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Python進(jìn)階九大技能

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Python進(jìn)階九大技能

  Python是一種很棒的語(yǔ)言,語(yǔ)法簡(jiǎn)單,無(wú)需在代碼中搜索分號(hào)。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),Python是入門最簡(jiǎn)單的語(yǔ)言之一。
 
  Python有大量的庫(kù)支持,你還可以安裝其他庫(kù)來(lái)增加自己的編程經(jīng)驗(yàn)。
 
  學(xué)了一陣子之后,你可能會(huì)覺得:為如此簡(jiǎn)單的操作寫大量的代碼有些令人困惑。實(shí)際上,事情并沒有你想得那么糟。理解其背后的邏輯比寫幾行代碼更為重要。短代碼更好,但如果邏輯有問題,那么無(wú)論如何你的代碼都會(huì)有問題。隨著經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力的增長(zhǎng),最終你的代碼將會(huì)變得更短、更好。
 
  初學(xué)者與中級(jí)程序員
 
  那么,對(duì)于Python程序員而言,初學(xué)者和進(jìn)階者有什么區(qū)別呢?
 
  本文將重點(diǎn)介紹以下方面:
 
  解決問題和提出問題;XY問題;理解代碼為何起作用(或不起作用);使用字符串;使用列表;使用循環(huán);使用函數(shù)(并正確談?wù)摵瘮?shù));面向?qū)ο缶幊?;尊重PEP。解決問題和提出問題:程序員缺乏解決問題能力的話,代碼出色也是枉然。
 
  如果你解決問題的思維不夠發(fā)達(dá),可能就無(wú)法為你要解決的問題找到最佳的解決方案。編程不僅僅是編寫代碼,需要解決問題才能有機(jī)會(huì)出初學(xué)者行列。
 
  提出編程相關(guān)的問題也很重要。如果不經(jīng)嘗試,就讓別人解決你的問題,可能也會(huì)出局。這很難,但如果不嘗試自己解決問題,你將對(duì)解決方案一無(wú)所得。
 
  如果想要了解更多關(guān)于編程提問的技能,我另有一篇文章,鏈接如下(英文):How to Ask Questions About Programming:https://medium.com/better-programming/how-to-ask-questions-about-programming-dcd948fcd2bd。
 
  2. XY問題:
 
  “我需要從字符串中提取最后3個(gè)字符。”“不,你不需要。只需文件擴(kuò)展名。”
 
  XY問題很有趣。你有個(gè)X問題,當(dāng)你調(diào)用服務(wù)中心時(shí),會(huì)尋求Y問題的解決方案,以解決X問題。
 
  上面的案例就是極好的例子。如果想要文件名中的文件擴(kuò)展名,很容易假設(shè)你需要的是最后3個(gè)字母。
 
  如何寫代碼:
 
  def extract_ext(filename):return filename[-3:]print (extract_ext('photo_of_sasquatch.png'))>>> png好極了,現(xiàn)在換成photo_of_lochness.jpeg:
 
  用戶從一開始應(yīng)該會(huì)索要擴(kuò)展名,最后3個(gè)字母是Y問題,而X問題是我們想要擴(kuò)展名。
 
  def extract_ext(filename):return filename.split('.')[-1]print (extract_ext('photo_of_sasquatch.png'))print (extract_ext('photo_of_lochness.jpeg'))>>> png>>> jpeg成功了!
 
  你也可以使用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù) `os.path.splitext `,點(diǎn)擊這里查看:os.path.splitext:https://www.geeksforgeeks.org/python-os-path-splitext-method/。
 
  3. 理解代碼為何起作用(或不起作用):
 
  作為新手,你可能要花幾天來(lái)對(duì)付一小段代碼。如果這段代碼突然起作用了,你可能會(huì)感覺放心,然后繼續(xù)下一段代碼。這是最糟糕的事情之一。不理解原因只管運(yùn)行的做法,可能比不理解代碼的為什么不運(yùn)行更加危險(xiǎn)。
 
