Uvod u Python: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Python je vrlo koristan i fleksibilan jezik za računarsko programiranje koji je stvorio Guido van Rossum. Python je takođe aplikacija na Raspberry Pi -u koja tumači kôd koji upišete u nešto što Raspberry Pi može razumjeti i staviti u upotrebu. Na stolnom računaru 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 je zapravo 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 je na način Terry Gilliam stvorila Allison Parten i nalazi se pod licencom Creative Commons za pripisivanje autorskih prava.

U usporedbi s drugim računalnim jezicima, Python je jednostavan za čitanje i razumijevanje što ga čini odličnim za početnike. Ali 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 osnovna pravila strukturiranja jezika naziva se sintaksa. Ukazaću na Python sintaksu tokom ove lekcije zajedno sa primerom koda koji možete isprobati. U klasi ove veličine nemoguće je preći 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 neke od osnovnih principa Pythona i programiranja općenito.

Korak 1: Python 2 ili 3?

Postoje dvije verzije Pythona koje se trenutno koriste i podučavaju. Iako neću ulaziti u detalje o tome 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.

Planirano je da Python 2 bude zvanično 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 produženi period održavanja. Trenutni plan je podržati ga najmanje 10 godina od početnog izdanja 2.7. To znači da će biti bugfix izdanja do 2020. " Postoji čak i sat za odbrojavanje koji se zabavlja ili možda ljudi planiraju odlazak na zabavu kako bi finalizirali 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 Python program 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

Kada radite s Python aplikacijom, možete birati između dva načina rada: interaktivni i skriptni.

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

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

Korak 3: IDLE: Interaktivno

Sa 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) iz Meni> Programiranje. Prozor koji vidite naziva se Python interpreter ili prozor ljuske. Tri znaka ">>>" veća od "nazivaju se promptom. Kada vidite upit, to znači da Python čeka da mu kažete da učini nešto. Dajmo mu neki kod!

Otkucajte sljedeću izjavu kako biste uzvikivali 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 će se ispisati u ljusci ispod upita. Naredba print () razlikuje se između Pythona 2 i Pythona 3. U Pythonu 2 se ne koriste zagrade i izgleda ovako:

ispis "Zdravo, San Francisco!"

Upravo ste izveli osnovni "zdravo, svijet" Pythona, ali s malim (super malim) zaokretom. Zaustavimo se ovdje i utvrdimo šta 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. Kada upišete print (), pozivate funkciju print koja zatim iza scene izvodi redove koda koji računaru daju instrukcije da prikaže 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 sa tastature 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 odštampati i čekati vaš odgovor. Samo naprijed i odgovorite sa svojim imenom.

Ime = lijevo od funkcije input () naziva se varijabla.

Varijable

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

Vaše ime je pohranjeno u varijabli name (pokušajte je nazvati drugačije). Sada možete koristiti varijablu imena u funkciji print () i dodati je u poruku koristeći znak "+":

print ("Drago mi je", + ime)

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

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

print ("Čuo sam za" + grad + ". Šta mislite o" + grad + “,” + ime + “?")

Pozivanje same funkcije input () i dalje čeka na unos korisnika, ali to čini bez ispisivanja poruke.

answer = input ()

Budući da računari ispunjavaju naše uslove, pristaću da se računar s tim složi. Ako želite, možete učiniti da se ne slažete. To je sjajna stvar u programiranju, na vama je.

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

U redu je ako u bilo kojem trenutku vidite grešku u ljuski Python. Vaši podaci ostat će 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 pokrenuti kasnije. Vaša sesija se može spremiti, ali Python također sprema upite, greške i sve ostalo što vidite u prozoru ljuske. Sve će to uzrokovati greške ako kasnije pokušate da ga Python pokrene kao program.

Za eksperiment (i kao vježbu na satu), dodajte još dva retka u ovaj program kako biste nastavili razgovor između vas i vašeg računara. Kreirajte varijablu i ispišite izjavu koristeći svoju novu varijablu. Napravite snimak ekrana ili sačuvajte ono što ste uradili u ljusci za referencu. Koristićete ga u sledećem 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.

