Introduction to Python/sv

Detta är en kort övning gjord för den som aldrig har använt python tidigare. Python är en öppen-källkod, multiplattform programmeringsspråk. Python har flera egenskaper som gör att det skiljer sig mycket från andra vanliga programmeringsspråk, och väldigt åtkomligt för nya användare som du själv:


 * Det har designats speciellt för att vara lätt att läsas av människor, så det är mycket lätt att lära sig och förstå.


 * Det är ett interpreterande språk, vilket är, till skillnad från ett kompilerat som C, att ditt program inte behöver kompileras innan det körs. Den kod som du skriver kan köras omedelbart, rad för rad om du så vill. Detta gör det extremt lätt att lära sig och att hitta fel i din kod, eftersom du går långsamt, steg-för-steg.


 * Det kan bäddas in i andra program och användas som ett skriptspråk. FreeCAD har en inbäddad python tolk, så du kan skriva python kod i FreeCAD, som kan manipulera delar av FreeCAD, till exempel för att skapa geometri. Detta är mycket kraftfullt, därför att istället för att bara klicka på en knapp benämnd "skapa sfär", som en programmerare har placerat där för dig, så har du friheten att lätt skapa ditt eget verktyg för att skapa exakt den geometri du vill.


 * Det är utbyggbart, du kan lätt plugga in nya moduler i din python installation och utöka dess funktionalitet. Till exempel, så finns det moduler som tillåter python att läsa och skriva jpg bilder, för att kommunicera med twitter, att schemalägga uppgifter för att utföras av ditt operativsystem, etc.

Så, sätt igång! Tänk på att det som kommer nu är en mycket enkel introduktion, och inte en komplett övning. Men mitt hopp är att efter detta så har du tillräckliga baskunskaper för att göra djupare utforskningar i FreeCAD's mekanismer.

Tolken
Vanligtvis när man skriver datorprogram, så startar man helt enkelt en textredigerare eller din speciella programmeringsmiljö som i de flesta fall är en textredigerare med flera verktyg runt den, skriver ditt program, kompilerar det och kör det. För det mesta har du gjort något fel när du skrev, så ditt program fungerar inte, och du får ett felmeddelande som talar om vad som gick snett. Sedan går du tillbaka till din textredigerare, korrigerar misstagen, kör igen, och så vidare ända tills ditt program fungerar bra.

Hela denna process, kan i python, göras transparent inne in pythontolken. Tolken är ett python fönster med en kommandoprompt, där du kan skriva python kod. Om du installerar python på din dator (ladda ned den från python webbplatsen om du är på Windows eller Mac, installera den från din pakethanterare om du är på linux), så kommer du att ha en python i din startmeny. Men FreeCAD har också en python tolk i dess nedre del:



Tolken visar python's version, sedan en >>> symbol, vilken är kommandoprompten, där du skriver in python kod. Skriva kod i tolken är enkelt: en rad är en instruktion. När du trycker på Enter, så kommer din kodrad att köras (efter att omedelbart och osynligt ha kompilerats). Försök till exempel att skriva detta:

print "hello"

print är ett speciellt python nyckelord som innebär att skriva något på skärmen. När du trycker på Enter, så utförs operationen, och meddelandet "hello" skrivs ut. Om du gör ett fel, låt oss till exempel skriva:

print hello

så kommer python att tala om för oss att den inte vet vad hello är. " tecknen specificerar att innehållet är en sträng, vilket på programmeringsspråk betyder att det är en bit text. Utan ", så trodde inte print kommandot att hello var en bit text utan ett speciellt python nyckelord. Det viktiga är att du omedelbart meddelas att du har gjort ett fel. Genom att trycka på tangentbordets upp-pil (eller, i FreeCAD tolken, CTRL+upp-pil), så kan du få tillbaka det sist skrivna kommandot och korrigera det.

python tolken har även ett inbyggt hjälpsystem. Prova genom att skriva:

help

eller, till exempel, låt oss säga att vi inte förstod vad som gick fel med vårt print hello kommando ovan så vi vill ha specifik information om "print" kommandot:

help("print")

Så får du en lång och komplett beskrivning av allt som print kommandot kan göra.

Nu när vi dominerar vår tolk fullständigt, så kan vi börja med seriösa saker.