  不理解為何代碼不運(yùn)行的情況總會(huì)發(fā)生,當(dāng)進(jìn)行故障排除并搞清楚其原因時(shí),思考代碼不運(yùn)行的原因和最終使其運(yùn)行的因素非常重要。這次學(xué)到的知識(shí)會(huì)帶到下一個(gè)程序中。
 
  例如,如果多個(gè)縮進(jìn)級(jí)別的代碼中出現(xiàn)了縮進(jìn)錯(cuò)誤,可以嘗試隨機(jī)調(diào)整代碼塊,然后在最終運(yùn)行時(shí)為自己慶祝。
 
  切記,在大多數(shù)IDE中,可以折疊循環(huán)和if語(yǔ)句,從而更容易查看正在使用的部分。
 
  另一種辦法是將你的代碼通過 www.pythontutor.com可視化,就可以逐行查看代碼運(yùn)行的方式了。

 
  使用pythontutors執(zhí)行代碼
 
  4. 使用字符串:
 
  這部分內(nèi)容其實(shí)與字符串不完全相關(guān),與挖掘Python優(yōu)雅的庫(kù)有更大關(guān)系。
 
  我們很早就在Python中學(xué)過,字符串也可以看作是一串字符。你也可以使用索引訪問字符串中的字符。
 
  word='supergreat'print (f'{word[0]}')>>> sprint (f'{word[0:5]}')>>> super敏銳的學(xué)習(xí)者會(huì)查看`str`所提供的內(nèi)容,但也可以不查看 `str`文檔繼續(xù)編程。
 
  查看函數(shù)或過程文檔可以通過調(diào)用 `help(str)` 或者`dir(str)`來(lái)實(shí)現(xiàn)。執(zhí)行此操作時(shí),你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些并不知道的方法,也許你在查看`str`時(shí),找到有個(gè)名叫 `endswith` 的方法,或許能用在某處。

 
  下面是一些以兩種不同方式執(zhí)行相同操作的代碼案例,一種用到了我們才談過的拆分,還有一種用到了我們剛剛學(xué)到的 `endswith` :
 
  filenames=['lochness.png' , 'e.t.jpeg' , 'conspiracy_theories_CONFIRMED.zip']# 1: Using ENDSWITHfor files in filenames:if files.endswith('zip'):print(f'{files} is a zip file')else:print (f'{files} is NOT a zip file')# 2: Using SPLITfor files in filenames:if files.split('.')[-1]=='zip':print(f'{files} is a zip file (using split)')else:print (f'{files} is NOT a zip file (using split)')大多程序員是從來(lái)不會(huì)把所有文檔讀遍來(lái)學(xué)習(xí)全部?jī)?nèi)容的。作為一名程序員,部分工作就是要搜索如何解決問題的信息。 
 
  5. 使用列表:
 
  列表很棒,用途也很廣泛。
 
  下面的案例中,我們將整數(shù)和字符串混合在了一起:
 
  my_list=['a' , 'b' , 'n' , 'x' , 1 , 2 , 3, 'a' , 'n' , 'b']for item in my_list:print (f'current item: {item}, Type: {type(item)}')

 
  注意我們是怎么將字符串和整數(shù)混合在一起的,如果嘗試對(duì)其排序,就會(huì)報(bào)錯(cuò):
 
  print (my_list.sort)

 
  如果我們想把整數(shù)與字母分開要怎么做?一種方式是通過循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn),我們可以遍歷列表中的所有項(xiàng)目。初學(xué)者很早就會(huì)使用循環(huán)了,循環(huán)對(duì)于編程也很重要。
 
  代碼可能是下面這樣的:
 
  my_list=['a' , 'b' , 'n' , 'x' , 1 , 2 , 3 , 'a' , 33.3 , 'n' , 'b']number_list=string_list=for item in my_list:print (f'current item: {item}, Type: {type(item)}')if not isinstance(item,str):number_list.append(item)else:string_list.append(item)my_list=string_list即便有些混亂,這也是一種有效的方式,可以運(yùn)行,不過經(jīng)過重構(gòu)可以用單行來(lái)表示!
 
  如果想要生活多些樂趣,請(qǐng)學(xué)習(xí)Python的列表解析式,下面是同樣問題通過列表解析式得出的:
 
  my_list=[letter for letter in my_list if isinstance(letter,str)]就是這樣!
 
