Informatika2-2014/Eloadas Python
Bevezetés a Python nyelvbe
Az előadáshoz elsőszámú olvasmány a Python tutorial.
A Pythont ismerjük a Sage-ből. Különbségek:
- ^ helyett ∗∗, / osztást, // egészosztást jelöl.
- [a..b] helyett range(a,b), vagy xrange(a,b)
- A megszokott, beépített matematikai függvények hiányoznak (find_root, plot, is_prime), de különböző modulokban sokuk megtalálható.
- Nincsenek szimbolikus változók
A Python egy olyan általános körben használható magas szintű programozási nyelv, aminek az egyik alapelve az olvasható kód írása egy nagyon tiszta szintaxis használatával. 1991-ben alkotta meg Guido Van Rossum.
További jellemzők
- objektum orientált, procedurális, funkcionális
- sok beépített modul a fejlesztés megkönnyítésére
- dinamikus típus kezelés
- automatikus memóriakezelés
- többféle megvalósítás (CPython, Jython, IronPython, PyPy, Python for S60)
- open-source a főbb platformokra
- sokkal tömörebb sok más nyelvnél
Nevét a Monthy Python ihlette, nem az állat.
Filozófiája megkapható a 'this' modul betöltésével:
import this
Python kód futtatása
Interaktív módon
Egyszerűen a python parancs terminálból indítva:
$ python Python 2.7.5+ (default, Sep 19 2013, 13:48:49) [GCC 4.8.1] on linux2 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>>
Sokkal jobb környezetet biztosít az ipython:
$ ipython Python 2.7.5+ (default, Feb 27 2014, 19:37:08) Type "copyright", "credits" or "license" for more information. IPython 0.13.2 -- An enhanced Interactive Python. ? -> Introduction and overview of IPython's features. %quickref -> Quick reference. help -> Python's own help system. object? -> Details about 'object', use 'object??' for extra details. In [1]:
Fájlból
- Nyiss egy új file-t pl. a gedit-ben, mentsd el "kerdez.py" néven egy könyvtáradba!
- Írd bele a következő python kódot (ne használj ékezeteket):
s = input("Mondj egy szamot: ") print "Ennel eggyel kisebbet mondtal: ", s + 1
- Mentsd el, és futtasd a scriptedet! (python kerdez.py)
- Most kicsit kiegészítjük a scriptet, hogy tartalmazhasson ékezetes betűket, és hogy kényelmesebben futtatható legyen (a python parancs begépelése nélkül is):
#!/usr/bin/python #coding=UTF-8 s = input("Mondj egy számot: ") print "Ennél eggyel kisebbet mondtál: ", s + 1
- Mentsd el, és adj rá futtatási jogot csak magadnak (
chmod +x kerdez.py
)! - Futtasd így:
kerdez.py
vagy így:./kerdez.py
- A kód második sora lehet ez is:
# -*- coding: utf-8 -*-
Argumantum átadása
#!/usr/bin/env python #coding=utf-8 # Összead tetszőleges számú számot import sys # modul a rendszerfüggő információkhoz osszeg = sum(float(arg) for arg in sys.argv[1:]) print 'Összeg =', osszeg
Ha e fájl az osszeg.py nevű fájlba van mentve, akkor
$ ./osszeg.py 12 23.5 1 36.5
Kódolás stílusa
Stílus (code style) a PEP 8 alapján
- használj mindig 4 space-t minden egyes szinthez, de a folytatósort kezd még beljebb,
- a nagyobb kódrészeket tagold üres sorokkal (függvény, osztály, nagyobb kód blokk)
- használj space-t a vesző után és a legmagasabb szinten lévő operátorok körül
- használj docstring-et és ahol lehet a megjegyzés a saját sorára vonatkozzon, vagy azonos mértékben behúzva arra a blokkódra
- ahol lehet használj ASCII karakterkódolást
- 79 karakternél ne legyen hosszabb egy sor
- CamelCase elnevezési konvenciót kövesse az osztályok neve és lower_case_with_underscores a függvények és változók nevei
Érdemes megnézni a Google python code style ajánlását is.
Docstring
A hivatkozás nélküli string elemet szokás használni megjegyzések írására és dokumentálásra.
"""This is a class of example.
TODO: needs implementation.
"""
Első sort nagybetűvel kezdjük és pontal zárjuk. Egy összefoglaló mondat legyen. Majd egy üres sort hagyva részletesen leírhatunk minden funkciót amit az osztály vagy függvény tartalmaz. Megadhatjuk, hogy a függvény bizonyos hívásaira mi legyen a válasz,
Hasznos linkek:
#coding=utf-8 def lnko(a, b): """Kiszámolja két szám legnagyobb közös osztóját. >>> lnko(36, 8) 4 >>> lnko(-36, 4) 4 >>> lnko(3, 0) 3 """ a, b = abs(a), abs(b) while a != 0: a, b = b%a, a return b if __name__ == "__main__": import doctest doctest.testmod()
Ha lnko.py
a neve, akkor egy
python lnko.py
parancs után nem kapunk semmit (mert a teszt hiba nélkül lefutott), azonban a -v opciót is használva látjuk a részleteket is:
$ python lnko.py -v Trying: lnko(36, 8) Expecting: 4 ok Trying: lnko(-36, 4) Expecting: 4 ok Trying: lnko(3, 0) Expecting: 3 ok 1 items had no tests: __main__ 1 items passed all tests: 3 tests in __main__.lnko 3 tests in 2 items. 3 passed and 0 failed. Test passed.
A Python, mint számológép
Azonosítók
Az adatokat többszöri felhasználásra azonosítóval (névvel) láthatjuk el.
- a név betűvel vagy aláhúzással kezdődhet: [_a-zA-Z]
- a név további karakterei az előbbieken felül számok is lehetnek: [_a-zA-Z0-9]
- elméletileg bármilyen hosszú lehet a név
- név nem lehet foglalt szó
- nagybetű-kisbetű érzékeny, tehát a val1 név nem azonos a Val1 névvel
Másképp, Backus–Naur formában leírva:
identifier ::= (letter|"_") (letter | digit | "_")* letter ::= lowercase | uppercase lowercase ::= "a"..."z" uppercase ::= "A"..."Z" digit ::= "0"..."9"
A foglalt szavak:
and del from not while
as elif global or with
assert else if pass yield
break except import print
class exec in raise
continue finally is return
def for lambda try
De ne használjuk a Python beépített neveinek, függvényeinek, kivételeinek neveit sem. Ezek megkaphatók a dir(__builtins__)
paranccsal:
>>> dir() ['__builtins__', '__doc__', '__name__', '__package__'] >>> dir(__builtins__) ['ArithmeticError', 'AssertionError', ......
Objektumhivatkozások
Az értékadás (=) esetén valójában objektumhivatkozás történik, azaz az egyenlőség bal oldalán álló névhez egy hivatkozás kapcsolódik, mely az egyenlőség jobb oldalán álló objektumra mutat. Ez érthetővé teszi a következő kódot:
>>> a = 1 >>> b = a >>> a = 2 >>> a 2 >>> b 1
A Python dinamikusan típusos nyelv, azaz az objektum, amire egy objektumhivatkozás mutat, lecserélhető egy más típusú objektumra (nem kell a változók típusát deklarálni).
