Inleiding tot Python: 9 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Python is 'n baie nuttige en buigsame rekenaarprogrammeertaal wat deur Guido van Rossum geskep is. Python is ook 'n toepassing op die Raspberry Pi wat die kode wat u skryf interpreteer in iets wat die Raspberry Pi kan verstaan en gebruik. Op u tafelrekenaar moet u Python installeer, maar dit is reeds saam met Raspbian, sodat dit gereed is om te gebruik.

U dink miskien dat Python vernoem is na die tipe slang, maar dit is eintlik vernoem na die Monty Python's Flying Circus TV -program. Vir die van julle wat dit nie weet nie, dit was 'n Britse komedieprogram wat die eerste keer in die 1970's uitgesaai is. Ek moedig u aan om na die skets van die Ministry of Silly Walks te kyk:)

Bogenoemde beeld is op 'n Terry Gilliam -manier geskep deur Allison Parten en gevind onder die Creative Commons attribution -lisensie.

In vergelyking met ander rekenaartale is Python maklik om te lees en te verstaan, wat dit ideaal maak vir beginners. Maar maak geen fout nie, Python is ook baie kragtig en word gebruik om komplekse, kreatiewe en kommersiële sagteware te maak. Hierdie redes en meer maak dat Python die eerste taal is om programme vir die Raspberry Pi te skryf (alhoewel verskeie tale gebruik kan word).

Soos met elke taal, het Python ook 'n grammatika met reëls vir die ordening van woorde en leestekens. Die term wat gebruik word vir hierdie fundamentele reëls vir die struktuur van 'n taal word sintaksis genoem. Ek sal die sintaksis van Python gedurende hierdie les wys, sowel as 'n voorbeeldkode wat u kan probeer. In 'n klas van hierdie grootte is dit onmoontlik om alles te oorweeg wat Python kan doen, maar hierdie les en die volgende, getiteld Gebruik die GPIO's en gaan verder met Python, sal u aan die gang kry met u eerste programme. Terwyl u die voorbeelde lees en deurwerk, leer u 'n paar van die fundamentele beginsels van Python en programmering in die algemeen.

Stap 1: Python 2 of 3?

Daar is tans twee weergawes van Python wat gebruik en onderrig word. Alhoewel ek nie eers sal weet hoe hulle verskil nie, is dit belangrik om te weet dat daar 'n verskil is. Om dit te weet, is om jouself baie kopkrap te bespaar as voorbeelde aanlyn nie werk nie.

Python 2 word amptelik teen 2020 afgetree, soos deur die Python Software Foundation gesê. Hulle sê dit op hul webwerf: "As die laaste van die 2.x -reeks, sal 2.7 'n lang onderhoudsperiode hê. Die huidige plan is om dit ten minste 10 jaar te ondersteun vanaf die aanvanklike 2.7 -weergawe. Dit beteken dat daar bugfix vrygestel tot 2020. " Daar is selfs 'n aftelklok wat baie lekker is, of miskien kan mense 'n weggaanpartytjie beplan om die einde van Python 2 af te handel.

In hierdie klas gebruik ons albei. Normaalweg sou ek na die toekoms kyk en Python 3 gebruik, maar iets het gebeur terwyl ek voorbeelde vir hierdie klas geskep het. 'N Sagteware wat ek vir die laaste Python -program wou gebruik, is nog nie bygewerk om Python 3 te ondersteun nie. Dit illustreer eintlik my punt oor hoe dit die moeite werd is om beide op die oomblik te noem.

Stap 2: Python Interactive Vs Script

As u met die Python -toepassing werk, het u twee modusse om uit te kies: interaktief en script.

Die interaktiewe modus gebruik die Python -dop om Python -kode onmiddellik te interpreteer nadat dit ingetik is en u op Enter druk. Dit is wonderlik om stukke van 'n program in te leer en te toets. In hierdie les gaan ons saam oor 'n paar maniere om toegang tot die Python -dop te verkry.

As u 'n python -script skryf, ook 'n program genoem, gebruik u nie die interaktiewe dop nie, maar eerder 'n teksredakteur. Op hierdie manier kan u verskeie reëls Python -kode stoor, wysig en later uitvoer as u dit nodig het.

Stap 3: IDLE: Interaktief

Met die geïnstalleerde Python -sagteware kom Python se standaardontwikkelingsomgewing genaamd IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Dit is waar u begin met die skryf van u eerste Python -programme!

