Sissejuhatus Pythoni: 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Python on Guido van Rossumi loodud väga kasulik ja paindlik arvutiprogrammeerimiskeel. Python on ka Raspberry Pi rakendus, mis tõlgendab teie kirjutatud koodi millessegi, mida Raspberry Pi mõistab ja kasutusele võtab. Lauaarvutisse peate installima Pythoni, kuid see on juba Raspbianiga kaasas, nii et see on kasutamiseks valmis.

Võite arvata, et Pythoni nimi on ussitüübi järgi, kuid tegelikult sai see nime Monty Pythoni telesaate Flying Circus järgi. Neile, kes ei tea, oli see Briti komöödiasaade, mis kanti esmakordselt eetrisse 1970ndatel. Soovitan teil vaadata rumalate jalutuskäikude ministeeriumi visandit:)

Ülaltoodud pildi lõi Allison Parten Terry Gilliami moel ja see leiti Creative Commonsi omistamislitsentsi alt.

Võrreldes teiste arvutikeeltega on Pythonit lihtne lugeda ja mõista, mistõttu on see algajatele suurepärane. Kuid ärge eksige, Python on ka väga võimas ning seda kasutatakse keeruka, loomingulise ja kommertsliku tarkvara valmistamiseks. Need põhjused ja palju muud muudavad Pythoni Raspberry Pi programmide kirjutamisel alustamiseks keeleks number üks (kuigi kasutada saab mitut keelt).

Nagu igal keelel, on ka Pythonil grammatika, milles on reeglid sõnade ja kirjavahemärkide järjestamiseks. Nende keele struktureerimise põhireeglite jaoks kasutatud terminit nimetatakse süntaksiks. Juhin kogu selle õppetunni jooksul välja Pythoni süntaksi koos proovikoodiga, mida saate proovida. Sellises suuruses klassis on võimatu üle vaadata kõike, mida Python saab teha, kuid see õppetund ja järgmine, pealkirjaga Kasuta GPIO -sid ja mine Pythoni abil edasi, aitab sul alustada oma esimeste programmidega. Näiteid lugedes ja läbi töötades saate teada mõningaid Pythoni ja üldiselt programmeerimise aluspõhimõtteid.

Samm: Python 2 või 3?

Praegu kasutatakse ja õpetatakse kahte Pythoni versiooni. Kuigi ma ei süvene sellesse, kuidas need erinevad, on oluline teada, et erinevus on olemas. Selle teadmine tähendab, et säästate endalt palju pead kriimustades, kui veebist leitud näited ei tööta.

Python 2 on ametlikult pensionile jäänud 2020. aastaks, nagu teatas Python Software Foundation. Nad ütlevad seda oma saidil: "Olles 2.x -seeria viimane, on 2.7 -l pikem hooldusperiood. Praegune plaan on seda toetada vähemalt 10 aastat alates esialgsest versioonist 2.7. See tähendab, et veaparandus antakse välja kuni 2020. aastani. " Seal on isegi loenduskell, mis on lõbus või võib -olla nii, et inimesed saaksid planeerida lahkumispeo Python 2 lõpuleviimiseks.

Selles klassis kasutame mõlemat. Tavaliselt vaataksin tulevikku ja kasutaksin Python 3, kuid selle klassi näidete loomisel juhtus midagi. Tarkvara, mida tahtsin kasutada Pythoni lõpliku programmi jaoks, ei olnud veel Python 3 toetamiseks uuendatud. Mis tegelikult illustreerib suurepäraselt minu seisukohta selle kohta, kuidas tasub mõlemat praegu mainida.

Samm: Pythoni interaktiivne Vs -skript

Rakendusega Python töötades on teil valida kahe režiimi vahel: interaktiivne ja skript.

Interaktiivne režiim tõlgendab Pythoni koort kohe pärast selle sisestamist ja sisestusklahvi vajutamist. See sobib suurepäraselt programmi osade õppimiseks ja katsetamiseks. Selles õppetükis käsitleme Pythoni kestale juurdepääsu saamiseks mitmel viisil.

Kui kirjutate pythoni skripti, mida nimetatakse ka programmiks, ei kasuta te interaktiivset kesta, vaid tekstiredaktorit. Nii saate vajadusel salvestada, redigeerida ja hiljem käivitada mitu Pythoni koodi rida.

3. samm: Tühikäik: interaktiivne

Koos installitud Pythoni tarkvaraga on kaasas Pythoni standardne arenduskeskkond nimega IDLE (Integrated DeveLopment Environment). Siit saate alustada oma esimeste Pythoni programmide kirjutamisega!

