python语言
最美代码
web2py官方文档翻译
2016年2月10日
关于Python
Python是一种通用的高级编程语言。它的设计思想是强调程序员的工作效率及代码的可读性。它有一个最低限度的核心语法，包括很少的基本命令以及简单语义，但与此同时它又有一个大规模的全面的标准库，包括许多面向底层操作系统(OS)函数的应用编程接口(API)。Python代码，在简约的同时，定义了内置对象，例如列表 (list)、元组(tuple)、哈希表(字典dict)以及任意长度整型数(long)。
Python支持多重编程架构，包括面向对象(class)、指令 (def)、以及函数 (lambda)编程，Python还有一套动态类型系统以及通过引用计数实现的（类似于Perl、Ruby和Scheme）自动内存管理。
Python最初由Guido van Rossum于1991年发布。该语言是开源的、基于社区开发模型的，由非盈利的Python软件基金会管理。可以实现Python语言的解释器及编译器有许多，包括Java版的Jython，不过在此简要回顾中，我们特指由Guido开发的C语言实现。
在Python官方网站上[python] ，您可以找到该语言的许多教程、官方文档以及库指南。
若要获取更多参考文献，我们推荐参考文献[guido] 和 [lutz] 中的书。
如果您已经熟悉Python语言，可以跳过本章节。
启动
Web2py的二进制发行版支持微软Windows或苹果OS X操作系统，该发行文件中包含内置的Python解释器。
在Windows操作系统下，可以使用如下命令来启动web2py(在DOS提示符下输入)：
web2py.exe -S welcome
在苹果OS X操作系统下，在终端窗口中输入如下命令（假如您与web2py.app在同一文件夹中）：
./web2py.app/Contents/MacOS/web2py -S welcome
在Linux或其他Unix操作系统下，很可能Python已经安装过了，如果是这样的话，在shell提示符下输入:
python web2py.py -S welcome
如果您没有预先安装Python2.5(或者更新的版本2.x)，在运行web2py之前，您需要下载并安装新的Python。
• S welcome 命令行选项指示web2py运行交互式壳(shell)，就像是welcome应用中命令在控制器内被执行，即web2py基本构建应用。这向用户暴露了几乎所有的web2py的类、对象及函数。这是web2py交互式命令行与普通Python命令行的唯一不同之处。
对于每个应用，管理接口提供了一个基于web的shell。对于"welcome"应用，您可以访问shell。
http://127.0.0.1:8000/admin/shell/index/welcome
您可以使用普通shell或基于web的shell来尝试本章中的所有例子。
help, dir
Python语言提供了两条命令来获取定义在当前作用域内对象的有关文档，包括内置的和用户定义的。
我们可以寻求有关对象的help，例如"1"：
help(1)
Help on int object:
class int(object)
| int(x[, base]) -> integer
|
| Convert a string or number to an integer, if possible. A floating point
| argument will be truncated towards zero (this does not include a string
| representation of a floating point number!) When converting a string, use
| the optional base. It is an error to supply a base when converting a
| non-string. If the argument is outside the integer range a long object
| will be returned instead.
|
| Methods defined here:
|
| abs(...)
| x.__abs__() <==> abs(x)
...
并且由于"1"是一个整数，我们得到int类及其所有方法的描述。这里输出被截断了，因为它很长非常详细。
类似的，我们用命令dir获取对象"1"的方法列表：
dir(1)
['abs', 'add', 'and', 'class', 'cmp', 'coerce',
'delattr', 'div', 'divmod', 'doc', 'float',
'floordiv', 'getattribute', 'getnewargs', 'hash', 'hex',
'index', 'init', 'int', 'invert', 'long', 'lshift',
'mod', 'mul', 'neg', 'new', 'nonzero', 'oct',
'or', 'pos', 'pow', 'radd', 'rand', 'rdiv',
'rdivmod', 'reduce', 'reduce_ex', 'repr', 'rfloordiv',
'rlshift', 'rmod', 'rmul', 'ror', 'rpow', 'rrshift',
'rshift', 'rsub', 'rtruediv', 'rxor', 'setattr',
'str', 'sub', 'truediv', 'xor']
类型
Python是一种动态类型语言，这意味着变量没有类型，因此也不需要被声明。另一方面，值是有类型的。您可以查询变量包含的值的类型：
a = 3
print type(a)
<type 'int'>
a = 3.14
print type(a)
<type 'float'>
a = 'hello python'
print type(a)
<type 'str'>
Python也包括了原生的数据结构，如列表和字典。
字符串
