Bevezetés a Pythonba: 9 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

A Python egy nagyon hasznos és rugalmas számítógépes programozási nyelv, amelyet Guido van Rossum hozott létre. A Python egy olyan alkalmazás is a Raspberry Pi -n, amely az Ön által írt kódot úgy értelmezi, hogy a Raspberry Pi megértse és használatba vegye. Az asztali számítógépen telepítenie kell a Python -ot, de ez már a Raspbian csomagban található, így készen áll a használatra.

Gondolhatja, hogy a Python nevét a kígyó típusáról kapta, de valójában a Monty Python Flying Circus TV -műsoráról kapta a nevét. Azok számára, akik nem tudják, ez egy brit vígjáték volt, amelyet először az 1970 -es években sugároztak. Arra biztatlak, hogy nézd meg a Buta séták minisztériumának vázlatát:)

A fenti képet Allison Parten készítette Terry Gilliam módra, és a Creative Commons tulajdonjoggal engedélyezett.

Más számítógépes nyelvekhez képest a Python könnyen olvasható és érthető, így kezdőknek is kiváló. De ne tévedjen, a Python is nagyon erős, és összetett, kreatív és kereskedelmi szoftverek készítésére használják. Ezen okok miatt a Python az első számú nyelv, amellyel ki kell kezdeni a Raspberry Pi programjainak írását (bár több nyelv is használható).

Mint minden nyelvnek, a Pythonnak is van nyelvtana a szavak és az írásjelek rendezésének szabályaival. A nyelv szerkezetének ezen alapvető szabályaihoz használt kifejezést szintaxisnak nevezzük. Ebben a leckében rámutatok a Python szintaxisára, valamint a példakódra, amelyet ki kell próbálni. Egy ekkora osztályban lehetetlen mindent áttekinteni, amit a Python képes, de ez a lecke és a következő, A GPIO -k használata és a Továbblépés a Pythonnal címmel elindítja az első programokat. A példák olvasása és feldolgozása során megismerheti a Python és általában a programozás néhány alapelvét.

1. lépés: Python 2 vagy 3?

Jelenleg a Python két verzióját használják és tanítják. Bár nem fogok belemenni abba, hogy miben különböznek egymástól, fontos tudni, hogy van különbség. Ennek ismerete annyit jelent, hogy megkímélheti magát a fejvakarástól, amikor az interneten talált példák nem működnek.

A Python 2 hivatalosan 2020 -ra vonul nyugdíjba, a Python Software Foundation szerint. Ezt mondják a webhelyükön: "Mivel a 2.x sorozat utolsó tagja, a 2.7 -nek hosszabb karbantartási ideje lesz. A jelenlegi terv szerint az eredeti 2.7 -es kiadástól számított legalább 10 évig támogatni kell. Ez azt jelenti, hogy hibajavítás 2020 -ig. " Van még egy visszaszámláló óra, amely jól szórakozik, vagy talán így az emberek tervezhetnek egy távozó bulit, hogy véglegesítsék a Python 2 végét.

Ebben az osztályban mindkettőt használjuk. Általában a jövőbe néznék, és a Python 3 -at használnám, de valami történt, miközben példákat készítettem ehhez az osztályhoz. Egy szoftver, amelyet a végső Python programhoz akartam használni, még nem frissült a Python 3 támogatására. Ami valójában tökéletesen illusztrálja az álláspontomat arról, hogy jelenleg érdemes megemlíteni mindkettőt.

2. lépés: Python Interactive Vs Script

Amikor a Python alkalmazással dolgozik, két mód közül választhat: interaktív és szkript.

Az interaktív mód a Python héj használatával értelmezi a Python -kódot, miután begépelte, és megnyomja az Enter billentyűt. Kiválóan alkalmas a program egyes részeinek tanulására és tesztelésére. Ebben a leckében több módon is elérjük a Python shell -t.

Amikor egy programnak is nevezett python -szkriptet ír, nem az interaktív héjat használja, hanem szövegszerkesztőt. Így mentheti, szerkesztheti és később futtathatja több sor Python -kódját, amikor szükséges.

3. lépés: IDLE: Interaktív

A telepített Python szoftverhez tartozik a Python szabványos fejlesztői környezete, az IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Itt kezdheti el írni első Python programjait!

Az IDLE két részből áll:

1) A Python shell ablak, amely hozzáférést biztosít a Pythonhoz interaktív módban.

