- 案例1:斐波那契数列
- 案例2:模拟cp操作
- 案例3:生成8位随机密码
1 案例1:斐波那契数列
1.1 问题
编写fib.py脚本,主要要求如下:
- 输出具有10个数字的斐波那契数列
- 使用for循环和range函数完成
- 改进程序,要求用户输入一个数字,可以生成用户需要长度的斐波那契数列
1.2 方案
斐波那契数列就是某一个数,总是前两个数之和,比如0,1,1,2,3,5,8。由于输出是一串数字,可以用列表的结构存储。开始时,列表中有两个值,即0,1。然后通过循环向列表中追加元素,追加元素总是列表中最后两个元素值之和。
本例使用的是列表,不能使用元组,因为列表是一个可变类型,而元组是不可变类型。各种数据类型的比较如下:
按存储模型分类
标量类型:数值、字符串
容器类型:列表、元组、字典
按更新模型分类:
可变类型:列表、字典
不可变类型:数字、字符串、元组
按访问模型分类
直接访问:数字
顺序访问:字符串、列表、元组
映射访问:字典
由于循环次数是确定的,可以使用for循环。python中的for循环与传统的for循环(计数器循环)不太一样,它更象shell脚本里的foreach迭代。python中的for接受可迭代对象(例如序列或迭代器)作为其参数,每次迭代其中一个元素。
for循环经常与range()函数一起使用。range函数语法如下:
- range([start,] stop[, step])
range函数将返回一个列表,如果列表没有给定起始值,那么起始值从0开始,结束值是给定的结束值的前一个值,另外还可以设置步长值。例:
- >>> range(10) #没有给定起始值则从0开始,结束值为9
- [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
- >>> range(5,10) #给定起始值,列表的第一个值就是给定的起始值
- [5, 6, 7, 8, 9]
- >>> range(0, 10, 2) #给定步长值为2,列出10以内的偶数
- [0, 2, 4, 6, 8]
- >>> range(1, 10, 2) #给定起始值、步长值,列出10以内的奇数
- [1, 3, 5, 7, 9]
当将脚本改成交互式运行时,需要注意,用户输入的数字,python仍然将其视为字符而不是整型数字,需要使用int()将用户输入做类型转换。
在进行运算时,应使得参与运算的对象属于同一类型,否则如果python无法进行隐匿类型转换将会出现异常。
- >>> '30' + 3
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- TypeError: cannot concatenate 'str' and 'int' objects
上面的代码之所以出现错误,是因为不能将字符串与数字进行加法或拼接运算。如果希望将其拼接,可以使用下面的方式:
- >>> '30' + str(3)
- '303'
如果希望将其全作为数字进行相加,可以使用下面的方式:
- >>> int('30') + 3
- 33
1.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一:编写固定输出的斐波那契数列
- [root@py01 bin]# vim fibs.py
- #!/usr/bin/env python
- fibs = [0, 1]
- for i in range(8):
- fibs.append(fibs[-1] + fibs[-2])
- print fibs
执行结果如下:
- [root@py01 bin]# ./fibs.py
- [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]
步骤二:将脚本改为交互式执行
如果希望生成用户指定个数的数列,需要与用户进行交互,通过raw_input()函数读取用户指定的长度。因为raw_input()函数读入的数据均为字符串,所以需要对其进行类型转换,通过int()函数将字符串类型的数值转换成数字类型。
为了能够进行加法计算,需要提前拥有两个数值。既然已经存在两个值,那么用户指定数列个数后,在循环时,应该少循环两次。
修改后的代码如下:
- [root@py01 bin]# vim fibs2.py
- #!/usr/bin/env python
- fibs = [0, 1]
- nums = int(raw_input('Input a number: '))
- for i in range(nums - 2):
- fibs.append(fibs[-1] + fibs[-2])
- print fibs
脚本运行结果如下:
- [root@py01 bin]# ./fibs2.py
- Input a number: 5
- [0, 1, 1, 2, 3]
- [root@py01 bin]# ./fibs2.py
- Input a number: 20
- [0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181]
2 案例2:模拟cp操作
2.1 问题
编写cp.py脚本,实现以下目标:
- 将/bin/ls“拷贝”到/root/目录下
- 要求读取/bin/ls后,每次读取4096字节,依次写入到新文件
- 不要修改原始文件
2.2 方案
