, werden wir in der Lage sein, den nano Befehl zu verwenden, um neue Textdateien zu erstellen, und werden ihn schließlich nutzen, um unser erstes Python-Programm zu schreiben.

Schritt 4 — Python 3 installieren

Genau wie wir es oben mit Nano gemacht haben, werden wir Chocolatey verwenden, um Python 3 zu installieren:

  1. choco install -y python3

PowerShell wird jetzt Python 3 installieren und dabei Ausgaben innerhalb von PowerShell generieren.

Sobald der Prozess abgeschlossen ist, sollten Sie die folgende Ausgabe sehen:

Environment Vars (like PATH) have changed. Close/reopen your shell to
 See the changes (or in powershell/cmd.exe just type 'refreshenv').
The install of python3 was successful.
 Software installed as 'EXE', install location is likely default.

Chocolatey installed 1/1 packages. 0 packages failed.
 See the log for details (C:\ProgramData\chocolatey\logs\chocolatey.log).

Nachdem die Installation abgeschlossen ist, möchten Sie bestätigen, dass Python installiert und einsatzbereit ist. Um die Änderungen zu sehen, verwenden Sie den Befehl refreshenv, oder schließen Sie PowerShell und öffnen Sie es erneut als Administrator, und überprüfen Sie dann die Version von Python, die Ihnen auf Ihrem lokalen Computer zur Verfügung steht:

  1. python -V

Sie sollten eine Ausgabe erhalten wie:

Python 3.7.0

Neben Python wird pip installiert, das Softwarepakete für Python verwaltet. Lassen Sie uns sicherstellen, dass pip auf dem neuesten Stand ist, indem wir es aktualisieren:

  1. python -m pip install --upgrade pip

Mit Chocolatey können wir Python 3 mit dem python-Befehl aufrufen. Wir werden das -m-Flag verwenden, um das Bibliotheksmodul als Skript auszuführen, was die Optionsliste beendet, und von dort aus pip verwenden, um das Upgrade zu installieren.

Sobald Python installiert und pip aktualisiert ist, können wir eine virtuelle Umgebung für unsere Entwicklungsprojekte einrichten.

Schritt 5 — Einrichten einer virtuellen Umgebung

Jetzt, da wir Chocolatey, nano und Python installiert haben, können wir mit der Erstellung unserer Programmierumgebung mit dem venv Modul fortfahren.

Virtuelle Umgebungen ermöglichen es Ihnen, einen isolierten Bereich auf Ihrem Computer für Python-Projekte zu haben, sodass jedes Ihrer Projekte seine eigenen Abhängigkeiten haben kann, die keine anderen Projekte stören.

Die Einrichtung einer Programmierumgebung gibt uns mehr Kontrolle über unsere Python-Projekte und darüber, wie verschiedene Versionen von Paketen behandelt werden. Dies ist besonders wichtig, wenn man mit Drittanbieter-Paketen arbeitet.

Sie können so viele Python-Programmierumgebungen einrichten, wie Sie möchten. Jede Umgebung ist im Grunde ein Verzeichnis oder Ordner auf Ihrem Computer, der einige Skripte enthält, um sie als Umgebung zu gestalten.

Wählen Sie das Verzeichnis aus, in dem Sie Ihre Python-Programmierumgebungen ablegen möchten, oder erstellen Sie ein neues Verzeichnis mit mkdir, wie zum Beispiel:

  1. mkdir Environments

  2. cd Environments

Sobald Sie sich im Verzeichnis befinden, in dem Sie die Umgebungen erstellen möchten, können Sie eine Umgebung erstellen, indem Sie den folgenden Befehl ausführen:

  1. python -m venv my_env

Mit dem Befehl python werden wir das Modul venv verwenden, um die virtuelle Umgebung zu erstellen, die wir in diesem Fall my_env genannt haben.

Im Grunde genommen richtet venv ein neues Verzeichnis ein, das einige Elemente enthält, die wir mit dem ls Befehl anzeigen können:

  1. ls my_env



Mode                LastWriteTime         Length Name
----                -------------         ------ ----
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Include
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Lib
d-----        8/22/2016   2:20 PM                Scripts
-a----        8/22/2016   2:20 PM            107 pyvenv.cfg

Zusammen sorgen diese Dateien dafür, dass Ihre Projekte vom breiteren Kontext Ihres lokalen Systems isoliert sind, sodass Systemdateien und Projektdateien sich nicht vermischen. Dies ist eine gute Praxis für die Versionskontrolle und stellt sicher, dass jedes Ihrer Projekte Zugriff auf die speziellen Pakete hat, die es benötigt.

Um diese Umgebung zu verwenden, müssen Sie sie aktivieren, was Sie tun können, indem Sie den folgenden Befehl eingeben, der das Aktivierungsskript im Scripts-Verzeichnis aufruft:

  1. my_env\Scripts\activate

Ihr Prompt wird jetzt mit dem Namen Ihrer Umgebung, in diesem Fall my_env, vorangestellt:

  1.

Dieses Präfix lässt uns wissen, dass die Umgebung my_env momentan aktiv ist, was bedeutet, dass, wenn wir hier Programme erstellen, sie nur die Einstellungen und Pakete dieser speziellen Umgebung verwenden.

Schritt 6 — Erstellen eines einfachen Programms

Jetzt, wo wir unsere virtuelle Umgebung eingerichtet haben, lass uns ein einfaches "Hallo, Welt!"-Programm erstellen. Dies wird sicherstellen, dass unsere Umgebung funktioniert und gibt uns die Möglichkeit, uns besser mit Python vertraut zu machen, falls wir das noch nicht sind.

Um dies zu tun, öffnen wir nano und erstellen eine neue Datei:

  1. nano hello.py

Sobald die Textdatei im Terminal geöffnet ist, geben wir unser Programm ein:

print("Hello, World!")

Verlassen Sie nano, indem Sie die Strg und x Tasten drücken. Wenn Sie aufgefordert werden, die Datei zu speichern, drücken Sie y und dann die Enter Taste.

Sobald Sie nano verlassen und zu Ihrer Eingabeaufforderung zurückkehren, lassen Sie uns das Programm ausführen:

  1. python hello.py

Das hello.py-Programm, das Sie gerade erstellt haben, sollte dazu führen, dass das Terminal die folgende Ausgabe erzeugt:

Hello, World!

Um die Umgebung zu verlassen, geben Sie einfach den Befehl deactivate ein und Sie kehren in Ihr ursprüngliches Verzeichnis zurück.

Schlussfolgerung

Herzlichen Glückwunsch! An diesem Punkt sollten Sie eine Python 3-Programmierumgebung auf Ihrem lokalen Windows 10-Computer eingerichtet haben und können mit einem Codierungsprojekt beginnen!

Um Python 3 auf einem anderen Computer einzurichten, folgen Sie den lokalen Programmierumgebungsanleitungen für Ubuntu 16.04, Debian 8, CentOS 7 oder macOS. Sie können auch darüber lesen, wie man Python installiert und eine Programmierumgebung auf einem Ubuntu 16.04-Server einrichtet, was besonders nützlich ist, wenn Sie in Entwicklungsteams arbeiten.

Mit Ihrem lokalen Rechner, der bereit für die Softwareentwicklung ist, können Sie weiterhin mehr über das Programmieren in Python lernen, indem Sie "Datenarten in Python 3 verstehen" und "Wie man Variablen in Python 3 verwendet" folgen.