Python 3.3 入门教程

为什么使用Python?

假设我们有这么一项任务:简单测试局域网中的电脑是否连通.这些电脑的ip范围从192.168.0.101到192.168.0.200.

思路:用shell编程.(Linux通常是bash而Windows是批处理脚本).例如,在Windows上用ping ip 的命令依次测试各个机器并得到控制台输出.由于ping通的时候控制台文本通常是"Reply from ... " 而不通的时候文本是"time out ... " ,所以,在结果中进行字符串查找,即可知道该机器是否连通.

实现:Java代码如下:

String cmd="cmd.exe ping ";

String ipprefix="192.168.10.";

int begin=101;

int end=200;

Process p=null;

for(int i=begin;i<end;i++){

p= Runtime.getRuntime().exec(cmd+i);

String line = null;

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(p.getInputStream()));

while((line = reader.readLine()) != null)

{

//Handling line , may logs it.

}

reader.close();

p.destroy();

}

这段代码运行得很好,问题是为了运行这段代码,你还需要做一些额外的工作.这些额外的工作包括:

编写一个类文件

编写一个main方法

将之编译成字节代码

由于字节代码不能直接运行,你需要再写个小小的bat或者bash脚本来运行.

当然,用C/C++同样能完成这项工作.但C/C++不是跨平台语言.在这个足够简单的例子中也许看不出C/C++和Java实现的区别,但在一些更为复杂的场景,比如要将连通与否的信息记录到网络数据库.由于Linux和Windows的网络接口实现方式不同,你不得不写两个函数的版本.用Java就没有这样的顾虑.

同样的工作用Python实现如下:

import subprocess

cmd="cmd.exe"

begin=101

end=200

while begin<end:

p=subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,

stdin=subprocess.PIPE,

stderr=subprocess.PIPE)

p.stdin.write("ping 192.168.1."+str(begin)+"\n")

p.stdin.close()

p.wait()

print "execution result: %s"%p.stdout.read()

对比Java,Python的实现更为简洁,你编写的时间更快.你不需要写main函数,并且这个程序保存之后可以直接运行.另外,和Java一样,Python也是跨平台的.

有经验的C/Java程序员可能会争论说用C/Java写会比Python写得快.这个观点见仁见智.我的想法是当你同时掌握Java和Python之后,你会发现用Python写这类程序的速度会比Java快上许多.例如操作本地文件时你仅需要一行代码而不需要Java的许多流包装类.各种语言有其天然的适合的应用范围.用Python处理一些简短程序类似与操作系统的交互编程工作最省时省力.

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Python应用场合

足够简单的任务,例如一些shell编程.如果你喜欢用Python设计大型商业网站或者设计复杂的游戏,悉听尊便.

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2 快速入门

2.1 Hello world

安装完Python之后(我本机的版本是2.5.4),打开IDLE(Python GUI) , 该程序是Python语言解释器,你写的语句能够立即运行.我们写下一句著名的程序语句:

print （"Hello,world!"）或者 print ('hello,world!') //必须有括号，不然是语法错误

并按回车.你就能看到这句被K&R引入到程序世界的名言.

在解释器中选择"File"--"New Window" 或快捷键 Ctrl+N , 打开一个新的编辑器.写下如下语句:

print "Hello,world!"

raw_input("Press enter key to close this window");

保存为a.py文件.按F5,你就可以看到程序的运行结果了.这是Python的第二种运行方式.

找到你保存的a.py文件,双击.也可以看到程序结果.Python的程序能够直接运行,对比Java,这是一个优势.

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2.2 国际化支持

我们换一种方式来问候世界.新建一个编辑器并写如下代码:

#coding=UTF-8 //必须告诉eclipse你的编码方式，而不是默认的ASCII码方式，或者用eclipse直接指定编码，不用再手动指定。

print ('中国人')

print "欢迎来到奥运中国!"

raw_input("Press enter key to close this window");

在你保存代码的时候,Python会提示你是否改变文件的字符集,结果如下:

# -*- coding: cp936 -*-

print "欢迎来到奥运中国!"

raw_input("Press enter key to close this window");

将该字符集改为我们更熟悉的形式:

# -*- coding: GBK -*-

print "欢迎来到奥运中国!" # 使用中文的例子

raw_input("Press enter key to close this window");

程序一样运行良好.