2) Fájlszerkesztő, amely lehetővé teszi meglévő Python -parancsfájlok létrehozását és szerkesztését, más néven szkriptmódot.

Nyissa meg a Python 3 (IDLE) menüt a Menü> Programozás menüpontból. A megjelenő ablakot Python értelmezőnek vagy shell ablaknak nevezik. A három nagyobb karaktert ">>>" hívják promptnak. Ha látja a kérést, az azt jelenti, hogy a Python várja, hogy mondja meg neki, hogy tegyen valamit. Adjunk egy kis kódot!

Írja be az alábbi állítást, hogy kiálthasson a városnak, amelyben él. Én San Franciscóban élek, így a kijelentésem legyen:

nyomtatás ("Helló, San Francisco!")

Nyomja meg az Enter billentyűt, és bármit, amit az idézőjelek közé ír, a parancs alatt lévő héjba kerül. A print () utasítás eltér a Python 2 és a Python 3 között. A Python 2 zárójeleit nem használja, és így néz ki:

print "Hello, San Francisco!"

Most végezted el a Python alapvető "hello, world" című művét, de apró (szuper kicsi) fordulattal. Álljunk meg itt, és határozzuk meg, hogy mit írt be.

Funkciók

A Print () függvényként ismert. Egy funkció csökkenti az ismétlést, és segít a program rendszerezésében, egy kódblokk végrehajtásával minden híváskor. A print () begépelésekor meghívja a nyomtatási funkciót, amely kódsorokat futtat a kulisszák mögött, és a számítógép utasítást ad a zárójelbe tett szavak megjelenítésére. A Print () egy beépített függvény, amelyet bármikor hívhat a Pythonban, de saját funkciókat is írhat.

Tegyük dinamikusabbá az Ön és Python közötti interakciót a felhasználói adatok hozzáadásával. Új ablakban írja be a következőt:

name = input ("Szia, mi a neved?")

Az input () függvény a billentyűzetről veszi a felhasználói bevitelt, és lehetőséget ad arra, hogy üzenetet kérjen a felhasználótól. Ebben az esetben ez az üzenet egy üdvözlés és kérdés, amely a felhasználót (Önt) kérdezi, hogy mi a neve. Miután megnyomta az enter billentyűt, a kérdés kinyomtatásra kerül, és várja a választ. Menj, és válaszolj a neveddel.

Az input () függvénytől balra található name = változót nevezzük.

Változók

A függvényekhez hasonlóan a változók is alapvető elemei minden programozási nyelvnek. Egy változó úgy viselkedik, mint egy üres tároló, ahová egy adatot helyezhet. Amikor bedobja az adatokat, olyan nevet ad neki, mintha a tároló külső oldalára írná. Az Ön által megadott egyedi név ezután felhasználható a programban lévő adatok hivatkozására. Szinte bármit megnevezhet egy változónak, de a lehető legjobban leírónak kell lennie. Ez megkönnyíti a program megértését, ha később elolvassa. A változóban tárolt adatok változhatnak; a következő leckében látni fog erre egy példát.

A nevét a név nevű változóban tárolták (próbálja meg másképp nevezni). Most használhatja a névváltozót a print () függvényben, és hozzáadhatja az üzenethez a "+" karakter használatával:

print ("Örülök, hogy találkoztunk" + név)

Gyakoroljuk tovább a felhasználói adatok beszerzését, a változókba való eltárolását és az adatok kinyomtatását, hogy szimuláljuk az Ön és a számítógép közötti beszélgetést.

city = input ("Melyik városban él?")

print ("Hallottam a" + város + "-ról. Mit gondol a" + város + "," + név + "kifejezésről?")

Az input () függvény önmagában történő meghívása még mindig várja a felhasználói bevitelt, de ezt üzenet kinyomtatása nélkül teszi.

válasz = input ()

Mivel a számítógépek megteszik a licitünket, én el fogom fogadni a számítógépet. Ha úgy tetszik, nem ért egyet. Ez a nagyszerű dolog a programozásban, ez rajtad múlik.

print ("Egyetértek veled." + válasz)

Rendben van, ha bármikor hibát lát a Python shellben. Az adatok mindaddig tárolódnak a változóiban, amíg nem zárja be a munkamenetet.

Az interaktív héj tökéletes a parancsok tesztelésére és a működőképesség megtekintésére. De nem menti a programot, így később is futtathatja. A munkamenet menthető, de a Python elmenti az utasításokat, hibákat és minden mást, amit a shell ablakban lát. Ezek mind hibákat fognak okozni, ha később megpróbálja futtatni a Python programként.