>>> a = 1 >>> type(a) <type 'int'> >>> a = "b" >>> type(a) <type 'str'>
Azonossági művelet
Az alábbi példában a és b még azonos, mert ugyanarra az objektumra hivatkoznak, de a c és d már nem azonosak, bár egyenlők:
>>> a = 2 >>> b = 2 >>> a is b True >>> c = [1, 2, 3] >>> d = [1, 2, 3] >>> c is d False >>> c == d True
Összehasonlító műveletek
Nem csak a számok, de karakterláncok, sorozatok, listák... is összehasonlíthatók (==, !=, <, >, <=, >=):
>>> a = 23 >>> b = 56 >>> a == b False >>> a != b True >>> a <= b True >>> c = "abc" >>> d = "abcd" >>> c == d[:3] True >>> c < d True >>> (2, 1, 3) <= (2, 1, 4) True
Tagsági műveletek
in, not in:
>>> l = [1, 2, "cica"] >>> 2 in l True >>> "macska" not in l True >>> "c" in l[2] True >>> "ci" in l[2] True >>> "ci" in l False
Egész szerű adattípusok: egész (int, long), logikai (bool)
int (egész) és hosszú egész (long)
>>> a = 12 >>> b = 0b011101 >>> c = 0o3701 >>> d = 0xff0c >>> a, b, c, d (12, 29, 1985, 65292) >>> e = 22222222222222222222222222222222222222222 >>> e 22222222222222222222222222222222222222222L >>> type(a), type(b), type(e) (<type 'int'>, <type 'int'>, <type 'long'>)
Műveletek egészekkel: +, -, *, / (float eredményt ad), //, % (maradék), **, abs, pow, round, | (OR butenként), ^ (XOR bitenként), & (AND bitenként), <<, >> (eltolás bitenként), ~ (bitenkénti NOT)
Logikai (bool) típus:
Logikai értékek: False (0 vagy 0 hosszúságú), True (nem 0 vagy nem 0 hosszúságú)
Logikai műveletek: and, or, not
>>> True and False False >>> 1 and 0 0 >>> 3 and 0 0 >>> 3 or 1 3 >>> 1 or 3 1 >>> 1 or 1 and 0 ### előbb az and, aztán az or == 1 or (1 and 0) 1 >>> not 67 False >>> not 0 True
Beépített lebegőpontos típusok (float, complex)
Lebegőpontos szám megadása:
>>> 2.3, -1.2e3, -1.2e-2 (2.3, -1200.0, -0.012)
Matematikai függvények:
import math
után. Ld. [1]
Komplex szám imaginárius része után j betű, de * nincs! Komplex jellemzői (attribute) a real és az imag, tagfüggvénye (method) conjugate():
>>> z = 3.1 + 2.2j >>> z (3.1+2.2j) >>> z.real 3.1 >>> z.imag 2.2 >>> z.conjugate() (3.1-2.2j)
Karakterláncok (str)
A karakterláncok megadása: "...", '...' vagy """...""" módon történhet:
>>> a="""itt 'ez' meg "az" van""" >>> a 'itt \'ez\' meg "az" van' >>> print a itt 'ez' meg "az" van >>> type(a) <type 'str'> >>> c = 'aa\nbb' >>> c 'aa\nbb' >>> print c aa bb >>> d = r'aa\nbb' # az r betű után minden karakter magát jelenti >>> d 'aa\\nbb' >>> print d aa\nbb
Védőkódok (eszkép karakterek, escape characters): \ (folytatás új sorban), \\ (\), \' ('), \" ("), \n (új sor), \t (tab). Ha a karakterlánc elé r betűt írunk, a védőkódok nem érvényesek.
Műveletek karakterláncokkal: indexelés és szeletelés:
lánc[sorszám] lánc[kezdet:vég] lánc[kezdet:vég:lépés]
továbbá az + (összefűzés) és a * (többszörözés) műveletek:
>>> a = "ho" >>> b = "rgasz" >>> 3*a + b 'hohohorgasz' >>> c = _ # _ az előző eredmény >>> c 'hohohorgasz' >>> c[:2]+c[6:] 'horgasz' >>> c[1:7:2] 'ooo' >>> c[1:6:2] 'ooo' >>> c[-1::-1] 'zsagrohohoh' >>> c[-3:4:-1] 'agro'
Az indexekre kétféleképp gondolhatunk: 1. a második index már nincs (ennek pl. az az értelme, hogy egy intervallum végét, és a következő elejét azonos érték jelzi, nem kell 1-et hozzáadni), 2. az indexeket az elemek közé képzeljük, vagyis az elemek határait indexeljük:
+---+---+---+---+---+---+---+ | h | o | r | g | a | s | z | +---+---+---+---+---+---+---+ 0 1 2 3 4 5 6 7 -5 -6 -5 -4 -3 -2 -1
A karakterláncok nem változtatható (immutable) objektumok, vagyis a műveletek, tagfüggvények alkalmazása után új karakterlánc keletkezik:
>>> a = "aaaa" >>> a[1] = b Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: 'str' object does not support item assignment
Metódusai
Metódusok (tagfüggvények, methods): részletesen lásd [2].
>>> c = 'this is a STRING' >>> c.capitalize() 'This is a string' >>> c 'this is a STRING' >>> c.upper() 'THIS IS A STRING' >>> c.lower() 'this is a string' >>> c.swapcase() 'THIS IS A string' >>> c.isalpha() # nem csak az ábécé betűiből áll False >>> d = u"ő egy KARAKTERLÁNC" ## Unicode, ékezetes betűket is kezel >>> d u'\u0151 egy KARAKTERL\xc1NC' >>> print d.capitalize() Ő egy karakterlánc >>> print d.upper() Ő EGY KARAKTERLÁNC >>> print d.lower() ő egy karakterlánc
Néhány egyszerűbb formázási metódus:
>>> c.center(20) ' this is a STRING ' >>> c.rjust(20) ' this is a STRING' >>> c.ljust(20) 'this is a STRING '
Egy példa táblázatos kiírásra:
>>> for x in range(1, 6): ... print repr(x).rjust(2), repr(x*x).rjust(3), # vesszővel végződik! ... print repr(x*x*x).rjust(4) ... 1 1 1 2 4 8 3 9 27 4 16 64 5 25 125
>>> print "\n valami \n" # elején, végén ,,white space'' valami >>> "\n valami \n".strip() # fálból való beolvasásnál fontos lehet! 'valami' >>> "\n valami \n".lstrip() 'valami \n' >>> "\n valami \n".rstrip() '\n valami' >>> c 'this is a STRING' >>> c.partition("is") # három részre vágja a karakterláncot ('th', 'is', ' is a STRING') >>> c.rpartition("is") ('this ', 'is', ' a STRING') >>> c.replace("is", "IS") # csere 'thIS IS a STRING' >>> c.split() # szavakra vág ['this', 'is', 'a', 'STRING'] >>> c.split("is") # adott karakterlánccal vág ['th', ' ', ' a STRING'] >>> print " ==> ".join(['rovar', 'bogár', 'katica']) rovar ==> bogár ==> katica
format metódus (részletes leírás itt.
