Python開發的方向太多了,有機器學習,數據挖掘,網絡開發,爬蟲等等。其實在生信領域,Python還顯現不出絕對的優勢,生信的大部分軟件流程都是用shell或Perl寫的,而且已經足夠好用了。我選Python是因為我想順便學點數據挖掘和機器學習的東西,而且Python這些年越來越火,發展勢頭遠超其他腳本語言,所以學它肯定是沒錯的。
一、入門標准
入門比較難定義,什么程度才算入門呢?
1. 掌握基本的語法,熟練使用python的內置類型、內置函數和數據結構。
2. 了解一些基本的模塊的使用,能夠實現一些簡單的需求。
后面有一個實例,如果你能簡單的做完,那我敢肯定你已經入門了。
二、基本知識點
1.基本語法
縮進:Python是通過代碼縮進來決定代碼層次邏輯的,一般約定使用4個空格
版本問題:主要包括2.x系列的和3.x系列的,兩者語法不同且不兼容,有的模塊只能在指定版本下安裝。建議使用3.x Python,碰到特殊問題再去使用指定版本
文件編碼聲明:python會去環境變量里尋找python解釋器。如果代碼里有中文,則要以utf-8編碼
#!/usr/bin/env python #-*- coding: utf-8 –*-
變量定義:使用前要先定義
dir():列出一個數據類型或對象的所有方法,非常好用,同help()
文件操作:f = open(),f.close();with open() as f: ,os.path.exists(),os.path.isfile(),os.path.abspath()
目錄操作:os.mkdir(),os.rmdir(),os.listdir(),os.chdir()
開發環境選擇:
- Sublime Text 對Python支持挺好,輕量級生化武器(推薦)
- Eclipse+Pydev比較厚重,大型開發比較適合
- Vim/Atom
- PyCharm
- IPython
- WingIDE
2.處理數據
2.1 基本數據類型:布爾;整型;浮點型;字符串
# 字符串的內置函數,都比較有用
'capitalize', 'casefold', 'center', 'count', 'encode', 'endswith', 'expandtabs', 'find', 'format', 'format_map', 'index', 'isalnum', 'isalpha', 'isdecimal', 'isdigit', 'isidentifier', 'islower', 'isnumeric', 'isprintable', 'isspace', 'istitle', 'isupper', 'join', 'ljust', 'lower', 'lstrip', 'maketrans', 'partition', 'replace', 'rfind', 'rindex', 'rjust', 'rpartition', 'rsplit', 'rstrip', 'split', 'splitlines', 'startswith', 'strip', 'swapcase', 'title', 'translate', 'upper', 'zfill'
2.2 基本數據結構:列表、元組、字典、集合。數據結構就是一種容器,用於在內存中存放我們的數據。
列表:任意元素組成的順序序列,以位置為索引。
# 列表的內置函數
'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort'
元組:相當於不可變的列表,防止錯誤修改,節省內存開銷。元組解包
# 元組的內置函數
'count', 'index'
字典:鍵值對,沒有順序,鍵必須是常量。
# 字典內置函數
'clear', 'copy', 'fromkeys', 'get', 'items', 'keys', 'pop', 'popitem', 'setdefault', 'update', 'values'
集合:沒有順序,元素之間沒有重復,相當於舍棄了值的字典。集合操作(&,|,-,^,<,<=,>,>=)
# 集合內置函數
'add', 'clear', 'copy', 'discard', 'pop', 'remove', 'update' 'isdisjoint','issuperset','issubset','symmetric_difference','difference','union', 'intersection', 'symmetric_difference_update','intersection_update','difference_update',
2.3 控制語句
條件:if…else…
循環:for,while,break,continue
2.4 模塊使用
Python有着非常友好的模塊安裝方法,一個pip install命令幾乎可以安裝絕大多數的模塊。建議使用模塊前多看相關API文檔。
最常用的模塊有:sys,os,re,csv,gzip,fileinput,random,collections,time;百度上有很多很好的模塊使用入門教程。
- 正則表達式 re
- 有序字典 collections.OrderedDict()
- 調用系統命令 subprocess.call()
三、入門實例
題目:從大量FASTA文件中提取指定序列,並對提取到的序列做某些處理(如求反向互補序列)
描述:假設你有很多測序數據,分別存儲在不同文件夾的不同文件里,現在給你一些序列名,要求你從眾多數據中提取出特定的序列。
思路:遍歷每一個文件夾;遍歷每一個文件;讀取文件,判斷序列,輸出序列(處理),關閉文件;處理數據,添加一個函數即可。
四、精通標准
當然這只是個噱頭,精通的道路是無止境的,下面只是羅列了一些常見的高級特性。
切片,推導式,生成器,異常處理
高級模塊:threading(多線程),ctypes(調用C程序優化性能),logging(日志)
專業模塊:pysam - 處理基因組數據(fasta/fastq/bam/vcf)的Python模塊
Biopython:Python的計算分子生物學和生物信息學工具包
編寫自己的package:解決某個特定需求,上傳到 PyPI,然后你就成為大神了
編程規范:寫出規范化的代碼 Google Python coding style
函數式編程:即使代碼量暴增也不會影響代碼的可讀性,調試和Debug也會變得非常簡單。
面向對象編程:最高級的編程方法,對函數進行分類和封裝,讓開發“更快更好更強...”
五、最后
Python只是一門編程語言,一種實現工具,我們可以用很多種語言來替換它,我們之所以選擇Python,是因為我們喜歡它給我們帶來的便捷。如果你想深入某個領域,其實真正重要的是技術背后的算法。
六、推薦資源
- Python教程 - 廖雪峰的官方網站
- python初級教程:入門詳解
- Python 面向對象(初級篇)
- Python | Codecademy
- Google Python編碼風格
- Python正則表達式指南
- 《Python學習手冊》
- 《Python編程金典》
- 《Bioinformatics Programming Using Python》