Ievads Python: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Python ir ļoti noderīga un elastīga datorprogrammēšanas valoda, ko radījis Gvido van Rosums. Python ir arī programma Raspberry Pi, kas interpretē jūsu rakstīto kodu kaut ko tādu, ko Raspberry Pi var saprast un lietot. Galddatorā jums būs jāinstalē Python, taču tas jau ir komplektā ar Raspbian, tāpēc tas ir gatavs lietošanai.

Jūs domājat, ka Python ir nosaukts pēc čūskas veida, bet patiesībā tas tika nosaukts pēc Monty Python's Flying Circus TV šova. Tiem no jums, kuri nezina, šī bija britu komēdijas izrāde, kas pirmo reizi tika pārraidīta pagājušā gadsimta 70. gados. Es aicinu jūs noskatīties Muļķīgo pastaigu ministrijas skici:)

Augstāk redzamo attēlu radīja Terija Giljamija, un to atrada saskaņā ar Creative Commons attiecinājuma licenci.

Salīdzinot ar citām datoru valodām, Python ir viegli lasāms un saprotams, tāpēc tas ir lieliski piemērots iesācējiem. Bet nekļūdieties, Python ir arī ļoti spēcīgs un tiek izmantots sarežģītas, radošas un komerciālas programmatūras izgatavošanai. Šo un citu iemeslu dēļ Python ir pirmā valoda, ar kuru jāsāk rakstīt programmas Raspberry Pi (lai gan var izmantot vairākas valodas).

Tāpat kā jebkurā valodā, arī Python ir gramatika ar noteikumiem, kā kārtot vārdus un pieturzīmes. Terminu, ko izmanto šiem valodas strukturēšanas pamatnoteikumiem, sauc par sintaksi. Visā šajā nodarbībā es norādīšu Python sintaksi, kā arī parauga kodu, kuru varat izmēģināt. Šāda izmēra klasē nav iespējams apskatīt visu, ko var darīt Python, taču šī un nākamā nodarbība ar nosaukumu GPIO izmantošana un iet tālāk ar Python palīdzēs jums sākt darbu ar pirmajām programmām. Lasot un strādājot ar piemēriem, jūs uzzināsit par dažiem Python un programmēšanas pamatprincipiem.

1. darbība: Python 2 vai 3?

Pašlaik tiek izmantotas un mācītas divas Python versijas. Lai gan es neiedziļināšos to atšķirībā, ir svarīgi zināt, ka pastāv atšķirība. To zināt nozīmē ietaupīt sev daudz galvas saskrāpēšanas, kad internetā atrastie piemēri nedarbojas.

Plānots, ka Python 2 oficiāli tiks pārtraukts līdz 2020. gadam, kā paziņojis Python Software Foundation. Viņi to saka savā vietnē: "Būdams pēdējais no 2.x sērijas, 2.7 būs ilgs apkopes periods. Pašreizējais plāns ir to atbalstīt vismaz 10 gadus pēc sākotnējās 2.7 versijas. Tas nozīmē, ka būs kļūdu labojums tiek izlaists līdz 2020. gadam. " Ir pat atpakaļskaitīšanas pulkstenis, kas ir jautri, vai varbūt, lai cilvēki varētu plānot aiziešanas ballīti, lai pabeigtu Python 2 beigas.

Šajā klasē mēs izmantojam abus. Parasti es skatītos nākotnē un izmantotu Python 3, bet kaut kas notika, veidojot piemērus šai klasei. Programmatūra, kuru vēlējos izmantot galīgajai Python programmai, vēl nebija atjaunināta, lai atbalstītu Python 3. Kas patiesībā lieliski ilustrē manu viedokli par to, kā šobrīd ir vērts pieminēt abus.

2. darbība. Python interaktīvā vs skripts

Strādājot ar Python lietojumprogrammu, jums ir jāizvēlas divi režīmi: interaktīvs un skripts.

