Download 2009-python

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ
ΕΠΛ371 – ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ
Python
ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2009
Αγαθοκλέους Μάριος
Γιάλλουρος Μιχάλης
Γιαννή Παναγιώτα
Ιστορική Αναδρομή
•
Δημιουργός: Guido van Rossum
•
Ανάπτυξη : 1990 , CWI του Άμστερνταμ και συνεχίζεται στο CNRI του Reston
•
Πρώτη εμφάνιση :1991
•
Γλώσσα υψηλού επιπέδου
•
Διερμηνευόμενη (interpreted)
– Χρήση interpreted, αντί για μεταγλωττιστή,  γρήγορη και ευέλικτη
•
Αλληλεπιδραστική (interactive)
– Χρήση interpreted αλληλεπιδραστικά για δοκιμή ενός μέρους του κώδικα ή για
εξερεύνηση της γλώσσας γράφοντας απλές εντολές στη γραμμή εντολών
•
Αντικειμενοστρεφής (object-oriented). Όπως Java ή C++
•
Ανοικτό λογισμικό(free software)
•
Αρχικά : γλώσσα scripting για το λειτουργικό σύστημα Amoeba
• Συνδυάζει σημαντική ισχύ με πολύ σαφή σύνταξη.
– Χρήση: modules, classes, exceptions και πολύ υψηλού επιπέδου
δυναμικούς τύπους δεδομένων.
• Επέκταση : προσθέτοντάς καινούργια modules που να είναι γραμμένα σε
μια γλώσσα που μεταγλωττίζεται, όπως C ή C++
– Τα modules επέκτασης μπορούν να ορίσουν νέα functions και
μεταβλητές και καινούργιους τύπους δεδομένων.
• Συγκρίνεται μ’ άλλες διερμηνευόμενες γλώσσες προγραμματισμού:
Java, JavaScript, Perl, Tcl , Ruby και Smalltalk, αλλά συγκρίσεις μπορούν
να γίνουν και με C++, Common Lisp και Scheme
• Πλατφόρμες : Windows, Linux/Unix, OS/2, Mac, Amiga…
Υπάρχουν εκδόσεις πού τρέχουν σε .NET,Java virtual machine και σε κινητά
Nokia
• Επίσημη ιστοσελίδα Python : http://www.python.org
• Καλύτερη scripting language 2008
Πλεονεκτήματα
• Διατίθεται δωρεάν και είναι Open source
• Υποστηρίζονται threads
• Υποχρεωτικά στοιχισμένος κώδικας - χρήση τεσσάρων κενών
διαστημάτων (whitespace) για τον διαχωρισμό των συντακτικών
δομών του προγράμματος  προγράμματα ευανάγνωστα
• Δεν κάνει έλεγχο τωv τύπων στα ορίσματα που περνάμε στις
συναρτήσεις και μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ίδια
συνάρτηση για διαφορετικά ορίσματα
• Απλή
• Εύκολη στη μάθηση
• Ανεξάρτητη λειτουργικού συστήματος. Ο κώδικας πού γράφεται
τρέχει χωρίς αλλαγές πάνω σε διάφορες πλατφόρμες
• Μεταβλητές : Δεν έχουν τύπους και δεν χρειάζονται δήλωση
• Μπορεί να γίνει καταχώρηση σε αρκετές μεταβλητές
ταυτόχρονα x, y, z = 1, 2, 3
• Χρήση standard library
• Χρήση Exceptions αντιμετώπιση προβλημάτων που μπορούν
να προκύψουν κατά την εκτέλεση του προγράμματος
• Ένας προγραμματιστής σε Python μπορεί να είναι πολύ πιο
αποδοτικός/παραγωγικός όταν γράφει σε Python παρά πχ σε
Java
• Dynamically-typed γλώσσα , κάθε μεταβλητή γίνεται bound
μόνο σε ένα αντικείμενο  παραγωγικός προγραμματισμός
Μειονεκτήματα
• Πιο αργή από τη C
• Μεταβλητές : δεν έχουν τύπους οι μεταβλητές  δύσκολη
κατανόηση προγράμματος
• Θεωρείται συντακτικό λάθος η λανθασμένη στοίχιση του κώδικα
 δυσκολία γραφής κώδικα
• Δεν είναι ιδιαίτερα αποδοτική/γρήγορη σε προγράμματα πολύ
απαιτιτκά σε υπολογισμό
Ποιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν python
•
•
•
•
•
BitTorrent Client
Google
Yahoo!