A karakterláncba tett {} zárójelpárok közt adható meg, hogy mi jelenjen meg és hogyan a format argumentumai közül.
replacement_field ::= "{" [field_name] ["!" conversion] [":" format_spec] "}" field_name ::= arg_name ("." attribute_name | "[" element_index "]")* arg_name ::= [identifier | integer] attribute_name ::= identifier element_index ::= integer | index_string index_string ::= <any source character except "]"> + conversion ::= "r" | "s" format_spec ::= [[fill]align][sign][#][0][width][,][.precision][type] fill ::= <any character> align ::= "<" | ">" | "=" | "^" sign ::= "+" | "-" | " " width ::= integer precision ::= integer type ::= "b" | "c" | "d" | "e" | "E" | "f" | "F" | "g" | "G" | "n" | "o" | "s" | "x" | "X" | "%"
Az előző példa másik megoldása:
>>> for x in range(1,6): ... print '{0:2d} {1:3d} {2:4d}'.format(x, x*x, x*x*x) ... 1 1 1 2 4 8 3 9 27 4 16 64 5 25 125
Az argumentum sorszáma szerint:
>>> s = "k{}r{}m" >>> print s.format('a', 'o'), s.format('o', 'o'), s.format('ö', 'ö') karom korom köröm >>> s = "k{0}r{0}m".format("ö") >>> print s köröm >>> s = "k{1}r{0}m".format("á", 'a') >>> print s karám
Az argumentum neve, tulajdonsága, indexe szerint:
>>> print 'A középpont: ({x}, {y})'.format(x=3, y=5) A középpont: (3, 5) >>> print '{0} valós része {0.real}, imaginárius része {0.imag}.'.format(c) (4-3j) valós része 4.0, imaginárius része -3.0. >>> t = (1, 2, 3) >>> 'x={0[0]}, y={0[1]}, z={0[2]}'.format(t) 'x=1, y=2, z=3'
Igazítás:
>>> '{:<20}'.format('balra') 'balra ' >>> '{:>20}'.format('jobbra') ' jobbra' >>> '{:*^20}'.format(' kozepre ') '***** kozepre ******'
Számok:
>>> "int: {0:d}; hex: {0:x}; oct: {0:o}; bin: {0:b}".format(42) 'int: 42; hex: 2a; oct: 52; bin: 101010' >>> '{:+f}; {:+f}'.format(1.1234567, -1.1234567) '+1.123457; -1.123457' >>> '{: f}; {: f}'.format(1.1234567, -1.1234567) ' 1.123457; -1.123457' >>> '{:f}; {:f}'.format(1.1234567, -1.1234567) '1.123457; -1.123457' >>> '{:2.2f}; {:2.2f}'.format(1.1234567, -1.1234567) '1.12; -1.12' >>> '{: 2.2f}; {: 2.2f}'.format(1.1234567, -1.1234567) ' 1.12; -1.12' >>> '{: .2f}; {: .2f}'.format(1.1234567, -1.1234567) ' 1.12; -1.12' >>> '{: .2%}; {: .2%}'.format(1.1234567, -1.1234567) ' 112.35%; -112.35%'
Reguláris kifejezések
Olvasnivalók:
[python.org: Regular expression HOWTO]
[python.org: Regular expressions]
[tutorialspoint.com: Python regexp összefoglaló]
Vannak online tesztoldalak, ahol programozás nélkül lehet próbálgatni a reguláris kifejezéseket. Ezek egyike a [regex101.com].
Példák reguláris kifejezésekre Írjunk olyan reguláris kifejezéset, mely illeszkedik az alábbiakban megadott mintára!
Feladat: néggyel osztható 2-jegyű szám
[02468][048]|[13579][26]
Feladat: szökőév
([1-9][0-9])(0[48]|[2468][048]|[13579][26])|(([2468][048]|[13579][26])00)
Feladat: nagy betűkkel írt római számok
Évezred: M{0,4}
, évszázad: CM|CD|D?C{0,3}
, évtized: XC|XL|L?X{0,3}
, év: IX|IV|V?I{0,3}
. Akkor mégis mi a hiba az alábbi megoldással?
M{0,4}(CM|CD|D?C{0,3})(XC|XL|L?X{0,3})(IX|IV|V?I{0,3})
Hogy illeszkedik az üres sztringre is! Megoldás
\b(?=[MDCLXVI])M{0,4}(CM|CD|D?C{0,3})(XC|XL|L?X{0,3})(IX|IV|V?I{0,3})\b
Feladat: pozitív egészek, esetleg a sokjegyű számok hármasával csoportosítva vannak és a csoportok szóközzel elválasztva
[1-9](\d{0,2}( \d{3})+|\d*)
Ugyanez szóhatárok közt:
\b[1-9](\d{0,2}( \d{3})+|\d*)\b
Feladat: HTML-kódban hexadecimális színkód (3 vagy 6 hexa szám)
([0-9A-Fa-f]{3}){1,2}
Feladat: a yyyy-mm-dd formátum szerinti érvényes dátum az 1600-as évektől
"""
(
(1[6-9]\d\d|[2-9]\d{3}) # tetszőleges év
-(0[13456789]|1[0-2]) # nem február
-(0[1-9]|[12]\d|30) # 1-30
|
(1[6-9]\d\d|[2-9]\d{3}) # tetszőleges év
-02-(0[1-9]|1\d|2[0-8]) # február
|
(1[6-9]\d\d|[2-9]\d{3}) # tetszőleges év
-(0[13578]|1[02]) # 31-napos hónap
-31 # 31
|
( ###### szökőév
(1[6-9]|[2-9]\d) # első két jegy
(0[48]|[2468][048]|[13579][26]) # 4-gyel osztható nem évszázad
| # vagy
(([2468][048]|[13579][26])00) # 400-zal osztható
) ###### szökőév eddig
-02-29 # február 29
)
"""
Feladat: '-jelek vagy "-jelek közé zárt szöveg
(['"])[^\1]*\1
A modul betöltése:
import re
A match objektumok
re.match(pattern, string, flags=0) re.search(pattern, string, flags=0)
A match objektum metódusai: group(num=0), groups()
>>> line = "gyöngyön elemelem vilmoskörte" >>> >>> matchObj = re.match(r'\b(.+)\1\b', line, re.M|re.I) >>> >>> if matchObj: ... print "matchObj.group() : ", matchObj.group() ... print "matchObj.group(1) : ", matchObj.group(1) ... print "matchObj.groups() : ", matchObj.groups() ... else: ... print "No match!!" ... matchObj.group() : gyöngyön matchObj.group(1) : gyön matchObj.groups() : ('gy\xc3\xb6n',) >>> matchObj = re.search(r'\b(.+)\1\b', line, re.M|re.I) >>> >>> if matchObj: ... print "matchObj.group() : ", matchObj.group() ... print "matchObj.group(1) : ", matchObj.group(1) ... print "matchObj.groups() : ", matchObj.groups() ... else: ... print "No match!!" ... matchObj.group() : gyöngyön matchObj.group(1) : gyön matchObj.groups() : ('gy\xc3\xb6n',)
Iterátor match objektumra:
>>> iterObj = re.finditer(r'\b(.+)\1\b', line, re.M|re.I) >>> >>> for j in iterObj: ... print j.group() ... gyöngyön elemelem
Helyettesítés:
>>> print re.sub(r'\b(.+)\1\b', r'\1|\1', line, re.M|re.I) gyön|gyön elem|elem vilmoskörte >>> >>> print re.sub(r'\b(.+)\1\b', r'\1|\1', line, 1, re.M|re.I) gyön|gyön elemelem vilmoskörte >>> print re.subn(r'\b(.+)\1\b', r'\1|\1', line, re.M|re.I) ('gy\xc3\xb6n|gy\xc3\xb6n elem|elem vilmosk\xc3\xb6rte', 2) >>> print re.split(r'[,.\s]+', 'szavak, ige, ez. Meg az') ['szavak', 'ige', 'ez', 'Meg', 'az']
A regex objektumok
A compile függvény egy reguláris kifejezésből egy regex objektumot hoz létre, amelynek használhatóak a search, match... metódusai. Körülményesebb, mint az előzőekben leírt módszerek, de bonyolultabb esetekben, és többször használatos reguláris kifejezésre ezt érdemes használni.
compile(pattern, flags=0)
Ez a kód
prog = re.compile(pattern) result = prog.match(string)
ekvivalens ezzel:
result = re.match(pattern, string)
A reguláris kifejezés objektum metódusai:
search(string[, pos[, endpos]])
>>> pattern = re.compile("a.") >>> pattern.search("hagyma") <_sre.SRE_Match object at 0xaf83d8> >>> _.group() 'ag' >>> pattern.search("hagyma", 2) >>> pattern.search("hagymaleves", 2) <_sre.SRE_Match object at 0xaf8440> >>> _.group() 'al' >>> pattern.search("hagymaleves", 2, 4) >>>
A match működése hasonló, csak az elejére illeszt.