Interaktīvais režīms izmanto Python apvalku, lai uzreiz pēc tā ievadīšanas interpretētu Python kodu un nospiestu taustiņu Enter. Tas ir lieliski piemērots programmas daļu apgūšanai un testēšanai. Šajā nodarbībā mēs apskatīsim vairākus veidus, kā piekļūt Python apvalkam.

Rakstot python skriptu, ko sauc arī par programmu, jūs neizmantojat interaktīvo apvalku, bet gan teksta redaktoru. Tādā veidā jūs varat saglabāt, rediģēt un vēlāk palaist vairākas Python koda rindas, kad tas ir nepieciešams.

3. darbība: IDLE: interaktīvs

Kopā ar instalēto Python programmatūru nāk Python standarta izstrādes vide ar nosaukumu IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Šeit jūs sāksit rakstīt savas pirmās Python programmas!

IDLE ir divas daļas:

1) Python apvalka logs, kas nodrošina piekļuvi Python interaktīvajā režīmā.

2) Failu redaktors, kas ļauj izveidot un rediģēt esošos Python skriptus, ko dēvē arī par skripta režīmu.

Atveriet Python 3 (IDLE) izvēlnē> Programmēšana. Redzamo logu sauc par Python tulku vai čaulas logu. Trīs lielākas rakstzīmes ">>>" sauc par uzvedni. Kad redzat uzvedni, tas nozīmē, ka Python gaida, kad jūs liksiet tai kaut ko darīt. Dosim kādu kodu!

Ierakstiet šo paziņojumu, lai uzsauktu pilsētai, kurā dzīvojat. Es dzīvoju Sanfrancisko, tāpēc mans paziņojums ir šāds:

drukāt ("Labdien, Sanfrancisko!")

Nospiediet Enter un viss, ko ievietojat starp pēdiņām, tiks izdrukāts apvalkā zem uzvednes. Python 2 un Python 3. paziņojums print () atšķiras. Python 2 iekavas netiek izmantotas un izskatās šādi:

drukāt "Labdien, Sanfrancisko!"

Jūs tikko izpildījāt Python pamata "sveiki, pasaule", bet ar nelielu (īpaši mazu) vērpjot. Apstāsimies šeit un noskaidrosim, ko jūs tikko ierakstījāt.

Funkcijas

Drukāt () ir pazīstama kā funkcija. Funkcija samazina atkārtošanos un palīdz uzturēt programmu organizētu, izpildot koda bloku katru reizi, kad tas tiek izsaukts. Rakstot print (), jūs izsaucat drukāšanas funkciju, kas aizkadrā izpilda koda rindas, kas datoram dod norādījumus parādīt vārdus, ko ievietojat starp iekavām. Print () ir iebūvēta funkcija, kurai varat piezvanīt jebkurā laikā, izmantojot Python, taču varat rakstīt arī savas funkcijas.

Padarīsim mijiedarbību starp jums un Python dinamiskāku, pievienojot lietotāja ievadi. Jaunā logā ierakstiet:

name = input ("Sveiki, kā jūs sauc?")

Ievades () funkcija ņem lietotāja ievadi no tastatūras un dod iespēju lietotājam uzaicināt ziņu. Šajā gadījumā šis ziņojums ir sveiciens un jautājums, kurā lietotājam (jums) tiek uzdots jūsu vārds. Pēc nospiešanas ievadīšanas jautājums tiks izdrukāts un gaidīs jūsu atbildi. Iet uz priekšu un atbildiet ar savu vārdu.

Nosaukumu = pa kreisi no ievades () funkcijas sauc par mainīgo.

Mainīgie

Tāpat kā funkcijas, mainīgie ir arī jebkuras programmēšanas valodas pamatelements. Mainīgais darbojas kā tukšs konteiners, kurā varat ievietot kādu datu gabalu. Iedodot datus, jūs piešķirat tam nosaukumu tā, it kā rakstītu tos konteinera ārpusē. Pēc tam piešķirto unikālo nosaukumu var izmantot, lai atsauktos uz datiem, kas atrodas programmā. Mainīgo var nosaukt gandrīz jebko, bet tam jābūt pēc iespējas aprakstošam. Tas padara jūsu programmu vieglāk saprotamu, lasot to vēlāk. Mainīgā esošie dati var mainīties; Jūs redzēsit piemēru tam nākamajā nodarbībā.

