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Python 手册

2013年09月16日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8686字 ⁄ 字号 评论关闭

前言

 前言

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概要:

Python 是一种容易学习的强大语言。它包括了高效的高级数据结构,提供了一个简单但很有有效的方式以便进行面向对象编程。Python 优雅的语法,动态数据类型,以及它的解释器,使其成为了大多数平台上应用于各领域理想的脚本语言以及开发环境。

Python解释器及其扩展标准库的源码和编译版本可以从PythonWeb站点http://www.python.org/及其所有镜像站上免费获得,并且可以自由发布。该站点上也提供了Python的一些第三方模块,程序,工具,以及附加的文档。

Python的解释器很容易通过CC++(或者其它可以由C来调用的语言)来实现功能和数据结构的扩展。因些Python 也很适于做为定制应用的一种扩展语言。

这个手册介绍了一些Python语言及其系统的基本知识与根念。这有助于对Python有一个基本的认识,当然所有的例子都包括在里面了,所以这本手册很适合离线阅读。

需要有关标准对象和模块的详细介绍的话,请查询Python 程序库参考手册 文档。Python 参考手册 提供了更多的关于语言方面的正式说明。需要编写CC++扩展,请阅读 Python 解释器的扩展和集成 以及Python/C API 参考手册。这几本书涵盖了各个深度上的Python知识。

本手册不会涵盖Python的所有功能,也不会去解释所用到的所有相关的知识。相反,它介绍了许多Python中最引人注目的功能,这会对读者掌握这门语言的风格大有帮助。读过它后,你应该可以阅读和编写Python模块和程序了,接下来你可以从Python 库参考手册中进一步学习Python复杂多变的库和模块了。

1. 开胃菜

2. 使用Python解释器 
2.1
调用解释器

通常Python的解释器被安装在目标机器的 /usr/local/bin/python 目录下;把 /usr/local/bin 目录放进你的UNIX Shell 的搜索路径里,确保它可以通过输入 python来启动。因为安装路径是可选的,所以也有可能安装在其它位置,你可以与安装Python的用户或系统管理员联系。(例如,/usr/local/python就是一个很常见的选择) 输入一个文件结束符(UNIX上是Ctrl+DWindwos上是Ctrl+Z)解释器会以0值退出(就是说,没有什么错误,正常退出--译者)。如果这没有起作用,你可以输入以下命令退出:import sys; sys.exit()

解释器的行编辑功能并不很复杂。装在Unix上的解释器可能会有GNU readline 库支持,这样就可以额外得到精巧的交互编辑和历史记录功能。可能检查命令行编辑器支持能力最方便的方式是在主提示符下输入Ctrl+P。如果有嘟嘟声(计算机扬声器),说明你可以使用命令行编辑功能,从附录 A 可以查到快捷键的介绍。如果什么也没有发声,或者P显示了出来,说明命令行编辑功能不可用,你只有用退格键删掉输入的命令了。

解释器的操作有些像Unix Shell:使用终端设备做为标准输入来调用它时,解释器交互的解读和执行命令,通过文件名参数或以文件做为标准输入设备时,它从文件中解读并执行脚本

启动解释器的第三个方法是“python -c command [arg] ...,这种方法可以在命令行中直接执行语句,等同于Shell-c选项。因为Python语句通常会包括空格之类的特殊字符,所以最好把整个语句用双引号包起来。

注意“python file和“python <file是有区别的。对于后一种情况,程序中类似于调用 input() raw_input()这样的输入请求,来自于确定的文件。因为在解析器开始执行之前,文件已经完全读入,所以程序指向文件尾。在前一种情况(这通常是你需要的)它们从来自于任何联接到Python解释器的标准输入,无论它们是文件还是其它设备。

使用脚本文件时,经常会运行脚本然后进入交互模式。这也可以通过在脚本之前加上-i参数来实现。(如果脚本来自标准输入,就不能这样运行,与前一段提到的原因一样。) 
2.1.1
参数传递

