Introducere în Python: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Python este un limbaj de programare pentru calculator foarte util și flexibil creat de Guido van Rossum. Python este, de asemenea, o aplicație pe Raspberry Pi care interpretează codul pe care îl scrieți în ceva pe care Raspberry Pi îl poate înțelege și folosi. Pe computerul dvs. desktop ar trebui să instalați Python, dar acesta vine deja la pachet cu Raspbian, așa că este gata de utilizare.

S-ar putea să credeți că Python poartă numele tipului de șarpe, dar de fapt a fost numit după emisiunea TV Monty Python's Flying Circus. Pentru aceia dintre voi care nu știu, acesta a fost un spectacol de comedie britanic care a fost difuzat pentru prima dată în anii 1970. Vă încurajez să urmăriți schița Ministerului Plimbărilor Prostii:)

Imaginea de mai sus a fost creată în stil Terry Gilliam de Allison Parten și a fost găsită sub licența de atribuire creative commons.

În comparație cu alte limbi de computer, Python este ușor de citit și de înțeles, ceea ce îl face excelent pentru începători. Dar nu vă înșelați, Python este, de asemenea, foarte puternic și este folosit pentru a crea software complex, creativ și comercial. Aceste motive și multe altele fac din Python prima limbă cu care să începeți atunci când scrieți programe pentru Raspberry Pi (deși pot fi utilizate mai multe limbi).

La fel ca orice limbă, Python are o gramatică cu reguli despre cum să ordonați cuvinte și punctuație. Termenul folosit pentru aceste reguli fundamentale de structurare a unui limbaj se numește sintaxă. Voi indica sintaxa Python de-a lungul acestei lecții, împreună cu un exemplu de cod pentru a încerca. Într-o clasă de această dimensiune, este imposibil să treceți peste tot ceea ce poate face Python, dar această lecție și următoarea, intitulată Utilizați GPIO-urile și mergeți mai departe cu Python, vă vor ajuta să începeți cu primele programe. Pe măsură ce citiți și examinați exemplele, veți afla despre unele dintre principiile fundamentale ale Python și ale programării în general.

Pasul 1: Python 2 sau 3?

Există două versiuni ale Python care sunt utilizate și predate în prezent. Deși nu voi intra în minusculul fel de diferit, este important să știm că există o diferență. Să știți acest lucru înseamnă să vă salvați o mulțime de zgârieturi atunci când exemplele găsite online nu funcționează.

Python 2 este programat să fie retras oficial până în 2020, așa cum a declarat Python Software Foundation. Ei spun acest lucru pe site-ul lor: „Fiind ultimul din seria 2.x, 2.7 va avea o perioadă extinsă de întreținere. Planul actual este de a-l sprijini timp de cel puțin 10 ani de la lansarea inițială 2.7. Aceasta înseamnă că va exista versiuni de remediere a erorilor până în 2020. Există chiar și un ceas cu numărătoare inversă, distractiv sau poate ca oamenii să își planifice o petrecere pentru a finaliza sfârșitul Python 2.

În această clasă, le folosim pe ambele. În mod normal, aș privi spre viitor și aș folosi Python 3, dar s-a întâmplat ceva în timp ce creăm exemple pentru această clasă. Un software pe care am vrut să îl folosesc pentru programul final Python nu a fost încă actualizat pentru a suporta Python 3. Ceea ce, de fapt, ilustrează perfect punctul meu cu privire la modul în care merită menționate ambele în acest moment.

Pasul 2: Script Python Interactive Vs

Când lucrați cu aplicația Python, aveți două moduri de a alege: interactiv și script.

Modul interactiv folosește shell-ul Python pentru a interpreta codul Python instantaneu după ce a fost tastat și ați apăsat Enter. Este minunat pentru învățarea și testarea pieselor unui program. Vom prezenta mai multe moduri de a accesa shell-ul Python în această lecție.

Când scrieți un script python, numit și program, nu utilizați shell-ul interactiv, ci un editor de text. În acest fel puteți salva, edita și rula ulterior mai multe linii de cod Python atunci când aveți nevoie.

Pasul 3: IDLE: Interactiv

Cu software-ul Python instalat vine mediul de dezvoltare standard al Python numit IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Aici veți începe să scrieți primele programe Python!

Există două părți în IDLE:

1) Fereastra shell Python, care vă oferă acces la Python în modul interactiv.

