8 встреча — Язык программирования Python (В. Ананьев)

8 встреча Smolensk Computer Science Club
Презентация Владислава Ананьева про язык программирования Python
ВКонтакте: http://vk.com/scsc8

Transcript

1. Очаровательный Python 1 Владислав Ананьев Смоленск, 2013 Smolensk Computer Science Club
2. import import this this Cpython PyPy Jython IronPython Stackless структурное функциональное Объектно- ориентированное аспектно- ориентированное императивное объектно-ориентированный кроссплатформенный императивный рефлективный функциональный аспектно-ориентированный мультипарадигменный динамическая типизация высокоуровневые структуры механизм обработки исключений поддержка многопоточных вычислений полная интроспекция Введение Guido van Rossum 2
3. Кому он нужен ? Кому он нужен ? IT — компании, использующие Python 3
4. О типах и структурах... О типах и структурах... объекты Python атомарные (int, long, complex) ссылочные изменяемые (mutable) неизменяемые (immutable) Типы и структуры Python str "Hello, world!" immutable [2:6], find(), replace(),split(), encode(), startswith() и т.п. list [1,2,3,4,5] mutable len(), in, not in, +, *, i[i] =m, append(x), count(x), extends, pop() dict {'a':1, 'b':2} mutable Len(), h1.update(h3), tuple (1,2,3,4,5) immutable count(), index() a,b,c,d,e = 1,2,3,4,5 t = 1,2,4 4
5. Базовый синтаксис Базовый синтаксис list = [1, 2, 3, 'Вася Пупкин', 5] dict = {'a':1, 'meaning':42} tuple = ('spam', 42, 1337) startWord = 'spam' meaningOfLife = 42 a, b = 2, 42 присваивание list = [1,2,3,4,5] for x in list: print x Цикл for tuple = ('a', 'b', 'c', 'd') if 'a' in tuple: print ' "a" in tuple' else: print ' "b" not in tuple' условие Базовый синтаксис L = [x**2 for x in range(10)] L1 = [x**2 for x in range(10) if x%2 != 0] List comprehensions s = [1,2,3,4,6] s1 = s[:] s2 = s[1:] s3 = s[:-2] # последние 2 элемента s4 = s[1:4:2] # элементы 1-4 с шагом 2 for i, x in enumerate(range(1,10,2)): print i, x Распаковка кортежа for (ip, port) in connections: if port < 1024: print 'Connected to %s on %s' % (ip, port) Цикл for со счетчиком i «Слайсирование» ingredients = ['bacon', 'sausages', 'spam', 'spam'] print 'Ingredients are: %s.' % ', '.join(ingredients) Вывод списка 5
6. Duck Typing Duck Typing «Если это выглядит как утка, плавает как утка и крякает как утка, то, вероятно, это утка». def IsMappingType(obj, require_set=False): if require_set and not hasattr(obj, '__setitem__'): return False if hasattr(obj, 'keys') and hasattr(obj, '__getitem__'): return True else: return False def IsSequenceType(obj, require_set=False): if require_set and not hasattr(obj, '__setitem__'): return False if (not hasattr(obj, 'keys')) and hasattr(obj, '__getitem__'): return True else: return False Утиная типизация list = [2,2,2,2,3] string = "Hello, i'm a simple strring" dict = {'a':1,'b':2,'c':3} print IsMappingType(dict, require_set=True) print IsSequenceType(list, require_set=True) print IsSequenceType(string) True True True f = open(filename) for char in f.read(): process(char) 6
7. try: import ololo except ImportError as e: print "cannot import rquired module, exception message is: %s" % e.message Исключения Исключения Исключения в Python try: import urllib except ImportError: import urllib2 try: f = open('somefile') s = f.readline() i = int(s.strip()) except IOError as e: print "Ошибка ввод/вывода", e except ValueError: print "Не удается преобразовать данные к целому типу" except: print "Внезапная неизвестная ошибка" raise 7
8. Функция в Python Функция в Python def dummyFunct(): pass def sumOfSquares(a, b): """calculates a sum of two squares""" return a**2 + b**2 docstring def gcd(a, b): """evaluates a gcd""" while a != 0: a,b = b%a,a return b Парное определение myGCD = gcd(1878, 689334) #6 print gcd.__doc__ # evaluate a gcd def spam(a, b, c = 0): return a + b + c c задан по умолчанию Функция в Python 8
9. Функция в Python. Position и keyword аргументы Position и keyword Position и keyword аргументы аргументы def calculateSumOfArgs(*args): sum = 0 for arg in args: sum += arg return sum print calculateSumOfArgs(42,444,555,666,32) position аргумент def listArgs(farg, *args): print "formal arg:", farg for arg in args: print "position arg:", arg listArgs (1,2,3,4) def listArgs(farg, *args): print "formal arg:", farg for i, arg in enumerate(args): print "position arg %i: %s" % (i, arg) listArgs (1,2,3,4) >>> formal arg: 1 another arg: 2 another arg: 3 another arg: 4 >>> formal arg: 1 position arg 0: 2 position arg 1: 3 position arg 2: 4 9
