Uvod u Python: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Python je vrlo koristan i fleksibilan računalni programski jezik koji je stvorio Guido van Rossum. Python je također aplikacija na Raspberry Pi koja tumači kôd koji upišete u nešto što Raspberry Pi može razumjeti i staviti u upotrebu. Na stolnom računalu trebate instalirati Python, ali već dolazi u paketu s Raspbian -om pa je spreman za upotrebu.

Možda mislite da je Python dobio ime po vrsti zmije, ali zapravo je dobio ime po TV emisiji Leteći cirkus Monty Pythona. Za vas koji ne znate, ovo je bila britanska komedija koja je prvi put emitirana 1970 -ih. Pozivam vas da pogledate skicu Ministarstva glupih šetnji:)

Gornju sliku stvorila je Allison Parten na način Terry Gilliam i nalazi se pod licencom za dodjeljivanje autorskih prava Creative Commons.

U usporedbi s drugim računalnim jezicima, Python je jednostavan za čitanje i razumijevanje što ga čini izvrsnim za početnike. No, nemojte pogriješiti, Python je također vrlo moćan i koristi se za izradu složenog, kreativnog i komercijalnog softvera. Ovi i drugi razlozi čine Python jezikom broj jedan za početak pri pisanju programa za Raspberry Pi (iako se može koristiti nekoliko jezika).

Kao i svaki jezik, Python ima gramatiku s pravilima kako poredati riječi i interpunkciju. Izraz koji se koristi za ova temeljna pravila strukturiranja jezika naziva se sintaksa. Istaknut ću Python sintaksu tijekom ove lekcije zajedno s primjerom koda koji možete isprobati. U klasi ove veličine nemoguće je prijeći preko svega što Python može učiniti, ali ova i sljedeća lekcija, pod naslovom Upotreba GPIO -a i Idi dalje s Pythonom, počet će s tvojim prvim programima. Čitajući i obrađujući primjere, naučit ćete o nekim temeljnim načelima Pythona i programiranja općenito.

Korak 1: Python 2 ili 3?

Postoje dvije verzije Pythona koje se trenutno koriste i podučavaju. Iako neću ulaziti u to kako se razlikuju, važno je znati da postoji razlika. Znati ovo znači uštedjeti si mnogo češanja po glavi kada primjeri pronađeni na internetu ne funkcioniraju.

Predviđeno je da će Python 2 biti službeno povučen do 2020. godine, kako je navela Python Software Foundation. Na svojoj web stranici kažu sljedeće: "Budući da je posljednja od 2.x serije, 2.7 će imati produženo razdoblje održavanja. Trenutni plan je podržati ga najmanje 10 godina od početnog izdanja 2.7. To znači da će biti bugfix izdaje do 2020. " Postoji čak i sat za odbrojavanje koji se zabavlja ili možda ljudi planiraju odlazak na zabavu kako bi dovršili kraj Pythona 2.

U ovoj klasi koristimo oboje. Obično bih gledao u budućnost i koristio Python 3, ali nešto se dogodilo prilikom stvaranja primjera za ovu klasu. Softver koji sam želio koristiti za konačni program Python još nije ažuriran kako bi podržao Python 3. Što zapravo savršeno ilustrira moje mišljenje o tome kako je vrijedno spomenuti oboje u ovom trenutku.

Korak 2: Python interaktivna Vs skripta

Prilikom rada s aplikacijom Python imate na raspolaganju dva načina rada: interaktivni i skript.

Interaktivni način rada koristi ljusku Python za tumačenje Python koda odmah nakon što ga otkucate i pritisnete Enter. Izvrstan je za učenje i testiranje dijelova programa. U ovoj lekciji ćemo razmotriti nekoliko načina pristupa Python ljusci.

Kad pišete python skriptu, koja se također naziva i programom, ne koristite interaktivnu ljusku, već uređivač teksta. Na ovaj način možete spremiti, urediti i kasnije pokrenuti više redaka Python koda kada vam zatreba.

Korak 3: IDLE: Interaktivno

S instaliranim Python softverom dolazi standardno Pythonovo razvojno okruženje pod nazivom IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Ovdje ćete početi pisati svoje prve Python programe!

IDLE ima dva dijela:

1) Prozor ljuske Python, koji vam daje pristup Pythonu u interaktivnom načinu rada.