Python支持两种不同类型字符串的使用：ASCII字符串和Unicode字符串。ASCII字符串使用'...'、"..." 、'..' 或 """..."""分隔。三重引号分隔多行字符串。Unicode字符串以一个u起始，包含Unicode字符的字符串跟在后面。通过选择编码，可以将Unicode字符串转换成ASCII字符串，例如：
a = 'this is an ASCII string'
b = u'This is a Unicode string'
a = b.encode('utf8')
执行完这三条命令之后，得到的结果a是一个存储UTF8编码字符的ASCII字符串。按照设计，web2py内部使用UTF8编码的字符串。
可以用多种方法将变量写入字符串：
print 'number is ' + str(3)
number is 3
print 'number is %s' % (3)
number is 3
print 'number is %(number)s' % dict(number=3)
number is 3
最后一种标记是首选，它更明确、不容易出错。
使用str或repr命令，许多Python对象可以被序列化成字符串，例如数字。这两条命令非常相似，但会产生略有不同的输出。例如：
for i in [3, 'hello']:
print str(i), repr(i)
3 3
hello 'hello'
对于用户定义的类，使用特殊操作符__str__ 和__repr__，str和repr可以被定义/重定义。后面会对此作简要介绍；更多相关内容，请参阅Python官方文档。repr总有一个默认值。
Python字符串的另一重要特征是，像列表一样，它是一个遍历对象。
for i in 'hello':
print i
h
e
l
l
o
列表
Python列表的主要方法包括添加(append)、插入(insert)、删除(delete):
a = [1, 2, 3]
print type(a)
<type 'list'>
a.append(8)
a.insert(2, 7)
del a[0]
print a
[2, 7, 3, 8]
print len(a)
4
列表可以被分片:
print a[:3]
[2, 7, 3]
print a[1:]
[7, 3, 8]
print a[-2:]
[3, 8]
还可以被连接：
a = [2, 3]
b = [5, 6]
print a + b
[2, 3, 5, 6]
列表可以被遍历；可以通过循环访问：
a = [1, 2, 3]
for i in a:
print i
1
2
3
列表中的元素不必是相同类型；它们可以是Python对象的任意类型。
有一种很常见的情况，可以使用列表解析（list comprehension）。请看如下代码：
a = [1,2,3,4,5]
b = []
for x in a:
if x % 2 == 0:
b.append(x * 3)
b
[6, 12]
这段代码清楚地处理了一个项目列表，选择和修改了输入列表的一个子表，并创建了一个新的结果列表。用下列列表解析，可以完全代替上述代码：
a = [1,2,3,4,5]
b = [x * 3 for x in a if x % 2 == 0]
b
[6, 12]
元组
元组类似于列表，但是它的大小和元素是不可变的，而列表的大小和元素是可变的。如果元组元素是一个对象，则对象的属性是可变的。元组由圆括号分隔。
a = (1, 2, 3)
因此，如下代码适用于列表：
a = [1, 2, 3]
a[1] = 5
print a
[1, 5, 3]
元素赋值不能用于元组：
a = (1, 2, 3)
print a[1]
2
a[1] = 5
Traceback (most recent call last):
File "0
1
2
通常每级缩进使用四个空格。不混用tab和空格是一个好的策略，那样可能会导致（不可见的）混乱。
for...in
在Python中，你可以循环遍历对象：
a = [0, 1, 'hello', 'python']
for i in a:
print i
0
1
hello
python
一种常用快捷方式是xrange，它可以产生一个遍历范围而无需存储整个列表元素。
for i in xrange(0, 4):
print i
0
1
2
3
这与C/C++/C#/Java句法是等价的：
for(int i=0; i<4; i=i+1) { print(i); }
另一种实用的命令是enumerate，在循环的同时能计数：
a = [0, 1, 'hello', 'python']
for i, j in enumerate(a):
print i, j
0 0
1 1
2 hello
3 python
还有一个关键词range(a,b,c)可以返回一个整数列表，从值a开始，递增c，结束值小于b，其中a的默认值是0，c的默认值是1。xrange与此类似，但不会真正生成列表，只生成一个列表的遍历，因此对于循环来说它更好。 你可以使用break跳出循环。
你可以使用break跳出循环。
for i in [1, 2, 3]:
print i
break
1
使用continue，你可以不执行完整个代码块就跳转到下一个循环迭代。
for i in [1, 2, 3]:
print i
continue
print 'test'
1
2
3
while
在Python中，while循环的工作方式与其它语言类似，在执行循环体前先判断循环次数和测试条件。如果条件为假，循环就终止。
i = 0
while i < 10:
i = i + 1
print i
10
Python中没有loop…until结构。
if...elif...else
在Python中使用条件是直观的：
for i in range(3):
if i == 0:
print 'zero'
elif i == 1:
print 'one'
else:
print 'other'
zero
one
other
“elif”意味着 “else if”。elif和else从句都是可选的。可以有多个elif语句，但只能有一个else声明。使用not,and和or运算符可以构造复杂条件。
for i in range(3):
if i == 0 or (i == 1 and i + 1 == 2):
