Introdução ao Python: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Python é uma linguagem de programação de computador muito útil e flexível criada por Guido van Rossum. Python também é um aplicativo no Raspberry Pi que interpreta o código que você escreve em algo que o Raspberry Pi pode entender e colocar em uso. No seu computador desktop, você precisaria instalar o Python, mas ele já vem com o Raspbian, então está pronto para ser usado.

Você pode pensar que Python tem o nome do tipo de cobra, mas na verdade foi nomeado após o programa de TV Flying Circus do Monty Python. Para quem não sabe, este foi um show de comédia britânico que foi transmitido pela primeira vez na década de 1970. Eu encorajo você a assistir o esboço do Ministério das Caminhadas Tolas:)

A imagem acima foi criada no estilo Terry Gilliam por Allison Parten e encontrada sob a licença de atribuição creative commons.

Comparado com outras linguagens de computador, Python é fácil de ler e entender, o que o torna ótimo para iniciantes. Mas não se engane, Python também é muito poderoso e é usado para fazer softwares complexos, criativos e comerciais. Essas e outras razões tornam o Python a linguagem número um para começar ao escrever programas para o Raspberry Pi (embora várias linguagens possam ser usadas).

Como qualquer linguagem, Python tem uma gramática com regras de como ordenar palavras e pontuação. O termo usado para essas regras fundamentais de estruturação de uma linguagem é chamado de sintaxe. Vou apontar a sintaxe do Python ao longo desta lição, juntamente com o código de exemplo para você experimentar. Em uma classe desse tamanho, é impossível repassar tudo o que o Python pode fazer, mas esta lição e a próxima, intitulada Use os GPIOs e vá mais longe com o Python, o ajudará a começar com seus primeiros programas. Ao ler e trabalhar com os exemplos, você aprenderá sobre alguns dos princípios fundamentais do Python e da programação em geral.

Etapa 1: Python 2 ou 3?

Existem duas versões do Python que estão sendo usadas e ensinadas atualmente. Embora eu não vá entrar em detalhes sobre como eles são diferentes, é importante saber que existe uma diferença. Saber disso é evitar que você tenha de coçar a cabeça quando os exemplos encontrados online não funcionarem.

O Python 2 está programado para ser oficialmente aposentado em 2020, conforme declarado pela Python Software Foundation. Eles dizem isso em seu site, "Por ser o último da série 2.x, o 2.7 terá um período prolongado de manutenção. O plano atual é dar suporte por pelo menos 10 anos a partir da versão 2.7 inicial. Isso significa que haverá lançamentos de correção de bugs até 2020. " Existe até um relógio de contagem regressiva para diversão ou talvez para que as pessoas possam planejar uma festa de despedida para finalizar o Python 2.

Nesta aula, usamos os dois. Normalmente, eu olharia para o futuro e usaria Python 3, mas algo aconteceu ao criar exemplos para esta classe. Um pedaço de software que eu queria usar para o programa Python final não tinha sido atualizado para dar suporte ao Python 3 ainda. O que, na verdade, ilustra perfeitamente meu ponto de vista sobre como vale a pena mencionar ambos no momento.

Etapa 2: Python interativo versus script

Ao trabalhar com o aplicativo Python, você tem dois modos para escolher: interativo e script.

O modo interativo usa o shell Python para interpretar o código Python instantaneamente depois que ele é digitado e você pressiona Enter. É ótimo para aprender e testar partes de um programa. Examinaremos algumas maneiras de acessar o shell Python nesta lição.

Ao escrever um script Python, também chamado de programa, você não usa o shell interativo, mas sim um editor de texto. Dessa forma, você pode salvar, editar e, posteriormente, executar várias linhas de código Python quando precisar.

Etapa 3: IDLE: interativo

Com o software Python instalado, vem o ambiente de desenvolvimento padrão do Python chamado IDLE (Integrated DeveLopment Environment). É aqui que você começará a escrever seus primeiros programas Python!

Existem duas partes no IDLE:

1) A janela do shell do Python, que dá acesso ao Python no modo interativo.

