单元测试(Unit Testing)
为程序编写测试——如果做的到位——有助于减少bug的出现,并可以提高我们对程序按预期目标运行的信心。通常,测试并不能保证正确性,因为对大多数程序而言, 可能的输入范围以及可能的计算范围是如此之大,只有其中最小的一部分能被实际地进 行测试。尽管如此,通过仔细地选择测试的方法和目标,可以提高代码的质量。
大量不同类型的测试都可以进行,比如可用性测试、功能测试以及整合测试等。这里, 我们只讲单元测试一对单独的函数、类与方法进行测试,确保其符合预期的行为。
TDD的一个关键点是,当我们想添加一个功能时——比如为类添加一个方法—— 我们首次为其编写一个测试用例。当然,测试将失败,因为我们还没有实际编写该方法。现在,我们编写该方法,一旦方法通过了测试,就可以返回所有测试,确保我们新添加的代码没有任何预期外的副作用。一旦所有测试运行完毕(包括我们为新功能编写的测试),就可以对我们的代码进行检查,并有理有据地相信程序行为符合我们的期望——当然,前提是我们的测试是适当的。
比如,我们编写了一个函数,该函数在特定的索引位置插入一个字符串,可以像下面这样开始我们的TDD:
def insert_at(string, position, insert):
"""Returns a of string with insert inserted at the position
>>> string = "ABCDE"
>>> result =[]
>>> for i in range(-2, len(string) + 2):
... result.append(insert_at(string, i,“-”))
>>> result[:5]
['ABC-DE', 'ABCD-E', '-ABCDE','A-BCDE', 'AB-CDE']
>>> result[5:]
['ABC-DE', 'ABCD-E', 'ABCDE-', 'ABCDE-']
"""
return string
对不返回任何参数的函数或方法(通常返回None),我们通常赋予其由pass构成的一个suite,对那些返回值被试用的,我们或者返回一个常数(比如0),或者某个不变的参数——这也是我们这里所做的。(在更复杂的情况下,返回fake对象可能更有用一一对这样的类,提供mock对象的第三方模块是可用的。)
运行doctest时会失败,并列出每个预期内的字符串('ABCD-EF'、'ABCDE-F' 等),及其实际获取的字符串(所有的都是'ABCD-EF')。一旦确定doctest是充分的和正确的,就可以编写该函数的主体部分,在本例中只是简单的return string[:position] + insert+string[position:]。(如果我们编写的是 return string[:position] + insert,之后复制 string [:position]并将其粘贴在末尾以便减少一些输入操作,那么doctest会立即提示错误。)
Python的标准库提供了两个单元测试模块,一个是doctest,这里和前面都简单地提到过,另一个是unittest。此外,还有一些可用于Python的第三方测试工具。其中最着名的两个是nose (code.google.com/p/python-nose)与py.test (codespeak.net/py/dist/test/test.html), nose 致力于提供比标准的unittest 模块更广泛的功能,同时保持与该模块的兼容性,py.test则采用了与unittest有些不同的方法,试图尽可能消除样板测试代码。这两个第三方模块都支持测试发现,因此没必要写一个总体的测试程序——因为模块将自己搜索测试程序。这使得测试整个代码树或某一部分 (比如那些已经起作用的模块)变得很容易。那些对测试严重关切的人,在决定使用哪个测试工具之前,对这两个(以及任何其他有吸引力的)第三方模块进行研究都是值 得的。
创建doctest是直截了当的:我们在模块中编写测试、函数、类与方法的docstrings。 对于模块,我们简单地在末尾添加了 3行:
if __name__ =="__main__":
import doctest
doctest.testmod()
在程序内部使用doctest也是可能的。比如,blocks.py程序(其模块在后面)有自己函数的doctest,但以如下代码结尾:
if __name__== "__main__":
main()
这里简单地调用了程序的main()函数,并且没有执行程序的doctest。要实验程序的 doctest,有两种方法。一种是导入doctest模块,之后运行程序---比如,在控制台中输 入 python3 -m doctest blocks.py (在 Wndows 平台上,使用类似于 C:Python3 lpython.exe 这样的形式替代python3)。如果所有测试运行良好,就没有输出,因此,我们可能宁愿执行python3-m doctest blocks.py-v,因为这会列出每个执行的doctest,并在最后给出结果摘要。
另一种执行doctest的方法是使用unittest模块创建单独的测试程序。在概念上, unittest模块是根据java的JUnit单元测试库进行建模的,并用于创建包含测试用例的测试套件。unittest模块可以基于doctests创建测试用例,而不需要知道程序或模块包含的任何事物——只要知道其包含doctest即可。因此,为给blocks.py程序制作一个测试套件,我们可以创建如下的简单程序(将其称为test_blocks.py):
import doctest
import unittest
import blocks
suite = unittest.TestSuite()
suite.addTest(doctest.DocTestSuite(blocks))
runner = unittest.TextTestRunner()
print(runner.run(suite))
注意,如果釆用这种方法,程序的名称上会有一个隐含的约束:程序名必须是有效的模块名。因此,名为convert-incidents.py的程序的测试不能写成这样。因为import convert-incidents不是有效的,在Python标识符中,连接符是无效的(避开这一约束是可能的,但最简单的解决方案是使用总是有效模块名的程序文件名,比如,使用下划线替换连接符)。这里展示的结构(创建一个测试套件,添加一个或多个测试用例或测试套件,运行总体的测试套件,输出结果)是典型的机遇unittest的测试。运行时,这一特定实例产生如下结果:
...
.............................................................................................................