Példa
>>> def repl(m): ... inner_word = list(m.group(2)) ... random.shuffle(inner_word) ... return m.group(1) + "".join(inner_word) + m.group(3) ... >>> text = "Elmehetek messzire, de mondjuk ne nagyon" >>> re.sub(r"(\w)(\w+)(\w)", repl, text) 'Elmeehetk msiserze, de mduonjk ne ngayon' >>> re.sub(r"(\w)(\w+)(\w)", repl, text) 'Emeelhtek mrszesie, de mduojnk ne naygon'
Listák
Ugyanúgy lehet szeletelni (slice), összeadni, többszörözni, mint a karakterláncot, de a lista változtatható (mutable):
>>> x = [1, 2, 3, 4] >>> x[:2]*2 + x[-1:] [1, 2, 1, 2, 4] >>> x[:2]*2 + x[-1] Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: can only concatenate list (not "int") to list >>> x[0::2] [1, 3] >>> x[-1::-1] [4, 3, 2, 1]
Az értékadás (=) csak objektumhivatkozással jár, nem történik adatmásolás. Ennek következtében egy y = x
parancs után, ahol x lista (vagy valamilyen más gyűjteményes adattípus), az y ugyanarra az objektumra fog mutatni. Így ha megváltoztatjuk x-et vagy y-t, változik a másik is. Az objektumhivatkozások megtörténhetnek egy szinttel mélyebben is, a (z = x[:]
kód esetén az x elemeire mutató hivatkozások másolódnak, de ekkor sem jön létre a teljes objektumról másolat. Ezt hívjuk
sekély másolásnak (shallow copy).
Egy másik példa sekély másolásra:
Mély másolás (deep copy), amikor valóban új példány keletkezik az objektumból:
import copy w = copy.deepcopy(x)
Lista létrehozása, listaértelmezés (list comprehension)
Lista létrehozható értékadással, [] az üres lista. A range parancs is listát ad vissza:
>>> range(3) [0, 1, 2] >>> range(3, 6) [3, 4, 5] >>> range(1,10,3) [1, 4, 7]
Rövid listák létrehozásának egyszerű módja a listaértelmezés. Általános alakja:
[expression for expr in sequence1 if condition1 for expr2 in sequence2 if condition2 ... for exprN in sequenceN if conditionN]
Kis programrészek helyettesíthetők vele. Például soroljuk fel az 1890 és 1915 közé eső szökőéveket!
szoko = [] for ev in range(1890, 1922): if (ev%4 == 0 and ev%100 != 0) or (ev%400 == 0): szoko.append(ev) print szoko [1892, 1896, 1904, 1908, 1912, 1916, 1920]
Lépésenként egyre összetettebb listaértelmezéssel állítsuk elő ugyanezt:
>>> szoko = [ev for ev in range(1890, 1915)] >>> szoko # ez még az összes év [1890, 1891, 1892, 1893, 1894, 1895, 1896, 1897, 1898, 1899, 1900, 1901, 1902, 1903, 1904, 1905, 1906, 1907, 1908, 1909, 1910, 1911, 1912, 1913, 1914] >>> szoko = [ev for ev in range(1890, 1915) if ev%4 == 0] >>> szoko # ez a 4-gyel osztható évek listája [1892, 1896, 1900, 1904, 1908, 1912] >>> szoko = [ev for ev in range(1890, 1915) if (ev%4 == 0 and ev%100 != 0) or ev%400 == 0] >>> szoko [1892, 1896, 1904, 1908, 1912]
Egy egyszerű algoritmus egy különböző elemekből álló lista összes permutációja listájának előállítására:
def perm(lista): if lista: return [[x] + p for x in lista for p in perm([y for y in lista if y != x])] else: return [[]]
Például:
>>> perm([]) [[]] >>> perm([1, 2, 3]) [[1, 2, 3], [1, 3, 2], [2, 1, 3], [2, 3, 1], [3, 1, 2], [3, 2, 1]]
* Egy nehezebb feladat: Tegyünk fel nyolc vezért egy sakktáblára úgy, hogy semelyik kettő ne üsse egymást! Soroljuk fel az összes ilyen vezérelhelyezést!
Az ilyen bástyaelhelyezések száma 8! = 40320. A vezérek (királynők) azonban átlósan is üthetik egymást. Legyen x egy permutációja a [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] számoknak. Az i-edik sorban a vezér legyen az x[i]-edik oszlopban. Az i-edik és j-edik sorban lévő vezér pontosan akkor üti egymást, ha abs(i - j) != abs(x[i] - x[j]). A permutációk listázásához töltsük be az itertools csomag permutations függvényét, mely a for ciklus minden ciklusában ad egy következő permutációt, amíg a végére nem ér (így nem kell felsorolni mind a 8! permutációt egyetlen listában). Az all függvény igaz, ha az argumentumában lévő lista minden eleme igaz. Így a megoldás:
from itertools import permutations for x in permutations(range(8)): if all([abs(i - j) != abs(x[i] - x[j]) for i in range(8) for j in range(i)]): print x
Egy logikai feladat
Sokan Einsteinnek tulajdonítják, de erre semmi bizonyíték nincs, sőt, a feladat szövege alapján szinte biztos, hogy nem tőle származik. Angol alapváltozatának neve ,,Zebra puzzle".
Az elterjedt magyar változat a következő: Van 5 különböző színű ház. Minden házban él egy-egy ember, mindegyik más nemzetiségű. Az öt tulajdonos különböző italt fogyaszt, különféle cigit szív és más-más állatot tart, mindegyikből pontosan egyet.
- A skót a piros házban lakik.
- A svéd kutyát tart.
- A dán teát iszik.
- A zöld ház a fehér ház bal oldalán van.
- A zöld ház tulajdonosa kávét iszik.
- Az a személy aki Pall Mall-t szív madarat tart.
- A sárga ház tulajdonosa Dunhill-t szív.
- Az az ember aki a középső házban lakik tejet iszik.
- A norvég az első házban lakik.
- Az ember aki Blend cigit szív amellett lakik aki macskát tart.
- Az az ember aki lovat tart amellett lakik aki Dunhill cigit szív.
- A tulaj aki Blue Mastert szív, sört iszik.
- A német Prince-t szív.
- A norvég a kék ház mellett lakik.
- Az ember aki Blend-et szív, a vizet ivó ember szomszédja.
A kérdés: Melyik tart halat és ki iszik vizet?
Írjunk programot, mely megválaszolja e kérdést, gyorsan lefut. Igazoljuk, hogy a magyar változat gyengéje, hogy az utolsó feltétel elhagyható, úgy is csak egy megoldás van. Hogyan változik a megoldás, ha a 4. feltételben kicseréljük a két házat?
