Įvadas į „Python“: 9 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

„Python“yra labai naudinga ir lanksti kompiuterių programavimo kalba, sukurta Guido van Rossum. „Python“taip pat yra „Raspberry Pi“programa, kuri interpretuoja jūsų parašytą kodą į tai, ką „Raspberry Pi“gali suprasti ir naudoti. Staliniame kompiuteryje turėsite įdiegti „Python“, tačiau jis jau yra komplektuojamas su „Raspbian“, todėl yra paruoštas naudoti.

Galbūt manote, kad „Python“yra pavadintas pagal gyvatės tipą, tačiau iš tikrųjų jis buvo pavadintas „Monty Python“skraidančio cirko televizijos laidos vardu. Tiems iš jūsų, kurie nežino, tai buvo britų komedijos laida, pirmą kartą transliuota aštuntajame dešimtmetyje. Kviečiu pažiūrėti Kvailių pasivaikščiojimų ministerijos eskizą:)

Aukščiau pateiktą vaizdą Terry Gilliam sukūrė Allison Parten ir jis buvo rastas pagal „Creative Commons“priskyrimo licenciją.

Palyginti su kitomis kompiuterių kalbomis, „Python“lengva skaityti ir suprasti, todėl tai puikiai tinka pradedantiesiems. Tačiau nesuklyskite, „Python“taip pat yra labai galingas ir naudojamas sudėtingai, kūrybingai ir komercinei programinei įrangai kurti. Dėl šių priežasčių ir dar daugiau „Python“yra kalba, kurią reikia pradėti rašant „Raspberry Pi“programas (nors galima naudoti kelias kalbas).

Kaip ir bet kuri kalba, „Python“turi gramatiką su taisyklėmis, kaip tvarkyti žodžius ir skyrybos ženklus. Šioms pagrindinėms kalbos struktūros taisyklėms vartojamas terminas vadinamas sintaksė. Šioje pamokoje nurodysiu „Python“sintaksę ir pavyzdinį kodą, kurį galėsite išbandyti. Tokio dydžio klasėje neįmanoma apžvelgti visko, ką gali padaryti „Python“, tačiau ši pamoka ir kita, pavadinta „Naudok GPIO“ir „Eik toliau su„ Python “, padės pradėti nuo pirmųjų programų. Skaitydami ir nagrinėdami pavyzdžius sužinosite apie kai kuriuos pagrindinius „Python“ir apskritai programavimo principus.

1 žingsnis: 2 ar 3 „Python“?

Šiuo metu naudojamos ir mokomos dvi „Python“versijos. Nors nesigilinsiu į jų skirtumus, svarbu žinoti, kad yra skirtumas. Tai žinoti reiškia sutaupyti daug galvos, kai internete rasti pavyzdžiai neveikia.

Planuojama, kad „Python 2“bus oficialiai išleistas į pensiją iki 2020 m., Kaip teigia „Python Software Foundation“. Jie sako tai savo svetainėje: "Būdamas paskutinis iš 2.x serijos, 2.7 turės ilgesnį priežiūros laikotarpį. Dabartinis planas yra palaikyti jį mažiausiai 10 metų nuo pradinio 2.7 leidimo. Tai reiškia, kad bus klaidų pataisos bus išleistos iki 2020 m. " Yra net linksmas laiko skaičiavimo laikrodis, o galbūt žmonės gali suplanuoti išvykimo vakarėlį, kad užbaigtų „Python 2“pabaigą.

Šioje klasėje mes naudojame abu. Paprastai žiūrėčiau į ateitį ir naudočiausi „Python 3“, bet kažkas atsitiko kuriant šios klasės pavyzdžius. Programinė įranga, kurią norėjau naudoti galutinei „Python“programai, dar nebuvo atnaujinta, kad palaikytų „Python 3“. Tai iš tikrųjų puikiai iliustruoja mano mintį apie tai, kaip šiuo metu verta paminėti abu.

2 žingsnis: „Python Interactive Vs“scenarijus

Dirbdami su „Python“programa, galite rinktis iš dviejų režimų: interaktyvaus ir scenarijaus.