10. def generateInsertStatement(table, **kwargs): """Generates Database insert statement""" cols = [] vals = [] for col, val in kwargs.items(): cols.append(col.replace("'", r"\'")) vals.append("'%s'" % (str(val)).replace('"', r'\"')) cols = ", ".join(cols) vals = ", ".join(vals) return 'INSERT INTO %s(%s) VALUES(%s);' % ( table, cols, vals) keyword аргумент print generateInsertStatement("Person", name="John", surname= "Smith", career = "agent") params = {"name": "Thomas", "surname" :"Anderson", "career": "hacker"} print generateInsertStatement("workers", **params) >>> INSERT INTO Person(career, surname, name) VALUES('agent', 'Smith', 'John') INSERT INTO workers(career, surname, name) VALUES('hacker', 'Anderson', 'Thomas') Функция в Python. Position и keyword аргументы Position и keyword Position и keyword аргументы аргументы 10
11. Функция в Python — объект 1 класса Функция в Python — объект 1 класса Функция в Python — объект 1 класса def testSort(lst): if lst: return testSort([elem for elem in lst[1:] if elem<lst[0]]) + lst[0:1] + testSort([elem for elem in lst[1:] if elem>=lst[0]]) return [] - может быть сохранен в переменной или структурах данных - может быть передан в функцию как аргумент - может быть возвращен из функции как результат - может быть создан во время выполнения программы - внутренне самоидентифицируем (независим от именования) func = testSort lst = [1, 2, 33, 3, 4, 6, 7, 788, 9, 5, 33, 222] sortedList = func(lst) print sortedList >>> [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 33, 33, 222, 788] теперь func — функция сортировки 11
12. Передача функции в качестве аргумента Передача функции в качестве аргумента def fibRec(n): if n == 0: return 0 elif n < 3: return 1 return fibRec(n-1) + fibRec(n-2) def fibIter(n): a, b = 0, 1 for i in range(n): a, b = b, a + b return a Передача функции в качестве аргумента 12
13. Передача функции в качестве аргумента Передача функции в качестве аргумента import time def timeLogging(func, *args, **kwargs): t = time.time() ret = func(*args, **kwargs) print 'Calling: %s, returned %r elapsed time %f' % (func.__name__, res, time.time()-t) return ret функция-параметр timeLogging(fibRec, 45) timeLogging(fibIter, 45) передается сама функция, а не результат ее работы Передача функции в качестве аргумента >> Calling: fibRec, returned 102334155 elapsed time 28.392000 Calling: fibIter, returned 102334155 elapsed time 0.000120 13
14. Возврат функции в качестве результата Возврат функции в качестве результата def fSelector(selector): if selector < 0: def fSqr(x): return x * x return fSqr else: def fCube(x): return x * x * x return fCube def operate(L, function): res = [function (elem) for elem in L] return res L = [1, 2, 3, 100] print operate(L, fSelector(1)) >>> [1, 8, 27, 1000000] Возврат функции в качестве результата возврат самой функции 14
15. Определение функции с помощью lambda-выражения Определение функции с помощью lambda-выражения Функция в Python print (lambda x: x * x)(5) def fSelector(selector): if selector < 0: return lambda(x): x * x else: return lambda(x): x * x * x функцию можно вызвать сразу после определения def operate(L, function): res = [function (elem) for elem in L] return res >>> [1, 4, 9, 10000] L = [1, 2, 3, 100] print operate(L, fSelector(-1)) 15
16. Замыкание Замыкание Функция в Python. Замыкание def simpleClosure(targetMaker): def multilpier(arg): return targetMaker * arg return multilpier targetFunction = simpleClosure(10) print targetFunction(5) «захват» переменной targetMaker из внешнего контекста simpleClosure = lambda targetMaker: ( lambda arg: ( targetMaker * arg ) ) 16
17. Каррирование Каррирование Функция в Python. Каррирование def curryFunction( x ) : def summ( y ) : return x + y return summ print curryFunction(4)(2) curryFunction = lambda x: lambda y: x + y def processingFunction(x, y): return x + y def curryFunction(x): return lambda(y): processingFunction(x, y) curryFunction = lambda(x): lambda(y): processingFunction(x,y) print curryFunction(4)(2) 17
