python——摘自cs50

hello world!

到目前为止，代码如下所示：

// A program that says hello to the world

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello, world\n");
}

今天，您会发现编写和编译代码的过程已简化。
例如，上面的代码将在 Python 中呈现为：
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# A program that says hello to the world

print("hello, world")
请注意，分号已消失。

在 C 中，您可能还记得以下代码：

// get_string and printf with %s

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    string answer = get_string("What's your name? ");
    printf("hello, %s\n", answer);
}

此代码在 Python 中转换为：
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# get_string and print, with concatenation

from cs50 import get_string

answer = get_string("What's your name? ")
print("hello, " + answer)
您可以通过在终端窗口中执行来编写此代码。然后，您可以通过运行来执行此代码。请注意符号和的连接方式。code hello.py``python hello.py``+``"hello, "``answer

同样，您可以将上述代码实现为：

# get_string and print, with format strings

from cs50 import get_string

answer = get_string("What's your name? ")
print(f"hello, {answer}")

请注意大括号如何允许函数插入出现在其中的此类内容。print``answer``answer

类型

Python 中的数据类型不需要显式声明。例如，您看到了上面的字符串，但我们不必告诉解释器是这种情况：它自己知道。answer
在 Python 中，常用的类型包括：
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bool
float
int
str
请注意，缺少和。Python 将处理应该对较大和较小的数字使用哪种数据类型。long``double
Python 中的其他一些数据类型包括：
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range
list
tuple
dict
set
这些数据类型中的每一种都可以在 C 中实现，但在 Python 中它们可以更简单地实现。

拼写

为了说明这种简单性，让我们在终端窗口中键入“代码 dictionary.py”并编写如下代码：

# Words in dictionary
words = set()


def check(word):
    """Return true if word is in dictionary else false"""
    if word.lower() in words:
        return True
    else:
        return False


def load(dictionary):
    """Load dictionary into memory, returning true if successful else false"""
    file = open(dictionary, "r")
    for line in file:
        word = line.rstrip()
        words.add(word)
    file.close()
    return True


def size():
    """Returns number of words in dictionary if loaded else 0 if not yet loaded"""
    return len(words)


def unload():
    """Unloads dictionary from memory, returning true if successful else false"""
    return True

请注意，上面有四个函数。在函数中，如果 a 在中，则返回。比用 C 语言实现容易得多！同样，在函数中打开字典文件。对于该文件中的每一行，我们将该行添加到 .使用，从添加的单词中删除尾随的新行。只需返回的或长度。只需要返回，因为 Python 自行处理内存管理。check``word``words``True``load``words``rstrip``size``len``words``unload``True

上面的代码说明了为什么存在高级语言：简化并允许您更轻松地编写代码。
但是，速度是一种权衡。因为 C 允许你（程序员）做出有关内存管理的决策，所以它可能比 Python 运行得更快——这取决于你的代码。虽然 C 只运行你的代码行，但当你调用 Python 的内置函数时，Python 会运行所有隐藏的代码。
您可以在 Python 文档中了解有关函数的更多信息

图像识别

许多库是由Python的贡献者编写的。
您可以在自己的代码中使用这些库。
例如，您可以简单地使用 Python 库（如 .PIL
David提供了一个使用Python和第三方库进行面部识别的演示。

CS50 图书馆

与C一样，CS50库可以在Python中使用。
以下功能将特别有用：
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get_float
get_int
get_string
您还可以选择仅从 CS50 库中导入特定函数，如下所示：
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from CS50 import get_float, get_int, get_string

条件

在 C 语言中，你可能还记得这样的程序：

// Conditionals, Boolean expressions, relational operators

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    // Prompt user for integers
    int x = get_int("What's x? ");
    int y = get_int("What's y? ");

    // Compare integers
    if (x < y)
    {
        printf("x is less than y\n");
    }
    else if (x > y)
    {
        printf("x is greater than y\n");
    }
    else
    {
        printf("x is equal to y\n");
    }
}

在 Python 中，它如下所示：


# Conditionals, Boolean expressions, relational operators

from cs50 import get_int

# Prompt user for integers
x = get_int("What's x? ")
y = get_int("What's y? ")

# Compare integers
if x < y:
    print("x is less than y")
elif x > y:
    print("x is greater than y")
else:
    print("x is equal to y")

