& & 现在学术界越来越多人使用Python 语言取代Matlab 作为研究的主要程序编写工具。python语言看似有点类似matlab语言，对于习惯Matlab 的使用者来说，转换到Python语言应该并不困难，但是有些关键要注意的地方，也就是这两种语言的差别。掌握了两种语言的差别，我想从matlab过度到python也就不困难了。这里不考虑class（类）的情况下，讨论下两种语言基本语法上的一些差异。& & 1、第一个差异点在于Python 的index 起始值是从0 开始，而matlab是从1开始，Python 还有负号的index。多了负号的index 让Python 在撰写程序上又多了一些弹性。因为起始值从零开始，所以Python 的index 是落在数据与数据之间，而不是落在数据之上。例如，A = range(5), 得到A = [0,1,2,3,4]。这时，A[1:2]的答案是[1] 而不是[1,2]，这点和Matlab 的习惯非常不同。& & 2、再
您对本文章有什么意见或着疑问吗？请到您的关注和建议是我们前行的参考和动力&&python学习（7）
为什么使用Python
&&& 假设我们有这么一项任务:简单测试局域网中的电脑是否连通.这些电脑的ip范围从192.168.0.101到192.168.0.200.&&&
&&& 思路:用shell编程.(Linux通常是bash而Windows是批处理脚本).例如,在Windows上用ping ip 的命令依次测试各个机器并得到控制台输出.由于ping通的时候控制台文本通常是&Reply from ... & 而不通的时候文本是&time out ... & ,所以,在结果中进行字符串查找,即可知道该机器是否连通.
&&& 实现:Java代码如下:
String&cmd=&cmd.exe&ping&&;
String&ipprefix=&192.168.10.&;
int&begin=101;
int&end=200;
Process&p=null;
for(int&i=i&i++){
&&&&&p=&Runtime.getRuntime().exec(cmd+i);
&&&&&String&line&=&null;
&&&&&BufferedReader&reader&=&new&BufferedReader(new&InputStreamReader(p.getInputStream()));
&&&&&while((line&=&reader.readLine())&!=&null)
&&&&&&&&&//Handling&line&,&may&logs&it.&
&&&&reader.close();
&&&&p.destroy();
&&& 这段代码运行得很好,问题是为了运行这段代码,你还需要做一些额外的工作.这些额外的工作包括:
编写一个类文件编写一个main方法将之编译成字节代码由于字节代码不能直接运行,你需要再写个小小的bat或者bash脚本来运行.
&&& 当然,用C/C++同样能完成这项工作.但C/C++不是跨平台语言.在这个足够简单的例子中也许看不出C/C++和Java实现的区别,但在一些更为复杂的场景,比如要将连通与否的信息记录到网络数据库.由于Linux和Windows的网络接口实现方式不同,你不得不写两个函数的版本.用Java就没有这样的顾虑.
&&& 同样的工作用Python实现如下:
import&subprocess
cmd=&cmd.exe&
while&begin&end:
&&&&p=subprocess.Popen(cmd,shell=True,stdout=subprocess.PIPE,
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&stdin=subprocess.PIPE,
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&stderr=subprocess.PIPE)
&&&&p.stdin.write(&ping&192.168.1.&+str(begin)+&\n&)
&&&&p.stdin.close()
&&&&p.wait()
&&&&print&&execution&result:&%s&%p.stdout.read()
&&& 对比Java,Python的实现更为简洁,你编写的时间更快.你不需要写main函数,并且这个程序保存之后可以直接运行.另外,和Java一样,Python也是跨平台的.
&&& 有经验的C/Java程序员可能会争论说用C/Java写会比Python写得快.这个观点见仁见智.我的想法是当你同时掌握Java和Python之后,你会发现用Python写这类程序的速度会比Java快上许多.例如操作本地文件时你仅需要一行代码而不需要Java的许多流包装类.各种语言有其天然的适合的应用范围.用Python处理一些简短程序类似与操作系统的交互编程工作最省时省力.
Python应用场合
&&& 足够简单的任务,例如一些shell编程.如果你喜欢用Python设计大型商业网站或者设计复杂的游戏,悉听尊便.
2 快速入门
2.1 Hello world
&&& 安装完Python之后(我本机的版本是2.5.4),打开IDLE(Python GUI) , 该程序是Python语言解释器,你写的语句能够立即运行.我们写下一句著名的程序语句:
print&&Hello,world!&
&&& 并按回车.你就能看到这句被K&R引入到程序世界的名言.
&&& 在解释器中选择&File&--&New Window& 或快捷键 Ctrl+N , 打开一个新的编辑器.写下如下语句:
print&&Hello,world!&
raw_input(&Press&enter&key&to&close&this&window&);
&&& 保存为a.py文件.按F5,你就可以看到程序的运行结果了.这是Python的第二种运行方式.
