Python快速入門

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學領域，其豐富的科學計算等方面類庫無比強大。很多身邊的哥們也提到Python非常的簡潔方便，比如用Django搭建一個見得網站只需要半天時間即可，因此也吸引了我不小的興趣。之前相親認識過一個姑娘是做綠色環保建築設計行業的，提過她們的建築物的建模也是使用Python，雖然被女神給拒絕了，但學習還是勢在必行的，加油。

這部分只涉及python比較基礎的知識，如復雜的面向對象、多線程、通信等知識會放在之后的深入學習中介紹，因此整個學習過程也將非常的快速，3-5個小時完全足夠了。

 

Python是一種面向對象、解釋型計算機程序設計語言，由Guido van Rossum於1989年發明，第一個公開發行版發行於1991年。是純粹的自由軟件，源代碼和解釋器CPython遵循GPL協議。其設計哲學是優雅、明確、簡單，最NX的是其專用的科學計算擴展庫，NumPy、SciPy和matplotlib等，可以很大程度的替代MATLAB的作用。作為一種解釋性語言，其源碼通過虛擬機編譯為字節碼文件，通常為.pyc格式。其通常版本包括2.x和3.x，前者仍然是主流，后者正在不斷發展中，本部分的學習將使用2.x版本。此外，比較有意思的一點是，Python是強制縮進的語言，如果換行后不縮進，會報錯。

Python版本選用2.7.11，下載地址：https://www.python.org/downloads/

集成開發環境使用：Sublime，下載地址：http://www.sublimetext.com/。相關環境搭建請見：Sublime快速上手。

 

• 變量

基本數據類型	存儲內容	示例
integer(int)	整數	1,6,-3
float	浮點數	3.14
long	非常大的整數	100000004
string	字符串	"Hello World"
list	列表	[1,2,3]
tuple	元組，廣義表	（"hello", 5）
dictionary	字典	{'name':'xionger','grade':2}

常見的運算符包括：+,-,*,/,%;特殊的有：//,Floor除法;-,取反;abs()，絕對值;**,求冪等。

常見的比較運算包括：==,!=,>,<,>=,<=。

字符串常見操作

函數	功能
.upper()/lower()	把所有字母轉化為大寫/小寫
.capitalize()	把字符串首字母答謝，其他小寫
.title()	把首字母和每個空格或標點符號后的字母大寫，其他小寫
=, +, *	字符串的賦值，拼接，重復
==	字符串的比較
\n, \\	轉義字符
.strip(),.rstrip(),.lstrip()	去除字符串兩端空格，或指定字母
.()	字符串長度
.find()	查找子串，返回第一個滿足的位置索引
.replace("a", "b")	字符串替代

Tip:一個關於utf-8的問題，添加之后注釋即可：#! usr/bin/python #coding=utf-8

 

• 邏輯結構

邏輯結構	示例
判斷	if a > 5: print("great") else: print("equal or less")
異常處理	try: 5/0 except: print("Please don't do that")
循環	for i in range(5):   if i == 0:    continue   if i == 3:    break while not age.isdigit() Print 'sorry' While True

 

• 集合對象

列表相關操作

操作	解釋或示例
創建列表	fruit=['apple', 'strawberry', 'pear', 'papaya']
.len(), .count()	列表總項數；統計某一項的總數量
.index()	返回某項在列表中第一次出現的位置
'pink' in color_list	判斷該項是否在列表中
.append(),.extend()	添加新項到列表；擴展列表，附加后一個列表到前一個列表
Fruits[0]	根據索引獲得指定項
.remove(xx),.insert(index, xx)	根據索引刪除指定項；插入某項到指定位置
+, *	合並列表和復制列表成員
.reverse(), .sort()	反轉列表；按字母排序列表
==, !=	列表比較
range（7），range(-5,5,2)	生成數字列表，參數分別為：初始值，結束值，步長