Jūsu vārds tika saglabāts mainīgajā nosaukumā name (mēģiniet to nosaukt citādi). Tagad varat izmantot vārda mainīgo funkcijā print () un pievienot to ziņojumam, izmantojot rakstzīmi "+":

drukāt ("Prieks iepazīties," + vārds)

Turpināsim praktizēt lietotāja ievades iegūšanu, tās saglabāšanu mainīgos un drukāt datus, lai simulētu sarunu starp jums un datoru.

pilsēta = ievade ("Kurā pilsētā jūs dzīvojat?")

print ("Esmu dzirdējis par" + city + ". Ko jūs domājat par" + city + "," + name + "?")

Funkcijas ievades () izsaukšana pati par sevi joprojām gaida lietotāja ievadi, bet to dara, nedrukājot ziņojumu.

atbilde = ievade ()

Tā kā datori izpilda mūsu solījumus, es likšu datoram piekrist. Ja vēlaties, varat tam nepiekrist. Tas ir lieliski programmēšanā, tas ir atkarīgs no jums.

drukāt ("Es tev piekrītu." + atbilde)

Tas ir labi, ja Python apvalkā jebkurā laikā redzat kļūdu. Jūsu dati tiks saglabāti jūsu mainīgajos, kamēr jūs neaizverat sesiju.

Interaktīvais apvalks ir lieliski piemērots komandu pārbaudei un darbam. Bet tas nesaglabā jūsu programmu, lai jūs varētu to palaist vēlāk. Jūsu sesiju var saglabāt, taču Python saglabā arī uzvednes, kļūdas un visu pārējo, ko redzat čaulas logā. Tas viss radīs kļūdas, ja vēlāk mēģināsit Python to palaist kā programmu.

Lai eksperimentētu (un kā klases vingrinājums), pievienojiet šai programmai vēl divas rindiņas, lai turpinātu sarunu starp jums un datoru. Izveidojiet mainīgo un izdrukājiet paziņojumu, izmantojot jauno mainīgo. Uzņemiet ekrānuzņēmumu vai saglabājiet paveikto čaulā atsaucei. Jūs to izmantosit nākamajā darbībā.

4. darbība: IDLE: skripts

Atšķirībā no čaulas tiek izmantots redaktors, lai jūs varētu saglabāt un rediģēt savas Python programmas. Lai gan ir vairāki redaktori, kurus varat izmantot, IDLE ir aprīkots ar vienu, tāpēc sāksim ar to.

Izveidojiet jaunu failu IDLE, nospiežot Ctrl + N vai dodieties uz Fails> Jauns.

Ievērojiet, kā redzamajā logā nav uzvednes ">>>". Tagad esat redaktorā un esat gatavs rakstīt, saglabāt un palaist Python programmu. Uzrakstiet čaulā izveidoto programmu, ieskaitot divas jaunās rindas, kuras jūs izdomājāt pēdējā sadaļā. Piemēram, šeit ir mans pēdējais skripts:

name = input ("Sveiki, kā jūs sauc?")

print ("Prieks iepazīties," + nosaukums) city = input ("Kurā pilsētā jūs dzīvojat?") print ("Esmu dzirdējis par" + city + ". Ko jūs domājat par" + city + ",” + Vārds +"? ") Atbilde = input () print (" es tev piekrītu, " + atbilde) favSpot = input (" Kāda ir tava mīļākā vieta? ") Print (" Nekad neesmu bijis, bet es labprāt kādreiz dodieties uz " + favSpot)

Saglabājiet to kā city.py. Noklusējuma atrašanās vieta ir jūsu mājas direktorijs.