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2.3 方便易用的计算器

用微软附带的计算器来计数实在太麻烦了.打开Python解释器,直接进行计算:

a=100.0

b=201.1

c=2343

print ((a+b+c)/c) //在外面一定还要加一层括号，否则会出现TypeError: unsupported operand type(s) for /: 'NoneType' and 'int'的错误提示

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2.4 字符串,ASCII和UNICODE

可以如下打印出预定义输出格式的字符串:

print """

Usage: thingy [OPTIONS]

-h Display this usage message

-H hostname Hostname to connect to

"""

字符串是怎么访问的?请看这个例子:

word="abcdefg"

a=word[2]

print ("a is: "+a)

b=word[1:3]

print ("b is: "+b) # index 1 and 2 elements of word.

c=word[:2]

print ("c is: "+c) # index 0 and 1 elements of word.

d=word[0:]

print ("d is: "+d) # All elements of word.

e=word[:2]+word[2:]

print ("e is: "+e) # All elements of word.

f=word[-1]

print ("f is: "+f) # The last elements of word.

g=word[-4:-2]

print ("g is: "+g) # index 3 and 4 elements of word.

h=word[-2:]

print ("h is: "+h) # The last two elements.

i=word[:-2]

print ("i is: "+i) # Everything except the last two characters

l=len(word)

print ("Length of word is: "+ str(l))

请注意ASCII和UNICODE字符串的区别:

print ("Input your Chinese name:")

s=input("Press enter to be continued");

print ("Your name is : " +s)

l=len(s)

print ("Length of your Chinese name in asc codes is:"+str(l))

a=(s,'GBK');

l=len(a)

print ("I'm sorry we should use unicode char!Characters number of your Chinese \

name in unicode is:"+str(l))

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2.5 使用List

类似Java里的List,这是一种方便易用的数据类型:

word=['a','b','c','d','e','f','g']

a=word[2]

print ("a is: "+a)

b=word[1:3]

print ("b is: ")

print (b) # index 1 and 2 elements of word.

c=word[:2]

print ("c is: ")

print (c) # index 0 and 1 elements of word.

d=word[0:]

print ("d is: ")

print (d) # All elements of word.

e=word[:2]+word[2:]

print ("e is: ")

print (e) # All elements of word.

f=word[-1]

print ("f is: ")

print (f) # The last elements of word.

g=word[-4:-2]

print ("g is: ")

print (g) # index 3 and 4 elements of word.

h=word[-2:]

print ("h is: ")

print (h) # The last two elements.

i=word[:-2]

print ("i is: ")

print (i) # Everything except the last two characters

l=len(word)

print ("Length of word is: "+ str(l))

print ("Adds new element")

word.append('h')

print (word)

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2.6 条件和循环语句

# Multi-way decision

x=int(input("Please enter an integer:"))

if (x<0):

x=0

print ("Negative changed to zero")

elif x==0:

print ("Zero")

else:

print ("More")

# Loops List

a = ['cat', 'window', 'defenestrate']

for x in a:

print (x,len(x))

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2.7 如何定义函数

# Define and invoke function.

def sum(a,b):

return (a+b) //缩进很严谨

func = sum

r = func(5,6)

print (r)

# Defines function with default argument

def add(a,b=2):

return a+b

r=add(1)

print (r)

r=add(1,5)

print (r)

并且,介绍一个方便好用的函数:

# The range() function

a =range(5,10)

print (a)

a = range(-2,-7)

print (a)

a = range(-7,-2)

print (a)

a = range(-2,-11,-3) # The 3rd parameter stands for step

print (a)

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2.8 文件I/O

spath="F:/baa.txt"

# Opens file for writing.

#Creates this file doesn't exist.

f=open(spath,"w")

f.write("First line 1.\n")

f.writelines("First line 2.")

f.close()

f=open(spath,"r") # Opens file for reading

for line in f:

print (line)

f.close()

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2.9 异常处理

s=input("Input your age:")

if s =="":

raise Exception("Input must no be empty.")

try:

i=int(s)

except ValueError:

print ("Could not convert data to an integer.")

except:

print ("Unknown exception!")

else: # It is useful for code that must be executed if the try clause does not raise an exception

print ("You are %d" % i," years old")

finally: # Clean up action

print ("Goodbye!")