请注意，不再有大括号。而是使用缩进。其次，语句中使用冒号。此外，替换 .和语句中也不再需要括号。if``elif``else if``if``elif

变量

变量声明也得到了简化。在 C 语言中，您可能有 .在 Python 中，同样的一行将读作 .无需声明变量的类型。int counter = 1;``counter = 1
Python 倾向于递增 1，失去了 C 语言中键入 .counter += 1``counter++

循环

Python 中的循环与 C 非常相似。您可能还记得 C 中的以下代码：

// Demonstrates while loop

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i = 0;
    while (i < 3)
    {
        printf("meow\n");
        i++;
    }
}

在 Python 中，此代码显示为：

# Demonstrates while loop

i = 0
while i < 3:
    print("meow")
    i += 1

for循环可以在 Python 中实现，如下所示：

# Better design

for i in range(3):
    print("meow")

类似地，可以将上面的代码表示为：

# Abstraction with parameterization

def main():
    meow(3)


# Meow some number of times
def meow(n):
    for i in range(n):
        print("meow")


main()

请注意，使用一个函数来抽象出喵喵叫。

计算器

我们可以像在 C 中所做的那样实现一个简单的计算器。在终端窗口中键入并编写如下代码：code calculator.py
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# Addition with int [using get_int]

from cs50 import get_int

# Prompt user for x
x = get_int("x: ")

# Prompt user for y
y = get_int("y: ")

# Perform addition
print(x + y)
请注意 CS50 库是如何导入的。然后，并从用户那里收集。最后，打印结果。请注意，在 C 程序中可以看到的功能完全消失了！虽然可以使用一个功能，但它不是必需的。x``y``main``main

可以卸下CS50库的训练轮。按如下方式修改代码：

# Addition with int [using input]

# Prompt user for x
x = input("x: ")

# Prompt user for y
y = input("y: ")

# Perform addition
print(x + y)

请注意执行上述代码如何导致奇怪的程序行为。为什么会这样？

你可能已经猜到解释器理解并且是字符串。您可以通过使用函数来修复代码，如下所示：x``y``int
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# Addition with int [using input]

# Prompt user for x
x = int(input("x: "))

# Prompt user for y
y = int(input("y: "))

# Perform addition
print(x + y)
请注意和的输入是如何传递给将其转换为整数的函数的。x``y``int
我们可以扩展计算器的功能。按如下方式修改代码：
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# Division with integers, demonstration lack of truncation

# Prompt user for x
x = int(input("x: "))

# Prompt user for y
y = int(input("y: "))

# Divide x by y
z = x / y
print(z)
请注意，执行此代码会产生一个值，但是如果您在看到更多数字之后会看到我们面临浮点不精确性。.333333

We can reveal this imprecision by modifying our codes slightly:

# Floating-point imprecision

# Prompt user for x
x = int(input("x: "))

# Prompt user for y
y = int(input("y: "))

# Divide x by y
z = x / y
print(f"{z:.50f}")

Notice that this code reveals the imprecision. Python still faces this issue, just as C does.

比较

在C语言中，当我们想要比较两个值时，我们面临着挑战。请考虑以下代码：

// Conditionals, Boolean expressions, relational operators

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    // Prompt user for integers
    int x = get_int("What's x? ");
    int y = get_int("What's y? ");

    // Compare integers
    if (x < y)
    {
        printf("x is less than y\n");
    }
    else if (x > y)
    {
        printf("x is greater than y\n");
    }
    else
    {
        printf("x is equal to y\n");
    }
}

在 Python 中，我们可以按如下方式执行上述操作：

# Conditionals, Boolean expressions, relational operators

from cs50 import get_int

# Prompt user for integers
x = get_int("What's x? ")
y = get_int("What's y? ")

# Compare integers
if x < y:
    print("x is less than y")
elif x > y:
    print("x is greater than y")
else:
    print("x is equal to y")

请注意，CS50 库已导入。此外，声明中还存在细微的更改。if

进一步查看比较，请考虑以下 C 代码：

// Logical operators

#include <cs50.h>
#include <stdio.h>

int main(void)
{
    // Prompt user to agree
    char c = get_char("Do you agree? ");

    // Check whether agreed
    if (c == 'Y' || c == 'y')
    {
        printf("Agreed.\n");
    }
    else if (c == 'N' || c == 'n')
    {
        printf("Not agreed.\n");
    }
}