Interaktyvusis režimas naudoja „Python“apvalkalą, kad iškart suprastų „Python“kodą, kai jis bus įvestas ir paspausite „Enter“. Tai puikiai tinka mokytis ir išbandyti programos dalis. Šioje pamokoje aptarsime kelis būdus, kaip pasiekti „Python“apvalkalą.

Kai rašote „python“scenarijų, dar vadinamą programa, nenaudojate interaktyvaus apvalkalo, o teksto redaktoriaus. Tokiu būdu, kai reikia, galite išsaugoti, redaguoti ir vėliau paleisti kelias „Python“kodo eilutes.

3 žingsnis: IDLE: interaktyvus

Su įdiegta „Python“programine įranga yra standartinė „Python“kūrimo aplinka, vadinama IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Čia pradėsite rašyti savo pirmąsias „Python“programas!

IDLE yra dvi dalys:

1) „Python“apvalkalo langas, suteikiantis prieigą prie „Python“interaktyviu režimu.

2) Failų redaktorius, leidžiantis kurti ir redaguoti esamus „Python“scenarijus, dar vadinamas scenarijaus režimu.

Atidarykite „Python 3“(IDLE) meniu> Programavimas. Jūsų matomas langas vadinamas „Python“vertėjo arba apvalkalo langu. Trys didesni už simbolius „>>>“vadinami raginimu. Kai pamatysite raginimą, tai reiškia, kad „Python“laukia, kol liepsite ką nors padaryti. Duokime tam tikrą kodą!

Įveskite šį teiginį, kad sušuktumėte miestą, kuriame gyvenate. Aš gyvenu San Franciske, todėl mano teiginys:

spausdinti („Labas, San Franciskas!“)

Paspauskite „Enter“ir viskas, ką įdėsite tarp kabučių, bus išspausdinta apvalkale po raginimu. „Python 2“ir „Python 3“teiginys print () skiriasi. Python 2 skliausteliuose nenaudojami ir atrodo taip:

spausdinti "Sveiki, San Franciskas!"

Jūs ką tik atlikote pagrindinį „labas, pasaulis“Python, bet su nedideliu (labai mažu) posūkiu. Sustokime čia ir išsiaiškinkime, ką ką tik įvedėte.

Funkcijos

Spausdinti () yra žinoma kaip funkcija. Funkcija sumažina pasikartojimą ir padeda organizuoti programą, vykdant kodo bloką kiekvieną kartą, kai jis iškviečiamas. Kai rašote print (), iškviečiate spausdinimo funkciją, kuri užkulisiuose paleidžia kodo eilutes, kurios nurodo kompiuteriui rodyti žodžius, kuriuos įdėjote tarp skliaustų. Spausdinimas () yra integruota funkcija, į kurią galite skambinti bet kuriuo metu naudodami „Python“, bet taip pat galite parašyti savo funkcijas.

Padarykime jūsų ir „Python“sąveiką dinamiškesnę, pridėdami vartotojo įvestį. Naujame lange įveskite:

vardas = įvestis ("Sveiki, koks jūsų vardas?")

Įvesties () funkcija paima vartotojo įvestį iš klaviatūros ir suteikia galimybę paprašyti vartotojo pranešimo. Šiuo atveju tas pranešimas yra sveikinimas ir klausimas, kuriame naudotojui (jums) užduodamas jūsų vardas. Paspaudus „Enter“, klausimas bus išspausdintas ir lauks jūsų atsakymo. Eik į priekį ir atsakyk savo vardu.

Pavadinimas = įvesties () funkcijos kairėje vadinamas kintamuoju.

Kintamieji

Kaip ir funkcijos, kintamieji taip pat yra pagrindinis bet kurios programavimo kalbos elementas. Kintamasis veikia kaip tuščias konteineris, į kurį galite įdėti duomenų. Kai įmesite duomenis, suteiksite jam pavadinimą, tarsi rašytumėte jį ant konteinerio išorės. Tada suteiktas unikalus pavadinimas gali būti naudojamas nuorodoms į jūsų programos duomenis. Kintamąjį galite pavadinti beveik bet kuo, tačiau jis turėtų būti kuo labiau apibūdinantis. Tai palengvina jūsų programos supratimą, kai ją perskaitysite vėliau. Kintamojo viduje saugomi duomenys gali keistis; to pavyzdį pamatysite kitoje pamokoje.

