В этой лабораторной работе вы изучите различные инструменты для разработки на Python. Вы начнете с использования стандартного интерактивного режима Python для выполнения кода построчно и экспериментов с базовыми операциями.
Далее вы улучшите свой интерактивный опыт, используя IPython, который предоставляет расширенные функции, такие как автодополнение по клавише Tab и подсветка синтаксиса. Наконец, вы узнаете, как писать и запускать скрипты Python с помощью текстового редактора Vim и интегрированной среды разработки (IDE) IDLE, получив практический опыт работы с различными рабочими процессами разработки.
Это Guided Lab, который предоставляет пошаговые инструкции, чтобы помочь вам учиться и практиковаться. Внимательно следуйте инструкциям, чтобы выполнить каждый шаг и получить практический опыт. Исторические данные показывают, что это лабораторная работа уровня средний с процентом завершения 74%. Он получил 97% положительных отзывов от учащихся.
Использование интерактивного режима Python
На этом шаге мы изучим интерактивный режим Python, который позволяет выполнять код Python построчно и немедленно видеть результаты. Это особенно полезно для тестирования небольших фрагментов кода или экспериментов с функциями Python.
Сначала откройте терминал в WebIDE. WebIDE загружается с открытым терминалом по умолчанию. Если вы не видите терминал, вы можете открыть его, нажав в верхнем меню "Terminal" и выбрав "New Terminal".
WebIDE — это интегрированная среда разработки (IDE), похожая на VS Code, которая предоставляет комплексные возможности для кодирования, включая подсветку синтаксиса, автодополнение кода и интегрированный терминал. Красная рамка на изображении выделяет область терминала, где вы будете выполнять команды.
После открытия терминала вы окажетесь в каталоге по умолчанию /home/labex/project. Чтобы войти в интерактивный режим Python, введите команду python и нажмите Enter.
python
Вы должны увидеть вывод, похожий на следующий, что указывает на то, что вы теперь находитесь в интерактивной оболочке Python. >>> — это приглашение (prompt) Python.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
Теперь давайте попробуем выполнить несколько простых вычислений в интерактивном режиме. Вводите следующие выражения по одному и нажимайте Enter после каждой строки:
1 + 1
Вы немедленно увидите результат 2.
5 ** 2
Это вычисляет 5 во второй степени (5 в квадрате). Результатом будет 25.
5 ** 100
Это вычисляет 5 в степени 100. Python может работать с очень большими числами, и вы увидите напечатанный полный результат.
Как видите, интерактивный режим действует как мощный калькулятор.
Чтобы выйти из интерактивного режима Python, вы можете ввести exit() или quit() и нажать Enter, либо нажать Ctrl + D.
exit()
Вы вернетесь к обычному приглашению терминала.
Улучшение взаимодействия с IPython
На этом шаге мы изучим IPython — улучшенную интерактивную оболочку Python, которая предлагает такие функции, как автодополнение по клавише Tab, подсветка синтаксиса и "магические" команды, что делает интерактивную разработку более эффективной.
Совет: Прежде чем начать работу с IPython, вы можете очистить экран терминала, чтобы начать с чистого листа, введя clear и нажав Enter, или открыть новый терминал, если предпочитаете чистую среду.
IPython уже установлен в среде LabEx. Чтобы запустить сеанс IPython, откройте терминал, введите ipython и нажмите Enter.
ipython
Вы увидите приглашение IPython, которое похоже на приглашение стандартного Python, но с дополнительной информацией.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 8.12.2 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
In [1]:
Одной из ключевых особенностей IPython является автодополнение по клавише Tab. Давайте попробуем это. Введите первые несколько букв ключевого слова или функции Python, например pri, а затем нажмите клавишу Tab. IPython предложит варианты завершения.
pri<Tab>
Вы должны увидеть print в качестве предложения. Нажмите Tab еще раз, чтобы просмотреть другие возможные варианты завершения, если они есть.
Теперь давайте посмотрим, как получить справку по функции. В стандартном Python вы бы использовали help(print). В IPython вы можете использовать "магические" команды ? или ??. Введите print? и нажмите Enter.
print?