Kísérletezéshez (és osztálygyakorlatként) adjon hozzá még két sort ehhez a programhoz, hogy folytathassa a beszélgetést köztetek és a számítógép között. Hozzon létre egy változót, és nyomtasson ki egy utasítást az új változó használatával. Készítsen képernyőképet, vagy mentse el a műveletet a héjba referenciaként. Ezt a következő lépésben fogja használni.

4. lépés: IDLE: Szkript

A héjjal ellentétben szerkesztőt használnak, így mentheti és szerkesztheti Python programjait. Bár több szerkesztőt is használhat, az IDLE egyet is tartalmaz, ezért kezdjük ezzel.

Hozzon létre új fájlt az IDLE -ben a Ctrl + N billentyűkombinációval, vagy navigáljon a Fájl> Új elemre.

Figyelje meg, hogy a látott ablakban nincs ">>>" üzenet. Most már a szerkesztőben van, és készen áll a Python program írására, mentésére és futtatására. Írja le a shellben létrehozott programot, beleértve az utolsó részben felhozott két új sort. Példaként íme az utolsó szkriptem:

name = input ("Szia, mi a neved?")

print ("Örülök, hogy találkoztunk",” + Név +"? ") Válasz = input () print (" Egyetértek veled, " + válasz) favSpot = input (" Melyik a kedvenc helyed? ") Print (" Soha nem voltam, de szívesen látogasson el valamikor a " + favSpot" oldalra)

Mentse el city.py néven. Az alapértelmezett hely az otthoni könyvtár.

5. lépés: Python program futtatása

A program mentve van, és készen áll a futtatásra. Python program futtatására a Raspberry Pi -n van néhány különböző módszer. Menjünk kettő fölé. Válasszon egyet a program futtatásához, és készítsen képernyőképet a beszélgetés befejezése után.

1) Futtassa az IDLE -ből

Nyomja meg az F5 billentyűt, vagy lépjen az eszköztárra, és kattintson a Futtatás> Modul futtatása parancsra. A Python kinyomtatja az eredményeket a shell ablakban. A program leállításához nyomja meg a Ctrl+F6 billentyűkombinációt, vagy lépjen a Shell> Shell újraindítása menüpontra.

2) Futtassa a Linux Shell -ről

A Raspberry Pi -re mentett programok a minden erőteljes Linux héjról is futhatnak. A Python program parancssori futtatásához a programnak az aktuális munkakönyvtárban kell lennie. Az LXTerminal elindítja Önt a pi saját könyvtárában, ahol a python automatikusan menti, így már a fájlban lévő mappában kell lennie. Az ellenőrzéshez írja be:

ls

Látnia kell a mentett city.py programot.

A Python program parancssori stílusának futtatásához írja be a python3 és a szkript nevét:

python3 city.py

A Python 2 -ben írt szkriptekhez a python -ot használja a python3 helyett:

python nameOfScript.py

A program első sora végrehajtódik, és várja, hogy beírja a nevét. Folytatja a végrehajtást felülről lefelé, amíg el nem éri az utolsó print () függvényt.

A Python program leállítása

A futó Python program leállításához parancssorban nyomja meg a Ctrl + Z billentyűkombinációt.

6. lépés: Python + Linux Shell

Bár a Python lesz a fő nyelv, amelyet a Raspberry Pi programozásához használ, néha érdemes parancssori eszközt vagy alkalmazást használni ahhoz, hogy valamit elérjen. A parancssor és a Python kombinálásával használhatja kedvenc parancsait az os nevű modul használatával.

A modul egy előre megírt kód gyűjteménye, amellyel funkcionalitást adhat a programjaihoz. A modul használatával megkímélheti magát attól, hogy kitalálja, hogyan kell írni néhány meglehetősen összetett dolgot. Tegyük fel például, hogy nyomon akarta követni a bolygókat és tanulmányozni a pályájukat a Raspberry Pi -vel. Ahelyett, hogy kitalálná a Nap helyzetének rögzítése mögött rejlő bonyolult matematikát, használhat egy modult*, amely már ezt is kitalálta.