Jūsų vardas buvo išsaugotas kintamajame pavadinimu name (pabandykite jį pavadinti kitaip). Dabar galite naudoti vardo kintamąjį funkcijoje print () ir pridėti jį prie pranešimo naudodami simbolį „+“:

spauda („Malonu susipažinti“, + vardas)

Toliau praktikuosime gauti vartotojo įvestį, išsaugoti ją kintamajame ir spausdinti duomenis, kad imituotume pokalbį tarp jūsų ir jūsų kompiuterio.

miestas = įvestis („Kokiame mieste gyvenate?“)

print ("Aš girdėjau apie" + city + ". Ką manote apie" + city + "," + name + "?")

Paskambinus įvesties () funkcijai, vis dar laukia vartotojo įvesties, tačiau tai daroma nespausdinant pranešimo.

atsakymas = įvestis ()

Kadangi kompiuteriai daro mūsų pasiūlymus, priversiu kompiuterį sutikti. Jei norite, galite nesutikti. Tai puikus dalykas programuojant, tai priklauso nuo jūsų.

spausdinti („Sutinku su jumis.“+ atsakymas)

Viskas gerai, jei bet kuriuo metu „Python“apvalkale matote klaidą. Jūsų duomenys bus saugomi jūsų kintamuosiuose, kol neuždarysite sesijos.

Interaktyvus apvalkalas puikiai tinka komandoms išbandyti ir pamatyti, kas veikia. Bet tai neišsaugo jūsų programos, kad galėtumėte ją paleisti vėliau. Jūsų seansą galima išsaugoti, tačiau „Python“taip pat išsaugo raginimus, klaidas ir visa kita, ką matote apvalkalo lange. Visa tai sukels klaidų, jei vėliau bandysite „Python“paleisti ją kaip programą.

Norėdami eksperimentuoti (ir kaip klasės pratimas), pridėkite prie šios programos dar dvi eilutes, kad tęstumėte pokalbį tarp jūsų ir kompiuterio. Sukurkite kintamąjį ir atsispausdinkite teiginį naudodami naują kintamąjį. Nufotografuokite ekrano kopiją arba išsaugokite tai, ką padarėte, apvalkale. Jį naudosite kitame žingsnyje.

4 žingsnis: IDLE: scenarijus

Skirtingai nuo apvalkalo, naudojamas redaktorius, kad galėtumėte išsaugoti ir redaguoti „Python“programas. Nors yra keli redaktoriai, kuriuos galite naudoti, „IDLE“yra su vienu, todėl pradėkime nuo to.

Sukurkite naują failą IDLE paspausdami Ctrl + N arba eikite į Failas> Naujas.

Atkreipkite dėmesį, kaip matomame lange nėra raginimo „>>>“. Dabar esate redaktoriuje ir pasiruošę rašyti, išsaugoti ir paleisti „Python“programą. Užrašykite apvalkalo sukurtą programą, įskaitant dvi naujas eilutes, kurias sugalvojote paskutiniame skyriuje. Pavyzdžiui, čia yra mano paskutinis scenarijus:

vardas = įvestis ("Sveiki, koks jūsų vardas?")

print ("Malonu susipažinti", + vardas) miestas = įvestis ("Kokiame mieste gyvenate?") print ("Aš girdėjau apie" + miestas + ". Ką manote apie" + miestas + ", " + Vardas +"? ") Atsakymas = įvestis () spausdinti (" sutinku su jumis ", + atsakymas) favSpot = įvestis (" Kokia jūsų mėgstamiausia vieta? ") Print (" Niekada nebuvau, bet norėčiau kada nors eikite į „ + favSpot“)

Išsaugokite jį kaip city.py. Numatytoji vieta yra jūsų namų katalogas.