Это отобразит справочную документацию для функции print прямо в терминале.
In [2]: print?
Signature: print(*args, sep=' ', end='\n', file=None, flush=False)
Docstring:
Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
...
Нажмите q, чтобы выйти из просмотрщика справки.
Теперь попробуйте print??. В некоторых случаях ?? предоставляет более подробную информацию, включая исходный код объекта, если он доступен.
print??
Для встроенных функций, таких как print, ? и ?? могут отображать схожую информацию. Однако для функций или модулей, определенных пользователем, ?? может быть очень полезен для понимания их реализации.
Чтобы выйти из IPython, введите exit() или quit() и нажмите Enter, либо нажмите Ctrl + D.
exit()
Написание и запуск скриптов Python с помощью Vim
На этом шаге мы научимся писать и запускать код Python в виде файла скрипта, используя текстовый редактор Vim в терминале. Это распространенный способ работы с Python для более крупных программ или задач, которые необходимо выполнять многократно.
Сначала убедитесь, что вы находитесь в каталоге ~/project в вашем терминале. Вы можете подтвердить это, введя pwd и нажав Enter.
pwd
Вывод должен быть /home/labex/project.
Теперь мы создадим новый файл Python с именем hello.py с помощью редактора Vim. Введите следующую команду и нажмите Enter:
vim hello.py
Поскольку файл hello.py не существует, Vim создаст его и откроет для редактирования. Внизу экрана вы увидите пустой экран с информацией о Vim.
Чтобы начать вводить код, вам нужно войти в режим вставки (insert mode) Vim. Нажмите клавишу i. Внизу экрана появится индикатор -- INSERT --, что означает, что вы теперь находитесь в режиме вставки.
Теперь введите следующий код Python в редактор:
print("Hello World")
print("This is my first Python script.")
После ввода кода вам нужно выйти из режима вставки, чтобы сохранить файл. Нажмите клавишу Esc. Индикатор -- INSERT -- внизу исчезнет.
Чтобы сохранить файл и выйти из Vim, введите :wq и нажмите Enter. Двоеточие : переводит в командный режим, w записывает файл, а q закрывает Vim.
:wq
Вы вернетесь к приглашению терминала. Чтобы убедиться, что файл был создан, вы можете вывести список файлов в текущем каталоге с помощью команды ls:
ls
В выводе вы должны увидеть hello.py.
hello.py
Теперь давайте запустим только что созданный нами скрипт Python. Используйте команду python, за которой следует имя файла скрипта:
python hello.py
Интерпретатор Python выполнит код в hello.py, и вы увидите вывод в терминале:
Hello World
This is my first Python script.
Вы успешно написали и запустили свой первый скрипт Python с помощью Vim!
Разработка и запуск кода Python с помощью IDLE
На этом шаге мы будем использовать IDLE — интегрированную среду разработки и обучения Python (Integrated Development and Learning Environment). IDLE предоставляет более функциональную среду для написания, запуска и отладки кода Python по сравнению с базовой интерактивной оболочкой или простым текстовым редактором.
Примечание: Поскольку IDLE является графическим приложением (GUI), вам необходимо переключиться на интерфейс Desktop. Нажмите на вкладку "Desktop" в левом верхнем углу WebIDE, чтобы получить доступ к графической среде рабочего стола.
Теперь откройте терминал в среде Desktop. Вы можете сделать это, нажав на значок терминала на левой панели (Xfce Terminal), чтобы открыть новое окно терминала.
Чтобы открыть IDLE, вы можете ввести idle в терминале и нажать Enter.
idle
Это откроет окно оболочки IDLE (IDLE Shell). Это окно похоже на интерактивный режим, который мы использовали на первом шаге, позволяя выполнять команды Python построчно. Вы увидите приглашение >>>.
Python 3.10.12 (main, Nov 20 2023, 15:14:05) [GCC 11.4.0]
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
Здесь вы можете попробовать выполнить простые команды, как в обычном интерактивном режиме Python:
print("Hello from IDLE Shell")
Теперь давайте используем IDLE для написания и запуска скрипта Python. Чтобы создать новый файл скрипта, перейдите в строку меню в окне оболочки IDLE, нажмите File, а затем выберите New File.
