Hướng dẫn lập trình Python

Trung Nguyen
12/04/2020
11 min read

Nội dung chính của bài viết

Python là một ngôn ngữ lập trình cấp cao, thông dịch, tương tác và hướng đối tượng. Nó được tạo bởi Guido van Rossum trong giai đoạn 1985- 1990. Giống như Perl, mã nguồn Python cũng có sẵn theo Giấy phép Công cộng GNU (GPL). Hướng dẫn này cung cấp cho bạn đầy đủ kiến thức về ngôn ngữ lập trình Python.

Lịch sử của Python

Python được Guido van Rossum phát triển vào cuối những năm tám mươi và đầu những năm chín mươi tại Viện nghiên cứu quốc gia về toán học và khoa học máy tính ở Hà Lan.

Python có nguồn gốc từ nhiều ngôn ngữ khác, bao gồm ABC, Modula-3, C, C++, Algol-68, SmallTalk và Unix shell và các ngôn ngữ script khác.

Python có bản quyền. Giống như Perl, mã nguồn Python hiện có sẵn theo Giấy phép Công cộng GNU (GPL).

Python hiện được duy trì bởi một nhóm phát triển cốt lõi tại Viện nghiên cứu quốc gia về toán học và khoa học máy tính ở Hà Lan. Mặc dù Guido van Rossum vẫn giữ một vai trò quan trọng trong việc chỉ đạo tiến trình của nó.

Vì sao nên Python?

Python là một ngôn ngữ kịch bản cấp cao, thông dịch, tương tác và hướng đối tượng. Python được thiết kế để rất dễ đọc. Nó thường xuyên sử dụng các từ khóa tiếng Anh trong khi các ngôn ngữ khác sử dụng dấu câu và nó có cấu trúc cú pháp ít hơn các ngôn ngữ khác.

Python là một lựa chọn tốt cho sinh viên và các chuyên gia để trở thành một kỹ sư phần mềm tuyệt vời đặc biệt khi họ đang làm việc trong lĩnh vực lập trình web. Tôi sẽ liệt kê một số lợi thế chính của việc học Python:

Python là ngôn ngữ thông dịch: Python được trình thông dịch xử lý trong thời gian chạy. Bạn không cần phải biên dịch chương trình của mình trước khi thực hiện nó. Điều này tương tự với PERL và PHP.
Python là tương tác: Bạn thực sự có thể làm việc ngay tại một dấu nhắc lệnh của Python và tương tác trực tiếp với trình thông dịch để viết chương trình của bạn.
Python là hướng đối tượng: Python hỗ trợ phong cách lập trình hướng đối tượng hoặc kỹ thuật lập trình đóng gói mã trong các đối tượng.
Python là ngôn ngữ của người mới bắt đầu: Python là ngôn ngữ tuyệt vời cho các lập trình viên mới bắt đầu và hỗ trợ phát triển một loạt các ứng dụng từ xử lý văn bản đơn giản đến trình duyệt web hay các trò chơi.

Đặc điểm của Python

Sau đây là các đặc điểm quan trọng của lập trình Python:

Nó hỗ trợ các phương pháp lập trình có cấu trúc và chức năng cũng như OOP.
Nó có thể được sử dụng như một ngôn ngữ kịch bản hoặc có thể được biên dịch thành mã byte để xây dựng các ứng dụng lớn.
Nó cung cấp các kiểu dữ liệu động ở mức rất cao và hỗ trợ kiểm tra kiểu động.
Nó hỗ trợ thu gom rác tự động.
Nó có thể dễ dàng tích hợp với C, C++, COM, ActiveX, CORBA và Java.

Hello World bằng Python.

Chỉ để cung cấp cho bạn một chút phấn khích về Python, tôi sẽ cung cấp cho bạn chương trình Hello World truyền thống viết bằng Python.

print ("Hello, Python!");

Các ứng dụng của Python

Như đã đề cập trước đây, Python là một trong những ngôn ngữ được sử dụng rộng rãi nhất trên web. Tôi sẽ liệt kê một vài ứng dụng của Python ở đây:

Dễ học: Python có ít từ khóa, cấu trúc đơn giản và cú pháp được xác định rõ ràng. Điều này cho phép bạn tiếp nhận ngôn ngữ một cách nhanh chóng.
Dễ đọc: Mã Python được định nghĩa rõ ràng hơn và dễ đọc.
Dễ bảo trì: Mã nguồn của Python khá dễ bảo trì.
Một thư viện tiêu chuẩn rất lớn: Phần lớn thư viện của Python rất dễ mang theo và đa nền tảng tương thích trên UNIX, Windows và Macintosh.
Chế độ tương tác: Python có hỗ trợ chế độ tương tác cho phép kiểm tra tương tác và gỡ lỗi các đoạn mã.
Có tính di động cao: Python có thể chạy trên nhiều nền tảng phần cứng khác nhau và có cùng giao diện trên tất cả các nền tảng.
Có thể mở rộng: Bạn có thể thêm các mô-đun cấp thấp vào trình thông dịch Python. Các mô-đun này cho phép các lập trình viên thêm hoặc tùy chỉnh các công cụ của họ để hiệu quả hơn.
Cơ sở dữ liệu: Python cung cấp giao diện lập trình cho tất cả các cơ sở dữ liệu phổ biến.
Lập trình giao diện người dùng: Python hỗ trợ các ứng dụng GUI có thể được tạo và chuyển sang nhiều hệ thống như Windows MFC, Macintosh và hệ thống X Window của Unix.
Khả năng mở rộng: Python cung cấp cấu trúc và hỗ trợ tốt hơn cho các chương trình lớn hơn so với kịch bản lệnh shell.

Đối tượng độc giả

Đây là hướng dẫn lập trình Python được thiết kế cho các lập trình viên phần mềm, những người cần phải học ngôn ngữ lập trình Python từ đầu.

Điều kiện tiên quyết

Bạn nên có một sự hiểu biết cơ bản về các thuật ngữ lập trình máy tính. Một sự hiểu biết cơ bản về bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào là một lợi thế.

Thiết lập môi trường lập trình Python

Python có sẵn trên nhiều nền tảng khác nhau bao gồm cả Linux và Mac OS X. Hãy hiểu cách thiết lập môi trường Python của chúng tôi.

Cài đặt Python

Python được phân phối trên nhiều nền tảng. Bạn chỉ cần tải xuống gói cài đặt áp dụng cho nền tảng của mình và cài đặt Python.

Nếu gói cài đặt cho nền tảng của bạn không có sẵn, bạn cần một trình biên dịch C để biên dịch mã nguồn theo cách thủ công. Biên dịch mã nguồn cung cấp sự linh hoạt hơn về mặt lựa chọn các tính năng mà bạn yêu cầu trong quá trình cài đặt.

Dưới đây là tổng quan nhanh về cài đặt Python trên các nền tảng khác nhau:

Cài đặt Python trên Unix và Linux

Dưới đây là các bước đơn giản để cài đặt Python trên máy Unix / Linux.

Mở trình duyệt Web và truy cập https://www.python.org/downloads/ .
Tìm liên kết để tải xuống mã nguồn đã nén có sẵn cho Unix / Linux.
Tải về và giải nén tập tin.
Chỉnh sửa file Modules/Setup nếu bạn muốn tùy chỉnh một số tùy chọn.
Chạy tập lệnh ./configure
Chạy lệnh make
Chạy lệnh make install

Điều này cài đặt Python tại vị trí tiêu chuẩn /usr/local/bin và các thư viện của nó tại /usr/local/lib/pythonXX trong đó XX là phiên bản của Python.

Cài đặt Python trên Windows

Dưới đây là các bước để cài đặt Python trên máy Windows.

Mở trình duyệt Web và truy cập https://www.python.org/downloads/ .
Nhấn vào nút Download Python X.Y.Z để tải về file cài đặt.
Chạy file cài đặt đã tải xuống. Bạn làm theo các bước trong trình hướng dẫn cài đặt Python, rất dễ sử dụng. Chỉ cần chấp nhận các cài đặt mặc định, đợi cho đến khi quá trình cài đặt kết thúc và bạn đã hoàn tất.

Cài đặt Python trên Macintosh

Tải và cài đặt Python cho Mac OSX tại địa chỉ https://www.python.org/downloads/mac-osx/. Đối với các phiên bản Mac OS trước Mac OS X 10.3 (phát hành năm 2003), bạn sẽ sử dụng MacPython.

Jack Jansen duy trì nó và bạn có thể có toàn quyền truy cập vào toàn bộ tài liệu tại trang web của anh ấy - http://www.cwi.nl/~jack/macpython.html . Bạn có thể tìm thấy chi tiết cài đặt đầy đủ để cài đặt Mac OS.

Thiết lập PATH

Các chương trình và các file thực thi khác có thể có trong nhiều thư mục, vì vậy các hệ điều hành cung cấp một đường dẫn tìm kiếm liệt kê các thư mục mà HĐH tìm kiếm để thực thi.

Đường dẫn được lưu trữ trong một biến môi trường, là một chuỗi có tên được duy trì bởi hệ điều hành. Biến này chứa thông tin có sẵn cho shell và các chương trình khác.

Biến path được đặt tên là PATH trong Unix hoặc Path trong Windows (Unix phân biệt chữ hoa chữ thường; Windows thì không).