print '0 or 1'
try...except...else...finally
Python可以抛出中断，引发异常：
try:
a = 1 / 0
except Exception, e:
print 'oops: %s' % e
else:
print 'no problem here'
finally:
print 'done'
oops: integer division or modulo by zero
done
如果引起异常，它会被except语句捕获，except语句会被执行，而else语句不被执行。如果未引起异常，except语句不被执行，而else语句会被执行。finally语句始终会被执行。
对于可能出现的不同异常，可以有多种except语句。
try:
raise SyntaxError
except ValueError:
print 'value error'
except SyntaxError:
print 'syntax error'
syntax error
else和finally语句都是可选的。
以下是Python内置异常+HTTP(由web2py定义)列表。
BaseException
+-- HTTP (defined by web2py)
+-- SystemExit
+-- KeyboardInterrupt
+-- Exception
+-- GeneratorExit
+-- StopIteration
+-- StandardError
| +-- ArithmeticError
| | +-- FloatingPointError
| | +-- OverflowError
| | +-- ZeroDivisionError
| +-- AssertionError
| +-- AttributeError
| +-- EnvironmentError
| | +-- IOError
| | +-- OSError
| | +-- WindowsError (Windows)
| | +-- VMSError (VMS)
| +-- EOFError
| +-- ImportError
| +-- LookupError
| | +-- IndexError
| | +-- KeyError
| +-- MemoryError
| +-- NameError
| | +-- UnboundLocalError
| +-- ReferenceError
| +-- RuntimeError
| | +-- NotImplementedError
| +-- SyntaxError
| | +-- IndentationError
| | +-- TabError
| +-- SystemError
| +-- TypeError
| +-- ValueError
| | +-- UnicodeError
| | +-- UnicodeDecodeError
| | +-- UnicodeEncodeError
| | +-- UnicodeTranslateError
+-- Warning
+-- DeprecationWarning
+-- PendingDeprecationWarning
+-- RuntimeWarning
+-- SyntaxWarning
+-- UserWarning
+-- FutureWarning
+-- ImportWarning
+-- UnicodeWarning
关于以上列表中每一项的详细介绍，请参阅Python官方文档。
web2py仅暴露一个新异常，该异常被称作HTTP。当该异常出现时，它会使程序返回一个HTTP错误页面（更多相关内容请参阅第4章）
任何对象都可以引起异常，但推荐的做法是引起异常的对象是内置异常类的扩展。
def...return
函数声明使用def。下面是一个典型的Python函数：
def f(a, b):
return a + b
print f(4, 2)
6
没有必要（或者方法）指定参数类型或返回类型。这个例子中，定义了一个有两个参数的函数f。
函数是本章描述的第一个代码句法特征，这是为了引入域和命名空间的概念。在上面的例子中，标识符a和b在函数f的域之外是没有定义的：
def f(a):
return a + 1
print f(1)
2
print a
Traceback (most recent call last):
File "<pyshell#22>", line 1, in
在Python中，你可以用如下代码打开和写入文件：
file = open('myfile.txt', 'w')
file.write('hello world')
file.close()
类似的，你可以用如下代码读文件：
file = open('myfile.txt', 'r')
print file.read()
hello world
另外，你可以使用标准C标记，用 "rb" 在二进制模式下读取，用"wb"在二进制模式下写入，用"a"在附加模式下打开文件。
read命令有一个可选参数，它是字节数。你还可以在文件中用seek跳转到任意位置。
你可以用read读取文件，
print file.seek(6)
print file.read()
world
而且你可以用如下方法关闭文件：
file.close()
在Python标准发行版被称为CPython，变量是引用计数的，包括那些持有的文件句柄，所以当一个打开文件句柄的引用计数减少到0时，CPython是知道的，这时就可以关闭文件和处理变量。然而，在Python的其它实现如PyPy中，使用垃圾回收取代引用计数，这意味着同一时间内可能积聚过多的打开文件句柄，在gc有机会关闭和处理它们之前导致错误。因此，当不再需要的时候，最好明确关闭文件句柄。web2py在gluon.fileutils 命名空间内提供两个帮助函数read_file() 和 write_file()，它们封装文件访问，并确保正在实用的文件句柄被正确关闭。
在使用web2py时，你不能确定当前目录的位置，因为这依赖于web2py的配置。变量request.folder包含了当前应用的路径。使用os.path.join命令可以级联路径，将在后面讨论。