2) Um editor de arquivos que permite criar e editar scripts Python existentes, também conhecido como modo de script.

Abra Python 3 (IDLE) em Menu> Programação. A janela que você vê é chamada de interpretador Python ou janela de shell. Os três caracteres de maior que ">>>" são chamados de prompt. Quando você vir o prompt, isso significa que o Python está esperando que você diga a ele para fazer algo. Vamos fornecer um código a ele!

Digite a seguinte declaração para divulgar a cidade em que você mora. Eu moro em São Francisco, então minha declaração seja:

print ("Olá, São Francisco!")

Pressione Enter e tudo o que você colocar entre as aspas será impresso no shell sob o prompt. A instrução print () difere entre Python 2 e Python 3. Em Python 2, parênteses não são usados e têm a seguinte aparência:

imprimir "Olá, São Francisco!"

Você acabou de executar o "olá, mundo" básico do Python, mas com uma pequena (super pequena) variação. Vamos parar aqui e identificar o que você acabou de digitar.

Funções

Print () é conhecido como uma função. Uma função reduz a repetição e ajuda a manter um programa organizado, executando um bloco de código cada vez que é chamado. Quando você digita print (), chama a função print, que então executa linhas de código nos bastidores que dão ao computador instruções para exibir as palavras que você colocou entre parênteses. Print () é uma função integrada que você pode chamar a qualquer momento no Python, mas também pode escrever suas próprias funções.

Vamos tornar a interação entre você e o Python mais dinâmica, adicionando a entrada do usuário. Em uma nova janela, digite o seguinte:

name = input ("Olá, qual é o seu nome?")

A função input () recebe a entrada do usuário a partir do teclado e oferece a opção de enviar uma mensagem ao usuário. Nesse caso, essa mensagem é uma saudação e pergunta perguntando ao usuário (você) qual é o seu nome. Após pressionar Enter, a pergunta será impressa e aguardará sua resposta. Vá em frente e responda com seu nome.

O nome = à esquerda da função input () é chamado de variável.

Variáveis

Assim como as funções, as variáveis também são um elemento central de qualquer linguagem de programação. Uma variável atua como um contêiner vazio no qual você pode colocar alguns dados. Ao inserir os dados, você dá a eles um nome como se os estivesse escrevendo do lado de fora do contêiner. O nome exclusivo que você dá a ele pode então ser usado para fazer referência aos dados internos em todo o programa. Você pode nomear uma variável quase tudo, mas deve ser o mais descritivo possível. Isso torna seu programa mais fácil de entender quando você o lê mais tarde. Os dados armazenados dentro de uma variável podem mudar; você verá um exemplo disso na próxima lição.

Seu nome foi armazenado na variável chamada nome (tente chamá-la de outra coisa). Agora você pode usar a variável de nome na função print () e adicioná-la a uma mensagem usando o caractere "+":

print ("Prazer em conhecê-lo", + nome)

Vamos continuar praticando a obtenção de dados do usuário, armazenando-os em variáveis e imprimindo os dados para simular uma conversa entre você e seu computador.

city = input ("Em que cidade você mora?")

print ("Já ouvi falar de" + cidade + ". O que você acha de" + cidade + “,” + nome + "?")

Chamar a função input () por conta própria ainda espera pela entrada do usuário, mas sem imprimir uma mensagem.

resposta = entrada ()

Porque os computadores fazem o nosso lance, farei com que o computador concorde. Você pode fazer com que ele discorde, se quiser. Essa é a grande vantagem da programação, depende de você.

imprimir ("Concordo com você." + resposta)

Tudo bem se você vir um erro a qualquer momento no shell do Python. Seus dados ficarão armazenados em suas variáveis enquanto você não fechar a sessão.

O shell interativo é perfeito para testar comandos e ver o que funciona. Mas não salva seu programa para que você possa executá-lo mais tarde. Sua sessão pode ser salva, mas o Python também salva os prompts, erros e tudo o mais que você vê na janela do shell. Tudo isso irá causar erros se você tentar fazer com que o Python execute-o como um programa posteriormente.

