Python快速入门
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学领域,其丰富的科学计算等方面类库无比强大。很多身边的哥们也提到Python非常的简洁方便,比如用Django搭建一个见得网站只需要半天时间即可,因此也吸引了我不小的兴趣。之前相亲认识过一个姑娘是做绿色环保建筑设计行业的,提过她们的建筑物的建模也是使用Python,虽然被女神给拒绝了,但学习还是势在必行的,加油。
这部分只涉及python比较基础的知识,如复杂的面向对象、多线程、通信等知识会放在之后的深入学习中介绍,因此整个学习过程也将非常的快速,3-5个小时完全足够了。
Python是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言,由Guido van Rossum于1989年发明,第一个公开发行版发行于1991年。是纯粹的自由软件,源代码和解释器CPython遵循GPL协议。其设计哲学是优雅、明确、简单,最NX的是其专用的科学计算扩展库,NumPy、SciPy和matplotlib等,可以很大程度的替代MATLAB的作用。作为一种解释性语言,其源码通过虚拟机编译为字节码文件,通常为.pyc格式。其通常版本包括2.x和3.x,前者仍然是主流,后者正在不断发展中,本部分的学习将使用2.x版本。此外,比较有意思的一点是,Python是强制缩进的语言,如果换行后不缩进,会报错。
Python版本选用2.7.11,下载地址:https://www.python.org/downloads/
集成开发环境使用:Sublime,下载地址:http://www.sublimetext.com/。相关环境搭建请见:Sublime快速上手。
- 变量
基本数据类型 |
存储内容 |
示例 |
---|---|---|
integer(int) |
整数 |
1,6,-3 |
float |
浮点数 |
3.14 |
long |
非常大的整数 |
100000004 |
string |
字符串 |
"Hello World" |
list |
列表 |
[1,2,3] |
tuple |
元组,广义表 |
("hello", 5) |
dictionary |
字典 |
{'name':'xionger','grade':2} |
常见的运算符包括:+,-,*,/,%;特殊的有://,Floor除法;-,取反;abs(),绝对值;**,求幂等。
常见的比较运算包括:==,!=,>,<,>=,<=。
字符串常见操作
函数 |
功能 |
---|---|
.upper()/lower() |
把所有字母转化为大写/小写 |
.capitalize() |
把字符串首字母答谢,其他小写 |
.title() |
把首字母和每个空格或标点符号后的字母大写,其他小写 |
=, +, * |
字符串的赋值,拼接,重复 |
== |
字符串的比较 |
n, \ |
转义字符 |
.strip(),.rstrip(),.lstrip() |
去除字符串两端空格,或指定字母 |
.() |
字符串长度 |
.find() |
查找子串,返回第一个满足的位置索引 |
.replace("a", "b") |
字符串替代 |
Tip:一个关于utf-8的问题,添加之后注释即可:#! usr/bin/python #coding=utf-8
- 逻辑结构
逻辑结构 |
示例 |
---|---|
判断 |
if a > 5: print("great") else: print("equal or less") |
异常处理 |
try: 5/0 except: print("Please don't do that") |
循环 |
for i in range(5): if i == 0: continue if i == 3: break while not age.isdigit() Print 'sorry' While True |
- 集合对象
列表相关操作
操作 |
解释或示例 |
---|---|
创建列表 |
fruit=['apple', 'strawberry', 'pear', 'papaya'] |
.len(), .count() |
列表总项数;统计某一项的总数量 |
.index() |
返回某项在列表中第一次出现的位置 |
'pink' in color_list |
判断该项是否在列表中 |
.append(),.extend() |
添加新项到列表;扩展列表,附加后一个列表到前一个列表 |
Fruits[0] |
根据索引获得指定项 |
.remove(xx),.insert(index, xx) |
根据索引删除指定项;插入某项到指定位置 |
+, * |
合并列表和复制列表成员 |
.reverse(), .sort() |
反转列表;按字母排序列表 |
==, != |
列表比较 |
range(7),range(-5,5,2) |
生成数字列表,参数分别为:初始值,结束值,步长 |
字典相关操作
操作 |
解释或示例 |
---|---|
创建字典 |
person = {'xionger':'2b', 'xiongda':'god'} |
person['xionger'] |
根据key获取字典中的值 |
.pop() |
弹出某项并从字典中删除 |
.has_key(), in |
判断该key是否存在 |
.keys(), .values() |
通过列表,显示所有的key/value |
- 函数、类与对象(继承)
一个简单的函数示例如下:
1 def get_seat_total(seat=1):
2 total=0
3 for dish in seat:
4 total = total + dish
5 return total
一个简单的类和对象使用示例(封装)如下所示:
1 class Student(object):
2 def __init__(self, name, grade, distinct):
3 self.name =name
4 self.grade=grade
5 self.distinct=distinct
6 def printName(self):
7 print self.name
8
9 def main():
10 student01 = Student("xionger", 2, "SH")
11 student01.printName()
12
13 if __name__=="__main__":
14 main()
类中常见可重写方法(多态)列表
可重写方法 |
解释 |
---|---|
__init__(self): |
构造函数,__new__也可以 |
__eq__/__ne__(self, other): |
比较相等与不等 |
__gt[e]__/__lt[e]__(): |
比较大小 |
__str__: |
Print输出,类似ToString() |
类继承的简单示例如下:
1 class Book(InventoryItem):
2 def __init__(self, title, price):
3 super(Book, self).__init__(title=title)
4 self.price=price
Tip:由此可以看到,python完全符合面向对象的思想,实现了OO的封装、继承、多态三大特性。
- 输入输出与文件I/O
函数 |
功能 |
---|---|
Input() |
收集输入信息 |
Raw_Input() |
收集任何非数字的信息 |
Float(), int() |
转化为浮点数或整型 |
Getpass() |
获取密码,需要导包 from getpass import getpass |
print "Hello {word}".format(word="World") |
格式化输出 |
文件和目录相关IO操作(包括json)的示例如下所示:
操作 |
示例 |
---|---|
从文件读取数据 |
f=open('car.json') car = f.readlines() f.close() |
把数据写入文件 |
f=open('car.json', 'r+w') #需要注意'w'会擦除所有数据,r+w会覆盖数据 f.write('test') f.close() |
添加数据到文件 |
f=open('car.json', 'a') #使用a表示append不会擦除数据,而是会添加到末尾 f.write('test') |
创建文件 |
f=open('car.json', 'w+') |
文件列表 |
current_dir=os.getcwd(), os.listdir(current_dir) |
在目录间移动 |
class_dirs=os.walk('.') print class_dirs.next() |
创建目录 |
os.makedir(), os.makedirs() |
获取文件信息 |
print os.stat('car.json') |
读取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) |
把对象保存为json |
json.dump(vars(stu), f, indent=2),注意dump与dumps的区别 |
嵌套的对象转化为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 |
- 模块和文档
模块导入方式: import module; from module import class; from module import function;from module import *。
常见模块包括:random,生成随机数;os,用于与操作系统交互;json,用于生成和读取JavaScript Object Notation(JSON);sqlite3,用于创建、编辑和读取sqlite3数据库;datetime,用于操作时间和日期;getpass,用于获取用户敏感信息的包。之后通过一个列表了解最常见的类库方法。
函数 |
解释或示例 |
---|---|
randint(a,b)/random(x) /uniform(a, b) |
随机整数、随机浮点数(不包含0和1) 特定区间浮点数 |
Choice(list) |
从列表中获取随机对象 |
time() |
Lunch=time(11,30),lunch.hour/mintue/second |
datetime() |
datetime.datetime(year=2016,day=14,month=4) datetime.timedelta(days=14) datetime.now(),当前时间 |
文档结构:其中__init__.py是空的,用于告诉python,需要使用这部分代码。
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:通常用三引号、单引号括起来,可以在shell中通过help(xxx)来查看文档,此外,还可以通过组件Sphinx来生成文档。
- 数据库(sqlite)
Sqlite是一种超轻型的关系型数据库,支持ACID操作,常用语移动设备和浏览器中。其安装非常简单,地址:https://www.sqlite.org/download.html,下载windows下的sqlite-tools即可,之后可以通过firefox的sqliteManager插件直接管理。