Ran 3 tests in 0.244s
OK
每次执行一个测试用例时,都会输出一个句点(因此上面的输出最前面有3个句点),之后是一行连接符,再之后是测试摘要(如果有任何一个测试失败,就会有更多的输出信息)。
如果我们尝试将测试分离开(典型情况下是要测试的每个程序和模块都有一个测试用例),就不要再使用doctests,而是直接使用unittest模块的功能——尤其是我们习惯于使用JUnit方法进行测试时ounittest模块会将测试分离于代码——对大型项目(测试编写人员与开发人员可能不一致)而言,这种方法特别有用。此外,unittest单元测试编写为独立的Python模块,因此,不会像在docstring内部编写测试用例时受到兼容性和明智性的限制。
unittest模块定义了 4个关键概念。测试夹具是一个用于描述创建测试(以及用完之后将其清理)所必需的代码的术语,典型实例是创建测试所用的一个输入文件,最后删除输入文件与结果输出文件。测试套件是一组测试用例的组合。测试用例是测试的基本单元—我们很快就会看到实例。测试运行者是执行一个或多个测试套件的对象。
典型情况下,测试套件是通过创建unittest.TestCase的子类实现的,其中每个名称 以“test”开头的方法都是一个测试用例。如果我们需要完成任何创建操作,就可以在一个名为setUp()的方法中实现;类似地,对任何清理操作,也可以实现一个名为 tearDown()的方法。在测试内部,有大量可供我们使用的unittest.TestCase方法,包括 assertTrue()、assertEqual()、assertAlmostEqual()(对于测试浮点数很有用)、assertRaises() 以及更多,还包括很多对应的逆方法,比如assertFalse()、assertNotEqual()、failIfEqual()、 failUnlessEqual ()等。
unittest模块进行了很好的归档,并且提供了大量功能,但在这里我们只是通过一 个非常简单的测试套件来感受一下该模块的使用。这里将要使用的实例,该练习要求创建一个Atomic模块,该模块可以用作一 个上下文管理器,以确保或者所有改变都应用于某个列表、集合或字典,或者所有改变都不应用。作为解决方案提供的Atomic.py模块使用30行代码来实现Atomic类, 并提供了 100行左右的模块doctest。这里,我们将创建test_Atomic.py模块,并使用 unittest测试替换doctest,以便可以删除doctest。
在编写测试模块之前,我们需要思考都需要哪些测试。我们需要测试3种不同的数据类型:列表、集合与字典。对于列表,需要测试的是插入项、删除项或修改项的值。对于集合,我们必须测试向其中添加或删除一个项。对于字典,我们必须测试的是插入一个项、修改一个项的值、删除一个项。此外,还必须要测试的是在失败的情况下,不会有任何改变实际生效。
结构上看,测试不同数据类型实质上是一样的,因此,我们将只为测试列表编写测试用例,而将其他的留作练习。test_Atomic.py模块必须导入unittest模块与要进行测试的Atomic模块。
创建unittest文件时,我们通常创建的是模块而非程序。在每个模块内部,我们定义一个或多个unittest.TestCase子类。比如,test_Atomic.py模块中仅一个单独的 unittest-TestCase子类,也就是TestAtomic (稍后将对其进行讲解),并以如下两行结束:
if name == "__main__":
unittest.main()
这两行使得该模块可以单独运行。当然,该模块也可以被导入并从其他测试程序中运行——如果这只是多个测试套件中的一个,这一点是有意义的。
如果想要从其他测试程序中运行test_Atomic.py模块,那么可以编写一个与此类似的程序。我们习惯于使用unittest模块执行doctests,比如:
import unittest
import test_Atomic
suite = unittest.TestLoader().loadTestsFromTestCase(test_Atomic.TestAtomic)
runner = unittest.TextTestRunner()
pnnt(runner.run(suite))
这里,我们已经创建了一个单独的套件,这是通过让unittest模块读取test_Atomic 模块实现的,并且使用其每一个test*()方法(本实例中是test_list_success()、test_list_fail(),稍后很快就会看到)作为测试用例。
我们现在将查看TestAtomic类的实现。对通常的子类(不包括unittest.TestCase 子类),不怎么常见的是,没有必要实现初始化程序。在这一案例中,我们将需要建立 一个方法,但不需要清理方法,并且我们将实现两个测试用例。
def setUp(self):
self.original_list = list(range(10))
我们已经使用了 unittest.TestCase.setUp()方法来创建单独的测试数据片段。
def test_list_succeed(self):
items = self.original_list[:]
with Atomic.Atomic(items) as atomic:
atomic.append(1999)
atomic.insert(2, -915)
del atomic[5]
atomic[4]= -782
atomic.insert(0, -9)
self.assertEqual(items,
[-9, 0, 1, -915, 2, -782, 5, 6, 7, 8, 9, 1999])
def test_list_fail(self):
items = self.original_list[:]
with self.assertRaises(AttributeError):
with Atomic.Atomic(items) as atomic:
atomic.append(1999)
atomic.insert(2, -915)
del atomic[5]
atomic[4] = -782
atomic.poop() # Typo
self.assertListEqual(items, self.original_list)
这里,我们直接在测试方法中编写了测试代码,而不需要一个内部函数,也不再使用unittest.TestCase.assertRaised()作为上下文管理器(期望代码产生AttributeError)。 最后我们也使用了 Python 3.1 的 unittest.TestCase.assertListEqual()方法。
正如我们已经看到的,Python的测试模块易于使用,并且极为有用,在我们使用 TDD的情况下更是如此。它们还有比这里展示的要多得多的大量功能与特征——比如,跳过测试的能力,这有助于理解平台差别——并且这些都有很好的文档支持。缺失的一个功能——但nose与py.test提供了——是测试发现,尽管这一特征被期望在后续的Python版本(或许与Python 3.2—起)中出现。
性能剖析(Profiling)
如果程序运行很慢,或者消耗了比预期内要多得多的内存,那么问题通常是选择的算法或数据结构不合适,或者是以低效的方式进行实现。不管问题的原因是什么, 最好的方法都是准确地找到问题发生的地方,而不只是检査代码并试图对其进行优化。 随机优化会导致引入bug,或者对程序中本来对程序整体性能并没有实际影响的部分进行提速,而这并非解释器耗费大部分时间的地方。
