Python & VSCode Setup [KSR Wiki]

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====== Python & VSCode Setup ======

Eine grosse Stärke von Python im Vergleich zu anderen Programmiersprachen ist, neben dem dass Python vergleichsweise einfach zu erlernen ist, dass es für viele hervorragede Module mit vorprogrammiertem Code gibt, die man für verschiedenste Anwendungsbereiche verwenden kann, wie zum Beispiel:

   * PyGame: 2D-Retro Games programmieren
   * Numpy: Mathematik
   * Pandas: Datenverarbeitung, Datenbanken
   * Matplotlib: Graphen erstellen
   * und viele mehr

Im Grundlagenfach IF arbeiten wir meist mit TigerPython. In diesem können einige zusätzliche Module importiert und genutzt werden, andere aber nicht. Früher oder später macht es daher Sinn, das **richtige Python** zu installieren.

Das Vorgehen ist kurz zusammengefasst:

   1. **Python** installieren
   1. Eine **Programmierumgebung (IDE)** installieren. Also ein Programm, in dem man seinen Code *schreiben* und *ausführen* kann.
     a) Wir empfehlen dafür **Visual Studio Code** (kurz **VSCode**).
     b) In VSCode gibt es eine Extension **Python Environment Manager**, der einem das Arbeiten mit Python erleichtert.
   1. Mit dem in Python integrierten **Packetmanager pip** können dann alle benötigten Module installiert werden.

=== 1) Python Installieren ===

Beachte: Auf Mac ist Python bereits vorinstalliert. Trotzdem kann es Sinn machen, eine akutellere Version zu installieren. Das Vorgehen sollte in etwa das gleiche sein wie bei Windows.

**Windows:**

   1. Python von offizieller Website für dein Betriebssystem (Windows oder Mac) herunterladen: https://www.python.org/downloads/
   1. Das heruntergeladene File mit Doppelklick öffnen
   1. Auf Seite „Install Python“: Beide Boxen anwählen, „Use admin privileges when installing py.exe“ und „Add python.exe to PATH“. Dann „Install Now“
   1. Falls eine Warnung kommt: „Ja“.
   1. Nach erfolgreicher Installation sollte stehen „Setup was successful“. Klicke auf „Close“.
   1. Computer neu starten

=== 2a) VSCode (Editor) Installieren ===

**Windows:**

   1. Gehe auf https://code.visualstudio.com/download
   1. Klicke auf Windows um das Installerfile herunterzuladen (.exe)
   1. Heruntergeladenes File ausführen, damit Installation startet:
    1. "Ich akteptiere die Vereinbarungen" -> Weiter
    1. "Ziel-Ordner": So belassen -> Weiter
    1. "Startmenu-Ordner auswählen:" So belassen -> Weiter
    1. "Zusätzliche Aufgaben auswählen:" Hier würde ich alles auswählen (ist aber nicht zwingend) -> Weiter
    1. "Fertigstellen"
    1. Computer neu Starten

**Mac:**

   1. Gehe auf https://code.visualstudio.com/download
   1. Klicke auf "Mac" um VSCode herunterzuladen.
   1. Entzippe (z.B. Doppelklick) das heruntergeladene File ...
   1. ... und ziehe es zu deinen Programmen.

=== 2b) VSCode-Extensions installieren ===

{{:gf_informatik:vscode_python_env_manager.png?600|}}

   1. Visual Studio Code öffnen
   1. (A) "Extensions" öffnen: Symbol mit vier Quadraten auf linker Seite oder oben "View", "Extensions"
   1. (B) Suche nach "Python Environment Manager" (von Don Yayamanne) und klicke darauf (C).
   1. (D) "Install"
   1. Installiere auf die gleiche Weise die folgenden Extensions:
      1. "Python" (von Microsoft)
      1. "Python Debugger" (von Microsoft)

=== 3) Python-Module installieren ===

   1. Python-Extension Manager
   1. Python Version auswählen, für die man Modul installieren will
   1. -> "packages"
   1. -> Lupe, nach Modul suchen und auswählen


