Python -ға кіріспе: 9 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Python - бұл Гидо ван Россум жасаған өте пайдалы және икемді компьютерлік программалау тілі. Python - бұл Raspberry Pi -дегі қосымша, ол сіз жазған кодты Raspberry Pi түсінетін және қолдануға болатын нәрсеге түсіндіреді. Жұмыс үстеліндегі компьютерге Python -ды орнату қажет болады, бірақ ол Raspbian -мен бірге келеді, сондықтан ол пайдалануға дайын.

Сіз Python жылан түріне байланысты деп ойлайсыз, бірақ ол Монти Питонның ұшатын цирк телешоуының атымен аталған. Сіз білмейтіндер үшін бұл британдық комедиялық шоу болды, ол 1970 жылдары алғаш рет көрсетілді. Мен сізді Ақымақ серуендер министрлігінің эскизін көруге шақырамын:)

Жоғарыда көрсетілген суретті Эллисон Партен Терри Джиллиам стилінде жасаған және Creative Commons атрибуция лицензиясында табылған.

Басқа компьютерлік тілдермен салыстырғанда, Python оқуға және түсінуге оңай, бұл жаңадан бастаушылар үшін керемет. Бірақ қателеспеңіз, Python өте қуатты және күрделі, шығармашылық және коммерциялық бағдарламалық қамтамасыз ету үшін қолданылады. Осы және басқа да себептер Python -ды Raspberry Pi -ге арналған бағдарламаларды жазуда бірінші тілге айналдырады (бірақ бірнеше тілді қолдануға болады).

Кез келген тіл сияқты, Python -да грамматика бар, онда сөздерді және тыныс белгілерін реттеуге болады. Тілдің құрылымының осы негізгі ережелері үшін қолданылатын термин синтаксис деп аталады. Мен Python синтаксисін осы сабақтың барысында көрсетуге арналған мысал кодымен бірге көрсетемін. Мұндай көлемдегі сыныпта Python жасай алатын барлық нәрсені айналып өту мүмкін емес, бірақ GPIO -ны пайдалану және Python -мен әрі қарай жүру деп аталатын бұл сабақ пен келесі сабақ сізді алғашқы бағдарламаларыңызбен бастайды. Мысалдарды оқып, жұмыс жасай отырып, сіз Python мен бағдарламалаудың негізгі принциптері туралы білетін боласыз.

1 -қадам: Python 2 немесе 3?

Python -дің қазіргі кезде қолданылып жүрген екі нұсқасы бар. Мен олардың қалай ерекшеленетінін білмеймін, бірақ айырмашылық бар екенін білу маңызды. Мұны білу - Интернеттен табылған мысалдар жұмыс істемегенде, өзіңізді қатты тырнаудан сақтайсыз.

Python 2 бағдарламалық қамтамасыз ету қоры мәлімдегендей, 2020 жылға қарай ресми түрде зейнетке шығады. Олар бұл туралы өз сайтында айтады: «2.x сериясының соңғысы болғандықтан, 2.7 қызмет көрсету мерзімі ұзартылады. Ағымдағы жоспар оны бастапқы 2.7 шығарылымынан бастап кем дегенде 10 жыл бойы қолдау көрсетуді білдіреді. Бұл болады дегенді білдіреді. bugfix 2020 жылға дейін шығарылады. Тіпті кері санау сағаты да бар, немесе адамдар Python 2 -нің соңын аяқтау үшін кететін кешті жоспарлай алады.

Бұл сабақта біз екеуін де қолданамыз. Әдетте мен болашаққа қарап, Python 3 -ті қолданар едім, бірақ бұл сыныпқа мысалдар жасау кезінде бірдеңе болды. Мен соңғы Python бағдарламасы үшін қолданғым келетін бағдарламалық жасақтама Python 3 қолдау үшін әлі жаңартылмаған. Бұл менің қазіргі уақытта екеуін де атап өту керек екендігі туралы ойымды керемет түрде көрсетеді.

2 -қадам: Python Interactive Vs Script

Python қосымшасымен жұмыс жасау кезінде сізде екі режимді таңдау керек: интерактивті және сценарий.