Daar is twee dele om te IDLE:

1) Die Python -dopvenster, wat u toegang tot Python in die interaktiewe modus gee.

2) 'n lêerredakteur waarmee u bestaande Python -skrifte kan skep en redigeer, ook bekend as scriptmodus.

Maak Python 3 (IDLE) oop vanaf Menu> Programming. Die venster wat u sien, word die Python -tolk of dopvenster genoem. Die drie groter as die karakters ">>>" word die prompt genoem. As u die oproep sien, beteken dit dat Python wag dat u dit moet sê om iets te doen. Kom ons gee dit 'n kode!

Tik die volgende stelling om 'n uitroep te gee aan die stad waarin u woon. Ek woon in San Francisco, so my verklaring is:

druk ("Hallo, San Francisco!")

Druk enter en alles wat u tussen die aanhalings plaas, sal in die dop onder die aanwysing gedruk word. Die print () -verklaring verskil tussen Python 2 en Python 3. In Python 2 word hakies nie gebruik nie en lyk so:

druk "Hallo, San Francisco!"

U het pas die basiese "hallo, wêreld" van Python uitgevoer, maar met 'n klein (super klein) draai. Kom ons stop hier en identifiseer wat u pas getik het.

Funksies

Print () staan bekend as 'n funksie. 'N Funksie verminder herhaling en help om 'n program georganiseer te hou deur 'n blok kode uit te voer elke keer as dit genoem word. As u druk () tik, bel u die afdrukfunksie, wat dan kodelyne agter die skerms plaas wat die rekenaar instruksie gee om die woorde wat u tussen die hakies sit, te vertoon. Print () is 'n ingeboude funksie wat u altyd in Python kan bel, maar u kan ook u eie funksies skryf.

Kom ons maak die interaksie tussen u en Python meer dinamies deur gebruikersinvoer by te voeg. Tik die volgende in 'n nuwe venster:

name = input ("Hallo, wat is jou naam?")

Die invoer () -funksie neem gebruikersinvoer van die sleutelbord af en gee u die opsie om 'n boodskap aan die gebruiker te gee. In hierdie geval is die boodskap 'n groet en 'n vraag wat die gebruiker (u) vra wat u naam is. Nadat u op enter gedruk het, word die vraag gedruk en wag vir u antwoord. Antwoord met u naam.

Die naam = links van die invoer () -funksie word 'n veranderlike genoem.

Veranderlikes

Net soos funksies, is veranderlikes ook 'n kernelement van enige programmeertaal. 'N Veranderlike tree op soos 'n leë houer waarin jy 'n stuk data kan plaas. As jy data ingooi, gee jy dit 'n naam asof jy dit aan die buitekant van die houer skryf. Die unieke naam wat u dit gee, kan dan gebruik word om na die gegewens in u program te verwys. U kan 'n veranderlike byna enigiets noem, maar dit moet so beskrywend as moontlik wees. Dit maak u program makliker om te verstaan as u dit later lees. Data wat binne 'n veranderlike gestoor is, kan verander; u sal 'n voorbeeld hiervan in die volgende les sien.

U naam is gestoor in die veranderlike met die naam naam (probeer dit iets anders noem). U kan nou die naamveranderlike in die print () -funksie gebruik en dit by 'n boodskap voeg met die "+" - teken:

print ("Dit is lekker om jou te ontmoet," + naam)

Laat ons aanhou oefen om gebruikersinvoer te kry, dit in veranderlikes op te slaan en die data te druk om 'n gesprek tussen u en u rekenaar te simuleer.

stad = invoer ("In watter stad woon u?")

print ("Ek het gehoor van" + stad + ". Wat dink jy van" + stad + "," + naam + "?")

Die invoer () -funksie op sy eie wag nog steeds op gebruikersinvoer, maar dit word gedoen sonder om 'n boodskap af te druk.

antwoord = invoer ()

Omdat rekenaars ons bie doen, sal ek die rekenaar instem. U kan dit laat verskil as u wil. Dit is die wonderlike van programmering; dit is aan jou.

print ("Ek stem saam met jou." + antwoord)

Dit is goed as u te eniger tyd 'n fout in die Python -dop sien. U data bly in u veranderlikes gestoor solank u die sessie nie sluit nie.

Die interaktiewe dop is perfek om opdragte te toets en te sien wat werk. Maar dit stoor u program nie, sodat u dit later kan uitvoer. U sessie kan gestoor word, maar Python stoor ook die aanwysings, foute en alles wat u in die dopvenster sien. Dit sal almal foute veroorsaak as u later probeer om Python dit as 'n program te laat loop.