2) Un editor de fișiere care vă permite să creați și să editați scripturi Python existente, denumit și modul script.

Deschideți Python 3 (IDLE) din Meniu> Programare. Fereastra pe care o vedeți se numește interpretul Python sau fereastra shell. Cele trei caractere mai mari decât „>>>” se numesc prompt. Când vedeți solicitarea care înseamnă că Python așteaptă să-i spuneți să facă ceva. Să-i dăm un cod!

Tastați următoarea declarație pentru a striga orașul în care locuiți. Locuiesc în San Francisco, astfel încât declarația mea să fie:

print („Bună ziua, San Francisco!”)

Apăsați Enter și orice puneți între ghilimele se va imprima în shell sub prompt. Instrucțiunea print () diferă între Python 2 și Python 3. În Python 2 nu se utilizează paranteze și arată astfel:

print "Bună ziua, San Francisco!"

Tocmai ați interpretat „Bună ziua, lumea” de Python, dar cu o întorsătură mică (super mică). Să ne oprim aici și să identificăm ceea ce tocmai ați tastat.

Funcții

Print () este cunoscut ca o funcție. O funcție reduce repetarea și ajută la menținerea unui program organizat prin executarea unui bloc de cod de fiecare dată când este apelat. Când tastați print (), apelați funcția de tipărire, care apoi rulează linii de cod în culise care oferă instrucțiunile computerului pentru a afișa cuvintele pe care le-ați pus între paranteză. Print () este o funcție încorporată pe care o puteți apela oricând în Python, dar puteți scrie și propriile funcții.

Să facem interacțiunea dintre dvs. și Python mai dinamică prin adăugarea de date de utilizator. Într-o fereastră nouă, tastați următoarele:

name = input („Bună ziua, cum te cheamă?”)

Funcția input () preia introducerea utilizatorului de la tastatură și vă oferă opțiunea de a solicita utilizatorului un mesaj. În acest caz, acel mesaj este un mesaj de salut și întrebare care îi pune utilizatorului (dumneavoastră) care este numele dvs. După ce ați apăsat tasta Enter, întrebarea va fi tipărită și va aștepta răspunsul dvs. Continuați și răspundeți cu numele dumneavoastră.

Numele = din stânga funcției input () se numește variabilă.

Variabile

La fel ca funcțiile, variabilele sunt, de asemenea, un element central al oricărui limbaj de programare. O variabilă acționează ca un container gol în care puteți pune o bucată de date. Când introduceți date, îi dați un nume de parcă l-ați scrie pe exteriorul containerului. Numele unic pe care îl dați poate fi apoi utilizat pentru a face referire la datele din interiorul programului. Puteți denumi o variabilă aproape orice, dar ar trebui să fie cât mai descriptivă posibil. Acest lucru vă face programul mai ușor de înțeles când îl citiți mai târziu. Datele stocate în interiorul unei variabile se pot modifica; veți vedea un exemplu în acest sens în lecția următoare.

Numele dvs. a fost stocat în variabila numită nume (încercați să o numiți altceva). Acum puteți utiliza variabila de nume în funcția print () și o puteți adăuga la un mesaj folosind caracterul „+”:

print („Este plăcut să te cunosc , + nume)

Să continuăm să exersăm obținerea datelor introduse de utilizator, stocarea acestora în variabile și tipărirea datelor pentru a simula o conversație între dvs. și computerul dvs.

city = input („În ce oraș locuiți?”)

print („Am auzit de„ + oraș +”. Ce părere aveți despre„ + oraș + „,„ + nume + „? )

Apelarea funcției input () pe cont propriu așteaptă intrarea utilizatorului, dar o face fără a imprima un mesaj.

răspuns = input ()

Deoarece calculatoarele fac ofertele noastre, voi face computerul să fie de acord. Puteți face acest lucru să nu fie de acord dacă doriți. Acesta este lucrul minunat al programării, depinde de tine.

print („Sunt de acord cu tine.” + răspuns)

Este ok dacă vedeți o eroare în orice moment în shell-ul Python. Datele dvs. vor rămâne stocate în variabilele dvs. atâta timp cât nu închideți sesiunea.

Shell-ul interactiv este perfect pentru testarea comenzilor și pentru a vedea ce funcționează. Dar nu vă salvează programul, așa că îl puteți rula mai târziu. Sesiunea dvs. poate fi salvată, dar Python salvează, de asemenea, solicitările, erorile și tot ce vedeți în fereastra shell. Toate acestea vor cauza erori dacă încercați ca Python să îl ruleze ca program mai târziu.