Az előző perm algoritmust használó megoldás, ami becslésünk szerint több órát fut:
def jobbra(h1, h2): return h1 - h2 == 1 def szomszed(h1, h2): return abs(h1 - h2) == 1 sorrend = perms([1, 2, 3, 4, 5]) print [(skot, sved, dan, nemet, norveg, hal, viz) for [piros, zold, feher, sarga, kek] in sorrend for [skot, sved, dan, nemet, norveg] in sorrend for [kave, tea, tej, sor, viz] in sorrend for [PallMall, Dunhill, Blend, BlueMaster, Prince] in sorrend for [kutya, madar, macska, lo, hal] in sorrend if skot is piros # 1 if sved is kutya # 2 if dan is tea # 3 if jobbra(zold, feher) # 4 if kave is zold # 5 if PallMall is madar # 6 if Dunhill is sarga # 7 if tej is 3 # 8 if norveg is 1 # 9 if szomszed(Blend, macska) #10 if szomszed(Dunhill, lo) #11 if BlueMaster is sor #12 if nemet is Prince #13 if szomszed(norveg, kek) #14 if szomszed(Blend, viz) #15 ]
Javított változat:
sorrend = perms([1, 2, 3, 4, 5]) print [(skot, sved, dan, nemet, norveg, hal, viz) for [piros, zold, feher, sarga, kek] in sorrend if jobbra(zold, feher) # 4 for [skot, sved, dan, nemet, norveg] in sorrend if skot is piros # 1 if norveg is 1 # 9 if szomszed(norveg, kek) #14 for [kave, tea, tej, sor, viz] in sorrend if dan is tea # 3 if kave is zold # 5 if tej is 3 # 8 for [PallMall, Dunhill, Blend, BlueMaster, Prince] in sorrend if Dunhill is sarga # 7 if BlueMaster is sor #12 #if szomszed(Blend, viz) #15 for [kutya, madar, macska, lo, hal] in sorrend if sved is kutya # 2 if PallMall is madar # 6 if szomszed(Blend, macska) #10 if szomszed(Dunhill, lo) #11 if nemet is Prince #13 ]
Lista metódusok
>>> l = [1, 3, 5] >>> l.append(2) # egy elem hozzáadása >>> l.extend([6, 3, 1]); l # iterálható hozzáadása [1, 3, 5, 2, 6, 3, 1] >>> l.count(3) # hányszor fordul elő 2 >>> l.index(3) # hanyadik helyen 1 >>> l.index(3, 2) # a 2 index után hol fordul elő először 5 >>> l.insert(1, 9); l # beszúr [1, 9, 3, 5, 2, 6, 3, 1] >>> a = l.pop(); l; a # a végéről eldob egy elemet, és azt visszaadja értékként [1, 9, 3, 5, 2, 6, 3] 1 >>> a = l.pop(4); l # a megadott helyről eldob [1, 9, 3, 5, 6, 3] >>> a 2 >>> l.sort() # rendez >>> l [1, 3, 3, 5, 6, 9] >>> l.reverse(); l # fordítva rendez [9, 6, 5, 3, 3, 1] >>> l.remove(3); l # adott elemet eldob (az első előfordulását) [9, 6, 5, 3, 1] >>> l.remove(3); l [9, 6, 5, 1] >>> a = l.remove(2) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ValueError: list.remove(x): x not in list
Szótár, hasító tábla (dictionary, hash table)
A hash tábla (hash table, hasító tábla) egy olyan adatszerkezet, amely egy hash függvény (hasító függvény) segítségével állapítja meg, hogy melyik kulcshoz milyen érték tartozik. A Python dict adattípusa hash tábla. A hash függvény minden objektumhoz egy véges tartományba eső egész számot rendel. A hash tábla kezelésekor kezelni kell az esetleges ütközéseket, azaz azokat az eseteket, amikor két különböző kulcshoz azonos hash-érték tartozik. A Python a hash függvény értékkészletébe eső egészeken az identikus leképezés, tehát
>>> hash(1) 1 >>> hash(1.0) 1 >>> hash(1123) 1123 >>> hash(-1123) -1123 >>> hash(1111111111111111111111111111) 497554224548382901
Így e függvényhez könnyű ütközést kreálni (a születésnapi paradoxon is besegít), de a gyakorlatban nagyon ritka, és a hash tábla kezelés föl van ilyen esetekre készülve (a kriptográfiai célokra használt hash függvényt úgy kell megkonstruálni, hogy ütközést belátható időn belül ne lehessen könnyen találni).
>>> hash(0.1) 2576882278 >>> hash(2576882278) 2576882278
Csak változtathatatlan (immutable) objektumoknak lehet hash értéke:
>>> l = [1, 2] # változtatható (mutable) >>> c = "hash" # változtathatatlan (immutable) >>> hash(c) 7799588877615763652 >>> hash(l) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> TypeError: unhashable type: 'list'
Hash tábla, azaz szótár létrehozása:
Operátorok precedenciája
Az operátorok között, mint a matematikában itt is, van precedencia sorrend:
Operator | Description |
---|---|
lambda | Lambda expression |
if – else | Conditional expression |
or | Boolean OR |
and | Boolean AND |
not x | Boolean NOT |
in, not in, is, is not, <, <=, >, >=, <>, !=, == | Comparisons, identity test, including membership test |
| | Bitwise OR |
^ | Bitwise XOR |
& | Bitwise AND |
<<, >> | Shifts |
+, -
|
Addition and subtraction |
*, //, /, % | Multiplication, division, remainder |
+x, -x, ~x
|
Positive, negative, bitwise not |
** | Exponentiation |
x[index], x[index:index], x(arguments...), x.attribute | Subscription, slicing, call, attribute reference |
(expressions...), [expressions...], {key:datum...}, `expressions...` | Binding or tuple display, list display, dictionary display, string conversion |
A sage, python a kifejezéseket balról jobbra értékeli ki, kivéve az értékadásnál, amikor előbb a jobb oldalt értékeli ki, majd a bal oldalt. Pl. a logikai kifejezés elemeit ha mar felesleges nem értékeli ki.
A procedurális programozás elemei
Vezérlő utasítások
if
>>> x = int(raw_input("Adj meg egy egész számot: ")) Adj meg egy egész számot: 42 >>> if x < 0: ... print "ez negatív" ... elif x == 0: ... print "ez nulla" ... elif x == 1: ... print "ez egy" ... else: ... print "ez sok" ... ez sok
Az elif-ek száma tetszőleges, és ezzel elkerülhető a sok behúzás.
A következő kóddal tesztelhető, hogy milyen kifejezéseket tekint a python igaznak:
x = 5 y = 5.0 if x == y: # if x is 5: # True, 1, 2, 0.00001, [[]], ((),), print "igaz, nem 0" else: # False, None, 0, 0.0, 0 + 0j, [], (), (()), {} print "hamis, 0, a hossza 0"
for, break, else, continue
>>> long_words = [u"Antidisestablishmentarianism", u"Donaudampfschiffahrtselektrizitätenhauptbetriebswerkbauunterbeamtengesellschaft", u"bejelentkezésszabályozási", u"fosszilisdinoszauruszhányásvilágranglista-megdöntés", u"folyamatellenőrzésiügyosztályvezetőhelyettesképesítésvizsgálat-szervezéseitekkel"] >>> for i in long_words: ... print i, len(i) ... Antidisestablishmentarianism 28 Donaudampfschiffahrtselektrizitätenhauptbetriebswerkbauunterbeamtengesellschaft 79 bejelentkezésszabályozási 25 fosszilisdinoszauruszhányásvilágranglista-megdöntés 51 folyamatellenőrzésiügyosztályvezetőhelyettesképesítésvizsgálat-szervezéseitekkel 80
Döntsük el 10-ig minden egészről, hogy prím vagy összetett szám!