以上可以按如下方式实现：

# Logical operators

from cs50 import get_string

# Prompt user to agree
s = get_string("Do you agree? ")

# Check whether agreed
if s == "Y" or s == "y":
    print("Agreed.")
elif s == "N" or s == "n":
    print("Not agreed.")

请注意，C 中使用的两个竖线替换为。事实上，人们经常喜欢Python，因为它更容易被人类阅读。另外，请注意，这在 Python 中不存在。而是使用 s。or``char``str

相同代码的另一种方法如下：

# Logical operators, using lists

from cs50 import get_string

# Prompt user to agree
s = get_string("Do you agree? ")

# Check whether agreed
if s in ["y", "yes"]:
    print("Agreed.")
elif s in ["n", "no"]:
    print("Not agreed.")

请注意我们如何能够表达多个关键字，例如和。y``yes

面向对象编程

到目前为止，我们在本课程中的程序一直是线性的：顺序的。
某些类型的值不仅可以在其中具有属性或属性，还可以具有函数。在 Python 中，这些值被称为对象
在 C 中，我们可以创建一个，您可以在单个自创建数据类型中关联多个变量。在 Python 中，我们可以做到这一点，也可以在自己创建的数据类型中包含函数。当函数属于特定对象时，它被称为方法。struct

例如，在Python中有一个内置的方法。因此，您可以按如下方式修改代码：strs

# Logical operators, using lists

from cs50 import get_string

# Prompt user to agree
s = get_string("Do you agree? ")

# Check whether agreed
if s.lower() in ["y", "yes"]:
    print("Agreed.")
elif s.lower() in ["n", "no"]:
    print("Not agreed.")

请注意我们如何能够表达多个关键字，例如并将任何用户输入转换为小写。y``yes

这可以进一步简化为：

# Logical operators, using lists

from cs50 import get_string

# Prompt user to agree
s = get_string("Do you agree? ")

s = s.lower()

# Check whether agreed
if s in ["y", "yes"]:
    print("Agreed.")
elif s in ["n", "no"]:
    print("Not agreed.")

请注意的旧值是如何被的结果覆盖的。s``s.lower()

在本课程中，我们只会触及 Python 的表面。因此，随着您的继续，Python 文档将特别重要。
您可以在 Python 文档中了解有关字符串方法的更多信息

猫叫声

从几周前返回，回顾以下代码：meow.c

// Demonstrates while loop

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i = 0;
    while (i < 3)
    {
        printf("meow\n");
        i++;
    }
}

以上可以在 Python 中实现为：

# Demonstrates while loop

i = 0
while i < 3:
    print("meow")
    i += 1

同样，使用循环，我们可以编写如下代码：for

# Better design

for i in range(3):
    print("meow")

正如我们今天早些时候所暗示的，您可以使用函数进一步改进此代码。按如下方式修改代码：
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# Abstraction

def main():
for i in range(3):
meow()

# Meow once
def meow():
print("meow")

main()
请注意，该函数抽象出该语句。此外，请注意，该函数显示在文件的顶部。在文件底部，调用该函数。按照惯例，你应该在 Python 中创建一个函数。meow``print``main``main``main
实际上，我们可以在函数之间传递变量，如下所示：
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# Abstraction with parameterization

def main():
meow(3)

# Meow some number of times
def meow(n):
for i in range(n):
print("meow")

main()
注意现在如何采用变量。在函数中，您可以调用并传递一个类似的值。然后，利用循环中的值。meow``n``main``meow``3``meow``n``for
阅读上面的代码，请注意你作为一个C程序员，如何能够非常容易地理解上面的代码。虽然有些约定不同，但您之前学习的构建块在这种新的编程语言中非常明显。

马里奥

回想一下几周前我们面临的挑战，即在彼此之上建造三个方块，就像在马里奥中一样。

在 Python 中，我们可以实现类似这样的东西，如下所示：

# Prints a column of 3 bricks with a loop

for i in range(3):
    print("#")

在 C 语言中，我们有一个循环的优势。但是，在Python中，使用循环是惯例，因为Python没有循环。您可以在名为的文件中编写如下代码：do-while``while``do while``mario.py

# Prints a column of bricks, using a helper function to get input

from cs50 import get_int


def main():
    height = get_height()
    for i in range(height):
        print("#")


def get_height():
    while True:
        n = get_int("Height: ")
        if n > 0:
            return n


main()