在深入讨论profiling之前,注意一些易于学习和使用的Python程序设计习惯是有意义的,并且对提高程序性能不无裨益。这些技术都不是特定于某个Python版本的, 而是合理的Python程序设计风格。第一,在需要只读序列时,最好使用元组而非列表; 第二,使用生成器,而不是创建大的元组和列表并在其上进行迭代处理;第三,尽量使用Python内置的数据结构 dicts、lists、tuples 而不实现自己的自定义结构,因为内置的数据结构都是经过了高度优化的;第四,从小字符串中产生大字符串时, 不要对小字符串进行连接,而是在列表中累积,最后将字符串行表结合成为一个单独的字符串;第五,也是最后一点,如果某个对象(包括函数或方法)需要多次使用属性进行访问(比如访问模块中的某个函数),或从某个数据结构中进行访问,那么较好的做法是创建并使用一个局部变量来访问该对象,以便提供更快的访问速度。
Python标准库提供了两个特别有用的模块,可以辅助调査代码的性能问题。一个是timeit模块——该模块可用于对一小段Python代码进行计时,并可用于诸如对两个或多个特定函数或方法的性能进行比较等场合。另一个是cProfile模块,可用于profile 程序的性能——该模块对调用计数与次数进行了详细分解,以便发现性能瓶颈所在。
为了解timeit模块,我们将查看一些小实例。假定有3个函数function_a()、 function_b()、function_c(), 3个函数执行同样的计算,但分别使用不同的算法。如果将这些函数放于同一个模块中(或分别导入),就可以使用timeit模块对其进行运行和比较。下面给出的是模块最后使用的代码:
if __name__ == "__main__":
repeats = 1000
for function in ("function_a", "function_b", "function_c"):
t = timeit.Timer("{0}(X, Y)".format(function),"from __main__ import {0}, X, Y".format(function))
sec = t.timeit(repeats) / repeats
print("{function}() {sec:.6f} sec".format(**locals()))
赋予timeit.Timer()构造子的第一个参数是我们想要执行并计时的代码,其形式是字符串。这里,该字符串是“function_a(X,Y)”;第二个参数是可选的,还是一个待执行的字符串,这一次是在待计时的代码之前,以便提供一些建立工作。这里,我们从 __main__ (即this)模块导入了待测试的函数,还有两个作为输入数据传入的变量(X 与Y),这两个变量在该模块中是作为全局变量提供的。我们也可以很轻易地像从其他模块中导入数据一样来进行导入操作。
调用timeit.Timer对象的timeit()方法时,首先将执行构造子的第二个参数(如果有), 之后执行构造子的第一个参数并对其执行时间进行计时。timeit.Timer.timeit()方法的返回值是以秒计数的时间,类型是float。默认情况下,timeit()方法重复100万次,并返回所 有这些执行的总秒数,但在这一特定案例中,只需要1000次反复就可以给出有用的结果, 因此对重复计数次数进行了显式指定。在对每个函数进行计时后,使用重复次数对总数进行除法操作,就得到了平均执行时间,并在控制台中打印出函数名与执行时间。
function_a() 0.001618 sec
function_b() 0.012786 sec
function_c() 0.003248 sec
在这一实例中,function_a()显然是最快的——至少对于这里使用的输入数据而言。 在有些情况下一一比如输入数据不同会对性能产生巨大影响——可能需要使用多组输入数据对每个函数进行测试,以便覆盖有代表性的测试用例,并对总执行时间或平均执行时间进行比较。
有时监控自己的代码进行计时并不是很方便,因此timeit模块提供了一种在命令行中对代码执行时间进行计时的途径。比如,要对MyMole.py模块中的函数function_a()进行计时,可以在控制台中输入如下命令:python3 -m timeit -n 1000 -s "from MyMole import function_a, X, Y" "function_a(X, Y)"(与通常所做的一样,对 Windows 环境,我们必须使用类似于C:Python3lpython.exe这样的内容来替换python3)。-m选项用于Python 解释器,使其可以加载指定的模块(这里是timeit),其他选项则由timeit模块进行处理。 -n选项指定了循环计数次数,-s选项指定了要建立,最后一个参数是要执行和计时的代码。命令完成后,会向控制台中打印运行结果,比如:
1000 loops, best of 3: 1.41 msec per loop
之后我们可以轻易地对其他两个函数进行计时,以便对其进行整体的比较。
cProfile模块(或者profile模块,这里统称为cProfile模块)也可以用于比较函数 与方法的性能。与只是提供原始计时的timeit模块不同的是,cProfile模块精确地展示 了有什么被调用以及每个调用耗费了多少时间。下面是用于比较与前面一样的3个函数的代码:
if __name__ == "__main__":
for function in ("function_a", "function_b", "function_c"):
cProfile.run("for i in ranged 1000): {0}(X, Y)".format(function))
我们必须将重复的次数放置在要传递给cProfile.run()函数的代码内部,但不需要做任何创建,因为模块函数会使用内省来寻找需要使用的函数与变量。这里没有使用显式的print()语句,因为默认情况下,cProfile.run()函数会在控制台中打印其输出。下面给出的是所有函数的相关结果(有些无关行被省略,格式也进行了稍许调整,以便与页面适应):
1003 function calls in 1.661 CPU seconds
ncalls tottime percall cumtime percall filename:lineno(function)
1 0.003 0.003 1.661 1.661 :1 ( )
1000 1.658 0.002 1.658 0.002 MyMole.py:21 (function_a)
1 0.000 0.000 1.661 1.661 {built-in method exec}
5132003 function calls in 22.700 CPU seconds
ncalls tottime percall cumtime percall filename:lineno(function)
1 0.487 0.487 22.700 22.700 : 1 ( )
1000 0.011 0.000 22.213 0.022 MyMole.py:28(function_b)
5128000 7.048 0.000 7.048 0.000 MyMole.py:29( )
1000 0.00 50.000 0.005 0.000 {built-in method bisectjeft}
1 0.000 0.000 22.700 22.700 {built-in method exec}