18. map, reduce, filter... map, reduce, filter... ФП в Python. Map, Reduce, Filter L1 = [1, 2, 3, 4, 5, 22, 2] L2 = [-2, 1, 3, 3, -6, 2, 33] L3 = [2, 3, 3, 4, 5, 6, 7] print map(lambda x, y, z : x + y + z, L1, L2, L3) L = [4 , 5, 5, 6, 8, 2, 1, 3] print reduce(lambda acml, val: acml * val, L, 1) listToFilter = [22, 55, 33, 2, 4, 12, 3, 4] print filter(lambda x: x % 2 == 0, listToFilter) ((((((((1 * 4) * 5) * 5) * 6) * 8) * 2) * 1) * 3) >>> [1, 6, 9, 11, 4, 30, 42] >>> 28800 >>> [22, 2, 4, 12, 4] 18
19. @ декораторы @ декораторы Декораторы Python import time def timeLogger(function): def decor(*args, **kwargs): t = time.time() res = function(*args, **kwargs) print u'Returned %r elapsed time %f' % (res, time.time()-t) return res return decor @timeLogger def factorial(n): return reduce(lambda x,y:x*y,[1]+range(1,n+1)) factorial(38) >>> Returned 523022617466601111760007224100074291200000000L elapsed time 0.000020 19
20. import threading class Thread(threading.Thread): def __init__(self, f): threading.Thread.__init__(self) self.run = f @ декораторы @ декораторы Декораторы Python @Thread def runOnOtherwiseThread(): # do something... # runOnOtherwiseThread.start() 20
21. Классы в Python Классы в Python ООП в Python. Классы class Dummy(object): """ This is the class example """ def __init__(self, arg): self._arg = arg def method(self, x): pass def _privatemethod(self, x): pass @staticmethod def static(arg1, arg2, *args, **kwargs): pass @classmethod def classmethod(cls, arg1, arg2, *args, **kwargs): pass конструктор метод приватный метод статический метод метод класса myinstance = Dummy(4) 21
22. Классы в Python Классы в Python ООП в Python. Классы class Employee(object): """ Common Employee """ empCount = 0 def __init__(self, id, name, salary): self.id = id self.name = name self._salary = salary Employee.empCount += 1 @property def salary(self): return self._salary @salary.setter def salary(self, value): self._salary = value @staticmethod def getCount(): return Employee.empCount def __str__(self): return u"id = " + unicode(self.id) + u", Name : " + unicode(self.name) + u", Salary: " + unicode(self.salary) emp1 = Employee(1, "Thomas Anderson", 250) emp1.salary = 1000 emp2 = Employee(2, "John Smith", 2500) print emp1 print emp2 print "Total Employee %d" % Employee.getCount() свойство вызов метода str вызов статического метода >>> id = 1, Name : Thomas Anderson, Salary: 1000 id = 2, Name : John Smith, Salary: 2500 Total Employee 2 22
23. Наследование Наследование ООП в Python. Наследование class Manager(Employee): def __init__(self, id, name, salary, inferiorsCount = 0): super(Manager, self).__init__(id, name, salary) self.__inferiorsCount = inferiorsCount inferiors = property(lambda self: self.__inferiorsCount) @inferiors.setter def inferiors(self, value): self.__inferiorsCount = value def __str__(self): return u"id = %d, Name : %s, Salary: %.2f and has %d inferiors" % (self.id, self.name, self.salary, self.inferiors) manager = Manager(3, "Trinity Ololo", 1150) manager.salary = 2000 manager.inferiors = 2 print manager print "Total Employee %d" % Employee.getCount() >>> id = 3, Name : Trinity Ololo, Salary: 2000.00 and has 2 inferiors Total Employee 3 23
24. Полиморфизм Полиморфизм class Parent(object): def whoAmI(self) : return 'parent' class Child(Parent): def whoAmI(self): return 'child' x = Parent() print x.whoAmI() y = Child() print y.whoAmI() y.__class__ = Parent print y.whoAmI() ООП в Python. Полиморфизм >>> parent child parent 24
25. class Abstract(object): def abstractMethod(self): raise NotImplementedError('Method is pure virtual') Абстрактные методы Абстрактные методы a = Abstract() a.abstractMethod() >>> raise NotImplementedError('Method is pure virtual') NotImplementedError: Method is pure virtual ООП в Python. Абстрактные методы 25
26. Итераторы Итераторы Итераторы Python list = [1, 2, 3] for i in list : print(i) it = iter(sequence) while True: try: value = it.next() except StopIteration: break print value 26
27. Итераторы Итераторы Итераторы Python class Reverse(object): def __init__(self, data): self.data = data self.index = len(data) def __iter__(self): return self def next(self): if self.index == 0: raise StopIteration self.index = self.index - 1 return self.data[self.index] rev = Reverse("Test") rev.next() # t rev.next() # s for x in Reverse("string"): print x возвращает ссылку на итерируемый объект возвращает ссылку на следующий элемент или StopIteration 27