其数据类型很简单,包括:Null;nteger,整型;Real,浮点数;Text,字符串;Blob,一个文件,如图片、歌曲等。
操作 |
解释或示例 |
---|---|
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()· |
查询操作 |
sql="select * from students" results=cursor.execute(sql) all_students=results.fetchall() |
- Debug
通过TraceBack栈轨迹来查找错误,比如TypeError信息。还可以使用pdb调试器来查找错误,语句为:python –m pdb xxx.py,相关的pdb命令为:args,传输参数;break,增加断点;cont,继续知道下一个断点;clear,清除所有断点;list,显示当前所在位置附近的代码;next,执行代码的当前行;step,执行代码当前行,如果进入函数则停止。
这部分想说的是,在intelli IDE(pycharm)中调试非常方便,不过sublime中的调试还没弄清楚,之后补上。
- Flask的Web开发
这儿将介绍python最吸引人的部分,开源库的使用了,这部分主要介绍最为常见的Web框架Flask的相关知识,首先是安装步骤。
步骤1:安装setuptools,通过在https://pypi.python.org/pypi/setuptools下载ex_setup.py文件,之后运行即可。
步骤2:安装pip,首先设置好之前下载的工具的环境变量,然后可以直接使用命令easy_install pip。
步骤3:pip install flask,此外么,其他很多的python组件都可以通过该方式安装。
接下来就让我们通过一个简单的例子来看看flask构建一个动态网站有多简单吧。
1 from flask import Flask
2 from flask import render_template
3 app=Flask(__name__)
4
5 @app.route('/')
6 def hellp_world():
7 return 'Hello World!'
8
9 @app.route('/lucky/<number>/')
10 def lucky(number):
11 return render_template('lucky.html', lucky_num=number)
12
13 if __name__=='__main__':
14 app.run()
Tip:里面用到jinja的视图模板,平时也可以用它来做代码生成工具,非常快速小巧,主要注意{{}}方式和angularJS一样,混用需要调整。
Python常见的组件介绍
组件名 |
解释或示例 |
---|---|
PyGame |
游戏和动画开发 |
Django |
Web框架,功能强大且灵活,比flask更复杂 |
Jinja2 |
页面模板,也可以用作代码生成工具,很棒 |
Plone |
功能完备的内容管理系统,直接可以使用 |
Tkinter,Pyjs,PyGUI |
桌面应用库 |
Kivy |
iOS和Android应用 |
NumPy,SymPy,SciPy Library,Matplotlib,pandas |
科学计算 |
Django的整个使用过程完全可以参考官方文档,https://docs.djangoproject.com/en/1.9/intro/tutorial01/,接下来跟着官方文档一起来创建一个最简单的应用。
步骤 |
代码 |
---|---|
创建项目(站点) |
django-admin startproject mysite #项目的目录如下所示 manage.py:命令行工具 mysite/settings.py:配置文件 mysite/urls.py:url路由设置文件 mysql/wsgi.py:部署文件 |
查看项目(空) |
python manage.py runserver |
创建指定应用 |
python manage.py startapp polls |
写第一个页面 |
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), ] #注意粗体的include不要忘记 |
查看项目polls应用 |
运行server,http://localhost:8000/polls/ |
数据库设置(只介绍sqlite) |
python manage.py migrate |
这部分内容就介绍到这儿为止,之后都是具体的模块建立了,这部分官方的导学文档非常丰富,包括页面模板,ORM,自动化测试等内容,灰常的棒。
此外Jinja学习:官网http://jinja.pocoo.org/,中文站http://docs.jinkan.org/docs/jinja2/
预祝大家有一段预约的python学习之旅,共勉之!
逆水行舟用力撑,一篙松劲退千寻,古云今日足可惜,吾辈更应惜秒阴。--董必武
参考资料:
- Katie Cunningham. Python入门经典[M]. 北京:人民邮电出版社, 2014.
- 对JAVASCRIPT匿名函数的理解
- python 项目中的 requirements.txt
- 2017奇葩机器人大盘点:Sophia想生孩子,Atlas后空翻,贝佐斯骑“高达”……
- XmlSpy / XSD 以及 验证
- jQuery基础
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