1000 0.001 0.000 0.001 0.000 {built-in method len}
1000 15.149 0.015 22.196 0.022 {built-in method sorted}
5129003 function calls in 12.987 CPU seconds
ncalls tottime percall cumtime percall filename:lineno(function)
1 0.205 0.205 12.987 12.987 :l ( )
1000 6.472 0.006 12.782 0.013 MyMole.py:36(function_c)
5128000 6.311 0.000 6.311 0.000 MyMole.py:37( )
1 0.000 0.000 12.987 12.987 {built-in method exec}
ncalls ("调用的次数")列列出了对指定函数(在filename:lineno(function)中列出) 的调用次数。回想一下我们重复了 1000次调用,因此必须将这个次数记住。tottime (“总的时间”)列列出了某个函数中耗费的总时间,但是排除了函数调用的其他函数内部花费的时间。第一个percall列列出了对函数的每次调用的平均时间(tottime // ncalls)。 cumtime ("累积时间")列出了在函数中耗费的时间,并且包含了函数调用的其他函数内部花费的时间。第二个percall列列出了对函数的每次调用的平均时间,包括其调用的函数耗费的时间。
这种输出信息要比timeit模块的原始计时信息富有启发意义的多。我们立即可以发现,function_b()与function_c()使用了被调用5000次以上的生成器,使得它们的速度至少要比function_a()慢10倍以上。并且,function_b()调用了更多通常意义上的函数,包括调用内置的sorted()函数,这使得其几乎比function_c()还要慢两倍。当然,timeit() 模块提供了足够的信息来查看计时上存在的这些差别,但cProfile模块允许我们了解为什么会存在这些差别。正如timeit模块允许对代码进行计时而又不需要对其监控一样,cProfile模块也可以做到这一点。然而,从命令行使用cProfile模块时,我们不能精确地指定要执行的 是什么——而只是执行给定的程序或模块,并报告所有这些的计时结果。需要使用的 命令行是python3 -m cProfile programOrMole.py,产生的输出信息与前面看到的一 样,下面给出的是输出信息样例,格式上进行了一些调整,并忽略了大多数行:
10272458 function calls (10272457 primitive calls) in 37.718 CPU secs
ncalls tottime percall cumtime percall filename:lineno(function)
10.000 0.000 37.718 37.718 :1 ( )
10.719 0.719 37.717 37.717 :12( )
1000 1.569 0.002 1.569 0.002 :20(function_a)
1000 0.011 0.000 22.560 0.023 :27(function_b)
5128000 7.078 0.000 7.078 0.000 :28( )
1000 6.510 0.007 12.825 0.013 :35(function_c)
5128000 6.316 0.000 6.316 0.000 :36( )
在cProfile术语学中,原始调用指的就是非递归的函数调用。
以这种方式使用cProfile模块对于识别值得进一步研究的区域是有用的。比如,这里 我们可以清晰地看到function_b()需要耗费更长的时间,但是我们怎样获取进一步的详细资料?我们可以使用cProfile.run("function_b()")来替换对function_b()的调用。或者可以保存完全的profile数据并使用pstats模块对其进行分析。要保存profile,就必须对命令行进行稍许修改:python3 -m cProfile -o profileDataFile programOrMole.py。 之后可以对 profile 数据进行分析,比如启动IDLE,导入pstats模块,赋予其已保存的profileDataFile,或者也可以在控制台中交互式地使用pstats。
下面给出的是一个非常短的控制台会话实例,为使其适合页面展示,进行了适当调整,我们自己的输入则以粗体展示:
$ python3 -m cProfile -o profile.dat MyMole.py
$ python3 -m pstats
Welcome to the profile statistics browser.
% read profile.dat
profile.dat% callers function_b
Random listing order was used
List reced from 44 to 1 e to restriction
Function was called by...
ncalls tottime cumtime
:27(function_b) <- 1000 0.011 22.251 :12( )
profile.dat% callees function_b
Random listing order was used
List reced from 44 to 1 e to restriction
Function called...
ncalls tottime cumtime
:27(function_b)->
1000 0.005 0.005 built-in method bisectJeft
1000 0.001 0.001 built-in method len
1000 1 5.297 22.234 built-in method sorted
profile.dat% quit
输入help可以获取命令列表,help后面跟随命令名可以获取该命令的更多信息。比如, help stats将列出可以赋予stats命令的参数。还有其他一些可用的工具,可以提供profile数据的图形化展示形式,比如 RunSnakeRun (www.vrplumber.com/prograinming/runsnakerun), 该工具需要依赖于wxPython GUI库。
使用timeit与cProfile模块,我们可以识别出我们自己代码中哪些区域会耗费超过预期的时间;使用cProfile模块,还可以准确算岀时间消耗在哪里。
以上内容部分摘自视频课程 05后端编程Python-19调试、测试和性能调优(下) ,更多实操示例请参照视频讲解。跟着张员外讲编程,学习更轻松,不花钱还能学习真本领。
‘贰’ 一道简单的python编程
def demo(m, n):
for ji in range(1, m + 1):
tu = m - ji
if ji * 2 + tu * 4 == n:
return (ji, tu)
else:
return (-1, -1)
m, n = input('输入鸡兔数,脚数:').split(',')
if demo(int(m), int(n)) == (-1, -1):
print('输入数据出错!')