exec, eval
与Java不同，Python是真正的解释型语言。这意味着它能执行存储在字符串中的Python语句。例如：
a = "print 'hello world'"
exec(a)
'hello world'
发生了什么呢？exec函数告诉解释器调用它，执行参数传递的字符串的内容。它也可以执行词典中的符号定义的范围内的一个字符串的内容。
a = "print b"
c = dict(b=3)
exec(a, {}, c)
3
当执行字符串 a 时，这里解释器看到定义在 c 中的符号（本例中是 b ），但不能看到 c 或 a 本身。这与受限环境不同，因为 exec 不限制内部代码可以做什么；它只是定义了一组代码可见的变量。
与此相关的函数是eval，它的工作方式非常像exec，除了它期待参数能计算得到一个值，并且它将返回这个值。
a = "3*4"
b = eval(a)
print b
12
import
Python真正的强大之处是它的库模块。这些模块对许多系统库提供了一组大量的、一致性的应用编程接口（以一种独立于操作系统的方式）。
例如，如果你需要使用一个随机数生成器，可以采用如下方法：
import random
print random.randint(0, 9)
5
它会打印一个0到9之间（包括9）的随机数，本例中是5。randint函数是定义在模块random中的。它也可以将来自模块的一个对象导入到当前命名空间：
from random import randint
print randint(0, 9)
或者将来自模块的全部对象导入到当前命名空间：
from random import *
print randint(0, 9)
或者将全部内容导入新定义的命名空间：
import random as myrand
print myrand.randint(0, 9)
在本书的其余部分，我们将主要使用定义在 os ，sys , datetime 和 cPickle 模块中的对象。
通过胶子（gluon）模块可以访问全部web2py对象，这是后面章节中的主题。web2py在内部使用许多Python模块（例如thread），但你很少需要直接访问它们。
在以下小节中，我们介绍几个最实用的模块。
os
这个模块提供了一个操作系统API接口。例如：
import os
os.chdir('..')
os.unlink('filename_to_be_deleted')
一些os函数千万不能用在web2py中，因为它们不是线程安全的，例如chdir。
os.path.join是非常实用的；它允许以独立于操作系统的方式级联路径:
import os
a = os.path.join('path', 'sub_path')
print a
path/sub_path
通过如下方法，可以访问系统环境变量：
print os.environ
这是一个只读字典。
sys
sys 模块包含许多变量和函数，我们使用最多的一个是sys.path 。它包含了一个路径列表，Python在那里搜索模块。当我们试图导入一个模块时，Python会在 sys.path 列出的所有文件夹中查找。如果你在一些位置安装额外模块，并且希望Python能找到它们，你需要将到那个地址的路径附加到 sys.path 中。
import sys
sys.path.append('path/to/my/modules')
在运行web2py时，Python常驻在内存中，并且只有一个 sys.path ，然而有多个线程为HTTP请求服务。为了避免内存泄露，在添加路径前，最好先检查一下该路径是否已经存在。
path = 'path/to/my/modules'
if not path in sys.path:
sys.path.append(path)
datetime
datetime模块的使用最好通过例子来说明：
import datetime
print datetime.datetime.today()
2008-07-04 14:03:90
print datetime.date.today()
2008-07-04
有时你需要的时间戳数据可能是基于UTC时间，而不是本地时间。在这种情况下，你可以使用如下函数：
import datetime
print datetime.datetime.utcnow()
2008-07-04 14:03:90
datetime模块包含各种类：date，datetime，time和timedelta。两个date或两个datetime或两个time对象之间的区别就是timedelta。
a = datetime.datetime(2008, 1, 1, 20, 30)
b = datetime.datetime(2008, 1, 2, 20, 30)
c = b - a
print c.days
1
在web2py中，当传递到数据库或从数据库中返回时，date和datetime可用于存储相应的SQL类型。
time
time模块不同于 date 和 datetime ，因为它表示的时间是从纪元（从1970年开始）开始的秒数。
import time
t = time.time()
1215138737.571
关于用秒表示的时间和用 datetime 表示的时间之间的转换函数，请参阅Python文档。
cPickle
这是一个非常强大的模块。它提供的函数可以序列化几乎所有Python对象，包括自引对象。例如，让我们构建一个特殊的对象：
class MyClass(object): pass
myinstance = MyClass()
myinstance.x = 'something'
a = [1 ,2, {'hello':'world'}, [3, 4, [myinstance]]]
现在：
import cPickle
b = cPickle.dumps(a)
c = cPickle.loads(b)
本例中，b是一个a的字符串表示，c是一个通过反序列化b产生的a的副本。
cPickle也可以序列化到文件和从文件反序列化;
cPickle.dump(a, open('myfile.pickle', 'wb'))
c = cPickle.load(open('myfile.pickle', 'rb'))