IDLE -l on kaks osa:

1) Pythoni kesta aken, mis annab teile juurdepääsu Pythoni interaktiivses režiimis.

2) Failiredaktor, mis võimaldab teil luua ja muuta olemasolevaid Pythoni skripte, mida nimetatakse ka skriptirežiimiks.

Avage Python 3 (IDLE) menüüst> Programmeerimine. Nähtavat akent nimetatakse Pythoni tõlgiks või shelliaknaks. Kolme suuremat tähemärki ">>>" nimetatakse viipaks. Kui näete viiba, tähendab see, et Python ootab, et te ütleksite talle midagi tegema. Anname sellele koodi!

Sisestage järgmine avaldus, et hüüda linna, kus elate. Ma elan San Franciscos, nii et minu avaldus oleks järgmine:

print ("Tere, San Francisco!")

Vajutage sisestusklahvi ja kõik, mis jutumärkide vahele sisestate, prinditakse viiba all olevasse kesta. Lause print () erineb Python 2 ja Python 3 vahel. Python 2 -s sulusid ei kasutata ja see näeb välja selline:

print "Tere, San Francisco!"

Olete just esitanud Pythoni põhilise "tere, maailm", kuid väikese (üliväikese) keerdkäiguga. Peatume siin ja selgitame välja, mille just kirjutasite.

Funktsioonid

Print () on tuntud kui funktsioon. Funktsioon vähendab kordusi ja aitab programmi korraldada, käivitades koodiploki iga kord, kui seda kutsutakse. Kui sisestate printimise (), helistate printimisfunktsioonile, mis käivitab kulisside taga koodiridad, mis annavad arvutile juhised sulgude vahele pandud sõnade kuvamiseks. Print () on sisseehitatud funktsioon, millele saate Pythonis igal ajal helistada, kuid saate ka oma funktsioone kirjutada.

Muudame teie ja Pythoni vahelise suhtluse dünaamilisemaks, lisades kasutaja sisendi. Tippige uues aknas järgmine tekst:

name = input ("Tere, mis su nimi on?")

Funktsioon input () võtab kasutaja klaviatuurilt sisendi ja annab võimaluse kasutajalt sõnumiga küsida. Sel juhul on see sõnum tervitus ja küsimus, milles küsitakse kasutajalt (teie), mis on teie nimi. Pärast sisestusklahvi vajutamist prinditakse küsimus ja oodatakse teie vastust. Lase käia ja vasta oma nimega.

Nime = funktsioonist input () vasakul pool nimetatakse muutujaks.

Muutujad

Nagu funktsioonid, on ka muutujad iga programmeerimiskeele põhielement. Muutuja toimib nagu tühi konteiner, millesse saate tüki andmeid sisestada. Andmete sisestamisel annate sellele nime, nagu kirjutaksite need konteineri välisküljele. Sellele antud ainulaadset nime saab seejärel kasutada kogu programmi sees olevatele andmetele viitamiseks. Muutujale saate nimetada peaaegu kõike, kuid see peaks olema võimalikult kirjeldav. See muudab teie programmi hiljem lugedes hõlpsamini mõistetavaks. Muutuja sisse salvestatud andmed võivad muutuda; näete seda järgmises tunnis.

Teie nimi salvestati muutuja nimega (proovige seda nimetada muul viisil). Nüüd saate printimis () funktsioonis kasutada nime muutujat ja lisada selle sõnumile, kasutades märki "+":

print ("Meeldiv tutvuda," + nimi)

Jätkame kasutaja sisendi hankimist, selle muutujateks salvestamist ja andmete printimist, et simuleerida teie ja arvuti vahelist vestlust.

linn = sisend ("Mis linnas sa elad?")

print ("Olen kuulnud" + linn + ". Mis te arvate" + linn + "," + nimi + "?")

Funktsiooni input () kutsumine ootab endiselt kasutaja sisendit, kuid teeb seda ilma sõnumit printimata.

vastus = sisend ()

Kuna arvutid teevad meie pakkumisi, panen arvuti sellega nõustuma. Soovi korral võite selle mitte nõustuda. See on programmeerimise suurepärane asi, see on teie otsustada.

print ("Olen teiega nõus." + vastus)

See on okei, kui näete Pythoni kestas igal ajal viga. Teie andmed jäävad teie muutujatesse salvestatuks seni, kuni te seanssi ei sulge.