>>> for n in range(2, 10): ... for x in range(2, n): ... if n % x == 0: ... print n, '=', x, '*', n/x ... break ... else: ... # ha a ciklusban nem talált osztót (nem volt break) ... print n, 'prím' ... 2 prím 3 prím 4 = 2 * 2 5 prím 6 = 2 * 3 7 prím 8 = 2 * 4 9 = 3 * 3
Az else a for-ral is használható! Szerencsétlen a névhasználat (jobb lenne pl. finally), de a szerkezet praktikus lehet. Az else ágra a ciklus utolsó végrehajtása után kerül a vezérlés (így akkor is, ha a ciklus egyszer sem fut le). Elkerüli viszont az else ágat a vezérlés, ha a break utasítással hagyjuk el a ciklust.
Írjuk ki az 50 alatti páros számokat, de a 3-mal oszthatók helyett *-ot tegyünk!
>>> for n in range(2, 50, 2): ... if n % 3 == 0: ... print "*", ... continue ... print n, ... 2 4 * 8 10 * 14 16 * 20 22 * 26 28 * 32 34 * 38 40 * 44 46 *
while, braek, else
Írjuk ki az 1000 alatti Fibonacci-számokat:
>>> n = 1000 >>> a, b = 0, 1 >>> while a < n: ... print a, # a vessző miatt egy sorba kerülnek ... a, b = b, a + b ... 0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 610 987
A while-nak is lehet else-ága és használható a break.
A pythonban nincs hátul tesztelő ciklusutasítás, a következővel helyettesíthető:
while True: utasítások if kilépési_feltétel: break (utasítások)
pass
Nem csinál semmit, ami sokszor nagyon jól jöhet:
while True: pass # Várunk egy billentyűzet interruptot (Ctrl+C)
def func(*args): pass # megírandó
Kivételkezelés
Lehetőségünk van kivételek, hibák kezelésére.
- try és except blokkok használatával kezelhetjük a hibát adható részeit a kódnak.
- A try blokkon belül megpróbáljuk végrehajtani az ott felsorolt utasításokat.
- Ha ez nem sikerül, akkor a felmerülő hibát az except blokkal "kapjuk el".
- Példa, alább magyarázattal:
>>> while True: ... try: ... x = int(raw_input("Please enter a number: ")) ... break ... except ValueError: ... print "Oops! That was no valid number. Try again..."
- A while True egy végtelen ciklus, amelyből a break utasítással léphetünk ki. A break utasítás csak akkor fut le, ha előtte a felhasználótól hibátlanul bekértünk egy számot. Ha ez nem sikerült, akkor a try blokkból kilépünk a break utasítás előtt és ugrunk az except részre. Mivel mindez egy végtelen while ciklusban van, ezért ezt addig folytatjuk, amíg helyes bemenetet nem kapunk.
- Tehát megpróbáljuk végrehajtani a try blokkon belüli utasításokat, de amint hibát észlelünk, kilépünk a try blokkból.
- A hibát az except blokkal kezeljük.
- Az except után megadhatjuk a hiba típusát, így a különböző hibákat különbözőféleképp kezelhetjük:
try: z = x/y except ZeroDivisionError, e: z = e # representation: "<exceptions.ZeroDivisionError instance at 0x817426c>" print z
Függvények
Opcionálisan megadható argumentumok alapértelmezett értékkel
>>> def fn(a, b, c=1, d=2): ... print a, b, c, d ... >>> fn(-1, 0) -1 0 1 2 >>> fn(-1, 0, 9, 5) -1 0 9 5 >>> fn(-1, 0, d=5) -1 0 1 5
def ask_ok(prompt, retries=4, complaint='Yes or no, please!'): while True: ok = raw_input(prompt) if ok[0] in ('y', 'Y', 'i', 'I'): return True if ok[0] in ('n', 'N'): return False retries = retries - 1 if retries < 0: raise IOError('refusenik user') print complaint
Néhány lehetséges meghívása:
ask_ok("Is it OK? ") ask_ok("May I delete your files? ", 0) ask_ok("Törölhetem a wincsesztert? ", 1, "Igen vagy nem? ")
Függvény tetszőleges számú argumentummal
def fn(*a): for i in a: print i, >>> def fn(*a): ... for i in a: ... print i, ... >>> fn(1,2,3,4) 1 2 3 4
Kötelező argumentumok utáni használat:
>>> def fn(n, *a): ... for i in a: ... print i**n, ... >>> fn(3, 1, 2, 5) 1 8 125 >>> fn(4, 2, 3, 4, 5) 16 81 256 625 >>> fn(4) >>>
Az alapértelmezett argumentum értéke a függvény létrehozásakor lesz kiszámolva, nem a meghívásakor! És csak akkor egyszer! Ez a változtatható (mutable) objektumoknál érdekes hatással jár:
def f(a, L=[]): L.append(a) return L print f(1) print f(2) print f(5)
A futás eredménye:
[1] [1, 2] [1, 2, 5]
E mellékhatás elkerülésére [] helyett None-t használjunk!
def f(a, L=None): if L is None: L = [] L.append(a) return L
Az argumentumok megadhatók kulcsszó = érték alakban a kötelező argumentumok esetén is. Így az argumentumok sorrendje is megváltoztatható,
Függvényhívás kulcsszavas argumentumokkal
>>> def bolt(kind, *arguments, **keywords): ... print "-- Van az Önök boltjában", kind + "?" ... print "-- Sajnos nincs", kind+".", ... for arg in arguments: ... print arg+".", ... print "\n" + "-" * 40 ... keys = sorted(keywords.keys()) ... for kw in keys: ... print kw, ":", keywords[kw] ... >>> bolt('káposzta') -- Van az Önök boltjában káposzta? -- Sajnos nincs káposzta. ---------------------------------------- >>> bolt("füstöltsajt", "Nincs", ... "Rég elfogyott", ... boltos='Kovács József', ... vevo="Szabó József") -- Van az Önök boltjában füstöltsajt? -- Sajnos nincs füstöltsajt. Nincs. Rég elfogyott. ---------------------------------------- boltos : Kovács József vevo : Szabó József
Argumentumlista kicsomagolása
Egy listában vagy sorban lévő argumentumok kicsomagolása (az előző példákban a * a függvény definíciójában szerepelt, itt a híváskor, és listából vagy sorból argumentumlistát készít):
>>> l = [1, 9, 2] >>> range(*l) [1, 3, 5, 7]
lambda-függvény
Rövid, névtelen függvények konstrukciójára:
>>> map(len, ["emberek", "halak", "tyukok"]) [7, 5, 6] >>> map(lambda x: x**2 + 1, [1, 2, 4]) [2, 5, 17]
Funkcionális programozás elemei
Iterátor (bejáró)
>>> L = [1,2,3] >>> it = iter(L) >>> print it <...iterator object at ...> >>> it.next() 1 >>> it.next() 2 >>> it.next() 3 >>> it.next() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in ? StopIteration >>>
for i in iter(obj): print i for i in obj: print i
>>> L = [1,2,3] >>> iterator = iter(L) >>> t = tuple(iterator) >>> t (1, 2, 3)
>>> L = [1,2,3] >>> iterator = iter(L) >>> a,b,c = iterator >>> a,b,c (1, 2, 3)
Generátorkifejezés
Hasonló a listaértelmezéshez.