else:
print('%d只鸡,%d只兔。' % demo(int(m), int(n)))
‘叁’ python编程实例——求满足条件的三位数
求满足如下条件的3位正整数,它除以9的商等于它的个位数字的平方和。例如224,它除以9的商为24,它的每一位数(2、2和4)的平方和也是24。
算法思路:首先,我们用range函数遍历所有的3位数,按照range(x,y)函数的语法规则,要包含所有的3位整数100~999,range函数的参数x、y应该分别取值为100和1000,即range(100,1000),然后分别计算3位数的个位、十位和百位数。计算的方法可以参考下面代码的变量a、b和c的计算方法,然后再计算出它们的平方和,最后,比较每位数的平方和是否等于此数除以9的商,如果是就输出这个数。代码如下:
程序运行结果:
132
224
315
453
535
561
635
661
753
805
815
‘肆’ 如何用手机编程Python
1.QPython3:这是一个在安卓手机上运行python3的脚本引擎,整合了python3解释器、控制台、QEdit编辑器和SLA4库,可以在安卓手机上运行python开发的程序,下面我简单介绍一下这个软件的...
2.Termux:这是一个功能强大的高级终端,可以运行shell命令(ssh等),在线安装python后,也可以编辑运行python代码,下面我简单介绍一下这个软件: 安装Termux,这个与上面的QPython...
‘伍’ python编程是啥
python编程是啥
python编程是啥,Python是一种代表简单主义思想的语言,Python崛起更加符合开发者的习惯和口味。下面我给大家分享一下关于python编程是啥的相关信息。
编程语言领域Python成为了一个耀眼的新星,Python崛起的原因与其本身特点有关,也许它是更加符合开发者的习惯和口味。现在有一种声音说Python将会超越Java成全球最流行编程语言。
这些年,编程语言的发展进程很快,在商业公司、开源社区两股力量的共同推动下,涌现出诸如Go、Swift这类后起之秀,其中最为耀眼的是Python。
知名开发者网站Stackoverflow撰文指出,从2012至2017年编程语言Python成为开发者使用增长最快的主流编程语言,其中2017年增长率达到了27%,一举超过包括Java、C#、PHP、C++在内的所有同类。另据高盛集团发布的一份《2017调查报告》针对全球数千名高校实习生的调查中,当问到你认为“哪个语言在未来会更重要”时,被调查的80、90后优秀年轻开发者中72%选了Python。
语言的使用者是一直被誉为业界上游“源头活水”的开发者,其重要程度从各大科技巨头公司每年例行召开的开发者大会上可见一斑。对于开发者群体而言最重要的事物有两个,一是平台,二就是编程语言。编程语言Python为什么能够获得全球众多开发者的青睐?它的崛起给开发者世界带来了什么变化?
成功的一半源于好的开始
在主流编程语言当中,Python并不是一个“新人”,它的历史超过25年,但真正风靡之时却是最近几年,所以“后起之秀”的称呼实至名归。Python的起源是19 89年,其发明者荷兰人程序员吉多范罗苏姆受ABC语言的启发计划开发一个新的脚本解释器,由此迈出了Python项目的起点。
Python能够真正风靡的原因之一是有一个好的起点。它的起步很稳,避开了版权纠纷,且搭上了开源运动的顺风车。在那个年代,商业版权一直是热门 事件,业界史上第一个软件领域重大官司AT&T和伯克利BSD的Unix版权案打得天昏地暗,该案的结局直接促成了BSD的开源分支、Linux的诞生以及震惊世界的自由软件运动。
Python最初的版权归属是CWI(阿姆斯特丹的国家数学与计算机科研学会),这与吉多早年在该机构工作有关,后来吉多受雇于CNRI(维吉尼亚州的国家创新研究公司),Python权属转移至此。那时自由软件运动已经开始,在CNRI期间发布的1.6至2.1多个版本的`Python许可证是一种与GPL并不兼容且类似于BSD的开源许可,CNRI因受到自由软件基金会的压力释放了Python的原许可证,吉多由此掌握了主导权并起草了新的许可证。他改变了原许可证与GPL的不兼容,此举获得了自由软件基金会颁发的自由软件进步奖。再后来吉多和他的团队成立了Python软件基金会,将版权与许可证置于其下。
创始人吉多范罗苏姆的心思缜密与灵活处事为Python最初的发展营造了良好的环境,包括几次权属的转移、起草新的许可证、机智地与自由软件阵营斡旋,最后安全融入开源的大潮。这一切为Python此后十多年里逐渐成长为主流编程语言赢得了契机。
“人生苦短,我用Python”并非一句戏言
Python崛起的原因之二与其本身特点有关,或者说,其长期维护演进形成的独特风格迎合了大多数开发者的口味。在开发者社群流行着一句玩笑“人生苦短,我用Python”(原话为” Life is short, you need Python”),这句看似戏言的话实际上恰恰反映了Python的语言特性与其在开发者心里的价值分量。
除了包涵大多数主流编程语言的优点(面向对象、语法丰富)之外,Python的直观特点是简明优雅、易于开发,用尽量少的代码完成更多工作。尽管Python是一种解释型语言,与传统的编译型语言相比降低了机器执行效率,但是处理器的处理速率与环境速率(比如网络环境)的差异在大多数场景中完全抵消了上述代价;牺牲部分运行效率带来的好处则是提升了开发效率,在跨平台的时候无需移植和重新编译。 所以Python的显着优点在于速成,对于时间短、变化快的需求而言尤为胜任。