Interaktiivne kest sobib suurepäraselt käskude testimiseks ja toimiva nägemiseks. Kuid see ei salvesta teie programmi, nii et saate selle hiljem käivitada. Teie seansi saab salvestada, kuid Python salvestab ka viipad, vead ja kõik muu, mida näete kesta aknas. Need kõik põhjustavad vigu, kui proovite lasta Pythonil seda hiljem programmina käivitada.

Katsetamiseks (ja klassiharjutusena) lisage sellele programmile veel kaks rida, et jätkata teie ja arvuti vahelist vestlust. Looge muutuja ja printige avaldus uue muutuja abil. Tehke ekraanipilt või salvestage see, mida olete teinud, kesta viitamiseks. Kasutate seda järgmises etapis.

4. samm: tühikäik: skript

Erinevalt kestast kasutatakse redaktorit, et saaksite oma Pythoni programme salvestada ja redigeerida. Ehkki saate kasutada mitmeid redigeerijaid, on IDLE -ga kaasas üks, nii et alustame sellest.

Looge IDLE -s uus fail, vajutades klahvikombinatsiooni Ctrl + N või navigeerides Fail> Uus.

Pange tähele, kuidas kuvatavas aknas pole viipa ">>>". Olete nüüd redaktoris ja valmis Pythoni programmi kirjutama, salvestama ja käitama. Kirjutage kestas loodud programm välja, sealhulgas viimases osas välja toodud kaks uut rida. Näitena siin on minu viimane skript:

name = input ("Tere, mis su nimi on?")

print ("Meeldiv tutvuda," + nimi) city = input ("Mis linnas te elate?") print ("Olen kuulnud teemast" + linn + ". Mida te arvate" + linn + ", " + Nimi +"? ") Vastus = input () print (" Olen teiega nõus, " + vastus) favSpot = input (" Mis on teie lemmikpaik? ") Print (" Pole kunagi olnud, aga mulle meeldiks mine kunagi lehele " + favSpot")

Salvestage see nimega city.py. Vaikimisi on teie kodukataloog.

Samm: käivitage Pythoni programm

Teie programm on salvestatud ja käivitamiseks valmis. Raspberry Pi -l Pythoni programmi käivitamiseks on paar erinevat viisi. Lähme üle kahe. Valige üks, et käivitada oma programm ja teha ekraanipilt pärast vestluse lõpetamist.

1) Käivita tühikäigult

Vajutage klahvi F5 või minge tööriistaribale ja klõpsake nuppu Käivita> Käivita moodul. Python prindib tulemused kesta aknasse. Programmi peatamiseks vajutage klahvikombinatsiooni Ctrl+F6 või valige Shell> Restart Shell.

2) Käivitage Linux Shellist

Raspberry Pi salvestatud programmid võivad töötada ka kõikvõimsast Linuxi kestast. Pythoni programmi käivitamiseks käsurealt peab teie programm olema praeguses töökataloogis. LXTerminal käivitab teid pi kodukataloogis, kuhu python automaatselt salvestab, nii et peaksite oma failiga juba kaustas olema. Kontrollimiseks sisestage:

ls

Peaksite nägema oma salvestatud programmi city.py.

Pythoni programmi käsurea stiili käivitamiseks tippige python3 pluss oma skripti nimi:

python3 city.py

Python 2 -s kirjutatud skripti puhul kasutaksite python3 asemel pythonit:

python nameOfScript.py

Programmi esimene rida käivitub ja ootab, kuni sisestate oma nime. See jätkab täitmist ülevalt alla, kuni jõuab viimase printimise () funktsioonini.

Pythoni programmi peatamine

Käivitatud Pythoni programmi peatamiseks käsurealt vajutage Ctrl + Z.

Samm: Python + Linux Shell

Kuigi Python on peamine keel, mida Raspberry Pi programmeerimisel kasutate, soovite mõnikord millegi saavutamiseks kasutada käsurea tööriista või rakendust. Saate käsurea ja Pythoni kombineerida, et kasutada oma lemmikkäsklusi, kasutades moodulit nimega os.

Moodul on eelnevalt kirjutatud koodi kogum, mille abil saate oma programmidele funktsionaalsust lisada. Mooduli kasutamine aitab säästa ka vaeva, et välja mõelda, kuidas päris keerulisi asju kirjutada. Oletame näiteks, et soovisite oma Raspberry Pi abil planeete jälgida ja nende orbiite uurida. Selle asemel, et välja mõelda Päikese asukoha kinnitamise taga olev keerukas matemaatika, võite kasutada moodulit*, mis on selle juba välja mõelnud.