“拷贝”一个文件,可以想像成谅是先在目标位置创建一个空文件,然后再将源文件读出,写入到新文件中。
在python中打开文件的方法是open(),或者使用file(),两个函数完全一样可以进行相互替换。open的语法如下:
- open(name[, mode[, buffering]])
open的第一个参数是文件名,可以是相对路径,也可以是绝路径。最后的一个参数是缓冲设置,默认情况下使用缓冲区。硬盘是计算机系统中最慢的一个组件,如果每产生一个字符都立即写入磁盘,那么这种方式的工作效率将极其低下,可以先把数据放在内存的缓冲区中,当缓冲区的数据比较多的时候,再批量写入磁盘文件。当文件关闭的时候,缓冲区的数据也会写入磁盘。第二个模式参数的含义如下:
- >>> f = open('abc.txt', 'r') #文件不存在
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- IOError: [Errno 2] No such file or directory: 'abc.txt'
- >>> f = open('/etc/hosts')
- >>> f.write('hello') #写入文件时报错,因为并非以写入方式打开
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- IOError: File not open for writing
- >>> f = open('abc.txt', 'w') #文件不存在,首先创建了abc.txt
- >>> f.read() #因为以写的方式打开,读取时出错
- Traceback (most recent call last):
- File "<stdin>", line 1, in <module>
- IOError: File not open for reading
打开文件时并不消耗太多内存,但是将文件内容读到变量中,会根据读入的数据大小消耗相应的内存。例:
- #首先创建一个名为ttt.img的文件,大小为100MB
- [root@py01 bin]# dd if=/dev/zero of=ttt.img bs=1M count=100
- [root@py01 bin]# free –m #观察已用内存,值为665M
- total used free shared buffers cached
- Mem: 994 665 329 0 24 339
- -/+ buffers/cache: 301 693
- Swap: 4031 0 4031
- [root@py01 bin]# python #从另一终端中打开python解释器
- Python 2.6.6 (r266:84292, Oct 12 2012, 14:23:48)
- [GCC 4.4.6 20120305 (Red Hat 4.4.6-4)] on linux2
- Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
- >>> f = open('ttt.img') #打开该文件
- [root@py01 bin]# free –m #观察已用内存并没有变化
- total used free shared buffers cached
- Mem: 994 665 329 0 24 339
- -/+ buffers/cache: 301 693
- Swap: 4031 0 4031
- >>> data = f.read() #再回到python解释器,读入全部文件内容
- [root@py01 bin]# free –m #观察已用内存,增加了100MB
- total used free shared buffers cached
- Mem: 994 764 230 0 24 339
- -/+ buffers/cache: 399 595
- Swap: 4031 0 4031
- >>> del data #回到python解释器,删除data变量
- [root@py01 bin]# free –m #已用内存又减少了100MB
- total used free shared buffers cached
- Mem: 994 663 330 0 24 339
- -/+ buffers/cache: 299 695
- Swap: 4031 0 4031
为了防止一次性读入大文件消耗太多的内存,可以采用循环的方式,多次少量读取数据。一般情况下可以设置每次读取4096字节即可。
2.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一:编写脚本
注意,通常文件操作有三个步骤:打开文件,处理文件,关闭文件。往往被忽略的是关闭文件,如果文件没有正常关闭,有可能造成数据丢失。
- [root@py01 bin]# vim cp.py
- #!/usr/bin/env python
- dstfile = '/root/ls'
- srcfile = '/bin/ls'
- oldf = open(srcfile) #以读方式打开老文件
- newf = open(dstfile, 'w') #以写方式打开新文件
- while True: #因为不确定要循环多少次,设置条件永远为真
- data = oldf.read(4096) #每次只读入4096字节
- if len(data) == 0: #如果文件已经全部读取完毕则中断循环
