1.1.3 交互工作流：IPython和文本编辑器

测试和理解算法的交互工作：在这个部分我们描述一下用IPython的交互工作流来方便的研究和理解算法。

Python是一门通用语言。与其他的通用语言一样，没有一个绝对权威的工作环境，也不止一种方法使用它。尽管这对新人来说不太好找到适合自己的方式，但是，这使得Python被用于在网站服务器或嵌入设备中编写程序。

本部分的参考文档：

IPython用户手册：http://ipython.org/ipython-doc/dev/index.html

1.1.3.1 命令行交互

启动ipython:

In [1]:

print('Hello world')

Hello world

在对象后使用？运算符获得帮助:

In [2]: print
Type:          builtin_function_or_method
Base Class:    <type ’builtin_function_or_method’>
String Form:   <built-in function print>
Namespace:     Python builtin
Docstring:
    print(value, ..., sep=’ ’, end=’\n’, file=sys.stdout)
    Prints the values to a stream, or to sys.stdout by default.
    Optional keyword arguments:
    file: a file-like object (stream); defaults to the current sys.stdout.
    sep:  string inserted between values, default a space.
    end:  string appended after the last value, default a newline.

1.1.3.2 在编辑器中详尽描述算法

在文本编辑器中，创建一个myfile.py文件。在EPD（Enthought Python Distribution）中，你可以从开始按钮使用_Scite。在Python(x,y)中, 你可以使用Spyder。在Ubuntu中, 如果你还没有最喜欢的编辑器，我们建议你安装Stani’s Python editor。在这个文件中，输入如下行：

s = 'Hello world'
print(s)

现在，你可以在IPython中运行它，并研究产生的变量：

In [2]:

%run my_file.py

Hello world

In [3]:

s

Out[3]:

'Hello world'

In [4]:

%whos

Variable   Type    Data/Info
 ------------- ---------------
s          str     Hello world

从脚本到函数

尽管仅使用脚本工作很诱人，即一个满是一个接一个命令的文件，但是要有计划的逐渐从脚本进化到一组函数：

• 脚本不可复用，函数可复用。

• 以函数的角度思考，有助于将问题拆分为小代码块。

1.1.3.3 IPython提示与技巧

IPython用户手册包含关于使用IPython的大量信息，但是，为了帮你你更快的入门，这里快速介绍三个有用的功能：历史，魔法函数，别称和tab完成。

与Unix Shell相似，IPython支持命令历史。按上下在之前输入的命令间切换：

In [1]: x = 10
In [2]: <UP>
In [2]: x = 10

IPython通过在命令前加%字符的前缀，支持所谓魔法函数。例如，前面部分的函数run和whos都是魔法函数。请注意automagic设置默认是启用，允许你忽略前面的%。因此，你可以只输入魔法函数仍然是有效的。

其他有用的魔法函数：

• %cd 改变当前目录

In [6]:

cd ..

/Users/cloga/Documents

• %timeit 允许你使用来自标准库中的timeit模块来记录执行短代码端的运行时间

In [7]:

timeit x = 10

10000000 loops, best of 3: 26.7 ns per loop

• %cpaste 允许你粘贴代码，特别是来自网站的代码，前面带有标准的Python提示符 (即 >>>) 或ipython提示符的代码(即 in [3])：

In [5]: cpaste
Pasting code; enter ’--’ alone on the line to stop or use Ctrl-D. :In [3]: timeit x = 10
:--
10000000 loops, best of 3: 85.9 ns per loop
In [6]: cpaste
Pasting code; enter ’--’ alone on the line to stop or use Ctrl-D. :>>> timeit x = 10
:--
10000000 loops, best of 3: 86 ns per loop

• %debug 允许你进入事后除错。也就是说，如果你想要运行的代码抛出了一个异常，使用%debug将在抛出异常的位置进入排错程序。

In [7]: x === 10
File "<ipython-input-6-12fd421b5f28>", line 1
x === 10 ^
  SyntaxError: invalid syntax
In [8]: debug
> /home/esc/anaconda/lib/python2.7/site-packages/IPython/core/compilerop.py(87)ast_parse()
       86         and are passed to the built-in compile function."""
 ---> 87         return compile(source, filename, symbol, self.flags | PyCF_ONLY_AST, 1)
88
 ipdb>locals()
 {’source’: u’x === 10\n’, ’symbol’: ’exec’, ’self’:
 <IPython.core.compilerop.CachingCompiler instance at 0x2ad8ef0>,
 ’filename’: ’<ipython-input-6-12fd421b5f28>’}

IPython help

• 内置的IPython手册可以通过%quickref魔法函数进入。
• 输入%magic会显示所有可用魔法函数的列表。

而且IPython提供了大量的别称来模拟常见的UNIX命令行工具比如ls等于list files，cp等于copy files以及rm等于remove files。输入alias可以显示所有的别称的列表：

In [5]:

alias

Total number of aliases: 12

Out[5]:

[('cat', 'cat'),
 ('cp', 'cp'),
 ('ldir', 'ls -F -G -l %l | grep /$'),
 ('lf', 'ls -F -l -G %l | grep ^-'),
 ('lk', 'ls -F -l -G %l | grep ^l'),
 ('ll', 'ls -F -l -G'),
 ('ls', 'ls -F -G'),
 ('lx', 'ls -F -l -G %l | grep ^-..x'),
 ('mkdir', 'mkdir'),
 ('mv', 'mv'),
 ('rm', 'rm'),
 ('rmdir', 'rmdir')]

最后，提一下tab完成功能，我们从IPython手册引用它的描述：

Tab completion, especially for attributes, is a convenient way to explore the structure of any object you’re dealing with. Simply type object_name. <tab>to view the object’s attributes. Besides Python objects and keywords, tab completion also works on file and directory names.</tab>

In [1]: x = 10
In [2]: x.<TAB>
x.bit_length x.conjugate x.denominator x.imag x.numerator x.real
In [3]: x.real.
x.real.bit_length x.real.denominator x.real.numerator x.real.conjugate x.real.imag x.real.real
In [4]: x.real.