Variabler
Det är förstås inte speciellt intressant att skriva "hello". Mer intressant är att skriva saker som du inte visste innan, eller låta python leta åt dig. Det är där konceptet med variabler kommer in. En variabel är helt enkelt ett värde som du lagrar under ett namn. Skriv till exempel detta:

a = "hello" print a

Jag gissar att du förstod vad som hände, vi "sparade" strängen "hello" under namnet a. Nu är a inte något okänt namn längre! Vi kan använda det var som helst, till exempel i print kommandot. Vi kan använda vilket namn vi vill, så länge man respekterar några enkla regler, som att inte använda mellanslag eller punktuationer. Vi skulle till exempel mycket väl kunna skriva:

hello = "my own version of hello" print hello

Se? nu är hello inte ett odefinierat ord längre. Vad händer om vi skulle ha oturen att välja ett namn som redan finns i python? Låt oss säga att vi vill spara vår sträng under namnet "print":

print = "hello"

Python är mycket intelligent och kommer att tala om för oss att detta inte är möjligt. Den har några "reserverade" nyckelord som inte kan ändras. Men våra egna variabler kan ändras när som helst, det är precis därför som de kallas variabler, innehållet kan variera. Till exempel:

myVariable = "hello" print myVariable myVariable = "good bye" print myVariable

Vi ändrade värdet på myVariable. Vi kan också kopiera variabler:

var1 = "hello" var2 = var1 print var2

Notera att det är en bra ide att ge bra namn till dina variabler, därför att när du skriver långa program, så glömmer du efter ett tag vad variabeln benämnd "a" är till. Men om du döpte den till till exempel myWelcomeMessage, så är det mycket lättare att komma ihåg vad den används till när du ser den.

Tal
Du vet säkert att programmering är användbart till att behandla all möjlig data, och speciellt tal, inte bara textsträngar. En sak som är viktigt, python måste veta villken sorts data den jobbar med. Vi såg i vårt print hello exempel, att print kommandot kände igen vår "hello" sträng. Det gjorde den för att när vi använde ", så talade vi om för print kommandot att det som kommer efter är en textsträng.

vi kan alltid kontrollera vilken datatyp som en variabel innehåller med det speciella python nyckelordet type:

myVar = "hello" type(myVar)

Den kommer att tala om för oss att innehållet i myVar är 'str', vilket betyder sträng på pythonspråk. Vi har även andra typer av data som hel- och flyttal:

firstNumber = 10 secondNumber = 20 print firstNumber + secondNumber type(firstNumber)

Detta är redan mycket intressantare, eller hur? Nu har vi redan en kraftfull miniräknare! Titta på hur den fungerade, python vet att 10 och 20 är heltal. så de lagras som "int", och python kan göra allt med dem som man kan göra med heltal. Titta på resultatet av detta:

firstNumber = "10" secondNumber = "20" print firstNumber + secondNumber

Se? Vi tvingade python att anse att våra två tal inte var tal utan textbitar. Python kan lägga ihop två textbitar, men den kommer inte at försöka räkna ut någon summa. Men vi talade om heltal. Det finns också flyttal. Skillnaden är att heltal inte har någon decimaldel, medan flyttal kan ha en decimaldel:

var1 = 13 var2 = 15.65 print "var1 is of type ", type(var1) print "var2 is of type ", type(var2)

Int och Floats kan blandas ihop utan problem:

total = var1 + var2 print total print type(total)

Eftersom total har decimaler så beslöt python automatiskt att resultatet är ett flyttal. I flera fall som detta, så beslutar python automatiskt vilken typ den ska ge till något. I andra fall så gör den inte det. Till exempel:

varA = "hello 123" varB = 456 print varA + varB

Detta kommer att ge ett fel, varA är en string och varB är en int, och python vet inte vad den ska göra. Men vi kan tvinga python att konvertera mellan typer:

varA = "hello" varB = 123 print varA + str(varB)

Nu är båda strings, operationen fungerar! Notera att vi "strängifierade" varB när den skrevs, men vi ändrade inte själva varB. Om vi ville förändra varB till en sträng permanent, så skulle vi behöva göra detta:

varB = str(varB)