28. Генераторы Генераторы Генераторы Python def gGenerator(): lst = range(20) for elem in lst: yield elem * elem generator = gGenerator() print generator <generator object gGenerator at 0x024BCB48> возвращает объект- генератор PEP 255 for sqm in generator: print sqm 28
29. Генераторы Генераторы Генераторы Python def aCube(n): return n * n * n def genMap(func, iterable): for item in iterable: yield func(item) def mymap(func, iterable): return list(genMap(func, iterable)) lst = [1,2,2,3,4] l = mymap(iterable=lst, func=aCube) def fibonacci(): a, b = 0, 1 while 1: yield a a, b = b, a + b 29
30. Класс — это объект Класс — это объект ООП в Python. Класс — это объект - можно присвоить переменной - можно скопировать - можно добавить к нему атрибут - можно передать функции в качестве аргумента class ObjectCreator(object): pass myObject = ObjectCreator() print myObject <<< <__main__.ObjectCreator object at 0x01EAC910> <class '__main__.ObjectCreator'> MyObject сам может создавать объекты (экземпляры), а значит сам является классом print type(myObject) 30
31. Динамическое создание класса Динамическое создание класса ООП в Python. Динамическое создание класса def classSelector(className): if className == 'spam': class Spam(object): pass return Spam else: class Sausage(object): pass return Sausage Selected = classSelector('spam') pieceOfSpam = Selected() >>> <class '__main__.Spam'> <__main__.Spam object at 0x01FCE5B0> возвращает сам класс, а не экземпляр 31
32. Динамическое создание класса Динамическое создание класса ООП в Python. Динамическое создание класса def echo(self): print self.attribute Spam = type('Spam', (), {'attribute': True, 'echo':echo}) spamObject = Spam() print spamObject spamObject.echo() >>> <__main__.Spam object at 0x020BE730> True 32
33. Метаклассы Метаклассы ООП в Python. Метаклассы Метакласс — это то, что создает объекты - классы class someClass(object): __metaclass__ = ... class Child(Base): pass Есть ли у класса Child атрибут __metaclass__ ? Есть ли у класса Base атрибут __metaclass__ ? true создание объекта - класса Child true создание объекта - класса Child Поиск __metaclass__ в модуле создание объекта - класса Child true Использование type() создание объекта - класса Child 33
34. Метаклассы Метаклассы ООП в Python. Метаклассы class Meta(type): def __new__(cls, name, bases, classDict): return super(Meta,cls).__new__(cls, name, bases, classDict) def getName(cls): return cls.__name__ def echo(self): print self.attribute spamClass = Meta('Spam', (), {'attribute': True, 'echo':echo}) spamObject = spamClass() print spamClass.getName() >>> Spam 34
35. class Singleton(object): obj = None def __new__(cls,*args,**kwargs): if cls.obj is None: cls.obj = object.__new__(cls,*args,**kwargs) return cls.obj Метаклассы Метаклассы ООП в Python. Метаклассы o1 = Singleton() o2 = Singleton() print o1 is o2 >>True 35
36. Пару слов о менеджерах контекста Пару слов о менеджерах контекста Менеджеры контекста with open("infile.txt", "r") as file: print file.read() # в случае исключения произойдет закрытие файла def __enter__(self): return self def __exit__(self, type, value, tb): self.stream.close() with DatabaseConnection() as mydbconn: # что-то делаем с БД 36
37. «Батарейки в комплекте» «Батарейки в комплекте» Matplotlib — визуализация данных двумерной (2D) и трехмерной (3D) графикой Django — фреймворк для веб-приложений PyBrain — библиотека для работы с нейронными сетями и ИИ NumPy — библиотека высокоуровневых математических функций SciPy — открытая библиотека высококачественных научных инструментов PyGame — набор модулей, предназначенный для написания компьютерных игр PyQt — набор «привязок» графического фреймворка Qt веб — urllib2, httplib, cookielib... алгоритмы — collections, re, difflib, itertools, queue, heap … ОC — windows , posix, argparse, macOS, logging.. тестирование и отладка — unittest, doctest, pdb, ipdb, hotshot... Модули и библиотеки Python 37
38. Редакторы / IDE Редакторы / IDE Редакторы и IDE для Python PyCharm $99 (30 days trial) PyScripter Free Sublime Text 2 $70/ Free Ninja IDE Opensource 38
39. Вопросы ? Вопросы ? 39