==== Setup VSCode & Python ====

   1. Editor **Visual Studio Code (VSCode)** herunterladen und installieren: [[https://code.visualstudio.com]]\\ \\
   1. Lade die **aktuelle Version von Python herunter**: [[https://www.python.org/downloads/]] (Stand Feb. 2024: Python 3.12)\\ **Wichtig:** Wähle "Add python.exe to PATH" und/oder "Add Python to environment variables." aus! \\ \\
   1. In VSCode installiere die folgenden **Erweiterungen / Extensions**, die dir das Programmieren mit Python erleichtern: "Anzeigen" / "Erweiterungen" oder Tab auf linken Seite:
      1. [[https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.python|Python]] (von Microsoft)
      1. [[https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=ms-python.vscode-python-envs|Python Environment Manager]]: Erstellt auf linker Seite ein Tab "Workspace Environments", mit dem man alle installierten Python-Versionen verwalten kann.\\ \\
   1. In VSCode den **Ordner öffnen**, in dem man arbeiten möchte: "Datei" / "Ordner öffnen"\\ \\
   1. Direkt in VScode ein neues File mit der Python-Endung `.py` erstellen, z.B. `hello_world.py`. Dazu muss der "Explorer"-Tab geöffnet sein: Oben links auf entsprechendes Symbol klicken oder "Anzeigen" / "Explorer".\\ \\
   1. Dieses Python-File öffnen und ausführen: "F5" oder "Ausführen" / "Debugging Starten"


==== Python programmieren in VSCode ====

   1. Files öffnet man am besten *nicht* per Doppelklick, sondern startet VSCode und **öffnet den Ordner**, in dem man arbeiten möchte: "Datei" / "Ordner öffnen" / Ordner auswählen.
      1. Sicher stellen, dass **"Explorer"-Tab** geöffnet ist: Oben links auf entsprechendes Symbol klicken oder "Anzeigen" / "Explorer".
      1. Vorteil: jetzt sieht alle Files und Unterordner und kann direkt dort neue Files erstellen, Files löschen, umbenennen, Unterordner erstellen usw. Man kann also alles direkt im VSCode erledigen und muss nicht in den File Explorer des Computers wechseln.\\ \\
   1. Bestehendes Python-File **öffnen** oder **neues erstellen** (Wichtig: Muss Endung `.py` oder `.ipynb`, mehr dazu unten, haben) und darin programmieren.\\ \\
   1. **Programm ausführen:** "F5" drücken.
      1. Beim **ersten Ausführen** erscheint die Meldung "Debugger auswählen": "Python Debugger" / "Python Datei". Falls mehrere Versionen von Python installiert wurden, muss man eine davon auswählen.
      1. Falls die Meldung `'Zum Anpassen von "Ausführen und Debuggen" erstellen Sie eine launch.json-Datei'` erhalten, auf diese klicken, um eine launch.json Datei zu erstellen.\\ \\


==== Python Module installieren ====

Um Python-Module wie numpy usw. zu installieren, verwendet man **pip** (**p**ip **i**nstalls **p**ackages):

   1. VSCode öffnen, Projektordner öffnen\\ \\
   1. Links in Tab "Workspace Environments" bei gewünschter Python Installation "Open in Terminal" auswählen \\ \\
   1. **Befehl für Installation** geben: `pip install <module-name>`, z.B. `pip install numpy`


==== Nützliche Links ====

   * **Shortcuts VSCode**:
     * Windows: [[https://code.visualstudio.com/shortcuts/keyboard-shortcuts-windows.pdf]]
     * macOS: [[https://code.visualstudio.com/shortcuts/keyboard-shortcuts-macos.pdf]]


==== Jupyter-Notebooks (optional) ====

   1. Anstelle von klassischen Python-Files (`.py`) kann man auch mit **Jupyter-Notebooks** arbeiten. Ein solches ist eine **Mischung aus Python-File und Textdokument** (im Markdown Format).
   1. Man erstellt ein **neues Jupyter-Notebook**, indem man ein File mit Endung `.ipynb` (für **i**nteravtive **py**thon **n**ote**b**ook) erstellt. Nun kann beliebig viele **Textblöcke** (Markdown) und **Codeblöcke** aneinander reihen.
   1. Die wichtigsten **Markdown** Befehle findet man hier: [[https://de.wikipedia.org/wiki/Markdown]]
   1. **Codeblöcke ausführen** kann man mit Shift / Enter.