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Python如此神奇,让繁琐工作自动化

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Python如此神奇,让繁琐工作自动化

“你在2个小时里完成的事,我们3个人要做两天。”21世纪早期,我的大学室友在一个电子产品零售商店工作。商店偶尔会收到一份电子表格,其中包含竞争对手的数千种产品的价格。由3个员工组成的团队,会将这个电子表格打印在一叠厚厚的纸上,然后3个人分一下。针对每个产品价格,他们会查看自己商店的价格,并记录竞争对手价格较低的所有产品。这通常会花几天的时间。

“如果你有打印件的原始文件,我会写一个程序来做这件事。”我的室友告诉他们,当时他看到他们坐在地板上,周围都是散落堆叠的纸张。

几个小时后,他写了一个简短的程序,从文件读取竞争对手的价格,在商店的数据库中找到该产品,并记录竞争对手是否更便宜。他当时还是编程新手,花了许多时间在一本编程书籍中查看文档。实际上程序只花了几秒钟运行。我的室友和他的同事们那天享受了超长的午餐。

这就是计算机编程的威力。计算机就像瑞士军刀,可以用来完成数不清的任务。许多人花上数小时点击鼠标和敲打键盘,执行重复的任务,却没有意识到,如果他们给机器正确的指令,机器就能在几秒钟内完成他们的工作。

软件是我们今天使用的许多工具的核心:几乎每个人都使用社交网络来进行交流,许多人的手机中都有连接因特网的计算机,大多数办公室工作都涉及操作计算机来完成工作。因此,对编程人才的需求暴涨。无数的图书、交互式网络教程和开发者新兵训练营,承诺将有雄心壮志的初学者变成软件工程师,获得6位数的薪水。

这本《python编程快速上手――让繁琐工作自动化》不是针对这些人的。它是针对所有其他的人。

就它本身来说,这本书不会让你变成一个职业软件开发者,就像几节吉他课程不会让你变成一名摇滚巨星。但如果你是办公室职员、管理者、学术研究者,或使用计算机来工作或娱乐的任何人,你将学到编程的基本知识,这样就能将下面这样一些简单的任务自动化:

移动并重命名几千个文件,将它们分类,放入文件夹; 填写在线表单,不需要打字; 在网站更新时,从网站下载文件或复制文本; 让计算机向客户发出短信通知; 更新或格式化Excel电子表格; 检查电子邮件并发出预先写好的回复。

对人来说,这些任务简单,但很花时间。它们通常很琐碎、很特殊,没有现成的软件可以完成。有一点编程知识,就可以让计算机为你完成这些任务。

关于这本书
Python如此神奇,让繁琐工作自动化

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干货分享:Python基础

Python编程语言有许多语法结构、标准库函数和交互式开发环境功能。好在,你可以忽略大多数内容。你只需要学习部分内容,就能编写一些方便的小程序。

但在动手之前,你必须学习一些基本编程概念。就像魔法师培训,你可能认为这些概念既深奥又Up嗦,但有了一些知识和实践,你就能像魔法师一样指挥你的计算机,完成难以置信的事情。

本章有几个例子,我们鼓励你在交互式环境中输入它们。交互式环境让你每次执行一条Python指令,并立即显示结果。使用交互式环境对于了解基本Python指令的行为是很好的,所以你在阅读时要试一下。做过的事比仅仅读过的内容,更令人印象深刻。

1 在交互式环境中输入表达式

启动IDLE就运行了交互式环境,这是和Python一起安装的。在windows上,打开“开始”菜单,选择“All ProgramsPython 3.3”,然后选择“IDLE(Python GUI)”。在OS X上,选择“ApplicationsMacPython 3.3IDLE”。在Ubuntu上,打开新的终端窗口并输入idle3。

一个窗口会出现,包含>>>提示符,这就是交互式环境。在提示符后输入2 + 2,让Python做一些简单的算术。

>>> 2 + 2 4

IDLE窗口现在应该显示下面这样的文本:

Python 3.3.2 (v3.3.2:d047928ae3f6, May 16 2013, 00:06:53) [MSC v.1600 64 bit (AMD64)] on win32 Type "copyright", "credits" or "license()" for more information. >>> 2 + 2 4 >>>

在Python中,2 + 2称为“表达式”,它是语言中最基本的编程结构。表达式包含“值”(例如2)和“操作符”(例如+),并且总是可以求值(也就是归约)为单个值。这意味着在Python代码中,所有使用表达式的地方,也可以使用一个值。

在前面的例子中,2 + 2被求值为单个值4。没有操作符的单个值也被认为是一个表达式,尽管它求值的结果就是它自己,像下面这样:

错误没关系!

如果程序包含计算机不能理解的代码,就会崩溃,这将导致Python显示错误信息。错误信息并不会破坏你的计算机,所以不要害怕犯错误。“崩溃”只是意味着程序意外地停止执行。

如果你希望对一条错误信息了解更多,可以在网上查找这条信息的准确文本,找到关于这个错误的更多内容。也可以查看 http://nostarch.com/automatestuff/ ,这里有常见的Python错误信息和含义的列表。

Python表达式中也可以使用大量其他操作符。例如,表 1-1 列出了Python的所有数学操作符。

表1-1 数学操作符,优先级从高到低

操作符

操作

例子

求值为

**

指数

2 ** 3

8

%

取模/取余数

22 % 8

6

//

整除/商数取整

22 // 8

2

/

除法

22 / 8

2.75

*

乘法

3 * 5

15

-

减法

5 - 2

3

+

加法

2 + 2

4

数学操作符的操作顺序(也称为“优先级”)与数学中类似。**操作符首先求值,接下来是*、/、//和%操作符,从左到右。+和-操作符最后求值,也是从左到右。如果需要,可以用括号来改变通常的优先级。在交互式环境中输入下列表达式:

>>> 2 + 3 * 6 20 >>> (2 + 3) * 6 30 >>> 48565878 * 578453 28093077826734 >>> 2 ** 8 256 >>> 23 / 7 3.2857142857142856 >>> 23 // 7 3 >>> 23 % 7 2 >>> 2 + 2 4 >>> (5 - 1) * ((7 + 1) / (3 - 1)) 16.0

在每个例子中,作为程序员,你必须输入表达式,但Python完成较难的工作,将它求值为单个值。Python将继续求值表达式的各个部分,直到它成为单个值,如图1-1所示。


Python如此神奇,让繁琐工作自动化

图1-1 表达式求值将它归约为单个值

将操作符和值放在一起构成表达式的这些规则,是 Python 编程语言的基本部分,就像帮助我们沟通的语法规则一样。下面是例子:

This is a grammatically correct English sentence.

This grammatically is sentence not English correct a.

第二行很难解释,因为它不符合英语的规则。类似地,如果你输入错误的 Python指令,Python也不能理解,就会显示出错误信息,像下面这样:

>>> 5 + File "<stdin>", line 1 5 + ^ SyntaxError: invalid syntax >>> 42 + 5 + * 2 File "<stdin>", line 1 42 + 5 + * 2 ^ SyntaxError: invalid syntax

你总是可以在交互式环境中输入一条指令,检查它是否能工作。不要担心会弄坏计算机:最坏的情况就是Python显示出错信息。专业的软件开发者在编写代码时,常常会遇到错误信息。

2 整型、浮点型和字符串数据类型

记住,表达式是值和操作符的组合,它们可以通过求值成为单个值。“数据类型”是一类值,每个值都只属于一种数据类型。表1-2列出了Python中最常见的数据类型。例如,值-2和30属于“整型”值。整型(或int)数据类型表明值是整数。带有小数点的数,如3.14,称为“浮点型”(或float)。请注意,尽管42是一个整型,但42.0是一个浮点型。

表1-2 常见数据类型

数据类型

例子

整型

-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5

浮点型

-1.25, -1.0, - -0.5, 0.0, 0.5, 1.0, 1.25

字符串

'a', 'aa', 'aaa', 'Hello!', '11 cats'

Python程序也可以有文本值,称为“字符串”,或strs(发音为“stirs”)。总是用单引号(')包围住字符串(例如'Hello'或'Goodbye cruel world!'),这样Python就知道字符串的开始和结束。甚至可以有没有字符的字符串,称为“空字符串”。第4章更详细地解释了字符串。

如果你看到错误信息SyntaxError: EOL while scanning string literal,可能是忘记了字符串末尾的单引号,如下面的例子所示:

>>> 'Hello world! SyntaxError: EOL while scanning string literal 3 字符串连接和复制

根据操作符之后的值的数据类型,操作符的含义可能会改变。例如,在操作两个整型或浮点型值时,+是相加操作符。但是,在用于两个字符串时,它将字符串连接起来,成为“字符串连接”操作符。在交互式环境中输入以下内容:

>>> 'Alice' + 'Bob' 'AliceBob'

该表达式求值为一个新字符串,包含了两个字符串的文本。但是,如果你对一个字符串和一个整型值使用加操作符,Python就不知道如何处理,它将显示一条错误信息。

>>> 'Alice' + 42 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#26>", line 1, in <module> 'Alice' + 42 TypeError: Can't convert 'int' object to str implicitly

错误信息Can't convert 'int' object to str implicitly表示Python认为,你试图将一个整数连接到字符串'Alice'。代码必须显式地将整数转换为字符串,因为Python不能自动完成转换。(1.6节“程序剖析”在讨论函数时,将解释数据类型转换。)

在用于两个整型或浮点型值时,*操作符表示乘法。但*操作符用于一个字符串值和一个整型值时,它变成了“字符串复制”操作符。在交互式环境中输入一个字符串乘一个数字,看看效果。

>>> 'Alice' * 5 'AliceAliceAliceAliceAlice'

该表达式求值为一个字符串,它将原来的字符串重复若干次,次数就是整型的值。字符串复制是一个有用的技巧,但不像字符串连接那样常用。

*操作符只能用于两个数字(作为乘法),或一个字符串和一个整型(作为字符串复制操作符)。否则,Python将显示错误信息。

>>> 'Alice' * 'Bob' Traceback (most recent call last): File "<pyshell#32>", line 1, in <module> 'Alice' * 'Bob' TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'str' >>> 'Alice' * 5.0 Traceback (most recent call last): File "<pyshell#33>", line 1, in <module> 'Alice' * 5.0 TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float'

Python不理解这些表达式是有道理的:你不能把两个单词相乘,也很难将一个任意字符串复制小数次。

4 在变量中保存值

“变量”就像计算机内存中的一个盒子,其中可以存放一个值。如果你的程序稍后将用到一个已求值的表达式的结果,就可以将它保存在一个变量中。

4.1 赋值语句

用“赋值语句”将值保存在变量中。赋值语句包含一个变量名、一个等号(称为赋值操作符),以及要存储的值。如果输入赋值语句spam = 42,那么名为spam的变量将保存一个整型值42。

可以将变量看成一个带标签的盒子,值放在其中,如图1-2所示。


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