Az os használatához először importálnia kell. Folytassa, és kövesse a Python shellben:

importál

Töltsön be egy változót a Linux shellben futtatni kívánt parancsba. Itt az omxplayer parancssori videolejátszó alkalmazást használjuk a Raspbianhoz mellékelt tesztvideó lejátszásához:

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

Az os.system () használatával küldje el a parancsot a Linux shellnek:

os.system (playVideo)

* Valóban létezik egy Python modul, amely képes követni a bolygókat, ezt hívják PyEphemnek.

7. lépés: Fénykép készítése és hanglejátszás Python segítségével

Picamera

Eddig egy Raspistill parancssori alkalmazást használt fotósorozat készítéséhez. Van egy Picamera nevű Python modul, amelyet helyette használhat, és amely több olyan funkcióval is rendelkezik, amelyek hasznosak lesznek a végső fotófülke -program létrehozásakor. Az alábbi lépések lefedhetik a képernyőt, ezért ne feledje, hogy a folyamat leállításához írja be a Ctrl + F6 billentyűkombinációt.

Nyissa meg a Python héjat, és írja be a következő sorokat:

importálja a kamerát

kamera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Az élő előnézet segítségével könnyebben elhelyezheti fényképezőgépét, hogy fényképet készítsen magáról vagy az asztaláról. A kamera előnézete átveheti a képernyő nagy részét. Ismételje meg az első három parancsot, majd ugorjon a kép készítéséhez és mentéséhez:

camera.capture ('testImage.jpg')

Próbálja meg megváltoztatni a kamera fényerejét a fényerő attribútum használatával. Bármilyen számra beállítható 0 és 100 között, az alapértelmezett érték pedig 50. Próbálja meg másik számra állítani, majd készítsen új fényképet az első helyett:

kamera.fényesség = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Szánjon rá egy kis időt a Picamera dokumentációjának megtekintésére.

Az os modul használata

Ha olyan parancssori alkalmazást szeretne használni, mint a Raspistill, használhatja az os modult. A Cmd + F6 billentyűkombinációval lépjen ki a futó folyamatból, és engedje el a kamerát a Picamera -ból. Ezután írja be a következő parancsokat:

importál

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.keverő

A hangfájlok lejátszásának egyszerű és robusztus módja a Pygame használata. A Pygame a Python modulok egy halmaza, amely a Raspbian csomagban található, így nincs szükség telepítésre.

A Pygame népszerű és szórakoztató, ezért rengeteg támogatás és fejlesztés van körülötte. Feltétlenül nézze meg a weboldalt, ahol példákat és dokumentációt talál. Amellett, hogy játékokat készítenek, egyszerű módja a hangok lejátszásának, a képek megjelenítésének és egyebeknek. Hangok lejátszásához használja a pygame.mixer modul Sound objektumát.

Nyissa meg a Python 3 tolmácsot, és írja be a következő sorokat:

import pygame.mixer

a pygame.mixer import Hang

pygame.mixer.init ()

basszus = hang ('bass3.wav')

bass.play ()

8. lépés: Python használata az IDLE -n kívül

Az Asztali szerkesztők Az IDLE nagyszerű módja a Python programok írásának megkezdéséhez, de nem kell használnia. Bármilyen szövegszerkesztővel létrehozhat egy Python programot, amíg a végén.py fájllal van mentve. Az IDLE egy példa az asztali grafikus szövegszerkesztőre. Egy másik, a Raspbianhoz mellékelt Leafpad. A Leafpad a Start menü Tartozékok menüpontjában található.

Parancssori szerkesztő

Már bemutatkozott a Nano parancssori szövegszerkesztőjével. A grafikus szerkesztőhöz hasonlóan a nano segítségével is létrehozhat egy szkriptet. A Nano megnyitása után mentse az új fájlt a.py utótaggal. Ha először python fájlként menti, akkor a szerkesztő biztosítja a python szintaxis kiemelését gépelés közben.

Szintaxis kiemelés nélkül a fájlnév.py utótaggal történő mentése előtt.

Szintaxis kiemeléssel.

Python tolmács a parancssorból

Nem az IDLE az egyetlen hely, ahol használhatja az interaktív Python tolmácsot. A Linux héjból is meghívható! Egyszerűen írja be:

python3

Vagy a Python 2 tolmácshoz:

piton

A tolmácsból való kilépéshez nyomja le a Ctrl + D billentyűt, vagy írja be:

Kilépés()

9. lépés: Képernyőkép a programról

Mutasd meg Python programozási képességeidet! Tölts fel egy képernyőképet az utolsó city.py program befejezése után, és mondd el nekünk, hogy az IDLE -ből vagy a Linux shellből futtatta -e.