Интерактивті режим Python қабығын қолданып, Python кодын енгізіп, Enter пернесін басқаннан кейін бірден түсіндіреді. Бұл бағдарламаның бөліктерін үйрену мен тестілеу үшін өте жақсы. Біз бұл сабақта Python қабығына кірудің бірнеше әдістерін қарастырамыз.

Сіз бағдарлама деп аталатын питон сценарийін жазғанда, сіз интерактивті қабықты пайдаланбайсыз, оның орнына мәтіндік редакторды қолданасыз. Осылайша, қажет болған кезде Python кодының бірнеше жолын сақтауға, өңдеуге және кейін іске қосуға болады.

3 -қадам: IDLE: интерактивті

Орнатылған Python бағдарламалық қамтамасыз етуімен Python стандартты әзірлеу ортасы IDLE (Integrated DeveLopment Environment) келеді. Мұнда сіз бірінші Python бағдарламаларын жаза бастайсыз!

IDLE екі бөліктен тұрады:

1) Python -ға интерактивті режимде кіруге мүмкіндік беретін Python қабық терезесі.

2) Бар Python сценарийлерін құруға және өңдеуге мүмкіндік беретін, сонымен қатар сценарий режимі деп аталатын файл редакторы.

Мәзір> Бағдарламалау ішінен Python 3 (IDLE) ашыңыз. Сіз көрген терезе Python интерпретаторы немесе қабық терезесі деп аталады. Үлкен үш таңба «>>>» шақыру «деп аталады. Сіз шақыруды көргенде, бұл Python сізден бірдеңе істеуіңізді талап ететінін білдіреді. Оған код берейік!

Сіз тұратын қалаға дауыс беру үшін келесі мәлімдемені теріңіз. Мен Сан -Францискода тұрамын, сондықтан менің мәлімдемем:

басып шығару («Сәлеметсіз бе, Сан -Франциско!»)

Enter пернесін басыңыз және тырнақшалар арасында не қаласаңыз, шақырудың астындағы қабықта басып шығарылады. Print () операторы Python 2 мен Python 3 арасында ерекшеленеді. Python 2 жақшасы қолданылмайды және келесідей көрінеді:

басып шығару «Сәлеметсіз бе, Сан -Франциско!»

Сіз Python -дің негізгі «сәлем, әлемін» орындадыңыз, бірақ кішкентай (өте кішкентай) бұрылыспен. Келіңіздер, осында тоқтап, сіз не тергеніңізді анықтайық.

Функциялар

Print () функциясы ретінде белгілі. Функция қайталауды азайтады және шақырылған сайын код блогын орындау арқылы бағдарламаны реттеуге көмектеседі. Print () деп тергенде, сіз баспа функциясын шақырасыз, ол перненің артында компьютердің жақшаның арасына енгізген сөздерді көрсетуге нұсқау беретін код жолдарын іске қосады. Print ()-бұл Python-да кез келген уақытта қоңырау шалуға болатын кіріктірілген функция, бірақ сіз өз функцияларыңызды жаза аласыз.

Пайдаланушы енгізуін қосу арқылы сіз мен Python арасындағы қарым -қатынасты динамикалық етейік. Жаңа терезеде келесіні теріңіз:

name = енгізу («Сәлеметсіз бе, сіздің атыңыз кім?»)

Input () функциясы пернетақтадан пайдаланушының енгізуін қабылдайды және сізге пайдаланушыға хабар беруді ұсынады. Бұл жағдайда бұл хабарлама пайдаланушыдан (сізден) сіздің атыңыз кім екенін сұрайтын сәлемдесу мен сұрақ болып табылады. Енгізуді басқаннан кейін сұрақ басып шығарылады және сіздің жауабыңызды күтеді. Жалғастырыңыз және өз атыңызбен жауап беріңіз.

Input () функциясының сол жағындағы = аты айнымалы деп аталады.

Айнымалылар

Функциялар сияқты, айнымалылар да кез келген программалау тілінің негізгі элементі болып табылады. Айнымалы деректердің бір бөлігін енгізуге болатын бос контейнер сияқты әрекет етеді. Деректерді енгізген кезде сіз оны контейнердің сыртына жазғандай атау бересіз. Сіз берген бірегей атау сіздің бағдарламаңыздағы деректерге сілтеме жасау үшін пайдаланылуы мүмкін. Сіз айнымалыға кез келген нәрсені атауға болады, бірақ ол мүмкіндігінше сипаттамалы болуы керек. Бұл сіздің бағдарламаңызды кейін оқыған кезде түсінуді жеңілдетеді. Айнымалының ішінде сақталған мәліметтер өзгеруі мүмкін; келесі мысалда сіз мұның мысалын көресіз.

