python控制红绿灯案例 python红绿灯编程

第六周

python学习笔记和做的一些习题 （python编程快速上手——让繁琐工作自动化）

第十章

断言

它是要确保代码没有什么明显错误的地方，由assert语句执行，如果检查失败，就会抛出异常。assert语句包含一下部分：

• assert 关键字；

• 条件（即求值为 True 或 False 的表达式）；

• 逗号；

• 当条件为 False 时显示的字符串。

断言针对的是程序员的错误，而不是用户的错误。对于那些可以恢复的（诸如文件没有找到，或用户输入了无效的数据），请抛出异常，而不是用assert 语句检测它。

在交通灯模拟中使用断言：
假定你在编写一个交通信号灯的模拟程序。

# 编写路口字典
market_2nd = {'ns': 'green', 'ew': 'red'}
mission_16th = {'ns': 'red', 'ew': 'green'}
#编写一个 switchLights() 函数，它接受一个路口字典作为参数，并切换红绿灯。
def switchLights(stoplight):
     #添加断言 确保至少一个交通灯是红色
     assert 'red' in stoplight.values(), 'Neither light is red! ' + str(stoplight)
     for key in stoplight.keys():
         #如果信号灯为绿色，则切换为黄色
          if stoplight[key] == 'green':
              stoplight[key] = 'yellow'
          #黄色切换红色
          elif stoplight[key] == 'yellow':
              stoplight[key] = 'red'
          #红色切换绿色
          elif stoplight[key] == 'red':
              stoplight[key] = 'green'
      
switchLights(market_2nd)

禁用断言：在运行 Python 时传入-O 选项，可以禁用断言。

日志

我们经常在代码中加入 print() 语句，在程序运行时输出某些变量的值，这时候我们就使用了记日志的方式来调试代码。通过它，我们可以理解程序中
发生的事，以及事情发生的顺序。
Python 的 logging 模块使得你很容易创建自定义的消息记录。这些日志消息将描述程序执行何时到达日志函数调用，并列出你指定的任何变量当时的值。另一方面，缺失日志信息表明有一部分代码被跳过，从未执行。

使用日志模块：

import logging
#启用 logging 模块，在程序运行时将日志信息显示在屏幕上
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG, format=' %(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')
logging.debug('Start of program')
#编写一个函数，计算一个数的阶乘
def factorial(n):
    logging.debug('Start of factorial(%s)' % (n))
    total = 1
    for i in range(n + 1):
        total *= i
        logging.debug('i is ' + str(i) + ', total is ' + str(total))
    logging.debug('End of factorial(%s)' % (n))
    return total

print(factorial(5))
logging.debug('End of program')

结果为：

可以看出，阶乘是从0开始的，应将for i in range(n + 1)，改为for i in range(1，n + 1)，结果为：

日志级别：“日志级别”提供了一种方式，按重要性对日志消息进行分类。5 个日志级别下表所示，从最不重要到最重要。利用不同的日志函数，消息可以按某个级别记入日志。

级别	日志函数	描述
DEBUG	logging.debug()	最低级别。用于小细节。通常只有在诊断问题时，你才会关心这些消息。
INFO	logging.info()	用于记录程序中一般事件的信息，或确认一切工作正常。
WARNING	logging.warning()	用于表示可能的问题，他不会阻止程序的工作，但将来可能会。
ERROR	loggong.error(）	用于记录错误，他导致程序做某事失败。
CRITICAL	logging.critical()	最高级别。用于表示知名的错误，他导致或将要导致程序完全停止。

禁用日志：在调试完程序后，你可能不希望所有这些日志消息出现在屏幕上。logging.disable() 函数禁用了这些消息。

将日志记录到文件：除了将日志消息显示在屏幕上，还可以将它们写入文本文件。logging.basicConfig() 函数接受 filename 关键字参数，

IDLE的调试器

“调试器”是 IDLE 的一项功能，让你每次执行一行程序。调试器将运行一行代

码，然后等待你告诉它继续。

要启用 IDLE 的调试器，就在交互式环境窗口中点击 Debug>>Debugger。这将打开调试控制（Debug Control）窗口:

当调试控制窗口出现后，勾选全部 4 个复选框：Stack、Locals、Source 和 Globals。这样窗口将显示全部的调试信息。调试控制窗口显示时，只要你从文件编辑器运行程序，调试器就会在第一条指令之前暂停执行，并显示下面的信息：

• 将要执行的代码行；

• 所有局部变量及其值的列表；

• 所有全局变量及其值的列表。你会发现旁边还有这些键:

Go:点击 Go 按钮将导致程序正常执行至终止，或到达一个“断点”。如果你完成了调试，希望程序正常继续，就点击 Go 按钮。

Step:点击 Step 按钮将导致调试器执行下一行代码，然后再次暂停。如果变量的值发生了变化，调试控制窗口的全局变量和局部变量列表就会更新。如果下一行代码是一个函数调用，调试器就会“步入”那个函数，跳到该函数的第一行代码。

Over:点击 Over 按扭将执行下一行代码，与 Step 按钮类似。但是，如果下一行代码是函数调用，Over 按钮将“跨过”该函数的代码。该函数的代码将以全速执行，调试器将在该函数返回后暂停。

Out:点击 Out 按钮将导致调试器全速执行代码行，直到它从当前函数返回。如果你用 Step 按钮进入了一个函数，现在只想继续执行指令，直到该函数返回，那就点击Out 按钮，从当前的函数调用“走出来”。

Quit:如果你希望完全停止调试，不必继续执行剩下的程序，就点击 Quit 按钮。

调试一个数字相加的程序:

print('Enter the first number to add:')
first = input()
print('Enter the second number to add:')
second = input()
print('Enter the third number to add:')
third = input()
print('The sum is ' + first + second + third)

我们可以很明显的看出这个程序虽然运行出来,但得到的结果并不是我们想要的.

我们在启用调试控制窗口,再次运行上面的程序:

程序启动时将暂停在第一行,点击Over,执行第一个print()调用:

调试控制窗口将更新到第几行,文件编辑窗口的第几行就会高亮显示:

继续点击Over,输入值,直到调试器运行到最后一行:

可以看到，在全局变量的部分，第一个、第二个和第三个变量设置为字符串值，而不是整型值。当最后一行执行时，这些字符串连接起来，而不是加起来，导致了这个缺陷。

用调试器单步执行程序很有用，但也可能很慢。你常常希望程序正常运行，直到它到达特定的代码行。你可以使用断点，让调试器做到这一点。

断点:“断点”可以设置在特定的代码行上，当程序执行到达该行时，它迫使调试器暂停。

#模拟投掷1000次硬币
import random
heads = 0
for i in range(1, 1001):
 if random.randint(0, 1) == 1:
    heads = heads + 1
 if i == 500:
    print('Halfway done!')
print('Heads came up ' + str(heads) + ' times.')

运行结果:

设置断点:右键>>set breakpoint

带有断点的代码行会在文件编辑器中以黄色高亮显示。如果在调试器下运行该程序，开始它会暂停在第一行，像平时一样。但如果点击 Go，程序将全速运行，直到设置了断点的代码行。然后可以点击 Go、Over、Step 或 Out，正常继续。

第十章节习题

1．写一条 assert 语句，如果变量 spam 是一个小于 10 的整数，就触发AssertionError。

assert(spam>=10,'The spam is not less than 10')

2．编写一条 assert 语句，如果 eggs 和 bacon 包含的字符串彼此相同，而且不论大小写如何，就触发 AssertionError（也就是说，‘hello’ 和 ‘hello’ 被认为相同，‘goodbye’ 和 ‘GOODbye’ 也被认为相同）。

assert(eggs.lower()!=bacon.lower().'The eggs and bacon variables are the same.')

3．编写一条 assert 语句，总是触发 AssertionError。

assert(False,'This assertion always triggers.')

