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3小時的python學習之旅

編輯:Python

最近在很多地方都可以看到Python的身影,尤其在人工智能等科學領域,其豐富的科學計算等方面類庫無比強大。很多身邊的哥們也提到Python非常的簡潔方便,比如用Django搭建一個見得網站只需要半天時間即可,因此也吸引了我不小的興趣。之前相親認識過一個姑娘是做綠色環保建築設計行業的,提過她們的建築物的建模也是使用Python,雖然被女神給拒絕了,但學習還是勢在必行的,加油。

這部分只涉及python比較基礎的知識,如復雜的面向對象、多線程、通信等知識會放在之後的深入學習中介紹,因此整個學習過程也將非常的快速,3-5個小時完全足夠了。

 

Python是一種面向對象、解釋型計算機程序設計語言,由Guido van Rossum於1989年發明,第一個公開發行版發行於1991年。是純粹的自由軟件,源代碼和解釋器CPython遵循GPL協議。其設計哲學是優雅、明確、簡單,最NX的是其專用的科學計算擴展庫,NumPy、SciPy和matplotlib等,可以很大程度的替代MATLAB的作用。作為一種解釋性語言,其源碼通過虛擬機編譯為字節碼文件,通常為.pyc格式。其通常版本包括2.x和3.x,前者仍然是主流,後者正在不斷發展中,本部分的學習將使用2.x版本。此外,比較有意思的一點是,Python是強制縮進的語言,如果換行後不縮進,會報錯。

Python版本選用2.7.11,下載地址:https://www.python.org/downloads/

集成開發環境使用:Sublime,下載地址:http://www.sublimetext.com/。

 

  • 變量
基本數據類型 存儲內容 示例 integer(int) 整數 1,6,-3 float 浮點數 3.14 long 非常大的整數 100000004 string 字符串 "Hello World" list 列表 [1,2,3] tuple 元組,廣義表 ("hello", 5) dictionary 字典 {'name':'xionger','grade':2}

常見的運算符包括:+,-,*,/,%;特殊的有://,Floor除法;-,取反;abs(),絕對值;**,求冪等。

常見的比較運算包括:==,!=,>,<,>=,<=。

字符串常見操作

函數 功能 .upper()/lower() 把所有字母轉化為大寫/小寫 .capitalize() 把字符串首字母答謝,其他小寫 .title() 把首字母和每個空格或標點符號後的字母大寫,其他小寫 =, +, * 字符串的賦值,拼接,重復 == 字符串的比較 \n, \\ 轉義字符 .strip(),.rstrip(),.lstrip() 去除字符串兩端空格,或指定字母 .() 字符串長度 .find() 查找子串,返回第一個滿足的位置索引 .replace("a", "b") 字符串替代

Tip:一個關於utf-8的問題,添加之後注釋即可:#! usr/bin/python #coding=utf-8

 

  • 邏輯結構
邏輯結構 示例 判斷 if a > 5: print("great") else: print("equal or less") 異常處理 try: 5/0 except: print("Please don't do that") 循環

for i in range(5):

  if i == 0:

   continue

  if i == 3:

   break

while not age.isdigit() Print 'sorry'

While True

 

  • 集合對象

列表相關操作

操作 解釋或示例 創建列表 fruit=['apple', 'strawberry', 'pear', 'papaya'] .len(), .count() 列表總項數;統計某一項的總數量 .index() 返回某項在列表中第一次出現的位置 'pink' in color_list 判斷該項是否在列表中 .append(),.extend() 添加新項到列表;擴展列表,附加後一個列表到前一個列表 Fruits[0] 根據索引獲得指定項 .remove(xx),.insert(index, xx) 根據索引刪除指定項;插入某項到指定位置 +, * 合並列表和復制列表成員 .reverse(), .sort() 反轉列表;按字母排序列表 ==, != 列表比較 range(7),range(-5,5,2) 生成數字列表,參數分別為:初始值,結束值,步長

字典相關操作

操作 解釋或示例 創建字典 person = {'xionger':'2b', 'xiongda':'god'} person['xionger'] 根據key獲取字典中的值 .pop() 彈出某項並從字典中刪除 .has_key(), in 判斷該key是否存在 .keys(), .values() 通過列表,顯示所有的key/value

 

  • 函數、類與對象(繼承)

一個簡單的函數示例如下:

 def get_seat_total(seat=1):
 total=0
 for dish in seat:
 total = total + dish
 return total