Сіздің атыңыз name деп аталатын айнымалыда сақталды (оны басқа деп атауға тырысыңыз). Сіз енді print () функциясында атау айнымалысын қолдана аласыз және оны «+» таңбасы арқылы хабарға қоса аласыз:

басып шығару («Танысқаныма қуаныштымын» + аты)

Сіз бен компьютер арасындағы сөйлесуді модельдеу үшін пайдаланушылардың енгізулерін алуды, оны айнымалыларға сақтауды және деректерді басып шығаруды жалғастырамыз.

қала = енгізу («Сіз қай қалада тұрасыз?»)

басып шығару («Мен» + қала + «туралы естідім.» + қала +”,” + атау + «туралы не ойлайсыз?)

Input () функциясын өз бетінше шақыру әлі де пайдаланушының енгізуін күтеді, бірақ оны хабарламаны басып шығармай жасайды.

жауап = енгізу ()

Компьютерлер біздің ұсыныстарымызды жасайтындықтан, мен компьютерді келісуге мәжбүр етемін. Қаласаңыз, келіспеуге болады. Бұл бағдарламалаудың керемет жағы, бұл сізге байланысты.

басып шығару («Мен сізбен келісемін.» + жауап)

Егер сіз кез келген уақытта Python қабығында қате көрсеңіз жақсы. Егер сіз сеансты жаппасаңыз, сіздің деректеріңіз айнымалыларда сақталады.

Интерактивті қабық командаларды тексеруге және не жұмыс істейтінін көруге өте ыңғайлы. Бірақ бұл сіздің бағдарламаңызды сақтамайды, сондықтан оны кейін іске қосуға болады. Сіздің сеансты сақтауға болады, бірақ Python сонымен қатар нұсқаулықтарды, қателіктерді және қабық терезесінде көргендердің бәрін сақтайды. Егер сіз Python -ды кейінірек бағдарлама ретінде іске қосуға тырыссаңыз, мұның бәрі қателіктерге әкеледі.

Эксперимент жасау үшін (және сыныптық жаттығу ретінде) сіз бен компьютер арасындағы әңгімені жалғастыру үшін осы бағдарламаға тағы екі жолды қосыңыз. Айнымалыны жасаңыз және жаңа айнымалыңыздың көмегімен мәлімдемені басып шығарыңыз. Анықтама алу үшін скриншот жасаңыз немесе не істегеніңізді қабықшаға сақтаңыз. Сіз оны келесі қадамда қолданасыз.

4 -қадам: IDLE: Сценарий

Қабықтан айырмашылығы, редактор қолданылады, осылайша сіз Python бағдарламаларын сақтай және өңдей аласыз. Сізде қолдануға болатын бірнеше редакторлар бар болса да, IDLE бірімен бірге келеді, сондықтан оны бастайық.

Ctrl + N пернелерін басу арқылы IDLE -де жаңа файл жасаңыз немесе Файл> Жаңа тармағына өтіңіз.

Сіз көріп отырған терезеде «>>>» шақыруы жоқ екеніне назар аударыңыз. Сіз қазір редактордасыз және Python бағдарламасын жазуға, сақтауға және іске қосуға дайынсыз. Қабықшаға өзіңіз жасаған бағдарламаны жазыңыз, соңғы бөлімде ойлап тапқан екі жаңа жолды қосыңыз. Мысал ретінде, менің соңғы сценарийім:

name = енгізу («Сәлеметсіз бе, сіздің атыңыз кім?»)

print («Танысқаныма қуаныштымын,» + аты) city = input («Сіз қай қалада тұрасыз?») print («Мен» + қала + «туралы естідім.» + қала +”туралы не ойлайсыз?,” + Name +«? ») Answer = input () print (« мен сізбен келісемін, » + жауап) favSpot = енгізу (« Сіздің сүйікті жеріңіз қандай? ») Print (« Мен ешқашан болған емеспін, бірақ мен қалаймын « + favSpot» бөліміне өтіңіз)

Оны city.py ретінде сақтаңыз. Әдепкі орын - сіздің үй каталогыңыз.

