例項教程:1小時學會Python

zhengbo0發表於2013-11-15
Python

1 序言

面向讀者

    本文適合有經驗的程式設計師儘快進入Python2.x世界.特別地,如果你掌握Java和Javascript,不用1小時你就可以用Python快速流暢地寫有用的Python程式.

    Python3.x使用者請參考:http://www.cnitblog.com/yunshichen/archive/2009/04/01/55924.html

    (由於Django不支援python3, 所以為了你的發展潛力, 建議你學習python2.x)

為什麼使用Python

    假設我們有這麼一項任務:簡單測試區域網中的電腦是否連通.這些電腦的ip範圍從192.168.0.101到192.168.0.200.   

    思路:用shell程式設計.(Linux通常是bash而Windows是批處理指令碼).例如,在Windows上用ping ip 的命令依次測試各個機器並得到控制檯輸出.由於ping通的時候控制檯文字通常是"Reply from ... " 而不通的時候文字是"time out ... " ,所以,在結果中進行字串查詢,即可知道該機器是否連通.

    實現:Java程式碼如下:
String cmd="cmd.exe ping ";
String ipprefix="192.168.10.";
int begin=101;
int end=200;
Process p=null;

for(int i=begin;i<end;i++){
     p= Runtime.getRuntime().exec(cmd+i);
     String line = null;
     BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));
     while((line = reader.readLine()) != null)
     {
         //Handling line , may logs it. 
     }
    reader.close();
    p.destroy();
}

    這段程式碼執行得很好,問題是為了執行這段程式碼,你還需要做一些額外的工作.這些額外的工作包括:
  • 編寫一個類檔案
  • 編寫一個main方法
  • 將之編譯成位元組程式碼
  • 由於位元組程式碼不能直接執行,你需要再寫個小小的bat或者bash指令碼來執行.
    當然,用C/C++同樣能完成這項工作.但C/C++不是跨平臺語言.在這個足夠簡單的例子中也許看不出C/C++和Java實現的區別,但在一些更為複雜的場景,比如要將連通與否的資訊記錄到網路資料庫.由於Linux和Windows的網路介面實現方式不同,你不得不寫兩個函式的版本.用Java就沒有這樣的顧慮.

    同樣的工作用Python實現如下:


import subprocess

cmd="cmd.exe"
begin=101
end=200
while begin<end:
    
    p=subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,
                   stdin=subprocess.PIPE,
                   stderr=subprocess.PIPE)
    p.stdin.write("ping 192.168.1."+str(begin)+"\n")

    p.stdin.close()
    p.wait()
    
    print "execution result: %s"%p.stdout.read()

    對比Java,Python的實現更為簡潔,你編寫的時間更快.你不需要寫main函式,並且這個程式儲存之後可以直接執行.另外,和Java一樣,Python也是跨平臺的.

    有經驗的C/Java程式設計師可能會爭論說用C/Java寫會比Python寫得快.這個觀點見仁見智.我的想法是當你同時掌握Java和Python之後,你會發現用Python寫這類程式的速度會比Java快上許多.例如操作本地檔案時你僅需要一行程式碼而不需要Java的許多流包裝類.各種語言有其天然的適合的應用範圍.用Python處理一些簡短程式類似與作業系統的互動程式設計工作最省時省力.

Python應用場合

    足夠簡單的任務,例如一些shell程式設計.如果你喜歡用Python設計大型商業網站或者設計複雜的遊戲,悉聽尊便.

2 快速入門

2.1 Hello world

    安裝完Python之後(我本機的版本是2.5.4),開啟IDLE(Python GUI) , 該程式是Python語言直譯器,你寫的語句能夠立即執行.我們寫下一句著名的程式語句:

print "Hello,world!"

    並按回車.你就能看到這句被K&R引入到程式世界的名言.