- break
- newf.write(data)
- oldf.close()
- newf.close()
步骤二:通过md5值判断新老文件是否完全一致
- [root@py01 bin]# ./cp.py
- [root@py01 bin]# md5sum /root/ls
- c98cff985579da387db6a2367439690a /root/ls
- [root@py01 bin]# md5sum /bin/ls
- c98cff985579da387db6a2367439690a /bin/ls
- [root@py01 bin]# ll /root/ls
- -rw-r--r--. 1 root root 117024 Jun 27 15:40 /root/ls
- [root@py01 bin]# chmod +x /root/ls
- [root@py01 bin]# /root/ls /home/
- demo demo.tar.gz lost+found
md5值是文件的指纹信息,如果两个文件的内容完全一样,那么其md5值一定相同,如果两个文件有微小的不同,其md5值也一定完全不一样。不过文件的权限不会影响md5值的判定。将拷贝后的目标文件加上执行权限,就可以像原始文件一样的工作了。
3 案例3:生成8位随机密码
3.1 问题
编写randpass.py脚本,实现以下目标:
- 使用random的choice函数随机取出字符
- 用于密码的字符通过string模块获得
- 改进程序,用户可以自己决定生成多少位的密码
3.2 方案
假定只使用大小写字母和数字作为密码,这些字符可以自己定义,不过string模块中已有这些属性。通过导入string模块可以减少代码量,同时提高效率。
- >>> import string
- >>> string.lowercase
- 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyz'
- >>> string.uppercase
- 'ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
- >>> string.letters
- 'abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ'
- >>> string.digits
- '0123456789'
这个程序的主要思路是,首先创建一个空字符串变量用于存储密码,然后每次在可用字符中随机选择一个字符,再把该字符与变量中的字符进行拼接。
3.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一:编写脚本,生成8位随机密码
- [root@py01 bin]# vim randpass.py
- #!/usr/bin/env python
- import string
- import random
- passwd = ''
- passchs = string.letters + string.digits
- for i in range(8):
- passwd += random.choice(passchs)
- print passwd
脚本运行结果如下:
- [root@py01 bin]# ./randpass.py
- 1U4MMBg3
- [root@py01 bin]# ./randpass.py
- ExvoT8Hi
步骤二:改进脚本,生成指定位数的随机密码
上面程序的主要问题是,第一,生成的密码倍数是固定的,如果希望生成其他倍数的密码,还需要重新改写代码;第二,如果生成密码这个功能在其他地方也需要使用,那么代码的重用性得不到体现。
改进的代码可以解以上两个问题,具体如下:
- [root@py01 bin]# vim randpass2.py
- #!/usr/bin/env python
- import string
- import random
- allchs = string.letters + string.digits
- def genPwd(num = 8):
- pwd = ''
- for i in range(num):
- pwd += random.choice(allchs)
- return pwd
- if __name__ == '__main__':
- print genPwd()
- print genPwd(6)
代码执行结果如下:
- [root@py01 bin]# ./randpass2.py
- hUEDcvmc
- RgNMhu
- [root@py01 bin]# ./randpass2.py
- s9Ojwpp7
- 70BOsU
- [root@py01 bin]# python
- Python 2.6.6 (r266:84292, Oct 12 2012, 14:23:48)
- [GCC 4.4.6 20120305 (Red Hat 4.4.6-4)] on linux2
- Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
- >>> import randpass2
- >>> randpass2.genPwd(10) #在其他位置也可以直接调用randpass2模中的函数
- 'WobDgiHsC8'