&&& 找到你保存的a.py文件,双击.也可以看到程序结果.Python的程序能够直接运行,对比Java,这是一个优势.
2.2 国际化支持
&&& 我们换一种方式来问候世界.新建一个编辑器并写如下代码:
print&&欢迎来到奥运中国!&
raw_input(&Press&enter&key&to&close&this&window&);
&&& 在你保存代码的时候,Python会提示你是否改变文件的字符集,结果如下:
# -*- coding: cp936 -*-&
print&&欢迎来到奥运中国!&
raw_input(&Press&enter&key&to&close&this&window&);
&&& 将该字符集改为我们更熟悉的形式:
# -*- coding: GBK -*-&
print&&欢迎来到奥运中国!&
# 使用中文的例子
raw_input(&Press&enter&key&to&close&this&window&);
&&& 程序一样运行良好.
2.3 方便易用的计算器
&&& 用微软附带的计算器来计数实在太麻烦了.打开Python解释器,直接进行计算:
print&(a+b+c)/c
2.4 字符串,ASCII和UNICODE
&&& 可以如下打印出预定义输出格式的字符串:
Usage:&thingy&[OPTIONS]
&&&&&-h&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&Display&this&usage&message
&&&&&-H&hostname&&&&&&&&&&&&&&&Hostname&to&connect&to
&&& 字符串是怎么访问的?请看这个例子:
word=&abcdefg&
print&&a&is:&&+a
b=word[1:3]
print&&b&is:&&+b&#&index&1&and&2&elements&of&word.
c=word[:2]
print&&c&is:&&+c&#&index&0&and&1&elements&of&word.
d=word[0:]
print&&d&is:&&+d&#&All&elements&of&word.
e=word[:2]+word[2:]
print&&e&is:&&+e&#&All&elements&of&word.
f=word[-1]
print&&f&is:&&+f&#&The&last&elements&of&word.
g=word[-4:-2]
print&&g&is:&&+g&#&index&3&and&4&elements&of&word.
h=word[-2:]
print&&h&is:&&+h&#&The&last&two&elements.
i=word[:-2]
print&&i&is:&&+i&#&Everything&except&the&last&two&characters
l=len(word)
print&&Length&of&word&is:&&+&str(l)
&&& 请注意ASCII和UNICODE字符串的区别:
print&&Input&your&Chinese&name:&
s=raw_input(&Press&enter&to&be&continued&);
print&&Your&name&is&&:&&&+s;
print&&Length&of&your&Chinese&name&in&asc&codes&is:&+str(l);
a=unicode(s,&GBK&)
print&&I'm&sorry&we&should&use&unicode&char!Characters&number&of&your&Chinese&\
name&in&unicode&is:&+str(l);
2.5 使用List
&&& 类似Java里的List,这是一种方便易用的数据类型:
word=['a','b','c','d','e','f','g']
print&&a&is:&&+a
b=word[1:3]
print&&b&is:&&
print&b&#&index&1&and&2&elements&of&word.
c=word[:2]
print&&c&is:&&
print&c&#&index&0&and&1&elements&of&word.
d=word[0:]
print&&d&is:&&
print&d&#&All&elements&of&word.
e=word[:2]+word[2:]
print&&e&is:&&
print&e&#&All&elements&of&word.
f=word[-1]
print&&f&is:&&
print&f&#&The&last&elements&of&word.
g=word[-4:-2]
print&&g&is:&&
print&g&#&index&3&and&4&elements&of&word.
h=word[-2:]
print&&h&is:&&
print&h&#&The&last&two&elements.
i=word[:-2]
print&&i&is:&&
print&i&#&Everything&except&the&last&two&characters
l=len(word)
print&&Length&of&word&is:&&+&str(l)
print&&Adds&new&element&
word.append('h')
print&word
2.6 条件和循环语句
#&Multi-way&decision
x=int(raw_input(&Please&enter&an&integer:&))
&&&&print&&Negative&changed&to&zero&
elif&x==0:
&&&&print&&Zero&
&&&&print&&More&
#&Loops&List
a&=&['cat',&'window',&'defenestrate']
for&x&in&a:
&&&&print&x,&len(x)
2.7 如何定义函数
#&Define&and&invoke&function.
def&sum(a,b):
&&&&return&a+b
func&=&sum
r&=&func(5,6)
#&Defines&function&with&default&argument
def&add(a,b=2):
&&&&return&a+b
r=add(1,5)
&&& 并且,介绍一个方便好用的函数:
#&The&range()&function
a&=range(5,10)
a&=&range(-2,-7)
a&=&range(-7,-2)
a&=&range(-2,-11,-3)&#&The&3rd&parameter&stands&for&step
2.8 文件I/O
spath=&D:/download/baa.txt&
f=open(spath,&w&)&#&Opens&file&for&writing.Creates&this&file&doesn't&exist.