调用解释器时,脚本名和附加参数之传入一个名为sys.argv的字符串列表。没有脚本和参数时,它至少也有一个元素:sys.argv[0]此时为空字符串。脚本名指定为‘ - ’(表示标准输入)时,sys.argv[0]被设置为‘ - ’,使用 -c 指令时,sys.argv[0]被设定为‘ -c ’-c 命令之后的参数不会被 Python 解释器的选项处理机制所截获,而是留在sys.argv 中,供脚本命令操作。 
2.1.2
交互模式

tty读取命令时,我们称解释器工作于交互模式。这种模式下它根据主提示符来执行,主提示符通常标识为三个大于号(“>>> ”);继续的部分被称为从属提示符,由三个点标识(“... )。在第一行之前,解释器打印欢迎信息、版本号和授权提示:

python
Python 2.3 (#1, Jul 30 2003, 23:22:59)
[GCC 3.2 20020927 (prerelease)] on cygwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

输入多行结构时需要从属提示符了,例如,下面这个 if 语句:

>>> the_world_is_flat = 1
>>> if the_world_is_flat:
...     print "Be careful not to fall off!"
... 
Be careful not to fall off!  
2.2
解释器及其环境  
2.2.1
错误处理

有错误发生时,解释器打印一个错误信息和栈跟踪(监视)器?。交互模式下,它返回主提示符,如果从文件输入执行,它在打印栈跟踪器后以非零状态退出。(异常可以由try语句中的except子句来控制,这样就不会出现上文中的错误信息)有一些非常致命的错误会导致非零状态下退出,这由通常由内部矛盾和内存溢出造成。所有的错误信息都写入标准错误流;命令中执行的普通输出写入标准输出。

在主提示符或附属提示符输入中断符(通常是Control-C or DEL)就会取消当前输入,回到主命令行。2.1执行命令时输入一个中断符会抛出一个 KeyboardInterrupt 异常,它可以被try截获。

2.2.2 执行Python脚本

BSD系统中,Python脚本可以像Shell脚本那样直接执行,只要在脚本文件开头写一行命令,指定文件和模式:

#! /usr/bin/env python

(将用户路径通知解释器) “#!”必须是文件的前两个字符,在某些平台上,第一行必须以Unix风格的行结束符(“/n)结束,不能用Mac(“/r)或Windows(“/r/n)的结束符。注意,“#”Python中是行注释的起始符。

脚本可以通过 chmod 命令指定执行模式和许可权。

$ chmod +x myscript.py

2.2.3 源程序编码

Python的源文件可以通过编码使用 ASCII 以外的字符集。 最好的做法是在 #! 行后面用一个特殊的注释行来定义字符集。

# -*- coding: iso-8859-1 -*-

根据这个声明,Python会将文件中的字符尽可能的从指定的编码转为Unicode,在本例中,这个字符集是 iso-8859-1 。在 Python 库参考手册 中可以找到可用的编码列表(根据我的实验,中文似乎只能用cp-936utf-8,不直接支持GBGBKGB-18030ISO-10646--译者注)。

如果你的文件编辑器支持UTF-8格式,并且可以保存UTF-8标记(aka BOM - Byte Order Mark),你可以用这个来代替编码声明(看来至少Jext还不支持这样做,而Vim,我还没找到它的编码设置在哪里,还是老老实实的用注释行指定源代码的编码吧--译者注)。IDLE可以通过设定Options/General/Default Source Encoding/UTF-8 来支持它。需要注意的是旧版Python不支持这个标记(Python 2.2或更早的版本),也同样不能使操作系统支持#!文件。

使用UTF-8内码(无论是用标记还是编码声明),我们可以在字符串和注释中使用世界上的大部分语言。标识符中不能使用非 ASCII 字符集。为了正确显示所有的字符,你一定要在编辑器中将文件保存为UTF-8格式,而且要使用支持文件中所有字符的字体。