5 veiksmas: paleiskite „Python“programą

Jūsų programa išsaugota ir paruošta paleisti. Yra keletas skirtingų būdų paleisti „Python“programą „Raspberry Pi“. Eikime per du. Pasirinkite vieną, kad paleistumėte savo programą, ir užbaikite pokalbio ekrano kopiją.

1) Vykdyti iš IDLE

Paspauskite F5 arba eikite į įrankių juostą ir spustelėkite Vykdyti> Vykdyti modulį. „Python“rezultatus išspausdins apvalkalo lange. Norėdami sustabdyti programą, paspauskite Ctrl+F6 arba eikite į „Shell“> „Restart Shell“.

2) Vykdyti iš „Linux Shell“

Programos, išsaugotos „Raspberry Pi“, taip pat gali veikti iš visų galingų „Linux“apvalkalų. Norėdami paleisti „Python“programą iš komandinės eilutės, jūsų programa turi būti dabartiniame darbo kataloge. „LXTerminal“paleidžia jus pi namų kataloge, kuriame „python“automatiškai išsaugo, taigi jūs jau turėtumėte būti aplanke su savo failu. Norėdami patikrinti, įveskite:

ls

Turėtumėte pamatyti savo išsaugotą programą city.py.

Norėdami paleisti „Python“programos komandinės eilutės stilių, įveskite python3 ir scenarijaus pavadinimą:

python3 city.py

Jei naudojate scenarijų, parašytą „Python 2“, vietoj „python3“naudosite „python“:

python nameOfScript.py

Pirmoji programos eilutė bus vykdoma laukiant, kol įvesite savo vardą. Jis ir toliau bus vykdomas iš viršaus į apačią, kol pasieks paskutinę spausdinimo () funkciją.

„Python“programos sustabdymas

Norėdami sustabdyti vykdomą „Python“programą komandų eilutėje, paspauskite Ctrl + Z.

6 veiksmas: „Python + Linux Shell“

Nors „Python“bus pagrindinė „Raspberry Pi“programavimo kalba, kartais norėsite ką nors pasiekti naudodami komandinės eilutės įrankį arba programą. Galite sujungti komandų eilutę ir „Python“, kad galėtumėte naudoti mėgstamas komandas naudodami modulį, vadinamą os.

Modulis yra iš anksto parašyto kodo rinkinys, kurį galite naudoti savo programoms papildyti. Naudodami modulį taip pat galite sutaupyti vargo išsiaiškinti, kaip parašyti gana sudėtingus dalykus. Pavyzdžiui, pasakykite, kad norėjote stebėti planetas ir ištirti jų orbitą naudodami savo „Raspberry Pi“. Užuot išsiaiškinę sudėtingą matematiką, už kurios nustatoma Saulės padėtis, galite naudoti modulį*, kuris jau yra išsiaiškinęs.

Jei norite naudoti OS, pirmiausia turėsite jį importuoti. Eikite į priekį ir sekite „Python“apvalkale:

importuoti

Į kintamąjį įkelkite komandą, kurią norite paleisti „Linux“apvalkale. Čia mes naudojame komandinės eilutės vaizdo grotuvo programą „omxplayer“, norėdami paleisti bandomąjį vaizdo įrašą, pateiktą kartu su „Raspbian“:

playVideo = "omxplayer /opt/vc/src/hello_pi/hello_video/test.h264"

Naudokite os.system () komandai „Linux shell“siųsti:

os.system („playVideo“)

* Yra tikrai „Python“modulis, galintis sekti planetas, vadinamas PyEphem.

7 veiksmas: nufotografuokite ir paleiskite garsą naudodami „Python“

„Picamera“

Iki šiol naudojote „Raspistill“komandų eilutės programą, kad galėtumėte fotografuoti. Galite naudoti „Python“modulį, pavadintą „Picamera“, kurį galite naudoti ir kuris taip pat turi daugiau funkcijų, kurios bus naudingos kuriant galutinę nuotraukų kabinos programą. Toliau nurodyti veiksmai gali apimti jūsų ekraną, todėl atminkite, kad norėdami sustabdyti procesą, įveskite Ctrl + F6.