Kreirajte 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. Napišite program koji ste kreirali u ljusci, uključujući dvije nove linije koje 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 kom gradu živite?") print ("Čuo sam za" + grad + ". Šta mislite o" + gradu + “,” + Ime +"? ") Answer = input () print (" Slažem se s tobom ", + answer) favSpot = input (" Koje je tvoje omiljeno mjesto? ") Print (" Nikada nisam, ali volio bih idi ponekad na " + favSpot)

Sačuvajte ga kao city.py. Zadana lokacija je vaš kućni direktorij.

Korak 5: Pokretanje Python programa

Vaš program je sačuvan i spreman za rad. Postoji nekoliko različitih načina za pokretanje Python programa na Raspberry Pi. Idemo preko dva. Odaberite jednu za pokretanje programa i snimite snimak zaslona nakon što završite razgovor.

1) Pokreni iz IDLE -a

Pritisnite F5 ili idite na traku s alatima 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 komandne linije, 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 komandne linije programa Python, upišite python3 plus naziv vaše skripte:

python3 city.py

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

python nameOfScript.py

Prvi red programa će se izvršiti čekajući da unesete svoje ime. Nastavit će se izvršavati odozgo prema dolje dok ne dođe do posljednje funkcije print ().

Zaustavljanje Python programa

Da biste zaustavili pokrenuti Python program u komandnoj liniji, 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 iz naredbenog retka da biste postigli nešto. Možete kombinirati naredbenu liniju 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, recite da ste htjeli pratiti planete i proučavati njihove orbite sa svojim Raspberry Pi. Umjesto da shvatite složenu matematiku iza postavljanja Sunca, možete koristiti modul* koji je to već shvatio.

Da biste koristili os, morate ga prvo uvesti. Samo napred i pratite u Python ljusci:

import os

Učitajte naredbu koju želite pokrenuti u ljusci Linuxa u varijablu. Ovdje koristimo omxplayer aplikaciju video playera za naredbeni redak 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 komandne linije za snimanje niza fotografija. Dostupan je Python modul pod nazivom Picamera koji možete koristiti umjesto njega, a koji također ima više funkcija 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:

import pikamera

camera = picamera. 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 ekrana. Ponovite prve tri naredbe, a zatim prijeđite na snimanje i spremanje slike:

camera.capture ('testImage.jpg')

Pokušajte promijeniti svjetlinu kamere 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:

camera.brightness = 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:

import os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.mixer

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

Pygame je popularan i zabavan pa ima mnogo podrške i razvoja oko njega. Primjere i dokumentaciju provjerite na web stranici. Osim što se koristi za kreiranje igara, to je i jednostavan 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 redove:

import pygame.mixer

from pygame.mixer import Sound

pygame.mixer.init ()

bas = zvuk ('bass3.wav')

bass.play ()

Korak 8: Upotreba Pythona izvan IDLE -a

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

Uređivač komandne linije

Već ste se upoznali sa Nano uređivačem teksta komandne linije. Baš kao i grafički uređivač, možete koristiti nano za kreiranje skripte. Nakon otvaranja Nano sačuvajte novu datoteku sa nastavkom.py. Ako ga prvo sačuvate kao python datoteku, uređivač će osigurati isticanje sintakse pythona dok kucate.

Bez isticanja sintakse prije spremanja naziva datoteke sa.py sufiksom.

Sa isticanjem sintakse.

Python tumač iz komandne linije

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

python3

Ili za tumač Python 2:

python

Za izlaz iz tumača pritisnite Ctrl + D ili upišite:

odustati ()

Korak 9: Snimak ekrana programa

Pokažite svoje mogućnosti programiranja na Pythonu! Otpremite snimak ekrana nakon što vaš konačni program city.py završi sa radom i recite nam da li ste ga pokrenuli iz IDLE -a ili Linux ljuske.