Откроется новое пустое окно редактора. Здесь вы будете писать свой код Python. Введите следующий код в это новое окно:
print("I love Python")
print("IDLE is useful")
print(123 * 456)
Чтобы запустить этот скрипт, вам сначала нужно его сохранить. Перейдите в строку меню в окне редактора, нажмите Run, а затем выберите Run Module.
IDLE предложит вам сохранить файл перед запуском. Нажмите OK.
Появится диалоговое окно "Save As" (Сохранить как). Перейдите в каталог /home/labex/project. Вы можете сделать это, дважды щелкнув по папкам в файловом браузере. Оказавшись в /home/labex/project, введите idle_script.py в поле "File name:" и нажмите кнопку Save.
После сохранения IDLE автоматически запустит скрипт, и вывод появится в окне оболочки IDLE.
>>> = RESTART: /home/labex/project/idle_script.py
I love Python
IDLE is useful
56088
>>>
Вы успешно написали и запустили скрипт Python с помощью IDLE. Редактор IDLE предоставляет такие функции, как подсветка синтаксиса и автоматический отступ, которые могут быть очень полезны при написании кода.
Редактирование и запуск скриптов Python с помощью WebIDE
На этом шаге мы рассмотрим использование WebIDE для редактирования и запуска скриптов Python. WebIDE, аналогичный VS Code, предоставляет современную интегрированную среду разработки с мощным редактором и встроенным терминалом. Это наиболее распространенный и рекомендуемый метод работы над проектами в LabEx.
В последующих лабораторных работах мы будем в основном использовать этот метод для обучения. Тем не менее, полезно понимать и другие методы. Например, когда у вас есть доступ только к терминалу, использование редактора вроде Vim очень эффективно. Для запуска коротких фрагментов кода отличным выбором будут оболочка Python или IPython.
Сначала давайте создадим новый файл в WebIDE. В проводнике файлов (file explorer) в левой части экрана щелкните правой кнопкой мыши на пустом месте и выберите "New File" (Новый файл).
Назовите новый файл hello_webide.py и нажмите Enter. Файл будет создан и открыт в редакторе.
Теперь введите следующий код Python в окно редактора hello_webide.py:
print("Hello from WebIDE")
print("This is a script run from the WebIDE.")
WebIDE обеспечивает подсветку синтаксиса (syntax highlighting), что облегчает чтение кода.
Чтобы запустить скрипт, используйте встроенный терминал в нижней части WebIDE. Если он не открыт, вы можете открыть его через меню "Terminal". Введите следующую команду и нажмите Enter:
python hello_webide.py
Вы увидите вывод вашего скрипта, напечатанный непосредственно в терминале.
Hello from WebIDE
This is a script run from the WebIDE.
Вы успешно создали, отредактировали и запустили скрипт Python с помощью WebIDE. Этот рабочий процесс, сочетающий мощный редактор со встроенным терминалом, очень эффективен для разработки и будет использоваться на протяжении всех предстоящих лабораторных работ.
Заключение
В этой лабораторной работе вы изучили несколько инструментов для разработки на Python. Вы начали с базового интерактивного режима Python для выполнения простых фрагментов кода. Затем вы перешли к IPython для расширенного интерактивного опыта с такими функциями, как автодополнение по нажатию клавиши Tab. Вы научились писать и запускать скрипты из терминала, используя текстовый редактор Vim, а также использовать графическую IDE с помощью IDLE.
Наконец, вы узнали, как использовать WebIDE, который сочетает в себе мощный редактор кода и встроенный терминал. Это рекомендуемый подход, который будет использоваться в последующих лабораторных работах. Понимание всех этих инструментов дает вам универсальный набор навыков для разработки на Python в различных средах. Для ситуаций, когда доступен только терминал, Vim — отличный выбор, в то время как оболочка Python или IPython идеально подходят для быстрых тестов и исследований.
