Python Cheatsheet

1. Tooling: uv & Projektsetup

uv ist ein moderner, schneller Ersatz für pip, venv, conda und ähnliche Tools. Ein einziges Werkzeug für alles.

# Create new project
uv init my-project
cd my-project

# Install packages
uv add numpy matplotlib

# Run script
uv run script.py

Die pyproject.toml

Jedes Projekt hat eine pyproject.toml. Sie definiert die Python-Version und alle Abhängigkeiten. uv verwaltet auch Python selbst: wenn die geforderte Version fehlt, wird sie automatisch heruntergeladen.

[project]
name = "traffic-jam"
version = "0.1.0"
requires-python = ">=3.12"
dependencies = [
    "matplotlib>=3.10",
]

2. .py-Dateien statt Notebooks

Jupyter ist nur eine Schicht über Python. Wir arbeiten direkt mit dem, was Jupyter im Hintergrund tut.

3. Variablen & Typen

Python erkennt den Typ automatisch aus dem zugewiesenen Wert. Keine Typdeklaration nötig.

road_length = 230.0
n_vehicles = 22
spacing = road_length / n_vehicles

# f-strings for text formatting
print(f"{n_vehicles} vehicles on {road_length} m")

4. Kontrollstrukturen

Verzweigungen

speed = 25.0
if speed > 30.0:
    print("Too fast!")
elif speed < 5.0:
    print("Almost stopped")
else:
    print("Normal flow")

Schleifen

# for loop
for i in range(5):
    print(f"Step {i}")

# while loop
t = 0.0
while t < 10.0:
    t += 0.1

List Comprehensions

# Instead of:
squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x ** 2)

# Better:
squares = [x ** 2 for x in range(10)]

# With condition:
even = [x for x in range(20) if x % 2 == 0]

5. Funktionen

def optimal_velocity(headway: float, v_max=9.25, d_min=4.0, d_max=25.0) -> float:
    """Calculate desired velocity based on headway distance."""
    if headway <= d_min:
        return 0.0
    elif headway >= d_max:
        return v_max
    return v_max * (headway - d_min) / (d_max - d_min)

6. Klassen

Klasse = Bauplan  |  Objekt = konkretes Exemplar  |  Methode = eine Funktion, die zu einer Klasse gehört

class Dog:
    """A dog with a name and energy level."""

    def __init__(self, name: str, energy=100):
        self.name = name
        self.energy = energy

    def bark(self):
        """Bark and lose some energy."""
        self.energy -= 10
        print(f"{self.name}: Woof!")

rex = Dog("Rex")
rex.bark()         # Rex: Woof!
print(rex.energy)  # 90

luna = Dog("Luna", energy=50)
luna.bark()        # Luna: Woof!
print(luna.energy) # 40

@dataclass

@dataclass generiert __init__, __repr__ und __eq__ automatisch. Weniger Boilerplate, gleiche Funktionalität.

from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Vehicle:
    position: float
    velocity: float

7. Module & Imports

# Standard library
import math
from pathlib import Path
from dataclasses import dataclass

# External packages (uv add ...)
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

my-project/
├── main.py          # entry point
├── model.py         # model classes
└── pyproject.toml   # project file (uv)

# in main.py:
from model import Vehicle, TrafficModel

8. Guter Stil

Alles auf Englisch

Variablen, Funktionen, Klassen, Kommentare, Docstrings: alles auf Englisch. Code wird international gelesen, geteilt und von englischsprachigen Tools verarbeitet.

Gute Variablennamen

a = 230.0
b = 22
x = a / b
l = []
for i in range(b):
    l.append(i * x)

road_length = 230.0
n_vehicles = 22
spacing = road_length / n_vehicles
positions = []
for i in range(n_vehicles):
    positions.append(i * spacing)

Zusammenfassung