4．为了能调用 logging.debug()，程序中必须加入哪两行代码？

import logging
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG, format=' %(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')

5．为了让 logging.debug() 将日志消息发送到名为 programLog.txt 的文件中，程序必须加入哪两行代码？

import logging
logging.basicConfig(filename=programLog.txt,level=logging.DEBUG, format=' %(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')

6．5 个日志级别是什么？

级别	日志函数	描述
DEBUG	logging.debug()	最低级别。用于小细节。通常只有在诊断问题时，你才会关心这些消息。
INFO	logging.info()	用于记录程序中一般事件的信息，或确认一切工作正常。
WARNING	logging.warning()	用于表示可能的问题，他不会阻止程序的工作，但将来可能会。
ERROR	loggong.error(）	用于记录错误，他导致程序做某事失败。
CRITICAL	logging.critical()	最高级别。用于表示知名的错误，他导致或将要导致程序完全停止。

7．你可以加入哪一行代码，禁用程序中所有的日志消息？

logging.disable(logging.CRITICAL)

8．显示同样的消息，为什么使用日志消息比使用 print() 要好？
可以禁用日志消息，不必删除日志函数调用。可以选择禁用低级别日志消
息。可以创建日志消息。日志消息提供了时间戳。

9．调试控制窗口中的 Step、Over 和 Out 按钮有什么区别？
Step 按扭让调试器进入函数调用。Over 按钮将快速执行函数调用，不会单
步进入其中。Out 按钮将快速执行余下的代码，直到走出当前所处的函数.

10．在点击调试控制窗口中的 Go 按钮后，调试器何时会停下来？
点击 Go，程序将全速运行，直到设置了断点的代码行。

11．什么是断点？
“断点”可以设置在特定的代码行上，当程序执行到达该行时，它迫使调试器暂停。

12．在 IDLE 中，如何在一行代码上设置断点？
右键>>set breakpoint

第十章节 实践项目

下面程序的意图是一个简单的硬币抛掷猜测游戏。玩家有两次猜测机会（这
是一个简单的游戏）。但是，程序中有一些缺陷。让程序运行几次，找出缺陷，使该程序能正确运行,下面是修改过的程序:

import random
guess = ''
while guess not in ('heads', 'tails'):
    print('Guess the coin toss! Enter heads or tails:')
    guess = input()
n = random.randint(0, 1) # 0 is tails, 1 is heads
toss = {0:'heads',1:'tails'}
if toss[n] == guess:
    print('You got it!')
else:
    print('Nope! Guess again!')
    guesss = input()
    if toss[n] == guess:
        print('You got it!')
    else:
        print('Nope. You are really bad at this game.')

第十一章 从Web抓取信息

使用webbrowser模块

可以在浏览器中打开你想要打开的网址.

用request模块从Web下载文件

requests.get()函数:接受一个要下载的URL字符串。通过在 requests.get()的返回值上调用 type()，你可以看到它返回一个 Response 对象，其中包含了 Web 服务器对你的请求做出的响应。

在Response对象上调用raise_for_status():检查文件是否下载成功。

下载并保存到文件的完整过程如下：
1．调用 requests.get()下载该文件。
2．用’wb’调用 open()，以写二进制的方式打开一个新文件。
3．利用 Respose 对象的 iter_content()方法做循环。iter_content()方法在循环的每次迭代中，返回一段内容。每一段都是 bytes 数据类型，你需要指定一段包含多少字节。
4．在每次迭代中调用 write()，将内容写入该文件。
5．调用 close()关闭该文件。

用BeautifulSoup模块解析网址

从HTML创建一个BeautifulSoup对象:
bs4.BeautifulSoup()函数调用时需要一个字符串，其中包含将要解析的HTML。bs4.BeautifulSoup()函数返回一个 BeautifulSoup 对象。

用select()方法寻找元素:

传递给select()方法的选择器	将匹配
soup.select(‘div’)	所有名为< div >的元素
soup.select(’#author’)	带有id属性为author的元素
soup.select(’.notice’)	所有使用CSS class属性名为notice的元素
soup.select(‘div span’)	所有在< div >元素之内的< span >元素
soup.select(‘div > span’)	所有直接在< div >元素之内的< span >元素,中间没有其他元素
soup.select(‘input[name]’)	所有名为< input >,并有一个name属性,其值无所谓的元素
soup.select(‘input[type=“button”]’)	所有名为< input >,并有一个type属性,其值为button的元素

用selenium模块控制浏览器

导入selenium 的模块需要一点技巧。不是import selenium，而是要运行from selenium import webdrive

在页面中寻找元素:WebDriver 对象有好几种方法，用于在页面中寻找元素。它们被分成find_element_*和find_elements_*方法。
selenium的WebDriver方法,用于寻找元素:

方法名	返回的WebElement对象/列表
browser.find_element_by_class_name(name)　browser.find_elements_by_class_name(name)	使用CSS类name的元素
browser.find_element_by_css_selector(selector) browser.find_elements_by_css_selector(selector)	匹配 CSS selector 的元素
browser.find_element_by_id(id) browser.find_elements_by_id(id)	匹配 id 属性值的元素
browser.find_element_by_link_text(text) browser.find_elements_by_link_text(text)	完全匹配提供的 text 的< a >元素
browser.find_element_by_partial_link_text(text) browser.find_elements_by_partial_link_text(text)	包含提供的 text 的< a >元素
browser.find_element_by_name(name) browser.find_elements_by_name(name)	匹配 name 属性值的元素
browser.find_element_by_tag_name(name) browser.find_elements_by_tag_name(name)	匹配标签 name 的元素(大小写无关，< a >元素匹配’a’和’A’)

WebElement的属性和方法:

属性或方法	描述
tag_name	标签名，例如 'a’表示< a >元素
get_attribute(name)	该元素 name 属性的值
text	该元素内的文本，例如< span >hello</ span>中的’hello’
clear()	对于文本字段或文本区域元素，清除其中输入的文本
is_displayed()	如果该元素可见，返回 True，否则返回 False
is_enabled()	对于输入元素，如果该元素启用，返回 True，否则返回 False
is_selected()	对于复选框或单选框元素，如果该元素被选中，选择 True，否则返回 False
location	一个字典，包含键’x’和’y’，表示该元素在页面上的位置

点击页面: find_element_*和 find_elements_*方法返回的 WebElement 对象有一个 click()方法，模拟鼠标在该元素上点击。这个方法可以用于链接跳转，选择单选按钮，点击提交按钮，或者触发该元素被鼠标点击时发生的任何事情。

填写并提交表单:向 Web 页面的文本字段发送击键，只要找到那个文本字段的< input >或< textarea >元素，然后调用 send_keys()方法。

发送特殊键:selenium 有一个模块，针对不能用字符串值输入的键盘击键。它的功能非常类似于转义字符。这些值保存在selenium.webdriver.common.keys 模块的属性中。由于这个模块名非常长，所以在程序顶部运行 from selenium.webdriver. common.keys import Keys 就比较容易。如果这么做，原来需要写 from selenium.webdriver.common.keys 的地方，就只要写 Keys。
selenium.webdriver. common.keys模块中的常用变量:

属性	含义
Keys.DOWN, Keys.UP, Keys.LEFT,Keys.RIGHT	键盘箭头键
Keys.ENTER, Keys.RETURN	回车和换行键
Keys.HOME, Keys.END, Keys.PAGE_DOWN,Keys.PAGE_UP	Home 键、End 键、PageUp 键和 Page Down 键
Keys.ESCAPE, Keys.BACK_SPACE,Keys.DELETE	Esc、Backspace 和字母键
Keys.F1, Keys.F2, . . . , Keys.F12	键盘顶部的 F1到 F12键
Keys.TAB	Tab 键

点击浏览器按钮:

方法	浏览器按钮
browser.back()	点击“返回”按钮。
browser.forward()	点击“前进”按钮。
browser.refresh()	点击“刷新”按钮。
browser.quit()	点击“关闭窗口”按钮。