(expression for expr in sequence1 if condition1 for expr2 in sequence2 if condition2 for expr3 in sequence3 if condition3 ... for exprN in sequenceN if conditionN )
obj_total = sum(obj.count for obj in list_all_objects())
A generátor egy iterátort ad vissza mely adatok folyamát adja vissza.
def generate_ints(N): for i in range(N): yield i
>>> gen = generate_ints(3) >>> gen <generator object generate_ints at ...> >>> gen.next() 0 >>> gen.next() 1 >>> gen.next() 2 >>> gen.next() Traceback (most recent call last): File "stdin", line 1, in ? File "stdin", line 2, in generate_ints StopIteration
def counter (maximum): i = 0 while i < maximum: print "előtte", i val = (yield i) print "utána", i # If value provided, change counter if val is not None: i = val else: i += 1
>>> x = counter(8) >>> x <generator object counter at 0x12f50f0> >>> x.next() előtte 0 0 >>> x.next() utána 0 előtte 1 1 >>> x.next() utána 1 előtte 2 2 >>> x.send(6) utána 2 előtte 6 6 >>> x.next() utána 6 előtte 7 7 >>> x.next() utána 7 Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration >>> x.next() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration
A map és a filter függvények
A funkcionális programozás alapelemei a függvényeket objektumokra alkalmazó map és filter függvény. A Pythonban gyakran egyszerű listaértelmezéssel kiválthatók. A map az első argumentumában lévő függvényt alkalmazza a második (és további) bejárható argumentuma elemeire és listát ad vissza.
>>> def upper(s): ... return s.upper() >>> >>> map(upper, ['sentence', 'fragment']) # listából lista ['SENTENCE', 'FRAGMENT'] >>> map(upper, ('sentence', 'fragment')) # tupléból is lista lesz ['SENTENCE', 'FRAGMENT'] >>> [upper(s) for s in ['sentence', 'fragment']] ['SENTENCE', 'FRAGMENT']
>>> def is_even(x): ... return (x % 2) == 0 >>> filter(is_even, range(10)) [0, 2, 4, 6, 8] >>> [x for x in range(10) if is_even(x)] [0, 2, 4, 6, 8]
Az objektumorientált programozás alapjai
[[3] Python tutorial], [[4] Egy jó wikibook oldal]
[[5] Python library az operátorokról]
Néhány alapfogalom
- Egységbezárás (encapsulation)
- a procedurális megközelítéssel ellentétben az adatok és a függvények a program nem különálló részét képezik, azok összetartoznak: együtt alkotnak egy objektumot. Az objektum felülete(ke)n (interfész, interface) keresztül érhető el a többi objektum számára.
- Osztály (class)
- egy objektum prototípusa, tulajdonságokkal ellátva, melyek jellemzik az osztály példányait. A tulajdonságok osztály és példányváltozók, és metódusok (tagfüggvények). Pont-jelöléssel érhetők el.
- Attribútum/tulajdonság (attribute)
- egy objektum tulajdonsága, jellemzője, az objektum nevét követő pont után írjuk a nevét.
- Példány (instance)
- egy osztályhoz tartozó egyedi objektum.
- Példányosítás (instantiation)
- egy osztály egy példányának létrehozása.
- Példány változó (instance variable)
- metóduson belül definiált változó, mely csak az osztály adott példányához tartozik.
- Osztályváltozó (class variable)
- változó, melyet az osztály minden példánya elér.
- Metódus (method, tagfüggvény)
- osztályon belül definiált spec. függvény, első argumentuma tipikusan a self.
- Öröklődés (inheritance)
- származtatással egy már meglévő osztályból egy újat hozunk létre. Ez rendelkezni fog az ős minden tulajdonságával, amihez továbbiakat ad(hat)unk.
- Polimorfizmus/többalakúság (polymorphism)
- különböző viselkedésmódokkal ruházzuk fel az egymásból származtatott objektumokat.
- Névtér (namespace)
- megadja, hogy egy név melyik objektumhoz tartozik (leképezés a nevekről az objektumokra). (Példák névterekre: foglalt nevek, globális változók, egy függvény lokális nevei).
- Hatókör/szkóp (scope)
- a kód azon része, ahol a névtér közvetlenül (a teljes elérési út magadása nélkül) elérhető.
Bevezető példák
>>> class Osztalyom: ... "Egy egyszerű példa osztályra" ... i = 123 ... def f(self, i): ... self.i = i ... return 'hello vilag' ... >>> x = Osztalyom() >>> x.i 123 >>> x.f(5) 'hello vilag' >>> x.i 5 >>> Osztalyom.i 123
Objektum kívülről ráaggatott attribútumokkal (ritkán van erre szükség):
>>> x.szamlalo = 1 >>> while x.szamlalo < 10: ... x.szamlalo = x.szamlalo * 2 ... >>> print x.szamlalo 16 >>> del x.szamlalo
Konstruktor __init__
class Komplex: def __init__(self, real, imag): self.r = real self.i = imag def konjugalt(self): return Komplex(self.r, -self.i)
Használatára létrejön egy példány, melynek memóriacímét kapjuk vissza nevének beírása után:
>>> z = Komplex(3, 4) >>> z <__main__.Komplex instance at 0x184a710> >>> w = z.konjugalt() >>> w <__main__.Komplex instance at 0x184a758>
Tulajdonságaik lekérdezhetők:
>>> z.r, z.i (3, 4) >>> w.r, w.i (3, -4)
További tulajdonságokkal ruházzuk fel a Komplex osztály objektumait. Ehhez a speciális metódusokat használjuk:
class Komplex: """Komplex számok kezelése.""" def __init__(self, real, imag): """Komplex szám létrehozása""" self.r = real self.i = imag def konjugalt(self): return Komplex(self.r, -self.i) def __add__(self, z): """Az infix '+' művelet használatához.""" return Komplex(self.r + z.r, self.i + z.i) def __repr__(self): """Komplex szám megjelenése interaktív módban. Ugyanezt kapjuk a print parancsra is.""" # ez egyelőre rossz, mert a 3 - 4i képe ez lesz: 3 + -4i return repr(self.r) + " + " + repr(self.i) + "i"
Alkalmazása:
>>> z1 = Komplex(3, 4) >>> z2 = Komplex(1, 5) >>> z1 + z2 4 + 9i >>> z1 3 + 4i >>> z2 1 + 5i >>> z1 + z2 4 + 9i
>>> type(z1) <type 'instance'> >>> isinstance(z1, Komplex) True >>> z1.__class__ <class __main__.Komplex at 0x21ce3f8> >>> z1.__module__ '__main__' >>> z1.__class__.__name__ 'Komplex' >>> dir(z1) ['__add__', '__doc__', '__init__', '__module__', '__repr__', 'i', 'konjugalt', 'r'] >>> print z1.__doc__ Komplex számok kezelése. >>> z1.konjugalt() 3 + -4i >>> z1.__add__(z2) 4 + 9i
Egy példa az osztályváltozó alkalmazására:
class Alkalmazott: """Alkalmazottak osztálya""" alkSzamlalo = 0 def __init__(self, nev, fizetes): """Konstruktor az alkalmazottaknak""" self.nev = nev self.fizetes = fizetes Alkalmazott.alkSzamlalo += 1 self.sorszam = Alkalmazott.alkSzamlalo def szamlalot_kiir(self): mit = "{0} a {1}. alkalmazott az összesen {2} között" print mit.format(self.nev, self.sorszam, Alkalmazott.alkSzamlalo) def adatot_kiir(self): print "Név: ", self.nev, ", Fizetés: ", self.fizetes
>>> a1 = Alkalmazott("Jóska", 1000000) >>> a2 = Alkalmazott("Pista", 200000) >>> a3 = Alkalmazott("Ildikó", 2000000) >>> a2.szamlalot_kiir() Pista a 2. alkalmazott az összesen 3 között >>> a2.adatot_kiir() Név: Pista , Fizetés: 200000 >>> a3.adatot_kiir() Név: Ildikó , Fizetés: 2000000
Példa az öröklésre. Szülő osztály:
class Ellipszis: def __init__(self, kozeppont, felx, fely): self.kozeppont = kozeppont self.felx = felx self.fely = fely def terulete(self): return self.felx*self.fely*3.14159
Gyerek osztály:
class Kor(Ellipszis): def __init__(self, kozeppont, sugar): Ellipszis.__init__(self, kozeppont, sugar, sugar) self.sugar = sugar
>>> e = Ellipszis((0, 0), 3, 2) >>> e.felx 3 >>> e.fely 2 >>> e.terulete() 18.849539999999998 >>> k = Kor((2, 0), 3) >>> k.felx 3 >>> k.fely 3 >>> k.sugar 3 >>> k.terulete() 28.27431
Függvény felülírása:
class Kor(Ellipszis): def __init__(self, kozeppont, sugar): Ellipszis.__init__(self, kozeppont, sugar, sugar) self.sugar = sugar def terulete(self): return self.sugar**2*3.14159
Objektum tulajdonságai
# Google példa: http://google-styleguide.googlecode.com/svn/trunk/pyguide.html#Python_Language_Rules import math class Square(object): """A square with two properties: a writable area and a read-only perimeter. To use: >>> sq = Square(3) >>> sq.area 9 >>> sq.perimeter 12 >>> sq.area = 16 >>> sq.side 4 >>> sq.perimeter 16 """ def __init__(self, side): self.side = side def __get_area(self): """Calculates the 'area' property.""" return self.side ** 2 def ___get_area(self): """Indirect accessor for 'area' property.""" return self.__get_area() def __set_area(self, area): """Sets the 'area' property.""" self.side = math.sqrt(area) def ___set_area(self, area): """Indirect setter for 'area' property.""" self.__set_area(area) area = property(___get_area, ___set_area, doc="""Gets or sets the area of the square.""") @property def perimeter(self): return self.side * 4
Konvenció:
- _single_leading_underscore: belső használatra (Pl.