Python最强大的地方体现在它的两个外号上,一个叫“内置电池”,另一个是“胶水语言”。前者的意思是,Python官方本身提供了非常完善的标准代码库,包括针对网络编程、输入输出、文件系统、图形处理、数据库、文本处理等等。代码库相当于已经编写完成打包供开发者使用的代码集合,程序员只需通过加载、调用等操作手段即可实现对库中函数、功能的利用,从而省去了自己编写大量代码的过程,让编程工作看起来更像是在“搭积木”。除了内置库,开源社区和独立开发者长期为Python贡献了丰富大量的第三方库,其数量远超其他主流编程语言,可见Python的语言生态已然相当壮大。
“胶水语言”是Python的另一个亮点。Python本身被设计成具有可扩展性,它提供了丰富的API和工具,以便开发者能够轻松使用包括C、C++等主流编程语言编写的模块来扩充程序。就像使用胶水一样把用其他编程语言编写的模块粘合过来,让整个程序同时兼备其他语言的优点,起到了黏合剂的作用。正是这种多面手的角色让Python近几年在开发者世界中名声鹊起,因为互联网与移动互联时代的需求量急速倍增,大量开发者亟需一种极速、敏捷的工具来助其处理与日俱增的工作,Python发展至今的形态正好满足了他们的愿望。
Python的影响
从两个着名编程语言排行网站TIOBE和PYPL的最新数据来看,Java与Python的排名分别位于第1和第5、第1和第2。关于两个网站的排行机制我们不得而知,但从开发者社群的相关评论中可以认为PYPL更能反映编程语言在开发者群体中的流行程度。不论如何,Python的崛起已是毋庸置疑的事实,而它上面的前辈则是常年占据榜单第1,互联网与移动时代的娇子Java。从Stackoverflow和多个开源社区公开的数据来看,Python的用户数量增长很快,在今后两年超过Java成为全球最流行编程语言的可能性非常之高。
值得一提的是,那些颇有影响力的主流编程语言,其背后一般都站着科技巨头公司,比如Java之于甲骨文、C#之于微软、ObjecTIve-C之于苹果。Java之所以常年第一是因为其同时还几乎是安卓平台的御用语言,以及受益于Sun时代影响力的眷顾。Python虽曾一度为谷歌使用,但Go语言问世后随着时间推移或将遇冷。也就是说,Python成了没有巨头站队的主流编程语言,那么它的影响力是如何维系的?为什么还能够保持高速成长并形成赶超Java之势?
我们认为这与Python多年来实现较好案例与范用性有关。使用Python开发的知名案例中,包括豆瓣、果壳、知乎、Dropbox、EVE(星战前夜)每一个都是重量级产品,这说明Python语言本身的发展已日臻完善,有着极高的稳定与可靠性保证。第二是Python的应用范围,除了日常工具和脚本之外,还适用于Web程序、GUI开发、操作系统中间件、服务端运维等等,这些年Python的一些第三方库在机器学习、神经网络方面活跃非凡,这也为语言本身的推广和流行加分不少。
最后需要指出的是,Python编程思想包含强烈的黑箱思维,这意味着开发者将愈加重视模块化和流水线式的编程工作,事实上这也是未来主流编程语言的发展趋向。随着计算机语言的演化和开发工具集成功能日趋强大,未来的编程工作将大幅简化。从某种角度看,Python更像是已经“迈入未来”的编程语言,其对开发者群体结构变化,以及新进开发者数量的激增,这些影响都将是深远的。
python的作用:
1、系统编程:提供API(ApplicationProgramming
Interface应用程序编程接口),能方便进行系统维护和管理,Linux下标志性语言之一,是很多系统管理员理想的编程工具。
2、图形处理:有PIL、Tkinter等图形库支持,能方便进行图形处理。
3、数学处理:NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。
4、文本处理:python提供的re模块能支持正则表达式,还提供SGML,XML分析模块,许多程序员利用python进行XML程序的开发。
5、数据库编程:程序员可通过遵循PythonDB-API(数据库应用程序编程接口)规范的模块与MicrosoftSQL Server,Oracle,Sybase,DB2,MySQL、SQLite等数据库通信。python自带有一个Gadfly模块,提供了一个完整的SQL环境。
(5)编程python案例扩展阅读:
python中文就是蟒蛇的意思。在计算机中,它是一种编程语言。Python(英语发音:/paθn/),是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言,由GuidovanRossum于19 89年底发明,第一个公开发行版发行于1991年。Python语法简洁而清晰,具有丰富和强大的类库。
它常被昵称为胶水语言,它能够把用其他语言制作的各种模块(尤其是C/C++)很轻松地联结在一起。常见的一种应用情形是,使用Python快速生成程序的原型(有时甚至是程序的最终界面),然后对其中有特别要求的部分,用更合适的语言改写。
比如3D游戏中的图形渲染模块,性能要求特别高,就可以用C++重写。1发展历程编辑自从20世纪90年代初Python语言诞生至今,它逐渐被广泛应用于处理系统管理任务和Web编程。Python已经成为最受欢迎的程序设计语言之一。
零基础学python 要花多长时间?
答案:两天!别不信,听我细细道来
如何两天学会python 编程入门基础课程?