请注意，一旦为函数赋值，函数中的范围就会无处不在。另请注意，按照惯例，函数之间有双空格。n``get_height

我们可以拿走 CS50 库的训练轮，如下所示：

# Prints a column of bricks, catching exceptions

def main():
    height = get_height()
    for i in range(height):
        print("#")


def get_height():
    while True:
        try:
            n = int(input("Height: "))
            if n > 0:
                return n
        except ValueError:
            print("Not an integer")


main()

请注意，用于尝试转换为整数。如果无法执行此操作，则会输出错误。try``n

请考虑下图：
在 Python 中，我们可以通过修改您的代码来实现，如下所示：
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# Prints a row of 4 question marks with a loop

for i in range(4):
print("?", end="")
print()
请注意，您可以重写函数的行为，使其与上次打印保持在同一行上。print
与以前的迭代类似，我们可以进一步简化这个程序：
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# Prints a row of 4 question marks without a loop

print("?" * 4)
请注意，我们可以利用 print 语句乘以重复次数。*``4
一大块砖呢？
要实现上述内容，您可以按如下方式修改代码：
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# Prints a 3-by-3 grid of bricks with loops

for i in range(3):
for j in range(3):
print("#", end="")
print()
注意一个循环如何存在于另一个循环中。该语句在每行砖块的末尾添加一个新行。for``print
您可以在 Python 文档中了解有关该函数的更多信息print

分数

lists是Python中的一个数据结构。
list其中内置了方法或函数。

例如，请考虑以下代码：

# Averages three numbers using a list and a loop

from cs50 import get_int

# Get scores
scores = []
for i in range(3):
    score = get_int("Score: ")
    scores.append(score)

# Print average
average = sum(scores) / len(scores)
print(f"Average: {average}")

请注意，您可以使用内置方法，从而可以将分数添加到列表中。另请注意，我们使用函数添加列表中的所有元素。append``append``sum

您甚至可以使用以下语法：

# Averages three numbers using a list and a loop with + operator

from cs50 import get_int

# Get scores
scores = []
for i in range(3):
    score = get_int("Score: ")
    scores += [score]

# Print average
average = sum(scores) / len(scores)
print(f"Average: {average}")

请注意，用于将分数追加到列表中。在这种情况下，我们用方括号括起来，因为只有 a 可以使用 or 添加到另一个。+=``score``list``list``+``+=

您可以在 Python 文档中了解有关列表的更多信息
您还可以在 Python 文档中了解更多信息len

大写

同样，请考虑以下代码：

# Uppercases string one character at a time

before = input("Before: ")
print("After:  ", end="")
for c in before:
    print(c.upper(), end="")
print()

请注意，每个字符一次一个大写。

Python 有一个内置的 s 方法。您可以按如下方式修改代码：str
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# Uppercases string all at once

before = input("Before: ")
after = before.upper()
print(f"After: {after}")
请注意，该方法用于一次将整个字符串大写。upper

迎接

与 C 一样，您也可以使用命令行参数。请考虑以下代码：
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# Prints a command-line argument

from sys import argv

if len(argv) == 2:
print(f"hello, {argv[1]}")
else:
print("hello, world")
请注意，它是使用格式化字符串打印的，在语句中由 present 表示。argv[1]``f``print
您可以按如下方式打印所有参数：argv
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# Printing command-line arguments, indexing into argv

from sys import argv

for i in range(len(argv)):
print(argv[i])
请注意，如果执行，上述内容将不会显示单词，第一个参数将是正在运行的文件的名称。你可以认为这个词类似于我们在 C 中运行程序时。python``python``./
您可以将列表片段切开。请考虑以下代码：
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# Printing command-line arguments using a slice

from sys import argv

for arg in argv[1:]:
print(arg)
请注意，执行此代码将导致您正在运行的文件的名称被切掉。
您可以在 Python 文档中了解有关该库的更多信息sys

退出状态

该库还具有内置方法。我们可以使用特定的退出代码退出程序：sys``sys.exit(i)

# Exits with explicit value, importing sys

import sys

if len(sys.argv) != 2:
    print("Missing command-line argument")
    sys.exit(1)

print(f"hello, {sys.argv[1]}")
sys.exit(0)