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2.10 类和继承

python 中 类的私有对象要用self来做前缀引用，如上例中的self.name等等。而一个类的公用变量这用类名做前缀来引用。比如上例中的SchoolMember.count。类的公用变量，跟Java 中的static变量一样，被类的所有实例共享。

另外 python 中类的构造函数 默认名字为 __init()__，左右都是双下横线，类实例化是解释器自动首先调用。同C++一样，Python有一个析构函数__del()__，实例被del时，自动调用该析构函数。
如果要求打印不换行，则需要 print(your_str,end='')

class Base:

def __init__(self):

self.data = []

#这里定义add函数必须进行缩进，不然会提示：AttributeError: 'Child' object has no attribute 'add'

#python就是用缩进代替java的{}，也就是以缩进来判断方法的结束。

def add(self, x):

self.data.append(x)

def addtwice(self, x):

self.add(x)

self.add(x)

# Child extends Base

class Child(Base):

def plus(self,a,b):

return a+b

oChild =Child()

oChild.add("str1")

print (oChild.data)

print (oChild.plus(2,3))

#另一个实例

class SchoolMember:

'''Represents any school member.'''

count = 0

def __init__(self,name,age):

self.name = name

self.age = age

SchoolMember.count += 1

print('(Initialized SchoolMember: %s)' % self.name)

def tell(self):

'''Tell my details.'''

print('''Name:"%s" Age:"%s"''' %(self.name,self.age),end=' '),

class Teacher(SchoolMember):

'''Represents a teacher.'''

def __init__(self,name,age,salary):

SchoolMember.__init__(self,name,age)

self.salary = salary

print('(Initialized Teacher: %s)' %self.name)

def tell(self):

SchoolMember.tell(self)

print(',Salary: "%d"' %self.salary)

class Student(SchoolMember):

'''Represents a student.'''

def __init__(self,name,age,marks):

SchoolMember.__init__(self,name,age)

self.marks = marks

print('(Initialized Student: %s)' % self.name)

def tell(self):

SchoolMember.tell(self)

print('Marks: "%d"' % self.marks)

t = Teacher('Mr',40,30000)

s = Student('Qi Jiang',23,83)

print()

print(SchoolMember.count)

members = [t,s]

for member in members:

member.tell()

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2.11 包机制

每一个.py文件称为一个module,module之间可以互相导入.

请参看以下例子:

# a.py

def add_func(a,b):

return a+b

# b.py

from a import add_func # Also can be : import a

print ("Import add_func from module a")

print ("Result of 1 plus 2 is: ")

# If using "import a" , then here should be "a.add_func"

print (add_func(1,2))

module可以定义在包里面.Python定义包的方式稍微有点古怪,假设我们有一个parent文件夹,该文件夹有一个child子文件夹.child中有一个module a.py . 如何让Python知道这个文件层次结构?很简单,每个目录都放一个名为_init_.py 的文件.该文件内容可以为空.这个层次结构如下所示: parent

--__init_.py

--child

-- __init_.py

--a.py

b.py

那么Python如何找到我们定义的module?在标准包sys中,path属性记录了Python的包路径.你可以将之打印出来:

import sys

print (sys.path)

通常我们可以将module的包路径放到环境变量PYTHONPATH中,该环境变量会自动添加到sys.path属性.另一种方便的方法是编程中直接指定我们的module路径到sys.path 中:

import sys

print(sys.path)

sys.path.append('XXXX')

from a import add_func

print (sys.path)

print ("Import add_func from module a")

print ("Result of 1 plus 2 is: ")

print (add_func(1,2))

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总结你会发现这个教程相当的简单.许多Python特性在代码中以隐含方式提出,这些特性包括:Python不需要显式声明数据类型,关键字说明,字符串函数的解释等等.我认为一个熟练的程序员应该对这些概念相当了解,这样在你挤出宝贵的一小时阅读这篇短短的教程之后,你能够通过已有知识的迁移类比尽快熟悉Python,然后尽快能用它开始编程.

当然,1小时学会Python颇有哗众取宠之嫌.确切的说,编程语言包括语法和标准库.语法相当于武术招式,而标准库应用实践经验则类似于内功,需要长期锻炼.Python学习了Java的长处,提供了大量极方便易用的标准库供程序员"拿来主义".(这也是Python成功的原因),在开篇我们看到了Python如何调用Windows cmd的例子.