月31-9月1日,艾威培训再次走进知名电子公司—明导国际,为其展开2天的Python入门课程。
明导国际(MentorGraphics)是一家从事电子设计自动化的跨国公司。于1981年创立。其总部位于美国俄勒冈州的威尔森维尔(Wilsonville)。
艾威国际培训(Avtech Institute of Technology),源于美国,始于1998.专业从事企业级在职人员技能提升项目管理、IT管理、IT技术、云计算大数据、需求管理、信息安全与审计,产品管理、python编程入门等培训与各类国际认证考试提供商。进入中国16年来,已成为众多500强企业(惠普、华为、惠普、戴尔、IBM、中兴、飞利浦等)指定的培训供应商。
Python编程入门课程非常适合零基础的学生,不受行业限制,属于python认证的初级阶段课程。
艾威培训根据明导电子的需求定制了两天的python培训课程。其主要内容包括语法基础、Python程序流程控制、Python数据结构、Python函数等初级阶段的内容。
艾威培训python 5年以上资深讲师用课堂理论+实验的方式为明导国际培训员工的python初级技能。比如说利用python处理电影列表、创建自己的分类树模块等。
学以致用、以学生为中心一直是艾威培训的服务特色。除此以外,艾威培训还提供考试报名、准考证、复习备考培训、拿证一条龙服务。
通过python编程入门课程的培训,学生们能够掌握python编程语言的基础知识,能够看懂python语言编写的应用程序,能够编写简单的功能性程序,了解python语言可以应用的领域以及局限性。
入门很重要,老师教的好,基础扎实了,才能一步步向数据挖掘与分析高阶课程迈进,一步步成为数据分析领域的大牛!
‘陆’ 如何获取python编程基础及应用实验教程的实验文件
在 Python 中创建一个类及其对象
在 Python 中创建一个空类
在 Python 中使用 Type 创建类
在 Python 中创建和调用类的方法
使用 __init__() 方法为数据属性赋值
在 Python 中更新对象属性
在 Python 中删除对象属性和对象
在 Python 中检查和比较对象的类型
在Python中将对象的所有属性复制到另一个对象
在 Python 中迭代对象属性
在 Python 中打印对象的所有属性
在python中在运行时创建类的数据属性
在函数中将对象的实例作为参数传递
在 Python 中创建和使用自定义 Self 参数
使用self参数来维护对象的状态
在 Python 中创建和使用静态类变量
在 Python 中的一个函数上使用多个装饰器
在 Python 中的方法中同时访问 cls 和 self
从装饰器访问实例方法的类
使用给定的装饰器获取 Python 类的所有方法
装饰一个 class
将类字段作为参数传递给类方法上的装饰器
在 Python 中创建多个传入参数列表的类变量
Python 中的 wraps 装饰器
使用可选参数构建装饰器
在 Python 中将参数传递给装饰器
@property 装饰器
类和函数的装饰器
Python 中带参数和返回值的装饰器
Python 使用参数 wraps 装饰器
Python 装饰器获取类名
简单装饰器示例
在 Python 中使用 print() 打印类的实例
在 Python 中的类中将装饰器定义为方法
获取在 Python 中修饰的给定类的所有方法
带参数和不带参数的 Python 装饰器
Python 中带有 self 参数的类方法装饰器
在 Python 中的另一个类中使用隐藏的装饰器
装饰器内部的 self 对象
在 Python 中将多个装饰器应用于单个函数
Python 装饰器获取类实例
__init__ 和 __call__ 有什么区别
在 Python 中使用 __new__ 和 __init__
Python 中的迭代重载方法
在 Python 中使用迭代器反转字符串
Python 中 __reversed__ 魔术方法
Python 中的 __getitem__ 和 __setitem__
在 Python 中使用 __getattr__ 和 __setattr__ 进行属性赋值
什么是 __del__ 方法以及如何调用它
创建类的私有成员
一个 Python 封装的例子
一个 Python 组合的例子
一个Python聚合的例子
Python 中的单级、多级和多级继承
在 Python 中获取一个类的父类
Python 中的多态性
访问 Child 类中的私有成员
Python 中的抽象类
创建一个抽象类来覆盖 Python 中的默认构造函数
使一个抽象类继承另一个抽象类
Python 中的 super 是做什么的
super() 如何在多重继承中与 __init__() 方法一起工作
将 super 与类方法一起使用
mro 是做什么的
Python 中的元类是什么
元类的具体案例
在 Python 中使用元类的单例类
@staticmethod 和 @classmethod 有什么区别
Python 中的装饰器是什么
制作函数装饰器链
‘柒’ 昆明java培训学校告诉你python编程开发关于程序扩展操作
‘捌’ Python语言程序设计之程序设计基本方法
计算机的概念:计算机是 根据指令操作数据的设备 。
计算机具有 功能性 和 可编程性。
功能性,指对数据的操作,表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等。
可编程性,指根据一系列指令自动地、可预测地、准确地完成操作者的意图。
计算机的发展参照 摩尔定律 ,表现为指数方式。
计算机硬件所依赖的集成电路规模参照摩尔定律发展,计算机运行速度因此也接近几何级数快速增长,计算机高效支撑的各类运算功能不断丰富发展。
摩尔定律 Moore’s Law——计算机发展 历史 上最重要的预测法则
Intel公司创始人之一戈登·摩尔在1965年提出单位面积集成电路上可容纳晶体管的数量约每两年翻一番,CPU/GPU、内存、硬盘、电子产品价格等都遵循摩尔定律。计算机是当今世界,唯一长达50年有效且按照指数发展的技术领域,计算机深刻改变人类 社会 ,甚至可能改变人类本身,可预见的未来30年,摩尔定律还将持续有效。
