ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

ΕΠΛ371 – ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Python

ΕΑΡΙΝΟ ΕΞΑΜΗΝΟ 2009

Αγαθοκλέους ΜάριοςΓιάλλουρος ΜιχάληςΓιαννή 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/pythonx=“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 threadingimport time

def run_thread (threadname, count, sleeptime): """This is the thread function to be invoked."""

print "I am thread", threadnamefor 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:passexcept:print "Thread1 exited...."

Output:I am thread Thread1Thread1: count = 1Thread1: count = 2Thread1: count = 3Thread1: count = 4Thread1: count = 5Thread1 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()")

• # Fetch a single row using fetchone() method.

• data = cursor.fetchone()

• print "Database version : %s " % data

• # disconnect from server

• db.close()

•

Database version : 5.0.45

Output:

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

• 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

Κώδικας

• 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)• • 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

• print "time taken %f" % tTime• if __name__ == "__main__":• main()

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-by-side.html#typing

• http://www.daniweb.com/forums/thread20774.html

• en.wikipedia.org

• Learning Python Mark Lutz - 2007