OS -i kasutamiseks peate selle esmalt importima. Minge edasi ja järgige Pythoni kestas:

import os

Laadige muutuja sisse käsk, mida soovite Linuxi kestas käivitada. Siin kasutame Raspbianiga kaasas oleva testvideo esitamiseks käsurea videopleieri rakendust omxplayer:

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

Kasutage käsku Linuxi kest saatmiseks os.system ():

os.system (playVideo)

* Seal on tõesti Pythoni moodul, mis suudab planeete jälgida, seda nimetatakse PyEphemiks.

Samm: pildistage ja esitage heli Pythoni abil

Pildikaamera

Siiani olete fotoseeria tegemiseks kasutanud käsurearakendust Raspistill. Saadaval on Pythoni moodul nimega Picamera, mida saate selle asemel kasutada ja millel on ka rohkem funktsioone, mis on abiks teie lõpliku fotokabiiniprogrammi koostamisel. Alltoodud sammud võivad teie ekraani katta, seega pidage meeles, et protsessi peatamiseks tippige Ctrl + F6.

Avage Pythoni kest ja tippige järgmised read:

impordi picamera

kaamera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Kasutage reaalajas eelvaadet, et hõlbustada kaamera positsioneerimist, et jäädvustada endast või oma lauast foto. Kaamera eelvaade võib suurema osa teie ekraanist üle võtta. Korrake kolme esimest käsku, seejärel jätkake pildistamise ja salvestamisega:

camera.capture ('testImage.jpg')

Proovige kaamera heledust atribuudi Brightness abil muuta. Selle saab seada mis tahes numbrile vahemikus 0 kuni 100 ja vaikimisi on 50. Proovige määrata see mõnele teisele numbrile, seejärel jäädvustage esimene foto uue foto asemel:

kaamera.heledus = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Võtke kindlasti aega Picamera dokumentatsiooni tutvumiseks.

Kasutades os moodulit

Kui soovite kasutada käsurea rakendust nagu Raspistill, saate kasutada os-moodulit. Sisestage Cmd + F6, et lõpetada töötamine ja vabastada kaamera Picamerast. Seejärel tippige järgmised käsud:

import os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.segaja

Lihtne ja jõuline viis helifailide esitamiseks on Pygame'i kasutamine. Pygame on Pythoni moodulite komplekt, mis on Raspbianiga kaasas, seega pole seda vaja installida.

Pygame on populaarne ja lõbus, nii et selle ümber on palju tuge ja arengut. Vaadake kindlasti veebisaiti näidete ja dokumentatsiooni saamiseks. Lisaks mängude loomisele on see lihtne viis helide esitamiseks, piltide kuvamiseks ja muuks. Helide esitamiseks kasutage pygame.mixer mooduli objekti Heli.

Avage Python 3 tõlk ja tippige järgmised read:

impordi pygame.mixer

saidilt pygame.mixer import Heli

pygame.mixer.init ()

bass = heli ('bass3.wav')

bass.play ()

Samm: Pythoni kasutamine väljaspool IDLE -d

IDLE on suurepärane viis Pythoni programmide kirjutamise alustamiseks, kuid te ei pea seda kasutama. Pythoni programmi saate luua mis tahes tekstiredaktori abil, kui see on lõpus salvestatud.py abil. IDLE on üks näide töölaua graafilisest tekstiredaktorist. Veel üks Raspbianiga kaasas olev nimi on Leafpad. Leafpadi leiate menüü Start menüüst Aksessuaarid.

Käsurea redaktor

Teile on juba tutvustatud Nano käsurea tekstiredaktorit. Sarnaselt graafilisele redaktorile saate skripti loomiseks kasutada nano. Pärast Nano avamist salvestage uus fail.py järelliitega. Kui salvestate selle esmalt pythoni failina, tagab redaktor tippimise ajal Pythoni süntaksi esiletõstmise.

Ilma süntaksi esiletõstmiseta enne faili nime salvestamist.py järelliitega.

Süntaksi esiletõstmisega.

Pythoni tõlk käsurealt

IDLE pole ainus koht, kus saate interaktiivset Pythoni tõlki kasutada. Seda saab kasutada ka Linuxi kestast! Sisestage lihtsalt:

python3

Või Python 2 tõlgi jaoks:

python

Tõlgist väljumiseks vajutage Ctrl + D või tippige:

lõpetage ()

9. samm: programmi ekraanipilt

Näidake oma Pythoni programmeerimisvõimeid! Laadige ekraanipilt üles pärast seda, kui programm city.py lõplikult töötab, ja öelge meile, kas käivitasite selle IDLE -st või Linuxi kestast.