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()

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:

  1. Katie Cunningham. Python入门经典[M]. 北京:人民邮电出版社, 2014.

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