请注意，点表示法用于利用的内置函数。sys

搜索

Python也可以用来搜索。在终端窗口中，键入并编写代码，如下所示：code names.py

# Implements linear search for names

import sys

# A list of names
names = ["Bill", "Charlie", "Fred", "George", "Ginny", "Percy", "Ron"]

# Ask for name
name = input("Name: ")

# Search for name
for n in names:
    if n == name:
        print("Found")
        sys.exit(0)

print("Not found")
sys.exit(1)

请注意，此代码起作用。事实上，它实现了线性搜索。

您可以按如下方式利用 Python 的内置功能：

# Implements linear search for names using `in`

import sys

# A list of names
names = ["Bill", "Charlie", "Fred", "George", "Ginny", "Percy", "Ron"]

# Ask for name
name = input("Name: ")

# Search for name
if name in names:
    print("Found")
    sys.exit(0)

print("Not found")
sys.exit(1)

请注意，使用了介词。Python 了解如何实现较低级别的代码来进行线性搜索。in

电话簿

回想一下，字典或是键**值对的集合。dict

您可以在 Python 中实现字典，如下所示：

# Implements a phone book

from cs50 import get_string

people = {
    "Carter": "+1-617-495-1000",
    "David": "+1-949-468-2750"
}

# Search for name
name = get_string("Name: ")
if name in people:
    print(f"Number: {people[name]}")

请注意，字典是使用大括号实现的。然后，该语句搜索以查看是否在字典中。此外，请注意，在语句中，我们如何使用的值索引到 People 字典中。非常有用！if name in people``name``people``print``name

Python已经尽最大努力使用其内置搜索来获得恒定时间。

比较

我们可以在 Python 中实现如下比较：
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# Compares two strings

# Get two strings
s = input("s: ")
t = input("t: ")

# Compare strings
if s == t:
print("Same")
else:
print("Different")
注意 Python 如何利用来比较两个变量。此外，请注意，Python 允许您比较两个字符串，而无需像 C 中那样使用指针逐个字符检查字符串。==
请注意，每个值都是交换的，使用一些非常 Python 语法。x, y = y, x

.CSV

您还可以利用Python来处理CSV文件。考虑以下程序，称为：phonebook.py

# Saves names and numbers to a CSV file

import csv

# Get name and number
name = input("Name: ")
number = input("Number: ")

# Open CSV file
with open("phonebook.csv", "a") as file:

    # Print to file
    writer = csv.writer(file)
    writer.writerow([name, number])

请注意，利用代码块，在其下方缩进及其工作，可以防止我们在完成后需要我们的文件。with``writer``close

通常，CSV 文件具有带有特定名称的列。A 可用于创建 CSV 文件并为每列分配特定名称。请考虑对代码进行以下修改：DictWriter

# Saves names and numbers to a CSV file using a DictWriter

import csv

# Get name and number
name = input("Name: ")
number = input("Number: ")

# Open CSV file
with open("phonebook.csv", "a") as file:

    # Print to file
    writer = csv.DictWriter(file, fieldnames=["name", "number"])
    writer.writerow({"name": name, "number": number})

请注意，和列在代码的倒数第二行中定义，值在最后一行中添加。name``number

您可以在 Python 文档中了解有关 Python 中 CSV 文件的更多信息

演讲

使用第三方库，Python可以进行文本到语音转换。

# Says hello to someone

import pyttsx3

engine = pyttsx3.init()
name = input("What's your name? ")
engine.say(f"hello, {name}")
engine.runAndWait()

此外，您可以运行以下代码：

# Says "This was CS50"

import pyttsx3

engine = pyttsx3.init()
engine.say("This was CS50")
engine.runAndWait()

交换

此外，我们可以实现一个交换值的程序，就像我们在 C 中所做的那样。
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# Swaps two integers

x = 1
y = 2

print(f"x is {x}, y is {y}")
x, y = y, x
print(f"x is {x}, y is {y}")
Notice that each value is swapped, using some very Pythonic syntax .x, y = y, x

总结

在本课中，您学习了如何在 Python 中实现先前课程中的编程构建块。此外，您还了解了 Python 如何允许更简化的代码。此外，您还学习了如何使用各种 Python 库。最后，您了解到您作为程序员的技能不仅限于一种编程语言。您已经看到了如何通过本课程发现一种新的学习方式，该学习方式可以用任何编程语言为您服务 - 也许，几乎可以在任何学习途径中！具体来说，我们讨论了…

蟒
变量
条件
循环
类型
图书馆
字典
命令行参数
正则表达式