5. darbība: Python programmas palaišana

Jūsu programma ir saglabāta un gatava darbam. Ir vairāki dažādi veidi, kā palaist Python programmu Raspberry Pi. Ejam pāri diviem. Izvēlieties vienu, lai palaistu programmu un uzņemtu ekrānuzņēmumu pēc sarunas pabeigšanas.

1) Palaist no IDLE

Nospiediet F5 vai dodieties uz rīkjoslu un noklikšķiniet uz Palaist> Palaist moduli. Python izdrukās rezultātus čaulas logā. Lai apturētu programmu, nospiediet Ctrl+F6 vai dodieties uz Shell> Restart Shell.

2) Palaist no Linux Shell

Programmas, kas saglabātas Raspberry Pi, var darboties arī no visa jaudīgā Linux apvalka. Lai palaistu Python programmu no komandrindas, jūsu programmai jāatrodas pašreizējā darba direktorijā. LXTerminal sāk jūs pi mājas direktorijā, kur python automātiski saglabā, tāpēc jums jau vajadzētu būt mapē ar savu failu. Lai pārbaudītu, ierakstiet:

ls

Jums vajadzētu redzēt savu saglabāto city.py programmu.

Lai palaistu Python programmas komandrindas stilu, ierakstiet python3 un skripta nosaukumu:

python3 city.py

Skriptam, kas rakstīts Python 2, python3 vietā izmantotu python:

python nameOfScript.py

Programmas pirmā rinda tiks izpildīta, gaidot, kad ievadīsit savu vārdu. Tas turpinās darboties no augšas uz leju, līdz tiks sasniegta pēdējā drukāšanas () funkcija.

Python programmas apturēšana

Lai apturētu Python programmas darbību komandrindā, nospiediet Ctrl + Z.

6. darbība: Python + Linux apvalks

Lai gan Python būs galvenā valoda, ko izmantojat Raspberry Pi programmēšanai, dažreiz vēlaties izmantot komandrindas rīku vai lietojumprogrammu, lai kaut ko paveiktu. Jūs varat apvienot komandrindu un Python, lai izmantotu savas iecienītākās komandas, izmantojot moduli ar nosaukumu os.

Modulis ir iepriekš ierakstīta koda kolekcija, ko varat izmantot, lai pievienotu savām programmām funkcionalitāti. Izmantojot moduli, jūs varat arī ietaupīt, apzinoties, kā uzrakstīt diezgan sarežģītas lietas. Piemēram, sakiet, ka vēlaties ar savu Raspberry Pi izsekot planētām un izpētīt to orbītas. Tā vietā, lai noskaidrotu Saules stāvokļa noteikšanas sarežģīto matemātiku, varat izmantot moduli*, kurā tas jau ir noskaidrots.

Lai izmantotu os, vispirms tas ir jāimportē. Iet uz priekšu un sekojiet līdzi Python apvalkā:

importēt OS

Ievietojiet mainīgajā komandu, kuru vēlaties palaist Linux apvalkā. Šeit mēs izmantojam komandrindas video atskaņotāja lietojumprogrammu omxplayer, lai atskaņotu testa video, kas tiek piegādāts kopā ar Raspbian:

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

Izmantojiet os.system (), lai nosūtītu komandu Linux apvalkam:

os.system (playVideo)

* Patiešām ir Python modulis, kas var izsekot planētām, to sauc par PyEphem.

7. darbība: uzņemiet fotoattēlu un atskaņojiet audio, izmantojot Python

Picamera

Līdz šim fotoattēlu sērijas uzņemšanai esat izmantojis komandrindas lietojumprogrammu Raspistill. Ir pieejams Python modulis ar nosaukumu Picamera, kuru varat izmantot tā vietā, un tam ir arī vairāk funkciju, kas būs noderīgas, veidojot galīgo foto kabīnes programmu. Tālāk norādītās darbības var aptvert jūsu ekrānu, tāpēc paturiet prātā, ka, lai apturētu procesu, ierakstiet Ctrl + F6.