 
2.2.4
交互式环境的启动文件

使用Python解释器的时候,我们可能需要在每次解释器启动时执行一些命令。你可以在一个文件中包含你想要执行的命令,设定一个名为PYTHONSTARTUP 的环境变量来指定这个文件。这类似于Unix shell.profile文件。

这个文件在交互会话期是只读的,当Python从脚本中解读文件或以终端做为外部命令源时则不会如此(尽管它们的行为很像是处在交互会话期。)它与解释器执行的命令处在同一个命名空间,所以由它定义或引用的一切可以在解释器中不受限制的使用。你也可以在这个文件中改变sys.ps1sys.ps2指令。

如果你想要在当前目录中执行附加的启动文件,你可以在全局启动文件中加入类似以下的代码:“if os.path.isfile('.pythonrc.py'): execfile('.pythonrc.py')” 如果你想要在某个脚本中使用启动文件,必须要在脚本中写入这样的语句:

import os
filename = os.environ.get('PYTHONSTARTUP')
if filename and os.path.isfile(filename):
    execfile(filename)


脚注

... 注:2.1
GNU readline包的一个错误可能会造成无法正常工作。
3. Python的非正式介绍

在后面的例子中,区分输入和输出的方法是看是否有提示符(“>>和“.. ):想要重复这些例子的话,你就要在提示符显示后输入所有的一切;没有以提示符开始的行,是解释器输出的信息。需要注意的是示例中的从属提示符用于多行命令的结束,它表示你需要输入一个空行。

本手册中的很多示例都包括注释,甚至有一些在交互提示符中折行。Python中的注释以符号“#”起始,一直到当前行的结尾。注释可能出现在一行的开始,也可能跟在空格或程序代码之后,但不会出现在字符串中,字符串中的#号只代表#号。

示例:

# this is the first comment
SPAM = 1                 # and this is the second comment
                         # ... and now a third!
STRING = "# This is not a comment."

 
3.1
初步认识Python

让我们试验一些简单的Python命令。启动解释器然后等待主提示符“>>出现(这用不了太久)。

 
3.1.1
数值

解释器的行为就像是一个计算器。你可以向它输入一个表达式,它会返回结果。表达式的语法简明易懂:+-*/和大多数语言中的用法一样(比如CPascal),括号用于分组。例如:

>>> 2+2
4
>>> # This is a comment
... 2+2
4
>>> 2+2  # and a comment on the same line as code
4
>>> (50-5*6)/4
5
>>> # Integer division returns the floor:
... 7/3
2
>>> 7/-3
-3

c一样,等号(“=”)用于给变量赋值。被分配的值是只读的。

>>> width = 20
>>> height = 5*9
>>> width * height
900

同一个值可以同时赋给几个变量:

>>> x = y = z = 0  # Zero x, y and z
>>> x
0
>>> y
0
>>> z
0

Python完全支持浮点数,不同类型的操作数混在一起时,操作符会把整型转化为浮点数。

>>> 3 * 3.75 / 1.5
7.5
>>> 7.0 / 2
3.5

复数也同样得到了支持,虚部由一个后缀“j”或者“J”来表示。带有非零实部的复数记为“(real+imagj),或者也可以通过“complex(real, imag)函数创建。

>>> 1j * 1J
(-1+0j)
>>> 1j * complex(0,1)
(-1+0j)
>>> 3+1j*3
(3+3j)
>>> (3+1j)*3
(9+3j)
>>> (1+2j)/(1+1j)
(1.5+0.5j)

复数总是由实部和虚部两部分浮点数来表示。可能从 z.real z.imag 得到复数z的实部和虚部。

>>> a=1.5+0.5j
>>> a.real
1.5
>>> a.imag
0.5

用于向浮点数和整型转化的函数(float(), int() long())不能对复数起作用--没有什么方法可以将复数转化为实数。可以使用abs(z)取得它的模,也可以通过z.real得到它的实部。