5 -қадам: Python бағдарламасын іске қосу

Сіздің бағдарлама сақталды және іске қосуға дайын. Raspberry Pi -де Python бағдарламасын іске қосудың екі түрлі әдісі бар. Екеуінен өтейік. Бағдарламаны іске қосу үшін біреуін таңдаңыз және сөйлесуді аяқтағаннан кейін скриншот алыңыз.

1) IDLE -ден іске қосыңыз

F5 пернесін басыңыз немесе құралдар тақтасына көтеріліп, Іске қосу> Модульді іске қосу түймешігін басыңыз. Python нәтижелерді қабық терезесінде басып шығарады. Бағдарламаны тоқтату үшін Ctrl+F6 пернелер тіркесімін басыңыз немесе Shell> Shell қайта іске қосыңыз.

2) Linux Shell -ден іске қосыңыз

Raspberry Pi -ге сақталған бағдарламалар Linux -тің барлық қуатты қабығынан жұмыс істей алады. Python бағдарламасын пәрмен жолынан іске қосу үшін сіздің бағдарламаңыз ағымдағы жұмыс каталогында болуы керек. LXTerminal сізді python автоматты түрде сақтайтын pi үй каталогынан бастайды, сондықтан сіз файлыңыз бар қалтада болуыңыз керек. Тексеру үшін теріңіз:

ls

Сіз сақталған city.py бағдарламасының тізімін көресіз.

Python бағдарламасының пәрмен жолы стилін іске қосу үшін python3 теріңіз және сценарий атыңызды теріңіз:

python3 city.py

Python 2 -де жазылған сценарий үшін python3 орнына python қолданасыз:

python nameOfScript.py

Бағдарламаның бірінші жолы сіздің атыңызды енгізуді күтеді. Ол соңғы print () функциясына жеткенше жоғарыдан төменге қарай орындалуын жалғастырады.

Python бағдарламасын тоқтату

Пәрмен жолында жұмыс істейтін Python бағдарламасын тоқтату үшін Ctrl + Z пернелер тіркесімін басыңыз.

6 -қадам: Python + Linux Shell

Python Raspberry Pi бағдарламалау үшін қолданылатын негізгі тіл болса да, кейде сіз қандай да бір нәрсені орындау үшін пәрмен жолы құралын немесе қосымшаны қолданғыңыз келеді. Сіз os деп аталатын модуль арқылы сүйікті пәрмендерді пайдалану үшін пәрмен жолы мен Python-ды біріктіре аласыз.

Модуль - бұл сіздің бағдарламаларыңызға функционалдылықты қосу үшін пайдалануға болатын алдын ала жазылған код жиынтығы. Сондай -ақ, модульді қолдану сізге күрделі заттарды қалай жазу керектігін анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, сіз Raspberry Pi көмегімен планеталарды бақылап, олардың орбиталарын зерттегіңіз келді делік. Күннің орнын анықтайтын күрделі математиканы білудің орнына, модульді* қолдануға болады.

OS пайдалану үшін алдымен оны импорттау қажет болады. Жалғастырыңыз және Python қабығында жүріңіз:

импорттау os

Linux қабығында орындалатын пәрменді айнымалыға жүктеңіз. Мұнда біз Raspbian-мен бірге келетін тестілік бейнені ойнату үшін omxplayer командалық жолдағы бейне ойнатқышын қолданамыз:

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

Linux shell командасын жіберу үшін os.system () пайдаланыңыз:

os.system (playVideo)

* Планеталарды бақылай алатын Python модулі бар, ол PyEphem деп аталады.

7 -қадам: суретке түсіру және Python көмегімен дыбысты ойнату

Пикамера

Осы уақытқа дейін сіз Raspistill көмегімен суреттер сериясын түсіру үшін командалық жол қосымшасын қолдандыңыз. Picamera деп аталатын Python модулі бар, оны пайдалануға болады, ол сонымен қатар соңғы фото стенд бағдарламасын құруға көмектесетін қосымша мүмкіндіктерге ие. Төмендегі қадамдар сіздің экранды қамтуы мүмкін, сондықтан процесті тоқтату үшін Ctrl + F6 теріңіз.