Para experimentar (e como um exercício de classe), adicione mais duas linhas a este programa para continuar a conversa entre você e seu computador. Crie uma variável e imprima uma declaração usando sua nova variável. Faça uma captura de tela ou salve o que você fez no shell para referência. Você o usará na próxima etapa.

Etapa 4: IDLE: Script

Ao contrário do shell, um editor é usado para que você possa salvar e editar seus programas Python. Embora existam vários editores que você pode usar, o IDLE vem com um, então vamos começar com ele.

Crie um novo arquivo no IDLE pressionando Ctrl + N ou navegue até Arquivo> Novo.

Observe como a janela que você vê não tem o prompt ">>>". Agora você está no editor e pronto para escrever, salvar e executar um programa Python. Escreva o programa que você criou no shell, incluindo as duas novas linhas que você criou na última seção. Por exemplo, aqui está meu script final:

name = input ("Olá, qual é o seu nome?")

print ("Prazer em conhecê-lo," + nome) city = input ("Em que cidade você mora?") print ("Já ouvi falar de" + city + ". O que você acha de" + city + “,”+ Nome +"? ") Answer = input () print (" Concordo com você, "+ answer) favSpot = input (" Qual é o seu lugar favorito? ") Print (" Nunca fui, mas adoraria vá algum dia para "+ favSpot)

Salve-o como city.py. O local padrão é seu diretório inicial.

Etapa 5: executando um programa Python

Seu programa está salvo e pronto para ser executado. Existem algumas maneiras diferentes de executar um programa Python no Raspberry Pi. Vamos repassar dois. Escolha um para executar o programa e faça uma captura de tela depois de terminar a conversa.

1) Executar de IDLE

Pressione F5 ou vá até a barra de ferramentas e clique em Executar> Executar Módulo. Python imprimirá os resultados na janela do shell. Para interromper o programa, pressione Ctrl + F6 ou vá para Shell> Reiniciar Shell.

2) Executar a partir do Linux Shell

Os programas salvos no Raspberry Pi também podem ser executados no poderoso shell do Linux. Para executar um programa Python a partir da linha de comando, seu programa precisa estar no diretório de trabalho atual. O LXTerminal inicia você no diretório inicial de pi, onde o python salva automaticamente, então você já deve estar na pasta com seu arquivo. Para verificar, digite:

ls

Você deve ver o programa city.py salvo listado.

Para executar o estilo de linha de comando de um programa Python, digite python3 mais o nome do seu script:

python3 city.py

Para um script escrito em Python 2, você usaria python em vez de python3:

python nameOfScript.py

A primeira linha do programa será executada, esperando que você digite seu nome. Ele continuará a ser executado de cima para baixo até chegar à última função print ().

Parando um programa Python

Para interromper um programa Python em execução na linha de comando, pressione Ctrl + Z.

Etapa 6: Python + Linux Shell

Embora o Python seja a principal linguagem a ser usada para programar o Raspberry Pi, às vezes você vai querer usar uma ferramenta de linha de comando ou aplicativo para realizar algo. Você pode combinar linha de comando e Python para usar seus comandos favoritos usando um módulo chamado os.

Um módulo é uma coleção de código pré-escrito que você pode usar para adicionar funcionalidade aos seus programas. Usar um módulo também pode evitar o aborrecimento de descobrir como escrever algumas coisas bastante complexas. Por exemplo, digamos que você queira rastrear planetas e estudar suas órbitas com o Raspberry Pi. Em vez de descobrir a matemática complexa por trás de determinar a posição do Sol, você pode usar um módulo * que já descobriu isso.

Para usar o sistema operacional, você precisará primeiro importá-lo. Vá em frente e acompanhe no shell Python:

importar os

Carregue um comando que você deseja executar no shell do Linux em uma variável. Aqui, estamos usando o aplicativo reprodutor de vídeo de linha de comando omxplayer para reproduzir um vídeo de teste que vem com o Raspbian:

playVideo = "omxplayer /opt/vc/src/hello_pi/hello_video/test.h264"

Use os.system () para enviar o comando ao shell do Linux:

os.system (playVideo)

* Existe realmente um módulo Python que pode rastrear planetas, é chamado PyEphem.