>>> a=3.0+4.0j
>>> float(a)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
TypeError: can't convert complex to float; use e.g. abs(z)
>>> a.real
3.0
>>> a.imag
4.0
>>> abs(a)  # sqrt(a.real**2 + a.imag**2)
5.0
>>>

交互模式下,最近一次表达式输出保存在_变量中。这意味着把Python当做桌面计算器使用时,它可以更容易的进行连续计算,例如:

>>> tax = 12.5 / 100
>>> price = 100.50
>>> price * tax
12.5625
>>> price + _
113.0625
>>> round(_, 2)
113.06
>>>

这个变量对于用户来说是只读的。不要试图去给它赋值--由于Python的语法效果,你只会创建一个同名的局部变量覆盖它。

 
3.1.2
字符串

除了数值,Python还可以通过几种不同的方法操作字符串。字符串用单引号或双引号标识:

>>> 'spam eggs'
'spam eggs'
>>> 'doesn/'t'
"doesn't"
>>> "doesn't"
"doesn't"
>>> '"Yes," he said.'
'"Yes," he said.'
>>> "/"Yes,/" he said."
'"Yes," he said.'
>>> '"Isn/'t," she said.'
'"Isn/'t," she said.'

字符串可以通过几种方式分行。可以在行加反斜杠做为继续符,这表示下一行是当前行的逻辑沿续。

hello = "This is a rather long string containing/n/
several lines of text just as you would do in C./n/
    Note that whitespace at the beginning of the line is/
 significant."

print hello

注意换行用 /n 来表示;反斜杠后面的新行标识(newline,缩写“n”)会转换为换行符,示例会按如下格式打印:

This is a rather long string containing
several lines of text just as you would do in C.
    Note that whitespace at the beginning of the line is significant.

然而,如果我们创建一个“raw”行,/n序列就不会转为换行,示例源码最后的反斜杠和换行符n都会做为字符串中的数据处理。如下所示:

hello = r"This is a rather long string containing/n/
several lines of text much as you would do in C."

print hello

会打印为:

This is a rather long string containing/n/
several lines of text much as you would do in C.

或者,字符串可以用一对三重引号”””或'''来标识。三重引号中的字符串在行尾不需要换行标记,所有的格式都会包括在字符串中。

print """
Usage: thingy [OPTIONS] 
     -h                        Display this usage message
     -H hostname               Hostname to connect to
"""

produces the following output:

Usage: thingy [OPTIONS] 
     -h                        Display this usage message
     -H hostname               Hostname to connect to

解释器打印出来的字符串与它们输入的形式完全相同:内部的引号,用反斜杠标识的引号和各种怪字符,都精确的显示出来。如果字符串中包含单引号,不包含双引号,可以用双引号引用它,反之可以用单引号。(后面介绍的print语句,可以可以用来写没有引号和反斜杠的字符串)。

字符串可以用+号联接(或者说粘合),也可以用*号循环。

>>> word = 'Help' + 'A'
>>> word
'HelpA'
>>> '<' + word*5 + '>'
'<HelpAHelpAHelpAHelpAHelpA>'

两个字符串值之间的联接是自动的,上例第一行可以写成“word = 'Help' 'A'这种方式只对字符串值有效,任何字符串表达式都不适用这种方法。

>>> import string
>>> 'str' 'ing'                   #  <-  This is ok
'string'
>>> string.strip('str') + 'ing'   #  <-  This is ok
'string'
>>> string.strip('str') 'ing'     #  <-  This is invalid
  File "<stdin>", line 1, in ?
    string.strip('str') 'ing'
                            ^
SyntaxError: invalid syntax

字符串可以用下标(索引)查询;就像C一样,字符串的第一个字符下标是0。这里没有独立的字符类型,字符仅仅是大小为一的字符串。就像在Icon中那样,字符串的子串可以通过切片标志来表示:两个由冒号隔开的索引。

>>> word[4]
'A'
>>> word[0:2]
'He'

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