Python қабығын ашып, келесі жолдарды теріңіз:

пикамераны импорттау

камера = пикамера. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Өзіңізді немесе жұмыс үстеліңізді суретке түсіру үшін камераны орналастыруға көмектесу үшін тікелей қарауды пайдаланыңыз. Камераны алдын ала қарау экранның көп бөлігін алады. Алғашқы үш пәрменді қайталаңыз, содан кейін суретке түсіру мен сақтауға өтіңіз:

camera.capture ('testImage.jpg')

Жарықтық атрибуты арқылы камераның жарықтығын өзгертуге тырысыңыз. Ол 0 -ден 100 -ге дейінгі кез келген санға орнатылуы мүмкін және әдепкі бойынша 50. Оны басқа нөмірге орнатып көріңіз, содан кейін біріншісін ауыстыру үшін жаңа фотосурет түсіріңіз:

камера.жарықтық = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Picamera құжаттамасын қарау үшін біраз уақыт қажет екеніне көз жеткізіңіз.

OS модулін қолдану

Егер сіз Raspistill сияқты командалық жолды қолданғыңыз келсе, os модулін қолдана аласыз. Жұмыс процесін тоқтату және камераны Picamera -дан шығару үшін Cmd + F6 теріңіз. Содан кейін келесі пәрмендерді теріңіз:

импорттау os

takePhoto = «raspistill -o testImage.jpg»

os.system (takePhoto)

Pygame.mixer

Дыбыстық файлдарды ойнатудың қарапайым және сенімді әдісі - бұл Pygame. Pygame - бұл Raspbian -мен бірге жеткізілетін Python модульдерінің жиынтығы, сондықтан оны орнатудың қажеті жоқ.

Pygame танымал және көңілді, сондықтан оның айналасында көптеген қолдау мен даму бар. Мысалдар мен құжаттарды алу үшін веб -сайтты тексеруді ұмытпаңыз. Ойын жасау үшін қолданудан басқа, бұл дыбыстарды ойнатудың, кескіндерді көрсетудің және т.б. Дыбыстарды ойнату үшін pygame.mixer модуліндегі Sound объектісін пайдаланыңыз.

Python 3 аудармашысын ашып, келесі жолдарды теріңіз:

pygame.mixer импорттаңыз

pygame.mixer -ден Дыбысты импорттау

pygame.mixer.init ()

бас = дыбыс ('bass3.wav')

bass.play ()

8 -қадам: Python -ды IDLE -ден тыс пайдалану

Desktop EditorsIDLE - бұл Python бағдарламаларын жазудың тамаша тәсілі, бірақ оны қолданудың қажеті жоқ. Сіз Python бағдарламасын кез келген мәтіндік редактордың көмегімен жасай аласыз, егер ол соңында.py көмегімен сақталса. IDLE - жұмыс үстелі графикалық мәтіндік редакторының бір мысалы. Raspbian -мен бірге жеткізілетін тағы біреу Leafpad деп аталады. Жапырақ тақтасын аксессуарлар астындағы бастапқы мәзірден табуға болады.

Пәрмен жолының редакторы

Сізді Nano пәрмен жолының мәтіндік редакторымен таныстырды. Графикалық редактор сияқты, нано көмегімен сценарий құруға болады. Nano ашылғаннан кейін.py жұрнағы бар жаңа файлды сақтаңыз. Алдымен оны python файлы ретінде сақтау редактор терген кезде питон синтаксисін бөлектеуді қамтамасыз етеді.

. Py жұрнағы бар файл атауын сақтамас бұрын синтаксисті бөлектемей.

Синтаксисті бөлектеу арқылы.

Пәрмен жолынан Python аудармашысы

IDLE интерактивті Python аудармашысын қолдануға болатын жалғыз орын емес. Оны Linux қабығынан да шақыруға болады! Жай теріңіз:

python3

Немесе Python 2 аудармашысы үшін:

питон

Аудармашыдан шығу үшін Ctrl + D пернелер тіркесімін басыңыз немесе теріңіз:

шығу ()

9 -қадам: Бағдарламаның скриншоты

Python бағдарламалау қабілеттеріңізді көрсетіңіз! City.py бағдарламасы аяқталғаннан кейін скриншотты жүктеңіз және оны IDLE немесе Linux қабығынан іске қосқаныңызды айтыңыз.