NASA
YouTube
Σχόλια για Python
YouTube.com
• "Python is fast enough for our site and allows us to
produce maintainable features in record times, with a
minimum of developers," said Cuong Do, Software
Architect, YouTube.com.
Google
• "Python has been an important part of Google since the
beginning, and remains so as the system grows and
evolves. Today dozens of Google engineers use Python,
and we're looking for more people with skills in this
language." said Peter Norvig, director of search quality
at Google, Inc.
Εγκατάσταση Python
• Ανάλογα με το λειτουργικό σύστημα χρειάζεται να γίνει
download μόνο το κατάλληλο binary code για την πλατφόρμα.
• http://www.python.org/download/
Windows Installation
•
Δύο επιλογές:
1. Active Python το οποίο είναι ολοκληρωμένο version και περιέχει IDE with a
Python-aware code editor, και κάποια Windows extensions για την Python που της
επιτρέπουν να έχει complete access σε Windows-specific services, APIs, and the
Windows Registry.
2. Οfficial Python installer που αποτελεί και την πιο απλή έκδοση του installer
•
Μετά την εγκατάσταση Setting path at Windows:
• Στο command prompt  path %path%;C:\Python
Unix & Linux Installation
• Για την πλατφόρμα Unix & Linux ακολουθούμε τα βήματα για το
windows, κάνοντας Download κάποια επιπρόσθετα files
• Εκτελούμε:
./configure script
make
make install
• Μετά την εγκατάσταση  Setting path at Unix/Linux
• Στο bash shell (Linux) export
PATH="$PATH:/usr/local/bin/python" and press Enter
Hello world σε Python
Παράδειγμα 1:
#python
>>> print "Hello World!!!"
Hello World!!!
>>>
Παράδειγμα 2:
#!/usr/bin/python
x=“Hello World!!!”
print x
Που μπορεί να χρησιμοποιηθεί η Python
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Web and Internet Development
Database Access
Desktop GUIs
Network Programming (Socket)
Game and 3D Graphics
Software Development
Scientific and Numeric
Education
Information Security Industry
HTTP Connection Objects
• Υποστηρίζει εγγενώς τα πρωτόκολλα HTTP, POP3,SMTP, FTP και
Telnet.
• import httplib
• >>> conn = httplib.HTTPConnection("www.python.org")
• >>> conn.request("GET", "/index.html")
• >>> r1 = conn.getresponse()
• >>> print r1.status, r1.reason
• 200 OK
• >>> data1 = r1.read()
• >>> conn.request("GET", "/parrot.spam")
• >>> r2 = conn.getresponse()
• >>> print r2.status, r2.reason
• 404 Not Found
• >>> data2 = r2.read()
• >>> conn.close()
Υποστήριξη threads
•
import thread #κλήση της βιβλιοθήκης thread
import threading
import time
def run_thread (threadname, count, sleeptime):
"""This is the thread function to be invoked."""
print "I am thread", threadname
for i in range (1, count + 1):
print "%s: count = %s" % (threadname, i)
time.sleep(sleeptime)
thread.interrupt_main()
if __name__ == "__main__":
thread.start_new_thread(run_thread, ("Thread1", 5, 1))
try:
while 1:
pass
except:
print "Thread1 exited...."
Output:
I am thread Thread1
Thread1: count = 1
Thread1: count = 2
Thread1: count = 3
Thread1: count = 4
Thread1: count = 5
Thread1 exited....
Database Access
•
•
Επιτρέπει την σύνδεση και επικοινωνία με βάσεις δεδομένων
MySQLdb : interface για σύνδεση στο MySQL database server
•
•
#!/usr/bin/python
import MySQLdb
•
•
•
•
•
•
•
# Open database connection
db = MySQLdb.connect( host = "localhost",
user = "testuser",
passwd ="test123",
db ="TESTDB")
# prepare a cursor object using cursor() method
cursor = db.cursor()
•
•
# execute SQL query using execute() method.
cursor.execute("SELECT VERSION()")
Output:
Database version : 5.0.45
•
•
•
# Fetch a single row using fetchone() method.
data = cursor.fetchone()
print "Database version : %s " % data
•
•
# disconnect from server
db.close()
Python - GUI Programming (Tkinter)
• Δημιουργία GUI applications εύκολα και γρήγορα.
• Tkinter  standard GUI library for Python.
• Import the Tkinter module.
• Create the GUI application main window.
• #!/usr/bin/python
• import Tkinter
• top = Tkinter.Tk()
• # Code to add widgets will go here...