Vi kan också använda int och float för att konvertera till int och float om vi vill:

varA = "123" print int(varA) print float(varA)

Notering om python kommandon Du har säkert noterat att vi i detta avsnittet har använt print kommandot på flera sätt. Vi skrev ut variabler, summor, flera saker separerade av komman, och även resultatet av ett annat python kommando som type. Du kanske även såg att om man kör dessa två kommandon:

type(varA) print type(varA)

så ger de exakt samma resultat. Det beror på att vi är i tolken, och allt skrivs automatiskt ut på skärmen. När vi skriver mer komplexa program som körs utanför tolken, så kommer inte allt att skrivas ut automatiskt på skärmen, så då behöver vi använda print kommandot. Men låt oss från och med nu sluta med att använda det här, så går det snabbare. Så vi kan skriva:

myVar = "hello friends" myVar

Du måste också ha sett att de flesta python kommandona (eller nyckelorden) som vi redan känner till har parenteser som används till att tala om för dem på vilket innehåll som kommandot måste arbeta med: type, int, str, etc. Det enda undantaget är print kommandot, vilket faktiskt inte är ett undantag, det fungerar också normalt så här: print("hello"), men eftersom det används ofta, så har python programmerarna gjort en förenklad version.

Listor
En annan intressant datatyp är listor. En lista är helt enkelt en lista med annan data. På samma sätt som vi definierar en text sträng genom att använda " ", så definierar vi listor genom att använda [ ]:

myList = [1,2,3] type(myList) myOtherList = ["Bart", "Frank", "Bob"] myMixedList = ["hello", 345, 34.567]

Du ser att de kan innehålla vilken data som helst. Listor är väldigt användbara därför att du kan samla ihop variabler i grupper. Du kan sedan göra allt möjligt i dessa grupper, till exempel räkna dem:

len(myOtherList)

eller hämta en punkt i listan:

myName = myOtherList[0] myFriendsName = myOtherList[1]

Du ser att medan len kommandot returnerar det totala antalet punkter i en lista, så börjar deras "position" i listan med 0. Den första punkten i en lista är alltid i position 0, så i vår myOtherList, så kommer "Bob" att vara i position 2. Vi kan göra mycket mer saker med listor som du kan läsa här, som att sortera innehåll, ta bort eller lägga till element.

En rolig och intressant sak för dig: en textsträng är i själva verket en lista med tecken! Försök att göra detta:

myvar = "hello" len(myvar) myvar[2]

Vanligtvis så kan allt som kan göras med listor, även göras med strängar.

Förutom strängar, heltal, flyttal och listor, så finns det mer inbyggda datatyper, som ordböcker, eller så kan du skapa dina egna datatyper medklasser.

Indrag
En annan sak man kan göra med listor är att köra igenom dem och göra något med varje punkt. Titta till exempel på detta:

alldaltons = ["Joe", "William", "Jack", "Averell"] for dalton in alldaltons: print dalton + " Dalton"

Vi itererade (programmeringsslang igen!) genom vår lista med "for ... in ..." kommandot och gjorde något med varje punkt. Notera den speciella syntaxen: for kommandot avslutas med : vilket indikerar att det som kommer efter är ett block av ett eller fler kommandon. Omedelbart efter att du har skrivit en kommandorad som slutar med :, så kommer kommandoprompten att ändras till ... vilket betyder att python vet att en :-avslutad rad har skrivits och att det som kommer efter kommer att vara en del av det.

Hur ska python veta hur många rader som ska utföras innanför for...in operationen? För det, så använder python indrag. Det innebär att de efterkommande raderna inte kommer börja längst till vänster. Du påbörjar dem med ett eller flera mellanslag, eller en eller flera tabbar. Andra programmeringsspråk använder andra metoder, som att skriva allt innanför parenteser, etc.

Så länge som du skriver dina nästa rader med samma indrag, så anses de vara en del av for-in blocket. Om du börjar en rad med 2 mellanslag och nästa med 4, så kommer du att få ett fel.

När du är klar med blocket, skriv bara en annan rad utan indrag, eller tryck på enter för att komma tillbaka från for-in blocket

Indrag är bra därför om du gör stora (till exempel använder tabbar istället för mellanslag), så syns det lättare vad som utförs inuti vad, när du skriver större program. Vi kommeer att se att många andra kommandon än for-in kan ha indragna kodblock.