  還沒結(jié)束!使用過濾器也可以獲得同樣的結(jié)果:
 
  def get_numbers(input_char):if not isinstance(input_char,str):return Truereturn Falsemy_list=[1,2,3,'a','b','c']check_list=filter(get_numbers, my_list)for items in check_list:print(items)

 
  現(xiàn)在你可能明白了,實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)果有很多方法,你必須找出適合你或你團(tuán)隊(duì)的那個(gè)。
 
  額外知識(shí)點(diǎn)
 
  反向列表(或字符串): names=['First' , 'Middle' , 'Last']print(names[::-1])>>> ['Last', 'Middle', 'First']在列表中加入元素:names=['First' , 'Middle' , 'Last']full_name=' '.join(names)print(f'Full Name: {full_name}')>>> First Middle Last6. 使用循環(huán):是否在Python中見過這樣的代碼?
 
  greek_gods=['Zeus' , 'Hera' , 'Poseidon' , 'Apollo' , 'Bob']for index in range(0,len(greek_gods)):print (f'at index {index} , we have : {greek_gods[index]}')你可能發(fā)現(xiàn)了,它來(lái)自其他語(yǔ)言,這不是Python的風(fēng)格。在Python中,你可以使用for-each循環(huán):
 
  for name in greek_gods:print (f'Greek God: {name}')你很快就能發(fā)現(xiàn),這里我們不包含索引。如果想用索引打印要怎么做?在Python中,你可以使用枚舉(enumerate參數(shù)),這是一種訪問所需內(nèi)容的絕佳方案。
 
  for index, name in enumerate(greek_gods):print (f'at index {index} , we have : {name}')

 
  7. 使用函數(shù)(并正確談?wù)摵瘮?shù)):
 
  我在從事動(dòng)畫工作時(shí),總是說(shuō)如果同一個(gè)操作重復(fù)5次,就應(yīng)該考慮是否需要寫個(gè)程序。有些時(shí)候花上兩周開發(fā)一款工具可以節(jié)省你六個(gè)禮拜的工作時(shí)間。
 
  編寫代碼時(shí),如果發(fā)現(xiàn)同一動(dòng)作執(zhí)行了不止一次,應(yīng)該考慮這是過程還是函數(shù),還不只是寫寫代碼。函數(shù)會(huì)返回內(nèi)容,過程則只是運(yùn)行代碼,第一個(gè)案例是個(gè)過程,第二個(gè)是函數(shù)。
 
  這樣說(shuō)可能會(huì)令人困惑,下面是其工作原理的示意圖: 
 
  注意print和return的差異,看起來(lái)也許很相似,但如果你查看輸出結(jié)果,函數(shù)只會(huì)返回發(fā)送的名稱。
 
  下一個(gè)要了解的語(yǔ)法是parameters和arguments,在過程或函數(shù)中定義時(shí)(紅色部分)被稱為形參(parameters),當(dāng)發(fā)送名稱到過程或函數(shù)中(綠色部分)時(shí)就叫實(shí)參(arguments)了。
 
  下面是些案例:
 
  案例1
 
  def print_list(input_list):for each in input_list:print(f'{each}')print #just to separate outputgreek_gods=['Zeus' , 'Hera' , 'Poseidon' , 'Apollo' , 'Bob']grocery_list=['Apples' , 'Milk' , 'Bread']print_list(greek_gods)print_list(grocery_list)print_list(['a' , 'b' , 'c'])

 
  無(wú)需把循環(huán)寫上3次,只需在過程中寫上一次,然后在需要時(shí)調(diào)用即可。在案例2中,你可以發(fā)現(xiàn)代碼是如何返回反向列表的。
 
  案例2
 
  def reverse_list(list_input):return list_input[::-1]my_list=['a', 'b' , 'c']print (reverse_list(my_list))>>> ['c', 'b', 'a']8.面向?qū)ο缶幊?/div>
 