    在直譯器中選擇"File"--"New Window" 或快捷鍵 Ctrl+N , 開啟一個新的編輯器.寫下如下語句:
print "Hello,world!"
raw_input("Press enter key to close this window");

    儲存為a.py檔案.按F5,你就可以看到程式的執行結果了.這是Python的第二種執行方式.

    找到你儲存的a.py檔案,雙擊.也可以看到程式結果.Python的程式能夠直接執行,對比Java,這是一個優勢.

2.2 國際化支援

    我們換一種方式來問候世界.新建一個編輯器並寫如下程式碼:
print "歡迎來到奧運中國!"
raw_input("Press enter key to close this window");

    在你儲存程式碼的時候,Python會提示你是否改變檔案的字符集,結果如下:
# -*- coding: cp936 -*- 

print "歡迎來到奧運中國!"
raw_input("Press enter key to close this window");

    將該字符集改為我們更熟悉的形式:
# -*- coding: GBK -*- 

print "歡迎來到奧運中國!" # 使用中文的例子
raw_input("Press enter key to close this window");

    程式一樣執行良好.

2.3 方便易用的計算器

    用微軟附帶的計算器來計數實在太麻煩了.開啟Python直譯器,直接進行計算:
a=100.0
b=201.1
c=2343
print (a+b+c)/c

2.4 字串,ASCII和UNICODE


    可以如下列印出預定義輸出格式的字串:
print """
Usage: thingy [OPTIONS]
     -h                        Display this usage message
     -H hostname               Hostname to connect to
"""

    字串是怎麼訪問的?請看這個例子:
word="abcdefg"
a=word[2]
print "a is: "+a
b=word[1:3]
print "b is: "+b # index 1 and 2 elements of word.
c=word[:2]
print "c is: "+c # index 0 and 1 elements of word.
d=word[0:]
print "d is: "+d # All elements of word.
e=word[:2]+word[2:]
print "e is: "+e # All elements of word.
f=word[-1]
print "f is: "+f # The last elements of word.
g=word[-4:-2]
print "g is: "+g # index 3 and 4 elements of word.
h=word[-2:]
print "h is: "+h # The last two elements.
i=word[:-2]
print "i is: "+i # Everything except the last two characters
l=len(word)
print "Length of word is: "+ str(l)

    請注意ASCII和UNICODE字串的區別:
print "Input your Chinese name:"
s=raw_input("Press enter to be continued");
print "Your name is  : " +s;
l=len(s)
print "Length of your Chinese name in asc codes is:"+str(l);
a=unicode(s,"GBK")
l=len(a)
print "I'm sorry we should use unicode char!Characters number of your Chinese \
name in unicode is:"+str(l);

2.5 使用List

    類似Java裡的List,這是一種方便易用的資料型別:

word=['a','b','c','d','e','f','g']
a=word[2]
print "a is: "+a
b=word[1:3]
print "b is: "
print b # index 1 and 2 elements of word.
c=word[:2]
print "c is: "
print c # index 0 and 1 elements of word.
d=word[0:]
print "d is: "
print d # All elements of word.
e=word[:2]+word[2:]
print "e is: "
print e # All elements of word.
f=word[-1]
print "f is: "
print f # The last elements of word.
g=word[-4:-2]
print "g is: "
print g # index 3 and 4 elements of word.
h=word[-2:]
print "h is: "
print h # The last two elements.
i=word[:-2]
print "i is: "
print i # Everything except the last two characters
l=len(word)
print "Length of word is: "+ str(l)
print "Adds new element"
word.append('h')
print word

2.6 條件和迴圈語句

# Multi-way decision
x=int(raw_input("Please enter an integer:"))
if x<0:
    x=0
    print "Negative changed to zero"

elif x==0:
    print "Zero"

else:
    print "More"