Om te eksperimenteer (en as 'n klasoefening), voeg nog twee reëls by hierdie program om die gesprek tussen u en u rekenaar voort te sit. Skep 'n veranderlike en druk 'n verklaring af met u nuwe veranderlike. Neem 'n skermkiekie of stoor wat u in die dop gedoen het vir verwysing. U sal dit in die volgende stap gebruik.

Stap 4: IDLE: Script

Anders as die dop, word 'n redakteur gebruik sodat u u Python -programme kan stoor en wysig. Alhoewel daar verskeie redakteurs is wat u kan gebruik, kom IDLE met een, laat ons daarmee begin.

Skep 'n nuwe lêer in IDLE deur op Ctrl + N te druk of na File> New te gaan.

Let op hoe die venster wat u sien nie die ">>>" - prompt het nie. U is nou in die redakteur en gereed om 'n Python -program te skryf, op te slaan en uit te voer. Skryf die program wat u geskep het in die dop neer, insluitend die twee nuwe reëls wat u in die laaste afdeling gekry het. As voorbeeld, hier is my laaste skrif:

name = input ("Hallo, wat is jou naam?")

print ("Dit is lekker om jou te ontmoet," + naam) stad = invoer ("In watter stad woon jy?") druk ("Ek het gehoor van" + stad + ". Wat dink jy van" + stad + ",” + Naam +"? ") Antwoord = invoer () druk (" ek stem saam met u, " + antwoord) favSpot = invoer (" Wat is u gunsteling plek? ") Druk (" Was nog nooit nie, maar ek sou dit graag wou doen gaan een of ander tyd na " + favSpot)

Stoor dit as city.py. Die standaard ligging is u tuisgids.

Stap 5: Begin 'n Python -program

U program is gestoor en gereed om te begin. Daar is 'n paar verskillende maniere om 'n Python -program op die Raspberry Pi uit te voer. Kom ons gaan oor twee. Kies een om u program uit te voer en neem 'n skermkiekie nadat u die gesprek voltooi het.

1) Begin vanaf IDLE

Druk F5 of gaan na die werkbalk en klik op Uitvoering> Uitvoermodule. Python sal die resultate in die dopvenster druk. Om die program te stop, druk Ctrl+F6 of gaan na Shell> Herlaai Shell.

2) Begin vanaf Linux Shell

Programme wat op die Raspberry Pi gestoor is, kan ook vanaf die kragtige Linux -dop uitgevoer word. Om 'n Python-program vanaf die opdragreël te laat loop, moet u program in die huidige werkgids wees. LXTerminal begin u in die tuisgids van pi waar python outomaties stoor, dus u behoort reeds in die gids met u lêer te wees. Om te kontroleer, tik:

ls

U gestoorde city.py -program moet verskyn.

Om 'n opdragreëlstyl van Python-program uit te voer, tik python3 plus die naam van u skrif:

python3 stad.py

Vir 'n script wat in Python 2 geskryf is, gebruik u python in plaas van python3:

python naamOfScript.py

Die eerste reël van die program sal wag totdat u u naam invoer. Dit sal voortgaan om van bo na onder uit te voer totdat dit by die laaste druk () -funksie kom.

Stop 'n Python -program

Om 'n lopende Python-program in die opdragreël te stop, druk Ctrl + Z.

Stap 6: Python + Linux Shell

Alhoewel Python die hooftaal is wat u gebruik om die Raspberry Pi te programmeer, wil u soms 'n opdragreël of 'n toepassing gebruik om iets te bereik. U kan opdragreël en Python kombineer om u gunsteling opdragte te gebruik met behulp van 'n module genaamd os.

'N Module is 'n versameling voorafgeskrewe kode wat u kan gebruik om funksies by u programme te voeg. Deur 'n module te gebruik, kan u ook die moeite bespaar om uit te vind hoe u redelik ingewikkelde dinge kan skryf. Sê byvoorbeeld dat u planete wou opspoor en hul wentelbane met u Raspberry Pi wou bestudeer. In plaas daarvan om die komplekse wiskunde agter die posisie van die son vas te stel, kan u 'n module* gebruik wat dit reeds uitgevind het.