字典相關操作

操作	解釋或示例
創建字典	person = {'xionger':'2b', 'xiongda':'god'}
person['xionger']	根據key獲取字典中的值
.pop()	彈出某項並從字典中刪除
.has_key(), in	判斷該key是否存在
.keys(), .values()	通過列表，顯示所有的key/value

• 函數、類與對象（繼承）

一個簡單的函數示例如下：

def get_seat_total(seat=1):
total=0
for dish in seat:
total = total + dish
return total

一個簡單的類和對象使用示例（封裝）如下所示：

class Student(object):
def __init__(self, name, grade, distinct):
self.name =name
self.grade=grade
self.distinct=distinct
def printName(self):
print self.name

def main():
student01 = Student("xionger", 2, "SH")
student01.printName()
 
if __name__=="__main__":
main()

類中常見可重寫方法（多態）列表

可重寫方法	解釋
__init__(self):	構造函數，__new__也可以
__eq__/__ne__(self, other):	比較相等與不等
__gt[e]__/__lt[e]__():	比較大小
__str__:	Print輸出，類似ToString()

類繼承的簡單示例如下：

class Book(InventoryItem):
def __init__(self, title, price):
super(Book, self).__init__(title=title)
self.price=price

Tip:由此可以看到，python完全符合面向對象的思想，實現了OO的封裝、繼承、多態三大特性。

 

• 輸入輸出與文件I/O

函數	功能
Input()	收集輸入信息
Raw_Input()	收集任何非數字的信息
Float(), int()	轉化為浮點數或整型
Getpass()	獲取密碼，需要導包 from getpass import getpass
print "Hello {word}".format(word="World")	格式化輸出

文件和目錄相關IO操作（包括json）的示例如下所示：

操作	示例
從文件讀取數據	f=open('car.json') car = f.readlines() f.close()
把數據寫入文件	f=open('car.json', 'r+w') #需要注意'w'會擦除所有數據，r+w會覆蓋數據 f.write('test') f.close()
添加數據到文件	f=open('car.json', 'a') #使用a表示append不會擦除數據，而是會添加到末尾 f.write('test')
創建文件	f=open('car.json', 'w+')
文件列表	current_dir=os.getcwd(), os.listdir(current_dir)
在目錄間移動	class_dirs=os.walk('.') print class_dirs.next()
創建目錄	os.makedir(), os.makedirs()
獲取文件信息	print os.stat('car.json')
讀取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)
把對象保存為json	json.dump(vars(stu), f, indent=2)，注意dump與dumps的區別
嵌套的對象轉化為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

 

• 模塊和文檔

模塊導入方式： import module; from module import class; from module import function;from module import *。

常見模塊包括：random，生成隨機數；os，用於與操作系統交互；json，用於生成和讀取JavaScript Object Notation(JSON)；sqlite3，用於創建、編輯和讀取sqlite3數據庫；datetime，用於操作時間和日期；getpass，用於獲取用戶敏感信息的包。之后通過一個列表了解最常見的類庫方法。

函數	解釋或示例
randint(a,b)/random(x) /uniform(a, b)	隨機整數、隨機浮點數（不包含0和1） 特定區間浮點數
Choice(list)	從列表中獲取隨機對象
time()	Lunch=time(11,30),lunch.hour/mintue/second
datetime()	datetime.datetime(year=2016,day=14,month=4) datetime.timedelta(days=14) datetime.now()，當前時間

文檔結構：其中__init__.py是空的，用於告訴python，需要使用這部分代碼。

 

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:通常用三引號、單引號括起來，可以在shell中通過help(xxx)來查看文檔，此外，還可以通過組件Sphinx來生成文檔。

 

• 數據庫（sqlite）

Sqlite是一種超輕型的關系型數據庫，支持ACID操作，常用語移動設備和瀏覽器中。其安裝非常簡單，地址：https://www.sqlite.org/download.html，下載windows下的sqlite-tools即可，之后可以通過firefox的sqliteManager插件直接管理。