Etapa 7: tire uma foto e reproduza áudio com Python

Picamera

Até agora, você usou o Raspistill, um aplicativo de linha de comando para tirar uma série de fotos. Há um módulo Python disponível, chamado Picamera, que você pode usar, e também tem mais recursos que serão úteis na construção de seu programa de cabine fotográfica final. As etapas abaixo podem cobrir sua tela, portanto, lembre-se de que, para interromper o processo, digite Ctrl + F6.

Abra o shell Python e digite as seguintes linhas:

importar picamera

camera = picamera. PiCamera ()

camera.resolution = (640, 480)

camera.start_preview ()

Use a visualização ao vivo para ajudar a posicionar sua câmera para capturar uma foto sua ou de sua mesa. A visualização da câmera pode ocupar a maior parte da tela. Repita os três primeiros comandos e pule para a captura e salvamento de uma imagem:

camera.capture ('testImage.jpg')

Tente alterar o brilho da câmera usando o atributo de brilho. Ele pode ser definido com qualquer número entre 0 e 100 e o padrão é 50. Tente defini-lo com outro número e, em seguida, tire uma nova foto para substituir a primeira:

camera.brightness = 60

camera.capture ('testImage.jpg')

Certifique-se de reservar algum tempo para verificar a documentação da Picamera.

Usando o módulo de sistema operacional

Se você deseja usar um aplicativo de linha de comando como o Raspistill, pode usar o módulo os. Digite Cmd + F6 para sair do processo de execução e liberar a câmera da Picamera. Em seguida, digite os seguintes comandos:

importar os

takePhoto = "raspistill -o testImage.jpg"

os.system (takePhoto)

Pygame.mixer

Uma maneira simples e robusta de reproduzir arquivos de som é usar o Pygame. Pygame é um conjunto de módulos Python que vem junto com o Raspbian, portanto, não há necessidade de instalá-lo.

Pygame é popular e divertido, então há muito suporte e desenvolvimento em torno dele. Certifique-se de verificar o site para exemplos e documentação. Além de ser usado para criar jogos, é uma maneira fácil de reproduzir sons, exibir imagens e muito mais. Para reproduzir sons, use o objeto Sound no módulo pygame.mixer.

Abra o interpretador Python 3 e digite as seguintes linhas:

import pygame.mixer

de pygame.mixer import Sound

pygame.mixer.init ()

baixo = som ('bass3.wav')

bass.play ()

Etapa 8: usando Python fora do IDLE

Desktop EditorsIDLE é uma ótima maneira de começar a escrever programas Python, mas você não precisa usá-lo. Você pode criar um programa Python usando qualquer editor de texto, desde que seja salvo com.py no final. O IDLE é um exemplo de editor de texto gráfico para desktop. Outro que vem junto com o Raspbian é chamado Leafpad. Você pode encontrar Leafpad em Acessórios no Menu inicial.

Editor de linha de comando

Você já foi apresentado ao Nano, o editor de texto de linha de comando. Assim como um editor gráfico, você pode usar o nano para criar um script. Após abrir o Nano, salve o novo arquivo com o sufixo.py. Salvá-lo como um arquivo Python primeiro garantirá que o editor forneça realce de sintaxe Python enquanto você digita.

Sem realce de sintaxe antes de salvar o nome do arquivo com o sufixo.py.

Com destaque de sintaxe.

Interpretador Python da linha de comando

O IDLE não é o único lugar onde você pode usar o interpretador Python interativo. Ele também pode ser invocado a partir do shell do Linux! Basta digitar:

python3

Ou para o interpretador Python 2:

Pitão

Para sair do intérprete, pressione Ctrl + D ou digite:

Sair()

Etapa 9: captura de tela do programa

Mostre seus poderes de programação Python! Faça upload de uma captura de tela após o término da execução do programa city.py final e diga-nos se você o executou a partir do IDLE ou do shell do Linux.