Atidarykite „Python“apvalkalą ir įveskite šias eilutes:

importuoti fotoaparatą

kamera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Naudokite tiesioginę peržiūrą, kad padėtumėte pozicionuoti fotoaparatą, kad nufotografuotumėte save ar savo stalą. Fotoaparato peržiūra gali užimti didžiąją ekrano dalį. Pakartokite pirmąsias tris komandas, tada pereikite prie vaizdo įrašymo ir išsaugojimo:

camera.capture ('testImage.jpg')

Pabandykite pakeisti fotoaparato ryškumą naudodami ryškumo atributą. Jį galima nustatyti į bet kurį skaičių nuo 0 iki 100, o numatytasis yra 50. Pabandykite jį nustatyti į kitą skaičių, tada užfiksuokite naują nuotrauką, kad pakeistumėte pirmąją:

kamera. ryškumas = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Būtinai skirkite šiek tiek laiko „Picamera“dokumentacijai peržiūrėti.

Naudojant os modulį

Jei norite naudoti komandinės eilutės programą, pvz., „Raspistill“, galite naudoti OS modulį. Įveskite Cmd + F6, kad uždarytumėte vykdomą procesą ir paleistumėte fotoaparatą iš „Picamera“. Tada įveskite šias komandas:

importuoti

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.maišytojas

Paprastas ir patikimas garso failų atkūrimo būdas yra „Pygame“naudojimas. „Pygame“yra „Python“modulių rinkinys, pateikiamas kartu su „Raspbian“, todėl jo nereikia diegti.

„Pygame“yra populiari ir linksma, todėl aplink ją yra daug palaikymo ir tobulėjimo. Būtinai peržiūrėkite svetainę, kurioje rasite pavyzdžių ir dokumentų. Tai ne tik žaidimams kurti, bet ir paprastas būdas leisti garsus, rodyti vaizdus ir dar daugiau. Norėdami atkurti garsus, naudokite „pygame.mixer“modulio „Sound“objektą.

Atidarykite „Python 3“vertėją ir įveskite šias eilutes:

importuoti pygame.mixer

iš pygame.mixer importuoti garsą

pygame.mixer.init ()

bosas = garsas ('bass3.wav')

bass.play ()

8 veiksmas: „Python“naudojimas už IDLE ribų

„Desktop EditorsIDLE“yra puikus būdas pradėti rašyti „Python“programas, tačiau jums nereikia jo naudoti. Galite sukurti „Python“programą naudodami bet kurį teksto rengyklę, jei jos pabaigoje išsaugota.py. „IDLE“yra vienas darbalaukio grafinio teksto redaktoriaus pavyzdys. Kitas, kuris yra komplektuojamas su „Raspbian“, vadinamas „Leafpad“. „Leafpad“rasite pradžios meniu skiltyje „Priedai“.

Komandinės eilutės redaktorius

Jūs jau buvote supažindintas su „Nano“komandinės eilutės teksto redaktoriumi. Kaip ir grafinis redaktorius, scenarijų galite sukurti naudodami „nano“. Atidarę „Nano“, išsaugokite naują failą su.py priesaga. Iš pradžių išsaugoję jį kaip „python“failą, užtikrinsite, kad redaktorius, rašydamas, paryškintų „python“sintaksę.

Be sintaksės paryškinimo prieš įrašant failo pavadinimą su.py priesaga.

Su sintaksės paryškinimu.

„Python“vertėjas iš komandinės eilutės

„IDLE“nėra vienintelė vieta, kurioje galite naudoti interaktyvų „Python“vertėją. Jis taip pat gali būti iškviestas iš „Linux“apvalkalo! Tiesiog įveskite:

python3

Arba „Python 2“vertėjui:

pitonas

Norėdami išeiti iš vertėjo, paspauskite Ctrl + D arba įveskite:

mesti ()

9 veiksmas: programos ekrano kopija

Parodykite savo „Python“programavimo galias! Įkelkite ekrano kopiją, kai baigs veikti „city.py“programa, ir pasakykite mums, ar ją paleidote iš „IDLE“, ar iš „Linux“apvalkalo.