其數據類型很簡單，包括：Null；nteger，整型；Real，浮點數；Text，字符串；Blob，一個文件，如圖片、歌曲等。

操作	解釋或示例
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()·
查詢操作	sql="select * from students" results=cursor.execute(sql) all_students=results.fetchall()

• Debug

通過TraceBack棧軌跡來查找錯誤，比如TypeError信息。還可以使用pdb調試器來查找錯誤，語句為:python –m pdb xxx.py，相關的pdb命令為：args,傳輸參數；break，增加斷點；cont,繼續知道下一個斷點；clear，清除所有斷點；list，顯示當前所在位置附近的代碼；next，執行代碼的當前行；step，執行代碼當前行，如果進入函數則停止。

這部分想說的是，在intelli IDE(pycharm)中調試非常方便，不過sublime中的調試還沒弄清楚，之后補上。

•  Flask的Web開發

這兒將介紹python最吸引人的部分，開源庫的使用了，這部分主要介紹最為常見的Web框架Flask的相關知識，首先是安裝步驟。

步驟1：安裝setuptools,通過在https://pypi.python.org/pypi/setuptools下載ex_setup.py文件，之后運行即可。

步驟2：安裝pip,首先設置好之前下載的工具的環境變量，然后可以直接使用命令easy_install pip。

步驟3：pip install flask，此外么，其他很多的python組件都可以通過該方式安裝。

接下來就讓我們通過一個簡單的例子來看看flask構建一個動態網站有多簡單吧。

from flask import Flask
from flask import render_template
app=Flask(__name__)

@app.route('/')
def hellp_world():
return 'Hello World!'
 
@app.route('/lucky/<number>/')
def lucky(number):
return render_template('lucky.html', lucky_num=number)

if __name__=='__main__':
app.run()

Tip:里面用到jinja的視圖模板，平時也可以用它來做代碼生成工具，非常快速小巧，主要注意{{}}方式和angularJS一樣，混用需要調整。

Python常見的組件介紹

組件名	解釋或示例
PyGame	游戲和動畫開發
Django	Web框架，功能強大且靈活，比flask更復雜
Jinja2	頁面模板，也可以用作代碼生成工具，很棒
Plone	功能完備的內容管理系統，直接可以使用
Tkinter,Pyjs,PyGUI	桌面應用庫
Kivy	iOS和Android應用
NumPy,SymPy,SciPy Library,Matplotlib,pandas	科學計算

 

Django的整個使用過程完全可以參考官方文檔，https://docs.djangoproject.com/en/1.9/intro/tutorial01/，接下來跟着官方文檔一起來創建一個最簡單的應用。

步驟	代碼
創建項目(站點)	django-admin startproject mysite #項目的目錄如下所示 manage.py：命令行工具 mysite/settings.py:配置文件 mysite/urls.py:url路由設置文件 mysql/wsgi.py:部署文件
查看項目（空）	python manage.py runserver
創建指定應用	python manage.py startapp polls
寫第一個頁面	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), ] #注意粗體的include不要忘記
查看項目polls應用	運行server，http://localhost:8000/polls/
數據庫設置(只介紹sqlite)	python manage.py migrate

這部分內容就介紹到這兒為止，之后都是具體的模塊建立了，這部分官方的導學文檔非常豐富，包括頁面模板，ORM，自動化測試等內容，灰常的棒。

此外Jinja學習：官網http://jinja.pocoo.org/，中文站http://docs.jinkan.org/docs/jinja2/

 

預祝大家有一段預約的python學習之旅，共勉之！

逆水行舟用力撐，一篙松勁退千尋，古雲今日足可惜，吾輩更應惜秒陰。--董必武

 

參考資料：

1. Katie Cunningham. Python入門經典[M]. 北京:人民郵電出版社, 2014.