2) Uređivač datoteka koji vam omogućuje stvaranje i uređivanje postojećih Python skripti, koji se također naziva i način skripte.

Otvorite Python 3 (IDLE) u izborniku> Programiranje. Prozor koji vidite naziva se Python interpreter ili shell shell. Tri znaka ">>>" veća od "nazivaju se promptom. Kad vidite upit, to znači da Python čeka da mu kažete da učini nešto. Dajmo mu neki kod!

Upišite sljedeću izjavu kako biste zavapili grad u kojem živite. Ja živim u San Franciscu pa moja izjava glasi:

print ("Zdravo, San Francisco!")

Pritisnite enter i sve što stavite između navodnika ispisat će se u ljusci ispod upita. Naredba print () razlikuje se između Pythona 2 i Pythona 3. U Pythonu 2 se ne koriste zagrade i izgleda ovako:

print "Zdravo, San Francisco!"

Upravo ste izveli osnovni "zdravo, svijet" Pythona, ali s malim (super malim) zaokretom. Zaustavimo se ovdje i identificirajmo što ste upravo unijeli.

Funkcije

Print () je poznat kao funkcija. Funkcija smanjuje ponavljanje i pomaže u održavanju programa organiziranim izvršavanjem bloka koda svaki put kada se pozove. Kad upišete print (), pozivate funkciju ispisa koja zatim iza kulisa pokreće redove koda koji računalu daju upute za prikaz riječi koje stavljate između zagrada. Print () je ugrađena funkcija koju možete pozvati bilo kada u Pythonu, ali možete napisati i svoje funkcije.

Učinimo interakciju između vas i Pythona dinamičnijom dodavanjem korisničkog unosa. U novom prozoru upišite sljedeće:

name = input ("Zdravo, kako se zoveš?")

Funkcija input () uzima korisnički unos s tipkovnice i daje vam mogućnost da od korisnika zatražite poruku. U ovom slučaju, ta poruka je pozdrav i pitanje kojim se od korisnika (vas) traži vaše ime. Nakon što pritisnete enter, pitanje će se ispisati i čekati vaš odgovor. Samo naprijed i odgovori sa svojim imenom.

Naziv = lijevo od funkcije input () naziva se varijablom.

Varijable

Kao i funkcije, varijable su također osnovni element svakog programskog jezika. Varijabla djeluje kao prazan spremnik u koji možete unijeti dio podataka. Kada unesete podatke, dajete joj ime kao da ga pišete s vanjske strane spremnika. Jedinstveno ime koje mu date možete zatim upotrijebiti za referenciranje podataka unutar vašeg programa. Varijabli možete imenovati gotovo sve, ali ona bi trebala biti što je moguće opisnija. To čini vaš program lakšim za razumijevanje ako ga kasnije pročitate. Podaci pohranjeni unutar varijable mogu se promijeniti; primjer toga vidjet ćete u sljedećoj lekciji.

Vaše je ime spremljeno u varijablu pod nazivom name (pokušajte je nazvati drugačije). Sada možete koristiti varijablu imena u funkciji print () i dodati je u poruku pomoću znaka "+":

print ("Drago mi je", + ime)

Nastavimo vježbati unos korisničkog unosa, pohranjivanje u varijable i ispis podataka kako bismo simulirali razgovor između vas i vašeg računala.

city = input ("U kojem gradu živite?")

print ("Čuo sam za" + grad + ". Što mislite o" + gradu + “,„ + imenu + “?")

Pozivanje same funkcije input () još uvijek čeka unos korisnika, ali to čini bez ispisa poruke.

answer = input ()

Budući da računala ispunjavaju naše uvjete, učinit ću da se računalo složi. Možete učiniti da se ne slažete ako želite. To je sjajna stvar u programiranju, na vama je.

print ("Slažem se s tobom." + odgovor)

U redu je ako u bilo kojem trenutku vidite pogrešku u ljuski Python. Vaši će podaci ostati pohranjeni u vašim varijablama sve dok ne zatvorite sesiju.

Interaktivna ljuska savršena je za testiranje naredbi i gledanje što radi. Ali ne sprema vaš program pa ga možete kasnije pokrenuti. Vaša sesija može biti spremljena, ali Python također sprema upite, pogreške i sve ostalo što vidite u prozoru ljuske. Sve će to uzrokovati pogreške ako kasnije pokušate Python pokrenuti kao program.