程序设计
程序设计是计算机可编程性的体现。
程序设计,亦称编程,是深度应用计算机的主要手段,程序设计已经成为当今 社会 需求量最大的职业技能之一,很多岗位都将被计算机程序接管,程序设计将是生存技能。
程序设计语言
程序设计语言是一种用于交互(交流)的人造语言。
程序设计语言,亦称编程语言,是程序设计的具体实现方式,编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确,编程语言相比自然语言更简单、更严谨、更精确。
编程语言种类很多,但生命力强劲的却不多。编程语言有超过600种,绝大部分都不再被使用。C语言诞生于1972年,它是第一个被广泛使用的编程语言,Python语言诞生于1990年,它是最流行最好用的编程语言。
编程语言的执行方式
计算机执行源程序的两种方式:编译和解释。
源代码:采用某种编程语言编写的计算机程序,人类可读。
例如:result = 2 + 3
目标代码:计算机可直接执行,人类不可读 (专家除外)。
例如:11010010 00111011
编译
将源代码一次性转换成目标代码的过程。
执行编译过程的程序叫作编译器(compiler)。
解释
将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行的过程
执行解释过程的程序叫做解释器(interpreter)。
编译和解释
编译:一次性翻译,之后不再需要源代码(类似英文翻译)。
解释:每次程序运行时随翻译随执行(类似实时的同声传译)。
静态语言和脚本语言
根据执行方式不同,编程语言分为两类。
静态语言:使用编译执行的编程语言,如C/C++语言、Java语言。
脚本语言:使用解释执行的编程语言,如Python语言、JavaScript语言、PHP语言。
执行方式不同,优势也各有不同。
静态语言:编译器一次性生成目标代码,优化更充分,程序运行速度更快。
脚本语言:执行程序时需要源代码,维护更灵活,源代码在维护灵活、跨多个操作系统平台。
IPO
程序的基本编写方法。
I:Input 输入,程序的输入。
P:Process 处理,是程序的主要逻辑。
O:Output 输出,程序的输出。
理解IPO
输入 ,程序的输入 文件输入、网络输入、控制台输入、交互界面输入、内部参数输入等,输入是一个程序的开始。
输出 ,程序的输出,控制台输出、图形输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等,输出是程序展示运算结果的方式。
处理 ,处理是程序对输入数据进行计算产生输出结果的过程,处理方法统称为 算法 ,它是程序最重要的部分,算法是一个程序的灵魂。
问题的计算部分
一个待解决的问题中,可以用程序辅助完成的部分。
计算机只能解决计算问题,即问题的计算部分,一个问题可能有多种角度理解,产生不同的计算部分,问题的计算部分一般都有输入、处理和输出过程。
编程解决问题的步骤
6个步骤 (1-6)
分析问题 :分析问题的计算部分,想清楚。
划分边界 :划分问题的功能边界,规划IPO。
编写程序 :编写问题的计算机程序,编程序。
调试测试 :调试程序是正确运行的,运行调试。
升级维护 :适应问题的升级维护,更新完善。
求解计算问题的精简步骤
3个精简步骤
确定IPO :明确计算部分及功能边界。
编写程序 :将计算求解的设计变成现实。
调试程序 :确保程序按照正确逻辑能够正确运行。
编程能够训练思维
编程体现了一种抽象交互关系、自动化执行的思维模式。计算思维:区别逻辑思维和实证思维的第三种思维模式。能够促进人类思考,增进观察力和深化对交互关系的理解。
编程能够增进认识
编程不单纯是求解计算问题。不仅要思考解决方法,还要思考用户体验、执行效率等方面。能够帮助程序员加深对用户行为以及 社会 和文化的认识。
编程能够带来乐趣
编程能够提供展示自身思想和能力的舞台。让世界增加新的颜色、让自己变得更酷、提升心理满足感。在信息空间里思考创新、将创新变为现实。
编程能够提高效率
能够更好地利用计算机解决问题。显着提高工作、生活和学习效率。为个人理想实现提供一种借助计算机的高效手段。
编程带来就业机会
程序员是信息时代最重要的工作岗位之一。国内外对程序员岗位的缺口都在百万以上规模。计算机已经渗透于各个行业, 就业前景非常广阔。
学习编程的误区
Q:编程很难学吗? A:掌握方法就很容易!
首先,掌握编程语言的语法,熟悉基本概念和逻辑。其次,结合计算问题思考程序结构,会使用编程套路。最后,参照案例多练习多实践,学会举一反三次。
‘玖’ python编程例子有哪些
python编程经典例子:
1、画爱心表白、图形都是由一系列的点(X,Y)构成的曲线,由于X,Y满足一定的关系,所以就可以建立模型,建立表达式expression,当满足时,两个for循环(for X in range;for Y in range)就会每行每列的打印。
(9)编程python案例扩展阅读:
Python的设计目标之一是让代码具备高度的可阅读性。它设计时尽量使用其它语言经常使用的标点符号和英文单字,让代码看起来整洁美观。它不像其他的静态语言如C、Pascal那样需要重复书写声明语句,也不像它们的语法那样经常有特殊情况和意外。
Python开发者有意让违反了缩进规则的程序不能通过编译,以此来强制程序员养成良好的编程习惯。并且Python语言利用缩进表示语句块的开始和退出,而非使用花括号或者某种关键字。增加缩进表示语句块的开始,而减少缩进则表示语句块的退出,缩进成为了语法的一部分。
‘拾’ 求一道python编程题
time="13时4分20秒"
i=time.find("时")
hour=time[:i]
j=time.find("分")
minute=time[i+1:j]
k=time.find("秒")
second=time[j+1:k]
print('{0:0>2s}:{1:0>2s}:{2:0>2s}'.format(hour,minute,second))