一個簡單的類和對象使用示例(封裝)如下所示:

 class Student(object):
 def __init__(self, name, grade, distinct):
 self.name =name
 self.grade=grade
 self.distinct=distinct
 def printName(self):
 print self.name
 
 def main():
 student01 = Student("xionger", 2, "SH")
 student01.printName()
  
 if __name__=="__main__":
 main()
View Code

類中常見可重寫方法(多態)列表

可重寫方法 解釋 __init__(self): 構造函數,__new__也可以 __eq__/__ne__(self, other): 比較相等與不等 __gt[e]__/__lt[e]__(): 比較大小 __str__: Print輸出,類似ToString()

繼承的簡單示例如下:

 class Book(InventoryItem):
 def __init__(self, title, price):
 super(Book, self).__init__(title=title)
 self.price=price

Tip:由此可以看到,python完全符合面向對象的思想,實現了OO的封裝、繼承、多態三大特性。

 

  • 輸入輸出與文件I/O
函數 功能 Input() 收集輸入信息 Raw_Input() 收集任何非數字的信息 Float(), int() 轉化為浮點數或整型 Getpass() 獲取密碼,需要導包 from getpass import getpass print "Hello {word}".format(word="World") 格式化輸出

文件和目錄相關IO操作(包括json)的示例如下所示:

操作

示例

從文件讀取數據

f=open('car.json')
car = f.readlines()
f.close()

把數據寫入文件

f=open('car.json', 'r+w')  #需要注意'w'會擦除所有數據,r+w會覆蓋數據
f.write('test')
f.close()

添加數據到文件

f=open('car.json', 'a') #使用a表示append不會擦除數據,而是會添加到末尾  
f.write('test')

創建文件

f=open('car.json', 'w+')

文件列表

current_dir=os.getcwd(), os.listdir(current_dir)

在目錄間移動

class_dirs=os.walk('.')
print class_dirs.next()

創建目錄

os.makedir(), os.makedirs()

獲取文件信息

print os.stat('car.json')

讀取json文件

import json
f=open('car.json')
car = json.load(f)
print type(car)

打印json

print json.dumps(car, indent=2)

把對象保存為json

json.dump(vars(stu), f, indent=2),注意dump與dumps的區別

嵌套的對象轉化為json

    def get_JSON_dict(self):
        d=vars(self)
        student_list=[]
        for student in self.students:
            student_list.append(vars(student))
        d['students']=student_list
        return d

 

  • 模塊和文檔

模塊導入方式: import module; from module import class; from module import function;from module import *。

常見模塊包括:random,生成隨機數;os,用於與操作系統交互;json,用於生成和讀取JavaScript Object Notation(JSON);sqlite3,用於創建、編輯和讀取sqlite3數據庫;datetime,用於操作時間和日期;getpass,用於獲取用戶敏感信息的包。之後通過一個列表了解最常見的類庫方法。

函數

解釋或示例

randint(a,b)/random(x)

/uniform(a, b)

隨機整數、隨機浮點數(不包含0和1)
特定區間浮點數

Choice(list)

從列表中獲取隨機對象

time()

Lunch=time(11,30),lunch.hour/mintue/second

datetime()

datetime.datetime(year=2016,day=14,month=4)
datetime.timedelta(days=14)
datetime.now(),當前時間

文檔結構:其中__init__.py是空的,用於告訴python,需要使用這部分代碼。

myproject/

  -main.py

  -classes/

   -__init__.py

   -monsters.py

  readme.txt

  install.txt

比如,需要main.py中使用from classes.monsters import Monster。

docstring:通常用三引號、單引號括起來,可以在shell中通過help(xxx)來查看文檔,此外,還可以通過組件Sphinx來生成文檔。

 

  • 數據庫(sqlite)

Sqlite是一種超輕型的關系型數據庫,支持ACID操作,常用語移動設備和浏覽器中。其安裝非常簡單,地址:https://www.sqlite.org/download.html,下載windows下的sqlite-tools即可,之後可以通過firefox的sqliteManager插件直接管理。

其數據類型很簡單,包括:Null;nteger,整型;Real,浮點數;Text,字符串;Blob,一個文件,如圖片、歌曲等。

操作

解釋或示例

建表

import sqlite3
conn=sqlite3.connect('mytest.sqlite')
cursor=conn.cursor()
sql='''create table students(
name text,
username text,
id int)'''
cursor.execute(sql)
cursor.close()