from M import *
nem tölti be ezeket) - single_trailing_underscore_: kerüljük a konfliktust a kulcsszavakkal (class_)
- __double_leading_underscore: "name mangling" (a class FooBar osztálybeli __boo kint majd _FooBar__boo -ként érhető el).
- __double_leading_and_trailing_underscore__: "különleges" objektumok (pl. __init__), saját magunk ilyeneket ne vezessünk be.
Dekorátor
A dekorátorok módosítják függvények vagy osztályok kódját!
Scope (hatókör), névtér
Minden új függvény fölépíti saját névterét, egy szótár formájában. Íme a globális és egy lokális névtér:
>>> x = 2 >>> print globals() {'__builtins__': <module '__builtin__' (built-in)>, '__name__': '__main__', 'x': 2, '__doc__': None, '__package__': None} >>> def fn(): ... y = 3 ... print locals() ... >>> fn() {'y': 3}
Ha egy név lokálisan nem lett létrehozva, a tartalmazó névterekben keresi egyre kijjebb haladva (itt az x nem lett lokálisan létrehozva, de elérhető):
>>> def fn(): ... y = 3 ... print "x, y:", x, y ... print locals() ... >>> fn() x, y: 2 3 {'y': 3}
Kérdés: Mi történik az alábbi kód hatására? magyarázzuk meg, mi történik:
>>> def fn(): ... y = 3 ... print "x, y:", x, y ... x = 5 ... print locals() ... >>> fn()
És mi történik, ha a 3. és 4. sort fölcseréljük?
A névtér törlődik a függvény lefutása után, magasabb szinten az alacsonyabb szintű névterek nem érhetők el:
>>> def fn(): ... z = 1 ... >>> print z Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> NameError: name 'z' is not defined
A függvény lezárása a Pythonnak azt a képességét jelenti, hogy a nem globális névtérben definiált függvény emlékszik a definiálás pillanatában érvényes bennfoglaló névterekre:
>>> def kulso(x): ... def belso(): ... print x ... return belso ... >>> f1 = kulso(3) >>> f2 = kulso(5) >>> >>> f1() 3 >>> f2() 5
Dekorálunk
A külső függvény az argumentumában átadott függvény eredményét duplázza, és ezt a duplázó függvényt adja vissza. Ezzel dekorálunk két különböző függvényt!
>>> def kulso(fn): ... def belso(*args): ... print "belül vagyunk" ... return 2*fn(*args) ... return belso ... >>> def fv(n): ... return n ... >>> dekoralt = kulso(fv) >>> dekoralt(5) belül vagyunk 10 >>> def fadd(a, b): ... return a + b ... >>> dekoralt = kulso(fadd) >>> dekoralt(4, 5) belül vagyunk 18
A fv = kulso(fv)
rövidítése a @kulso
a fv függvénydefiníció elé írásával:
>>> @kulso ... def fmul(a, b): ... return a * b ... >>> fmul(3, 5) belül vagyunk 30
Dekorátor lehet olyan osztály is, mely meghívható, azaz amelyben létezik __call__
függvény:
>>> class Dekorator(): ... def __init__(self, f): ... print "Dekorátor konstruktor" ... print "meghívjuk a fv-t:", f() ... def __call__(self): ... print "Dekorátor meghívása" ... >>> @Dekorator ... def fn(): ... print "az fn meghívása" ... Dekorátor konstruktor meghívjuk a fv-t: az fn meghívása None >>> fn() Dekorátor meghívása
Egyebek
Modulok
[[8]]
A modul egy egyszerű Python-kódú fájl definíciókkal és végrehajtható utasításokkal a Python interpreter számára elérhető könyvtárban. Neve a fájl .py előtti része lesz, azaz ez kerül a globális __name__ változóba. Legyen az alábbi kód a fibi.py fájlba elmentve.
#!/usr/bin/python #coding=utf8 def fib(n): """Visszaadja az n-edik Fibonacci-számot.""" a, b = 0, 1 for i in range(n): a, b = b, a+b return a def fibs(n): """Kiírja n-ig a Fibonacci-számokat.""" a, b = 0, 1 print 0, while b <= n: print b, a, b = b, a+b if __name__ == "__main__": import sys print fib(int(sys.argv[1]))
Ekkor e modul a következőképp tölthető be:
>>> import fibi >>> fibi.fibs(13) 0 1 1 2 3 5 8 13 >>> fibi.fibs(0) 0 >>> fibi.fib(0) 0 >>> fibi.fib(10) 55
A modul tartalma elérhető, pl:
>>> fibi.__name__ 'fibi' >>> print fibi.fib.__doc__ Visszaadja az n-edik Fibonacci-számot. >>> dir(fibi) ['__builtins__', '__doc__', '__file__', '__name__', '__package__', 'fib', 'fibs']
Egyéb betöltési lehetőségek:
from fibi import fib from fibi import * import fibi as f
Újratöltés, ha közben átírtuk:
reload(fibi)
A __name__ fibi, ha betöltjük, de __main__, ha parancssorból futtatjuk, ez használhatóvá teszi parancssorból is:
$ python fibi.py 18 2584
Csomagok (packages)
Modulok kollekciója, egy egyszerű könyvtárstruktúra nevei definiálják a alcsomagstruktúrát:
csomag/ __init__.py elsoalcsomag/ __init__.py elsomodul.py masodikmodul.py masodikalcsomag/ __init__.py elsomodul.py masodikmodul.py
Az __init__.py fájlok az adott csomag betöltésekor lefutnak -- lehetnek üres fájlok is! Betöltésük:
import csomag from csomag import elsoalcsomag from csomag.elsoalcsomag import elsomodul