Om os te kan gebruik, moet u dit eers invoer. Gaan voort en volg saam in die Python -dop:

invoer os

Laai 'n opdrag wat u in die Linux -dop wil uitvoer in 'n veranderlike. Hier gebruik ons die opdragreël-videospeler-omxplayer om 'n toetsvideo wat by Raspbian kom, af te speel:

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

Gebruik os.system () om die opdrag die Linux -dop te stuur:

os.system (playVideo)

* Daar is regtig 'n Python -module wat planete kan opspoor, dit word PyEphem genoem.

Stap 7: Neem 'n foto en speel klank met Python

Picamera

Tot dusver het u Raspistill 'n opdragreëltoepassing gebruik om 'n reeks foto's te neem. Daar is 'n Python -module genaamd Picamera wat u in plaas daarvan kan gebruik, wat ook meer funksies het wat nuttig sal wees by die bou van u finale fotostandprogram. Die onderstaande stappe dek moontlik u skerm, dus hou in gedagte dat om die proses te stop, Ctrl + F6 tik.

Maak die Python -dop oop en tik die volgende reëls:

voer picamera in

kamera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Gebruik die regstreekse voorskou om u kamera te posisioneer om 'n foto van uself of u lessenaar te neem. Die voorskou van die kamera kan die grootste deel van u skerm oorneem. Herhaal die eerste drie opdragte, en gaan dan na die opneem en stoor van 'n prent:

camera.capture ('testImage.jpg')

Probeer om die helderheid van die kamera te verander met behulp van die helderheidskenmerk. Dit kan op enige getal tussen 0 en 100 gestel word en die standaard is 50. Probeer dit op 'n ander nommer stel, en neem dan 'n nuwe foto om die eerste te vervang:

kamera. helderheid = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Neem 'n rukkie om die dokumentasie van Picamera na te gaan.

Gebruik die OS -module

As u 'n opdragreëlprogram soos Raspistill wil gebruik, kan u die OS-module gebruik. Tik Cmd + F6 om die lopende proses te verlaat en los die kamera van Picamera af. Tik dan die volgende opdragte:

invoer os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (neem foto)

Pygame.mixer

'N Eenvoudige en robuuste manier om klanklêers te speel, is om Pygame te gebruik. Pygame is 'n stel Python -modules wat saam met Raspbian saamgevoeg word, sodat dit nie nodig is om dit te installeer nie.

Pygame is gewild en lekker, so daar is baie ondersteuning en ontwikkeling daar rondom. Besoek die webwerf vir voorbeelde en dokumentasie. Behalwe dat dit gebruik word om speletjies te skep, is dit ook 'n maklike manier om klanke te speel, beelde te vertoon en meer. Om klanke te speel, gebruik die Sound -voorwerp in die pygame.mixer -module.

Maak die Python 3 -tolk oop en tik die volgende reëls:

voer pygame.mixer in

vanaf pygame.mixer invoer klank

pygame.mixer.init ()

bas = Klank ('bass3.wav')

bas.spel ()

Stap 8: Gebruik Python buite IDLE

Desktop EditorsIDLE is 'n uitstekende manier om Python -programme te begin skryf, maar u hoef dit nie te gebruik nie. U kan 'n Python -program met enige teksredakteur skep, solank dit aan die einde met.py gestoor word. IDLE is 'n voorbeeld van 'n lessenaar grafiese teksredakteur. 'N Ander een wat saam met Raspbian saamgevoeg word, word Leafpad genoem. U kan Leafpad onder Toebehore in die beginkieslys vind.

Command Line Editor

U is reeds bekendgestel aan die teksredakteur Nano, die opdragreël. Net soos 'n grafiese redakteur, kan u nano gebruik om 'n script te skep. Na die opening van Nano, stoor die nuwe lêer met die agtervoegsel.py. As u dit eers as 'n python -lêer stoor, sal die redakteur verseker dat die python -sintaksis beklemtoon word terwyl u tik.

Sonder om sintaksis te beklemtoon voordat die lêernaam met die agtervoegsel.py gestoor word.

Met sintaksisverligting.

Python-tolk vanaf die opdragreël

IDLE is nie die enigste plek waar u die interaktiewe Python -tolk kan gebruik nie. Dit kan ook vanaf die Linux -dop opgeroep word! Tik eenvoudig:

luislang 3

Of vir die Python 2 -tolk:

luislang

Om die tolk te verlaat, druk Ctrl + D of tik:

ophou ()

Stap 9: skermkiekie van die program

Toon u Python -programmeringskragte! Laai 'n skermkiekie op nadat u finale city.py -program klaar is, en vertel ons of u dit vanaf IDLE of die Linux -dop uitgevoer het.