Za eksperimentiranje (i kao vježbu na satu), dodajte još dva retka u ovaj program kako biste nastavili razgovor između vas i vašeg računala. Izradite varijablu i ispišite izjavu koristeći svoju novu varijablu. Napravite snimku zaslona ili spremite ono što ste učinili u ljusku za referencu. Koristit ćete ga u sljedećem koraku.

Korak 4: IDLE: Skripta

Za razliku od ljuske, koristi se uređivač tako da možete spremiti i urediti svoje Python programe. Iako postoji nekoliko uređivača koje možete koristiti, IDLE dolazi s jednim pa krenimo od toga.

Izradite novu datoteku u IDLE -u pritiskom na Ctrl + N ili idite na Datoteka> Novo.

Primijetite kako prozor koji vidite nema upit ">>>". Sada ste u uređivaču i spremni ste za pisanje, spremanje i pokretanje Python programa. Ispišite program koji ste stvorili u ljusci, uključujući dva nova retka koja ste smislili u posljednjem odjeljku. Kao primjer, evo moje posljednje skripte:

name = input ("Zdravo, kako se zoveš?")

print ("Drago mi je", + ime) city = input ("U kojem gradu živite?") print ("Čuo sam za" + grad + ". Što mislite o" + gradu + ",” + Ime +"? ") Answer = input () print (" Slažem se s tobom ", + answer) favSpot = input (" Koje je tvoje omiljeno mjesto? ") Print (" Nikad nisam bio, ali volio bih idi nekad na " + favSpot)

Spremite ga kao city.py. Zadano mjesto je vaš kućni imenik.

Korak 5: Pokretanje programa Python

Vaš je program spremljen i spreman za rad. Postoji nekoliko različitih načina za pokretanje Python programa na Raspberry Pi. Idemo preko dva. Odaberite jedan za pokretanje programa i snimite zaslon nakon što završite razgovor.

1) Pokreni iz IDLE -a

Pritisnite F5 ili idite na alatnu traku i kliknite Pokreni> Pokreni modul. Python će ispisati rezultate u prozoru ljuske. Za zaustavljanje programa pritisnite Ctrl+F6 ili idite na Shell> Restart Shell.

2) Pokrenite iz Linux Shell -a

Programi spremljeni na Raspberry Pi mogu se pokrenuti i iz moćne Linux ljuske. Da biste pokrenuli Python program iz naredbenog retka, vaš program mora biti u trenutnom radnom direktoriju. LXTerminal vas pokreće u početnom direktoriju pi gdje se python automatski sprema, tako da biste već trebali biti u mapi s datotekom. Za provjeru upišite:

ls

Trebali biste vidjeti svoj spremljeni program city.py.

Da biste pokrenuli stil naredbenog retka programa Python, upišite python3 plus naziv vaše skripte:

python3 grad.py

Za skriptu napisanu na Pythonu 2 koristili biste python umjesto python3:

python nameOfScript.py

Prvi redak programa izvršit će se čekajući da upišete svoje ime. Nastavit će se izvršavati odozgo prema dolje dok ne dođe do posljednje funkcije print ().

Zaustavljanje Python programa

Za zaustavljanje pokrenutog programa Python u naredbenom retku pritisnite Ctrl + Z.

Korak 6: Python + Linux ljuska

Iako će Python biti glavni jezik koji koristite za programiranje Raspberry Pi, ponekad ćete htjeti upotrijebiti alat ili aplikaciju naredbenog retka da biste postigli nešto. Možete kombinirati naredbeni redak i Python da biste koristili svoje omiljene naredbe pomoću modula pod nazivom os.

Modul je zbirka unaprijed napisanog koda koji možete koristiti za dodavanje funkcionalnosti svojim programima. Korištenje modula može vam uštedjeti i muke u smišljanju kako napisati neke prilično složene stvari. Na primjer, recimo da ste htjeli pratiti planete i proučavati njihove orbite sa svojim Raspberry Pi. Umjesto da shvatite složenu matematiku iza postavljanja položaja Sunca, možete upotrijebiti modul* koji je to već shvatio.