  Python是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言,其強(qiáng)大之處在于對(duì)象。將對(duì)象視為藍(lán)圖,如果使用藍(lán)圖,你可以創(chuàng)建該藍(lán)圖的實(shí)例。也就是說(shuō),你可以創(chuàng)建需要的多個(gè)藍(lán)圖實(shí)例,但不會(huì)損毀你使用的藍(lán)圖。
 
  面向?qū)ο缶幊蹋∣OP)是一個(gè)龐大的話題,因此我們不會(huì)在本節(jié)中涵蓋所有你需要了解的內(nèi)容,但可以通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的示例幫你入門。
 
  如果你之前讀過面向?qū)ο缶幊痰南嚓P(guān)內(nèi)容,可能已經(jīng)厭倦了學(xué)生(student)類,但我們又來(lái)了。從定義一個(gè)名為student的類開始,student會(huì)擁有一個(gè)名稱和一個(gè)subject_list:
 
  class Student:def __init__(self,name):self._name=nameself._subject_list=如果想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)student,可以像這樣將其分配給變量:student1=Student('Martin Aaberge')如果需要更多student,可以使用同一個(gè)類并添加另外的姓名:student2=Student('Ninja Henderson')`student1`和`student2`都是student類的實(shí)例,它們共享同一個(gè)藍(lán)圖,但彼此之間并無(wú)關(guān)系。此時(shí),我們對(duì)學(xué)生們能做的不多,但我們確實(shí)增加了一個(gè)主題列表。要填充此列表,我們需要?jiǎng)?chuàng)建方法,你可以調(diào)用方法來(lái)實(shí)現(xiàn)與該類實(shí)例的交互。
 
  我們更新:
 
  class Student:def __init__(self,name):self._name=nameself._subject_list=def add_subject(self, subject_name):self._subject_list.append(subject_name)def get_student_data(self):print (f'Student: {self._name} is assigned to:')for subject in self._subject_list:print (f'{subject}')print這個(gè)類可以用于創(chuàng)建、編輯學(xué)生信息,并獲取我們存在其中的信息:
 
  #create students:student1=Student('Martin Aaberge')student2=Student('Heidi Hummelvold')#add subjects to student1student1.add_subject('psychology_101')student1.add_subject('it_security_101')#add subject to student2student2.add_subject('leadership_101')#print current data on studentsstudent1.get_student_datastudent2.get_student_data將類保存在單獨(dú)的文件中并導(dǎo)入主代碼的操作很常見,在我們的案例中,我們會(huì)在student.py文件中創(chuàng)建一個(gè)`student`類,并將其導(dǎo)入我們的main.py文件(本案例中,它們都位于同一個(gè)文件夾中)。
 
  from student import Studentstudent1=Student('Martin')student1.add_subject('biomechanics_2020')student1.get_student_data

 
  student類和main.py在使用它 
 
  9.尊重PEP
 
  我們經(jīng)??吹饺藗?cè)趯慞ython代碼時(shí)并不尊重PEP(Python增強(qiáng)提案:Python Enhancement Proposals),但我自己會(huì)尊重。
 
  當(dāng)你在開發(fā)環(huán)境中工作時(shí),遵守標(biāo)準(zhǔn)非常重要——如果不是PEP標(biāo)準(zhǔn),也至少要遵守公司的標(biāo)準(zhǔn)。
 
  PEP是代碼的一組準(zhǔn)則,下面是PEP-8的鏈接(https://www.python.org/dev/peps/pep-0008/),讀起來(lái)很棒。請(qǐng)確保你通讀過一次,了解大概內(nèi)容。一個(gè)典型的案例是`snake_case`,Python是以`snake_case`來(lái)寫的,這代表著我們用下劃線來(lái)區(qū)分詞組,即便大學(xué)里也會(huì)犯錯(cuò),因此別難過,只要?jiǎng)e這樣做就行了。
 
  這樣寫是對(duì)的: 
 
  chocolate_cake='yummy'這樣是錯(cuò)的:
 
  chocolateCake='Yummy'
 
  結(jié)論
 
  入門是了不起的體驗(yàn),需要艱苦鉆研,但你的學(xué)習(xí)曲線急遽上升,用新的經(jīng)驗(yàn)填滿你。