Pentru a experimenta (și ca exercițiu de clasă), adăugați încă două linii la acest program pentru a continua conversația dintre dvs. și computerul dvs. Creați o variabilă și imprimați o declarație folosind noua dvs. variabilă. Faceți o captură de ecran sau salvați ceea ce ați făcut în shell pentru referință. O veți folosi în pasul următor.

Pasul 4: IDLE: Script

Spre deosebire de shell, se folosește un editor, astfel încât să puteți salva și edita programele Python. Deși există mai mulți editori pe care îi puteți folosi, IDLE vine cu unul, așa că să începem cu asta.

Creați un fișier nou în IDLE apăsând Ctrl + N sau navigați la Fișier> Nou.

Observați cum fereastra pe care o vedeți nu are promptul ">>>". Sunteți acum în editor și sunteți gata să scrieți, să salvați și să rulați un program Python. Scrieți programul pe care l-ați creat în shell, inclusiv cele două linii noi cu care ați venit în ultima secțiune. De exemplu, iată scenariul meu final:

name = input („Bună ziua, cum te cheamă?”)

print („Este plăcut să te cunosc", + nume) city = input („În ce oraș locuiești?") print („Am auzit de„ + city +”. Ce părere ai despre„ + city + “,”+ Nume +"? ") Răspuns = input () print (" Sunt de acord cu tine ", + răspuns) favSpot = input (" Care este locul tău preferat? ") Print (" Nu a fost niciodată, dar mi-ar plăcea să mergeți cândva la „+ favSpot)

Salvați-l ca city.py. Locația implicită este directorul dvs. de acasă.

Pasul 5: Rularea unui program Python

Programul dvs. este salvat și gata de rulare. Există câteva moduri diferite de a rula un program Python pe Raspberry Pi. Să trecem peste două. Alegeți una pentru a rula programul și faceți o captură de ecran după ce ați terminat conversația.

1) Rulați din IDLE

Apăsați F5 sau mergeți la bara de instrumente și faceți clic pe Executare> Executare modul. Python va imprima rezultatele în fereastra shell. Pentru a opri programul, apăsați Ctrl + F6 sau accesați Shell> Reporniți Shell.

2) Rulați din Linux Shell

Programele salvate pe Raspberry Pi pot rula și din shell-ul Linux puternic. Pentru a rula un program Python din linia de comandă, programul dvs. trebuie să fie în directorul de lucru curent. LXTerminal vă pornește în directorul principal al lui pi în care python salvează automat, deci ar trebui să vă aflați deja în folderul cu fișierul dvs. Pentru a verifica, tastați:

eu sunt

Ar trebui să vedeți listat programul dvs. city.py salvat.

Pentru a rula un stil de linie de comandă al programului Python, tastați python3 plus numele scriptului:

python3 city.py

Pentru un script scris în Python 2, veți folosi python în loc de python3:

python nameOfScript.py

Prima linie a programului se va executa așteptând să introduceți numele dvs. Va continua să se execute de sus în jos până ajunge la ultima funcție print ().

Oprirea unui program Python

Pentru a opri un program Python care rulează în linia de comandă, apăsați Ctrl + Z.

Pasul 6: Python + Linux Shell

Deși Python va fi principalul limbaj pe care îl utilizați pentru a programa Raspberry Pi, uneori veți dori să utilizați un instrument sau o aplicație din linia de comandă pentru a obține ceva realizat. Puteți combina linia de comandă și Python pentru a utiliza comenzile preferate folosind un modul numit os.

Un modul este o colecție de coduri pre-scrise pe care le puteți utiliza pentru a adăuga funcționalitate programelor dvs. Utilizarea unui modul vă poate salva, de asemenea, dificultatea de a afla cum să scrieți lucruri destul de complexe. De exemplu, spuneți că ați vrut să urmăriți planetele și să le studiați orbitele cu Raspberry Pi. În loc să vă dați seama de matematica complexă din spatele fixării poziției Soarelui, puteți utiliza un modul * care are deja acest lucru.