Da biste koristili os, morat ćete ga prvo uvesti. Samo naprijed i slijedite u Python ljusci:

uvoz os

Učitajte naredbu koju želite pokrenuti u ljusci Linuxa u varijablu. Ovdje koristimo omxplayer aplikaciju za reprodukciju video zapisa naredbenog retka za reprodukciju testnog videa koji dolazi s Raspbian-om:

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

Pomoću os.system () pošaljite naredbu Linux ljuske:

os.system (playVideo)

* Zaista postoji Python modul koji može pratiti planete, zove se PyEphem.

Korak 7: Snimite fotografiju i reproducirajte zvuk s Pythonom

Picamera

Do sada ste koristili Raspistill aplikaciju iz naredbenog retka za snimanje niza fotografija. Dostupan je Python modul pod nazivom Picamera koji možete koristiti umjesto toga, a koji također ima više značajki koje će vam biti korisne pri izgradnji vašeg završnog programa za foto kabinu. Koraci u nastavku mogu pokriti vaš zaslon, pa imajte na umu da za zaustavljanje procesa upišite Ctrl + F6.

Otvorite ljusku Python i upišite sljedeće retke:

uvoz pikamera

kamera = pikamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Upotrijebite pregled uživo kako biste lakše pozicionirali kameru za snimanje fotografije sebe ili svog stola. Pregled kamere može zauzeti veći dio vašeg zaslona. Ponovite prve tri naredbe, a zatim prijeđite na snimanje i spremanje slike:

camera.capture ('testImage.jpg')

Pokušajte promijeniti svjetlinu fotoaparata pomoću atributa svjetline. Može se postaviti na bilo koji broj između 0 i 100, a zadana vrijednost je 50. Pokušajte je postaviti na drugi broj, a zatim snimite novu fotografiju koja će zamijeniti prvu:

kamera.svjetlina = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Odvojite malo vremena da pogledate dokumentaciju Picamere.

Korištenje os modula

Ako želite koristiti aplikaciju naredbenog retka kao što je Raspistill, možete koristiti os modul. Upišite Cmd + F6 da biste prekinuli pokretanje i oslobodili kameru iz Picamere. Zatim upišite sljedeće naredbe:

uvoz os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.mikser

Jednostavan i robustan način reprodukcije zvučnih datoteka je korištenje Pygamea. Pygame je skup Python modula koji dolazi u paketu s Raspbian -om pa ga nema potrebe instalirati.

Pygame je popularan i zabavan pa se oko njega nalazi velika podrška i razvoj. Primjere i dokumentaciju svakako provjerite na web mjestu. Osim što se koristi za stvaranje igara, jednostavan je način za reprodukciju zvukova, prikaz slika i još mnogo toga. Za reprodukciju zvukova koristite objekt Zvuk u modulu pygame.mixer.

Otvorite tumač Python 3 i upišite sljedeće retke:

uvoz pygame.miksera

from pygame.mixer import Sound

pygame.mixer.init ()

bas = zvuk ('bass3.wav')

bas.play ()

Korak 8: Korištenje Pythona izvan IDLE -a

Desktop EditorsIDLE je sjajan način za početak pisanja Python programa, ali ga ne morate koristiti. Program Python možete stvoriti pomoću bilo kojeg uređivača teksta sve dok je spremljen s.py na kraju. IDLE je jedan primjer stolnog grafičkog uređivača teksta. Još jedan koji dolazi u paketu s Raspbian -om zove se Leafpad. Leafpad možete pronaći pod Dodatna oprema u izborniku Start.

Uređivač naredbenog retka

Već ste se upoznali s Nano uređivačem teksta naredbenog retka. Baš kao i grafički uređivač, možete koristiti nano za izradu skripte. Nakon otvaranja Nano spremite novu datoteku s nastavkom.py. Ako ga prvo spremite kao datoteku python, uređivač će osigurati isticanje sintakse pythona dok upisujete.

Bez isticanja sintakse prije spremanja naziva datoteke s nastavkom.py.

S isticanjem sintakse.

Python tumač iz naredbenog retka

IDLE nije jedino mjesto na kojem možete koristiti interaktivni tumač Python. Može se pozvati i iz ljuske Linuxa! Jednostavno upišite:

python3

Ili za tumač Python 2:

piton

Za izlaz iz tumača pritisnite Ctrl + D ili upišite:

prestati()

Korak 9: Snimka zaslona programa

Pokažite svoje mogućnosti programiranja na Pythonu! Prenesite snimku zaslona nakon završetka izvođenja programa city.py i recite nam jeste li je pokrenuli s IDLE -a ili Linux ljuske.