For-in kommandon kan användas till många saker som måster göras mer än en gång. Det kan till exempel kombineras med range ¨kommandot:

serie = range(1,11) total = 0 print "sum" for number in serie: print number total = total + number print "" print total

Eller mer komplexa saker som detta:

alldaltons = ["Joe", "William", "Jack", "Averell"] for n in range(4): print alldaltons[n], " is Dalton number ", n

Du ser att range kommandot också har den egenskapen att den börjar med 0 (om du inte specificerar startnumret) och att dess sista nummer kommer bli en mindre än det slutnummer du specificerar. Detta är så för att det ska fungera bra ihop med andra python kommandon. Till exempel:

alldaltons = ["Joe", "William", "Jack", "Averell"] total = len(alldaltons) for n in range(total): print alldaltons[n]

Ett annat intressant bruk av indragna block är med if kommandot. If utför endast ett kodblock om ett visst villkor är uppfyllt, till exempel:

alldaltons = ["Joe", "William", "Jack", "Averell"] if "Joe" in alldaltons: print "We found that Dalton!!!"

Detta kommer förstås alltid skriva ut det första ordet, men försök genom att byta ut den andra raden med:

if "Lucky" in alldaltons:

Då skrivs inget ut. Vi kan också specificera ett else: kommando:

alldaltons = ["Joe", "William", "Jack", "Averell"] if "Lucky" in alldaltons: print "We found that Dalton!!!" else: print "Such Dalton doesn't exist!"

Funktioner
standard python kommandon är inte så många. I nuvarande python version finns det omkring 30, och vi känner redan till flera av dem. Men tänk dig om vi kunde uppfinna våra egna kommandon? Det kan vi, och det är mycket lätt. Faktum är att de flesta av de extra moduler som du kan plugga in i din python installation gör just det, de lägger till kommandon som du kan använda. Ett hemmagjort kommando i python kallas för en funktion och görs så här:

def printsqm(myValue): print str(myValue)+" square meters" printsqm(45)

Väldigt enkelt: def kommandot definierar en ny funktion. du ger den ett namn, och inuti parenteserna så definieras de argument som vi ska använda i vår funktion. Argument är data som ska skickas till funktionen. Till exempel, titta på len kommandot. Om du bara skriver len, så kommer python att tala om för dig att det behöver ett argument. För du vill ha len av något, eller hur? Sedan skriver du till exempel len(myList) och du får längden av myList. så, myList är ett argument som du skickar till funktionen len. len funktionen är definierad på ett sådant sätt att den vet vad den ska göra med det som skickas till den. Samma som vi gjorde här.

"myValue" namnet kan vara vad som helst, och kommer bara att användas inuti funktionen. det är bara ett namn som du ger till argumentet så att du kan göra något med det men den ser också till så att funktionen vet hur många argument den ska färvänta sig. Om du till exempel gör detta:

printsqm(45,34)

Så kommer det bli fel. Vår funktion var programmerad till att ta emot endast ett argument, men det tog emot två, 45 och 34. vi skulle istället gjort som detta:

def sum(val1,val2): total = val1 + val2 return total

sum(45,34) myTotal = sum(45,34)

Vi gjorde en funktion som tar emot två argument, summerar dem, och returnerar det värdet. Att returnera något är mycket användbart, eftersom vi kan göra något med resultatet, som att lagra den i variabeln myTotal. Eftersom vi är i tolken och allt skrivs ut, så kommer följande:

sum(45,34)

att skriva ut resultatet på skärmen, men utanför tolken, eftersom det inte finns något print kommando inuti funktionen, så kommer inget fram på skärmen. Du skulle behöva göra:

print sum(45,34)

för att få något utskrivet. Läs mer om funktioner här.

Moduler
Nu när vi har en god uppfattning om hur python fungerar så behöver vi en sak till: Hur man arbetar med filer och moduler.