Atveriet Python apvalku un ierakstiet šādas rindas:

importēt picamera

kamera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Izmantojiet tiešraides priekšskatījumu, lai palīdzētu pozicionēt kameru, lai uzņemtu savu vai sava galda fotoattēlu. Kameras priekšskatījums var pārņemt lielāko daļu ekrāna. Atkārtojiet pirmās trīs komandas, pēc tam pārejiet pie attēla uzņemšanas un saglabāšanas:

camera.capture ('testImage.jpg')

Mēģiniet mainīt kameras spilgtumu, izmantojot spilgtuma atribūtu. To var iestatīt uz jebkuru skaitli no 0 līdz 100, un noklusējuma vērtība ir 50. Mēģiniet iestatīt to uz citu numuru, pēc tam uzņemiet jaunu fotoattēlu, lai aizstātu pirmo:

kamera. spilgtums = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Noteikti veltiet laiku Picamera dokumentācijas izskatīšanai.

Izmantojot os moduli

Ja vēlaties izmantot komandrindas lietojumprogrammu, piemēram, Raspistill, varat izmantot os moduli. Ierakstiet Cmd + F6, lai izietu no procesa un atbrīvotu kameru no Picamera. Pēc tam ierakstiet šādas komandas:

importēt OS

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.jaucējs

Vienkāršs un spēcīgs skaņas failu atskaņošanas veids ir Pygame izmantošana. Pygame ir Python moduļu komplekts, kas ir komplektā ar Raspbian, tāpēc nav nepieciešams to instalēt.

Pygame ir populāra un jautra, tāpēc tai apkārt ir daudz atbalsta un attīstības. Noteikti pārbaudiet vietni, lai iegūtu piemērus un dokumentāciju. Papildus spēļu izveidei tas ir vienkāršs veids, kā atskaņot skaņas, parādīt attēlus un veikt citas darbības. Lai atskaņotu skaņas, izmantojiet skaņas objektu pygame.mixer modulī.

Atveriet Python 3 tulku un ierakstiet šādas rindas:

importēt pygame.maisītāju

no pygame.mixer importēt Skaņu

pygame.mixer.init ()

bass = skaņa ('bass3.wav')

bass.play ()

8. darbība. Python izmantošana ārpus IDLE

Desktop EditorsIDLE ir lielisks veids, kā sākt rakstīt Python programmas, taču jums tas nav jāizmanto. Jūs varat izveidot Python programmu, izmantojot jebkuru teksta redaktoru, ja vien tā beigās ir saglabāta ar.py. IDLE ir viens darbvirsmas grafiskā teksta redaktora piemērs. Vēl vienu, kas ir komplektā ar Raspbian, sauc par Leafpad. Leafpad varat atrast sākuma izvēlnes sadaļā Piederumi.

Komandrindas redaktors

Jūs jau esat iepazinies ar komandrindas teksta redaktoru Nano. Tāpat kā grafisko redaktoru, skripta izveidošanai varat izmantot nano. Pēc Nano atvēršanas saglabājiet jauno failu ar.py sufiksu. Vispirms saglabājot to kā python failu, redaktors rakstīšanas laikā nodrošinās python sintakses izcelšanu.

Bez sintakses izcelšanas pirms faila nosaukuma saglabāšanas ar.py sufiksu.

Ar sintakses izcelšanu.

Python tulks no komandrindas

IDLE nav vienīgā vieta, kur varat izmantot interaktīvo Python tulku. To var izsaukt arī no Linux apvalka! Vienkārši ierakstiet:

python3

Vai arī Python 2 tulkam:

pitons

Lai izietu no tulka, nospiediet Ctrl + D vai ierakstiet:

atmest ()

9. darbība: programmas ekrānuzņēmums

Parādiet savas Python programmēšanas spējas! Augšupielādējiet ekrānuzņēmumu pēc tam, kad ir pabeigta programmas city.py darbība, un pastāstiet mums, vai to palaidāt no IDLE vai Linux apvalka.