Python入門

爲什麼使用Python

假設我們有這麼一項任務:簡單測試局域網中的電腦是否連通.這些電腦的ip範圍從192.168.0.101到192.168.0.200. 

思路:用shell編程.(Linux通常是bash而Windows是批處理腳本).例如,在Windows上用ping ip 的命令依次測試各個機器並得到控制檯輸出.由於ping通的時候控制檯文本通常是"Reply from ... " 而不通的時候文本是"time out ... " ,所以,在結果中進行字符串查找,即可知道該機器是否連通.

實現:Java代碼如下:

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();
}

這段代碼運行得很好,問題是爲了運行這段代碼,你還需要做一些額外的工作.這些額外的工作包括:

• 編寫一個類文件
• 編寫一個main方法
• 將之編譯成字節代碼
• 由於字節代碼不能直接運行,你需要再寫個小小的bat或者bash腳本來運行.

當然,用C/C++同樣能完成這項工作.但C/C++不是跨平臺語言.在這個足夠簡單的例子中也許看不出C/C++和Java實現的區別,但在一些更爲複雜的場景,比如要將連通與否的信息記錄到網絡數據庫.由於Linux和Windows的網絡接口實現方式不同,你不得不寫兩個函數的版本.用Java就沒有這樣的顧慮.

同樣的工作用Python實現如下:

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()

對比Java,Python的實現更爲簡潔,你編寫的時間更快.你不需要寫main函數,並且這個程序保存之後可以直接運行.另外,和Java一樣,Python也是跨平臺的.

有經驗的C/Java程序員可能會爭論說用C/Java寫會比Python寫得快.這個觀點見仁見智.我的想法是當你同時掌握Java和Python之後,你會發現用Python寫這類程序的速度會比Java快上許多.例如操作本地文件時你僅需要一行代碼而不需要Java的許多流包裝類.各種語言有其天然的適合的應用範圍.用Python處理一些簡短程序類似與操作系統的交互編程工作最省時省力.

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Python應用場合

足夠簡單的任務,例如一些shell編程.如果你喜歡用Python設計大型商業網站或者設計複雜的遊戲,悉聽尊便.

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2 快速入門

2.1 Hello world

安裝完Python之後(我本機的版本是2.5.4),打開IDLE(Python GUI) , 該程序是Python語言解釋器,你寫的語句能夠立即運行.我們寫下一句著名的程序語句:

print "Hello,world!"

並按回車.你就能看到這句被K&R引入到程序世界的名言.

在解釋器中選擇"File"--"New Window" 或快捷鍵 Ctrl+N , 打開一個新的編輯器.寫下如下語句:

print "Hello,world!"
raw_input("Press enter key to close this window");

保存爲a.py文件.按F5,你就可以看到程序的運行結果了.這是Python的第二種運行方式.

找到你保存的a.py文件,雙擊.也可以看到程序結果.Python的程序能夠直接運行,對比Java,這是一個優勢.

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2.2 國際化支持

我們換一種方式來問候世界.新建一個編輯器並寫如下代碼:

print "歡迎來到奧運中國!"
raw_input("Press enter key to close this window");

在你保存代碼的時候,Python會提示你是否改變文件的字符集,結果如下:

# -*- coding: cp936 -*- 

print "歡迎來到奧運中國!"
raw_input("Press enter key to close this window");

將該字符集改爲我們更熟悉的形式:

# -*- coding: GBK -*- 

print "歡迎來到奧運中國!" # 使用中文的例子
raw_input("Press enter key to close this window");

程序一樣運行良好.

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2.3 方便易用的計算器

用微軟附帶的計算器來計數實在太麻煩了.打開Python解釋器,直接進行計算:

a=100.0
b=201.1
c=2343
print (a+b+c)/c

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2.4 字符串,ASCII和UNICODE

可以如下打印出預定義輸出格式的字符串:

print """
Usage: thingy [OPTIONS]
-h Display this usage message
-H hostname Hostname to connect to
"""

字符串是怎麼訪問的?請看這個例子:

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)

請注意ASCII和UNICODE字符串的區別:

print "Input your Chinese name:"
s=raw_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=unicode(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

類似Java裏的List,這是一種方便易用的數據類型:

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 條件和循環語句

# Multi-way decision
x=int(raw_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 如何定義函數

# Define and invoke function.
def sum(a,b):
return a+b


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

並且,介紹一個方便好用的函數:

# 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="D:/download/baa.txt"
f=open(spath,"w") # Opens file for writing.Creates this file doesn't exist.
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 異常處理

s=raw_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 類和繼承

class Base:
def __init__(self):
self.data = []
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)

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2.11 包機制

每一個.py文件稱爲一個module,module之間可以互相導入.請參看以下例子:

# 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: "
print add_func(1,2) # If using "import a" , then here should be "a.add_func"

module可以定義在包裏面.Python定義包的方式稍微有點古怪,假設我們有一個parent文件夾,該文件夾有一個child子文件夾.child中有一個module a.py . 如何讓Python知道這個文件層次結構?很簡單,每個目錄都放一個名爲_init_.py 的文件.該文件內容可以爲空.這個層次結構如下所示:

parent 
--__init_.py
--child
-- __init_.py
--a.py

b.py

那麼Python如何找到我們定義的module?在標準包sys中,path屬性記錄了Python的包路徑.你可以將之打印出來:

import sys

print sys.path

通常我們可以將module的包路徑放到環境變量PYTHONPATH中,該環境變量會自動添加到sys.path屬性.另一種方便的方法是編程中直接指定我們的module路徑到sys.path 中:

import sys
sys.path.append('D:\\download')

from parent.child.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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總結

你會發現這個教程相當的簡單.許多Python特性在代碼中以隱含方式提出,這些特性包括:Python不需要顯式聲明數據類型,關鍵字說明,字符串函數的解釋等等.我認爲一個熟練的程序員應該對這些概念相當瞭解,這樣在你擠出寶貴的一小時閱讀這篇短短的教程之後,你能夠通過已有知識的遷移類比儘快熟悉Python,然後儘快能用它開始編程.

當然,1小時學會Python頗有譁衆取寵之嫌.確切的說,編程語言包括語法和標準庫.語法相當於武術招式,而標準庫應用實踐經驗則類似於內功,需要長期鍛鍊.Python學習了Java的長處,提供了大量極方便易用的標準庫供程序員"拿來主義".(這也是Python成功的原因),在開篇我們看到了Python如何調用Windows cmd的例子,以後我會盡量寫上各標準庫的用法和一些應用技巧,讓大家真正掌握Python.

但不管怎樣,至少你現在會用Python代替繁瑣的批處理寫程序了.希望那些真的能在一小時內讀完本文並開始使用Python的程序員會喜歡這篇小文章,謝謝!