Pentru a utiliza sistemul de operare, va trebui mai întâi să îl importați. Continuați și urmați în shell-ul Python:

import os

Încărcați o comandă pe care doriți să o rulați în shell-ul Linux într-o variabilă. Aici folosim aplicația omxplayer pentru player video din linia de comandă pentru a reda un videoclip de testare care vine cu Raspbian:

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

Utilizați os.system () pentru a trimite comanda shell-ului Linux:

os.system (playVideo)

* Există într-adevăr un modul Python care poate urmări planetele, se numește PyEphem.

Pasul 7: Faceți o fotografie și redați audio cu Python

Picamera

Până acum ați folosit Raspistill o aplicație din linia de comandă pentru a face o serie de fotografii. Există un modul Python disponibil numit Picamera, pe care îl puteți utiliza în schimb, care are și mai multe caracteristici care vă vor fi utile atunci când vă construiți programul final de cabină foto. Pașii de mai jos pot acoperi ecranul dvs., deci rețineți că pentru a opri procesul, tastați Ctrl + F6.

Deschideți shell-ul Python și tastați următoarele linii:

import picamera

camera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Utilizați previzualizarea live pentru a vă ajuta să vă poziționați camera pentru a surprinde o fotografie a dvs. sau a biroului dvs. Previzualizarea camerei poate prelua majoritatea ecranului. Repetați primele trei comenzi, apoi treceți la captarea și salvarea unei imagini:

camera.capture ('testImage.jpg')

Încercați să modificați luminozitatea camerei utilizând atributul de luminozitate. Poate fi setat la orice număr între 0 și 100 și implicit este 50. Încercați să-l setați la un alt număr, apoi capturați o fotografie nouă pentru a o înlocui pe prima:

camera.brightness = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Asigurați-vă că luați ceva timp pentru a consulta documentația Picamera.

Folosind modulul os

Dacă doriți să utilizați o aplicație de linie de comandă, cum ar fi Raspistill, puteți utiliza modulul os. Tastați Cmd + F6 pentru a părăsi procesul de rulare și a elibera camera de pe Picamera. Apoi tastați următoarele comenzi:

import os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.mixer

Un mod simplu și robust de redare a fișierelor de sunet este utilizarea Pygame. Pygame este un set de module Python care vine la pachet cu Raspbian, deci nu este nevoie să îl instalați.

Pygame este popular și distractiv, astfel încât există o mulțime de sprijin și dezvoltare în jurul său. Asigurați-vă că consultați site-ul web pentru exemple și documentație. Pe lângă faptul că este folosit pentru a crea jocuri, este o modalitate ușoară de a reda sunete, de a afișa imagini și multe altele. Pentru a reda sunete utilizați obiectul Sound din modulul pygame.mixer.

Deschideți interpretul Python 3 și tastați următoarele linii:

import pygame.mixer

din pygame.mixer import Sunet

pygame.mixer.init ()

bass = Sunet („bass3.wav”)

bass.play ()

Pasul 8: Utilizarea Python în afara IDLE

Desktop EditorsIDLE este o modalitate excelentă de a începe să scrieți programe Python, dar nu trebuie să îl utilizați. Puteți crea un program Python folosind orice editor de text, atâta timp cât este salvat cu.py la sfârșit. IDLE este un exemplu de editor de text grafic pentru desktop. Un alt produs care vine la pachet cu Raspbian se numește Leafpad. Puteți găsi Leafpad sub Accesorii în meniul Start.

Editor de linie de comandă

Vi s-a prezentat deja Nano editorul de text din linia de comandă. La fel ca un editor grafic, puteți utiliza nano pentru a crea un script. După deschiderea Nano, salvați noul fișier cu sufixul.py. Salvarea acestuia ca fișier python va asigura mai întâi că editorul oferă evidențierea sintaxei python pe măsură ce tastați.

Fără evidențierea sintaxei înainte de a salva numele fișierului cu sufixul.py.

Cu evidențierea sintaxei.

Interpret Python din linia de comandă

IDLE nu este singurul loc în care puteți utiliza interpretul interactiv Python. Poate fi invocat și din shell-ul Linux! Pur și simplu tastați:

python3

Sau pentru interpretul Python 2:

piton

Pentru a ieși din interpret, apăsați Ctrl + D sau tastați:

părăsi()

Pasul 9: Captură de ecran a programului

Arătați-vă puterile de programare Python! Încărcați o captură de ecran după ce programul final city.py se termină de rulat și spuneți-ne dacă l-ați rulat de la IDLE sau de la shell-ul Linux.