# Loops List
a = ['cat', 'window', 'defenestrate']
for x in a:
    print x, len(x)

2.7 如何定義函式

# Define and invoke function.
def sum(a,b):
    return a+b


func = sum
r = func(5,6)
print r

# Defines function with default argument
def add(a,b=2):
    return a+b
r=add(1)
print r
r=add(1,5)
print r

    並且,介紹一個方便好用的函式:
# The range() function
a =range(5,10)
print a
a = range(-2,-7)
print a
a = range(-7,-2)
print a
a = range(-2,-11,-3) # The 3rd parameter stands for step
print a

2.8 檔案I/O

spath="D:/download/baa.txt"
f=open(spath,"w") # Opens file for writing.Creates this file doesn't exist.
f.write("First line 1.\n")
f.writelines("First line 2.")

f.close()

f=open(spath,"r") # Opens file for reading

for line in f:
    print line

f.close()

2.9 異常處理


s=raw_input("Input your age:")
if s =="":
    raise Exception("Input must no be empty.")

try:
    i=int(s)
except ValueError:
    print "Could not convert data to an integer."
except:
    print "Unknown exception!"
else: # It is useful for code that must be executed if the try clause does not raise an exception
    print "You are %d" % i," years old"
finally: # Clean up action
    print "Goodbye!"


2.10 類和繼承

class Base:
    def __init__(self):
        self.data = []
    def add(self, x):
        self.data.append(x)
    def addtwice(self, x):
        self.add(x)
        self.add(x)

# Child extends Base
class Child(Base):
    def plus(self,a,b):
        return a+b

oChild =Child()
oChild.add("str1")
print oChild.data
print oChild.plus(2,3)


2.11 包機制

    每一個.py檔案稱為一個module,module之間可以互相匯入.請參看以下例子:
# a.py
def add_func(a,b):
    return a+b

# b.py
from a import add_func # Also can be : import a

print "Import add_func from module a"
print "Result of 1 plus 2 is: "
print add_func(1,2)    # If using "import a" , then here should be "a.add_func"


    module可以定義在包裡面.Python定義包的方式稍微有點古怪,假設我們有一個parent資料夾,該資料夾有一個child子資料夾.child中有一個module a.py . 如何讓Python知道這個檔案層次結構?很簡單,每個目錄都放一個名為_init_.py 的檔案.該檔案內容可以為空.這個層次結構如下所示:
parent 
  --__init_.py
  --child
    -- __init_.py
    --a.py

b.py

    那麼Python如何找到我們定義的module?在標準包sys中,path屬性記錄了Python的包路徑.你可以將之列印出來:
import sys

print sys.path

    通常我們可以將module的包路徑放到環境變數PYTHONPATH中,該環境變數會自動新增到sys.path屬性.另一種方便的方法是程式設計中直接指定我們的module路徑到sys.path 中:
import sys
sys.path.append('D:\\download')

from parent.child.a import add_func


print sys.path

print "Import add_func from module a"
print "Result of 1 plus 2 is: "
print add_func(1,2)


總結

    你會發現這個教程相當的簡單.許多Python特性在程式碼中以隱含方式提出,這些特性包括:Python不需要顯式宣告資料型別,關鍵字說明,字串函式的解釋等等.我認為一個熟練的程式設計師應該對這些概念相當瞭解,這樣在你擠出寶貴的一小時閱讀這篇短短的教程之後,你能夠通過已有知識的遷移類比儘快熟悉Python,然後儘快能用它開始程式設計.

    當然,1小時學會Python頗有譁眾取寵之嫌.確切的說,程式語言包括語法和標準庫.語法相當於武術招式,而標準庫應用實踐經驗則類似於內功,需要長期鍛鍊.Python學習了Java的長處,提供了大量極方便易用的標準庫供程式設計師"拿來主義".(這也是Python成功的原因),在開篇我們看到了Python如何呼叫Windows cmd的例子,以後我會盡量寫上各標準庫的用法和一些應用技巧,讓大家真正掌握Python.

    但不管怎樣,至少你現在會用Python代替繁瑣的批處理寫程式了.希望那些真的能在一小時內讀完本文並開始使用Python的程式設計師會喜歡這篇小文章,謝謝!

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