插入操作

sql='''insert into students(name, username, id)
values(:st_name, :st_username, :id_num)'''
cursor.execute(sql, {'st_name':'xionger', 'st_username':'x2', 'id_num':1322})
conn.commit()·

查詢操作

sql="select * from students"
results=cursor.execute(sql)
all_students=results.fetchall()

 

  • Debug

通過TraceBack棧軌跡來查找錯誤,比如TypeError信息。還可以使用pdb調試器來查找錯誤,語句為:python –m pdb xxx.py,相關的pdb命令為:args,傳輸參數;break,增加斷點;cont,繼續知道下一個斷點;clear,清除所有斷點;list,顯示當前所在位置附近的代碼;next,執行代碼的當前行;step,執行代碼當前行,如果進入函數則停止。

這部分想說的是,在intelli IDE(pycharm)中調試非常方便,不過sublime中的調試還沒弄清楚,之後補上。

 

  • Flask的Web開發

這兒將介紹python最吸引人的部分,開源庫的使用了,這部分主要介紹最為常見的Web框架Flask的相關知識,首先是安裝步驟。

步驟1:安裝setuptools,通過在https://pypi.python.org/pypi/setuptools下載ex_setup.py文件,之後運行即可。

步驟2:安裝pip,首先設置好之前下載的工具的環境變量,然後可以直接使用命令easy_install pip。

步驟3:pip install flask,此外麼,其他很多的python組件都可以通過該方式安裝。

接下來就讓我們通過一個簡單的例子來看看flask構建一個動態網站有多簡單吧。

 from flask import Flask
 from flask import render_template
 app=Flask(__name__)
 
 @app.route('/')
 def hellp_world():
 return 'Hello World!'
  
 @app.route('/lucky/<number>/')
 def lucky(number):
 return render_template('lucky.html', lucky_num=number)
 
 if __name__=='__main__':
 app.run()
View Code

Tip:裡面用到jinja的視圖模板,平時也可以用它來做代碼生成工具,非常快速小巧,主要注意{{}}方式和angularJS一樣,混用需要調整。

Python常見的組件介紹

組件名

解釋或示例

PyGame

游戲和動畫開發

Django

Web框架,功能強大且靈活,比flask更復雜

Jinja2

頁面模板,也可以用作代碼生成工具,很棒

Plone

功能完備的內容管理系統,直接可以使用

Tkinter,Pyjs,PyGUI

桌面應用庫

Kivy

iOS和Android應用

NumPy,SymPy,SciPy Library,Matplotlib,pandas

科學計算

 

Django的整個使用過程完全可以參考官方文檔,https://docs.djangoproject.com/en/1.9/intro/tutorial01/,接下來跟著官方文檔一起來創建一個最簡單的應用。

步驟

代碼

創建項目(站點)

django-admin startproject mysite
#項目的目錄如下所示
manage.py:命令行工具
mysite/settings.py:配置文件
mysite/urls.py:url路由設置文件
mysql/wsgi.py:部署文件

查看項目(空)

python manage.py runserver

創建指定應用

python manage.py startapp polls

寫第一個頁面

polls/views.py

from django.http import HttpResponse
def index(request):
    return HttpResponse("Hello, world. You're at the polls index.")
polls/urls.py
from django.conf.urls import url
from . import views
urlpatterns = [
    url(r'^$', views.index, name='index'),
]
mysite/urls.py
from django.conf.urls import include, url
from django.contrib import admin
urlpatterns = [
    url(r'^polls/', include('polls.urls')),
    url(r'^admin/', admin.site.urls),

] #注意粗體的include不要忘記

查看項目polls應用

運行server,http://localhost:8000/polls/

數據庫設置(只介紹sqlite)

python manage.py migrate

這部分內容就介紹到這兒為止,之後都是具體的模塊建立了,這部分官方的導學文檔非常豐富,包括頁面模板,ORM,自動化測試等內容,灰常的棒。

此外Jinja學習:官網http://jinja.pocoo.org/,中文站http://docs.jinkan.org/docs/jinja2/

 

預祝大家有一段預約的python學習之旅,共勉之!

逆水行舟用力撐,一篙松勁退千尋,古雲今日足可惜,吾輩更應惜秒陰。--董必武

 

參考資料:

  1. Katie Cunningham. Python入門經典[M]. 北京:人民郵電出版社, 2014.
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