Tills nu så har vi skrivit python instruktioner rad för rad i tolkaren. Men om vi kunde skriva flera rader, och köra dem allihop på en gång? Det skulle vara smidigare för att göra mer komplexa saker. Och vi skulle kunna spara vårt arbete också. Även det är väldigt lätt. Öppna en textredigerare (som till exempel windows anteckningar), och skriv alla dina python rader, på samma sätt som du skriver dem i tolken, med indrag, etc. Spara sedan den filen någonstans, föredragsvis med filtypen .py. Sådär, nu har du ett komplett pythonprogram. Det finns förstås mycket bättre redigerare än anteckningar, men det är bara för att visa dig att ett pythonprogram inte är något annat än en textfil.

Det finns hundratals sätt att få python att köra det programmet. I windows, högerklicka på din fil, öppna den med python, och kör den. Men du kan också köra den från pythontolken. För att kunna göra detta, så måste tolken veta var ditt .py program är. I FreeCAD, så är den bästa platsen att placera dina program på ett ställe som FreeCAD's pythontolk redan känner till, som till exempel FreeCAD's bin mapp, eller någon av Mod mapparna. Anta att vi skriver en fil som denna:

def sum(a,b): return a + b

print "test.py succesfully loaded"

och vi sparar den som test.py i vår FreeCAD/bin katalog. Låt oss nu starta FreeCAD, och i tolkfönstret skriva:

import test

utan filtypen .py. Detta kommer att köra filens innehåll, rad för rad, precis som om vi hade skrivit den i tolken. Sum funktionen kommer att skapas, och meddelandet kommer att skrivas ut. Det finns en stor skillnad: import kommandot finns inte bara för att köra program som är skrivna i en fil, som vår, utan även för att ladda funktioner, så de finns tillgängliga för tolken. Filer som innehåller funktioner, som vår, kallas för moduler.

Normalt, när vi skriver en sum funktion i tolken, så kör vi den så här:

sum(14,45)

Som vi gjorde tidigare. När vi importerar en modul som innehåller vår sum funktion, så skiljer sig syntaxen lite. Vi gör:

test.sum(14,45)

Vilket innebär att modulen importeras som en "behållare", och alla dess funktioner är inuti. Detta är väldigt användbart, eftersom vi kan importera många moduler, och hålla allt välorganiserat. Så överallt där du ser Något.NågotAnnat, med en punkt emellan, innebär att NågotAnnat är inuti Något.

Vi kan också strunta i test delen, och importera vår sum funktion direkt i tolkens huvudutrymme, som så här:

from test import * sum(12,54)

I enkelhet så beter sig alla moduler så. Du importerar en modul, sedan kan du använda dess funktioner så här: modul.funktion(argument). Nästan alla moduler gör så: de definierar funktioner, nya datatyper och klasser som du kan använda i tolken eller i dina egna pythonmoduler, för det är inget som hindrar dig från att importera moduler inuti din modul!

En sista mycket användbar sak. Hur vet vi vilka moduler vi har, vilka funktioner är inne i dem och hur ska man använda dem (vilken sorts argument behöver de)? Vi har redan sett att python har en help funktion. Genom att göra:

help modules

Kommer att ge oss en lista på alla tillgängliga moduler. Vi kan nu skriva q för att komma ut från den interaktiva hjälpen, och importera någon av dem. Vi kan även lista deras innehåll med dir kommandot

import math dir(math)

Vi kommer att se alla funktioner som math modulen innehåller, såvär som konstiga saker med namnen __doc__, __file__, __name__. __doc__ är väldigt användbart, det är en dokumentationstext. Varje funktion i (välgjorda) moduler har en __doc__ som förklarar hur man använder den. Till exempel så ser vi att det finns en sin funktion inuti math modulen. Vill du veta hur du använder den?

print math.sin.__doc__

Starta med FreeCAD
Nu bör du ha en god ide om hur python fungerar, och du kan börja utforska vad FreeCAD har att erbjuda. FreeCAD's python funktioner är välorganiserade i olika moduler. En del av dem är redan laddade (importerade) när du startar FreeCAD. Så gör bara

dir

and fortsätt läsa FreeCAD Skript grunder...

Vi såg förstås här bara en mycket liten del av python världen. Det finns många viktiga koncept som vi inte har nämnt här. Det finns två mycket viktiga python referensdokument på nätet:


 * officiell Python referens
 * Dive into Python wikibook

Bokmärk dem!