• top.mainloop()
Output:
Υλοποίηση Προγράμματος Web Crawler
• Ανάκτηση urls από μία δοσμένη ιστοσελίδα
• Κατά πλάτος διερεύνηση(Breadth First Traversal) του
γράφου που εκφράζει τη δοσμένη ιστοσελίδα
• Επίσκεψη ιστοσελίδων επίπεδο-επίπεδο με βάση το
δοσμένο βάθος
• Τύπωμα ιστοσελίδων που ανακτήθηκαν
Ευκολίες/Δυσκολίες
• Δυσκολίες
– Πρώτη επαφή με γλώσσα – Δυσκολία υλοποίησης κώδικα
– Δυσκολία υλοποίησης κώδικα λόγω στοίχισης
– Αντικειμενοστρεφής γλώσσα
• Ευκολίες
– Χρήση έτοιμων συναρτήσεων
– Online documentation για εύρεση έτοιμων βιβλιοθηκών
Κώδικας
•
•
•
•
•
•
•
•
import sys
import re
import urllib2
import urlparse
import optparse
import htmllib, formatter
import time
from cStringIO import StringIO
•
•
•
•
•
•
def parse_options():
parser = optparse.OptionParser()
parser.add_option("-d", "--depth",
action="store", type="int", default=30, dest="depth",
help="Maximum depth to traverse")
•
•
•
•
opts, args = parser.parse_args()
if len(args) < 1:
parser.print_help()
raise SystemExit, 1
•
return opts, args
•
•
def log_stdout(msg):
print msg
•
•
•
•
•
•
•
•
•
def get_page(url, log):
try:
page = urllib2.urlopen(url)
except urllib2.URLError:
log("Error retrieving: " + url)
return ''
body = page.read()
page.close()
return body
•
•
•
•
•
•
•
def find_links(html):
writer = formatter.DumbWriter(StringIO())
f = formatter.AbstractFormatter(writer)
parser = htmllib.HTMLParser(f)
parser.feed(html)
parser.close()
return parser.anchorlist
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
class Spider:
def __init__(self,startURL, log=None):
self.URLs = set()
self.URLs.add(startURL)
self.include = startURL
self._links_to_p = set()
if log is None:
self.log = log_stdout
else:
self.log = log
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
def run(self,urls):
for url in urls:
print url
self.process_page(url)
def process_page(self, url):
html = get_page(url, self.log)
self.URLs.add(url)
for link in find_links(html):
link = urlparse.urljoin(url, link)
if link[-1] == '/':
if link not in self.URLs:
self.URLs.add(link)
self._links_to_p.add(link)
else:
temp = link.replace('/', '.')
if temp[-5:] == ".html" or temp[-4:] == ".htm":
if link not in self.URLs:
self.URLs.add(link)
self._links_to_p.add(link)
else:
continue
•
•
•
def clear(url):
while not len(url) == 0:
url.pop()
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
def main():
opts, args = parse_options()
depth = opts.depth
startURL = args[0]
spider = Spider(startURL)
•
•
•
print "time taken %f" % tTime
if __name__ == "__main__":
main()
count = 0
urls = set()
urls.add(startURL)
sTime = time.time()
while count <= depth:
spider.run(urls)
clear(urls)
while not len(spider._links_to_p) == 0:
urls.add(spider._links_to_p.pop())
count=count+1
eTime = time.time()
tTime = eTime - sTime
Στατιστικά
• Κώδικας: 113 γραμμές
• Χρόνος Υλοποίησης: 24 ώρες
• Χρόνος Εκτέλεσης: 5.156 sec
Screenshot
Συμπεράσματα
• Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεγάλες εφαρμογές αφού
υποστηρίζει modules, classes και είναι ευανάγνωστη
• Η σύνταξή της είναι πολύ απλή άρα μπορεί κάποιος να
προσαρμοστεί εύκολα
• Έχει αρκετές ιδιοτροπίες, όπως την στοίχισης της
• Μπορεί να συνδέσει κώδικες από διαφορετικές γλώσσες
• Μπορεί να αντικαταστήσει οποιαδήποτε γλώσσα
προγραμματισμού, εάν η απόδοση δεν έχει σημασία
Πηγές
•
•
•
•
•
•
•
•
•
http://docs.python.org/
www.tutorialspoint.com/
http://docs.python.org/tutorial/
http://spinning-yarns.org/michael/misc/python-intro.pdf
http://www.stat.ucla.edu/~rosario/classes/07F/202a/python
/index.html
http://www.ferg.org/projects/python_java_side-byside.html#typing
http://www.daniweb.com/forums/thread20774.html
en.wikipedia.org
Learning Python Mark Lutz - 2007