f.write(&First&line&1.\n&)
f.writelines(&First&line&2.&)
f=open(spath,&r&)&#&Opens&file&for&reading
for&line&in&f:
&&&&print&line
2.9 异常处理
s=raw_input(&Input&your&age:&)
if&s&==&&:
&&&&raise&Exception(&Input&must&no&be&empty.&)
&&&&i=int(s)
except&ValueError:
&&&&print&&Could&not&convert&data&to&an&integer.&
&&&&print&&Unknown&exception!&
else:&#&It&is&useful&for&code&that&must&be&executed&if&the&try&clause&does&not&raise&an&exception
&&&&print&&You&are&%d&&%&i,&&years&old&
finally:&#&Clean&up&action
&&&&print&&Goodbye!&
2.10 类和继承
class&Base:
&&&&def&__init__(self):
&&&&&&&&self.data&=&[]
&&&&def&add(self,&x):
&&&&&&&&self.data.append(x)
&&&&def&addtwice(self,&x):
&&&&&&&&self.add(x)
&&&&&&&&self.add(x)
#&Child&extends&Base
class&Child(Base):
&&&&def&plus(self,a,b):
&&&&&&&&return&a+b
oChild&=Child()
oChild.add(&str1&)
print&oChild.data
print&oChild.plus(2,3)
2.11 包机制
&&& 每一个.py文件称为一个module,module之间可以互相导入.请参看以下例子:
def&add_func(a,b):
&&&&return&a+b
from&a&import&add_func&#&Also&can&be&:&import&a
print&&Import&add_func&from&module&a&
print&&Result&of&1&plus&2&is:&&
print&add_func(1,2)&&&&#&If&using&&import&a&&,&then&here&should&be&&a.add_func&
&&& module可以定义在包里面.Python定义包的方式稍微有点古怪,假设我们有一个parent文件夹,该文件夹有一个child子文件夹.child中有一个module a.py . 如何让Python知道这个文件层次结构?很简单,每个目录都放一个名为_init_.py
的文件.该文件内容可以为空.这个层次结构如下所示:&
&&--__init_.py
&&&&--&__init_.py
&&&&--a.py
&&& 那么Python如何找到我们定义的module?在标准包sys中,path属性记录了Python的包路径.你可以将之打印出来:
import&sys
print&sys.path
&&& 通常我们可以将module的包路径放到环境变量PYTHONPATH中,该环境变量会自动添加到sys.path属性.另一种方便的方法是编程中直接指定我们的module路径到sys.path 中:
import&sys
sys.path.append('D:\\download')
from&parent.child.a&import&add_func
print&sys.path
print&&Import&add_func&from&module&a&
print&&Result&of&1&plus&2&is:&&
print&add_func(1,2)
&&& 你会发现这个教程相当的简单.许多Python特性在代码中以隐含方式提出,这些特性包括:Python不需要显式声明数据类型,关键字说明,字符串函数的解释等等.我认为一个熟练的程序员应该对这些概念相当了解,这样在你挤出宝贵的一小时阅读这篇短短的教程之后,你能够通过已有知识的迁移类比尽快熟悉Python,然后尽快能用它开始编程.
&&& 当然,1小时学会Python颇有哗众取宠之嫌.确切的说,编程语言包括语法和标准库.语法相当于武术招式,而标准库应用实践经验则类似于内功,需要长期锻炼.Python学习了Java的长处,提供了大量极方便易用的标准库供程序员&拿来主义&.(这也是Python成功的原因),在开篇我们看到了Python如何调用Windows cmd的例子,以后我会尽量写上各标准库的用法和一些应用技巧,让大家真正掌握Python.
&&& 但不管怎样,至少你现在会用Python代替繁琐的批处理写程序了.希望那些真的能在一小时内读完本文并开始使用Python的程序员会喜欢这篇小文章,谢谢!
参考知识库
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&&P​y​t​h​o​n​是​一​种​简​单​、​灵​活​、​高​效​的​脚​本​语​言​,​他​特​别​适​合​用​于​原​型​开​发​。​简​单​介​绍​P​y​t​h​o​n​与​M​a​t​l​a​b​的​特​点​。​针​对​这​两​种​语​言​提​出​几​种​混​合​语​言​编​程​的​方​法​,​旨​在​结​合​P​y​t​h​o​n​与​M​a​t​l​a​b​各​自​的​优​势​,​通​过​混​合​编​程​提​高​软​件​开​发​的​效​率​。​重​点​介​绍​了​用​M​a​t​l​a​b​C​O​M​生​成​器​生​成​C​O​M​组​件​,​并​用​P​y​t​h​o​n​调​用​该​组​件​的​方​法​。
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