Trong Mac OS, trình cài đặt xử lý các đường dẫn cụ thể. Để gọi trình thông dịch Python từ bất kỳ thư mục cụ thể nào, bạn phải thêm thư mục Python vào đường dẫn của mình.

Cấu hình PATH trong Unix / Linux

Để thêm thư mục Python vào đường dẫn cho Unix bạn làm như sau:

Trong csh shell: gõ setenv PATH "$PATH:/usr/local/bin/python" và nhấn Enter.
Trong bash shell (Linux): gõ export PATH="$PATH:/usr/local/bin/python" và nhấn Enter.
Trong sh hoặc ksh shell: gõ PATH="$PATH:/usr/local/bin/python" và nhấn Enter.
Lưu ý: /usr/local/bin/python là đường dẫn của thư mục Python

Cấu hình Path trong Windows

Để thêm thư mục Python vào Path trong Windows bạn làm như sau:

Tại dấu nhắc lệnh: gõ path %path%;C:\Python và nhấn Enter.
Lưu ý: C:\Python là đường dẫn của thư mục Python

Biến môi trường Python

Dưới đây là các biến môi trường quan trọng, có thể được Python nhận ra:

STT	Biến & Mô tả
1	PYTHONPATH Nó có vai trò tương tự PATH. Biến này cho trình thông dịch Python biết vị trí các tệp mô-đun được nhập vào một chương trình. Nó nên bao gồm thư mục thư viện nguồn Python và các thư mục chứa mã nguồn Python. PYTHONPATH đôi khi được cài đặt sẵn bởi trình cài đặt Python.
2	PYTHONSTARTUP Nó chứa đường dẫn của tệp khởi tạo chứa mã nguồn Python. Nó được thực thi mỗi khi bạn khởi động trình thông dịch. Nó được đặt tên là .pythonrc.py trong Unix và nó chứa các lệnh tải các tiện ích hoặc sửa đổi PYTHONPATH.
3	PYTHONCASEOK Nó được sử dụng trong Windows để hướng dẫn Python tìm trường hợp không phân biệt chữ hoa chữ thường đầu tiên trong câu lệnh nhập. Đặt biến này thành bất kỳ giá trị nào để kích hoạt nó.
4	PYTHONHOME Nó là một đường dẫn tìm kiếm mô-đun thay thế. Nó thường được nhúng trong các thư mục PYTHONSTARTUP hoặc PYTHONPATH để giúp chuyển đổi thư viện mô-đun dễ dàng.

Chạy Python

Có ba cách khác nhau để bắt đầu Python:

Thông dịch tương tác

Bạn có thể khởi động Python từ Unix, DOS hoặc bất kỳ hệ thống nào khác cung cấp cho bạn trình thông dịch dòng lệnh hoặc cửa sổ shell.

Nhập dòng lệnh python.

Bắt đầu viết code ngay trong trình thông dịch tương tác.

$python # Unix/Linux
or
python% # Unix/Linux
or
C:> python # Windows/DOS

Dưới đây là danh sách tất cả các tùy chọn dòng lệnh có sẵn

STT	Tùy chọn & Mô tả
1	-d Nó cung cấp gỡ lỗi đầu ra.
2	-O Nó tạo ra mã byte được tối ưu hóa (dẫn đến các tệp .pyo).
3	-S Không chạy trang import để tìm đường dẫn Python khi khởi động.
4	-v Đầu ra dài (theo dõi chi tiết về câu lệnh import).
5	-X Vô hiệu hóa các ngoại lệ tích hợp dựa trên lớp (chỉ sử dụng chuỗi); đã lỗi thời bắt đầu với phiên bản 1.6.
6	-c cmd Chạy tập lệnh Python được gửi dưới dạng chuỗi cmd
7	file Chạy tập lệnh Python từ tập tin đã cho

Chạy tập lệnh từ dòng lệnh

Một tập lệnh Python có thể được thực thi tại dòng lệnh bằng cách gọi trình thông dịch trên ứng dụng của bạn, như sau:

$python script.py # Unix/Linux

or

python% script.py # Unix/Linux

or 

C: >python script.py # Windows/DOS

Lưu ý: Đảm bảo phân quyền truy cập file cho phép thực thi.

Môi trường phát triển tích hợp

Bạn cũng có thể chạy Python từ môi trường giao diện người dùng đồ họa (GUI), nếu bạn có ứng dụng GUI trên hệ thống hỗ trợ Python.

Unix: IDLE là Unix IDE đầu tiên cho Python.
Windows: PythonWin là giao diện Windows đầu tiên cho Python và là một IDE có GUI.
Macintosh: Phiên bản Macintosh của Python cùng với IDLE IDE có sẵn từ trang web chính, có thể tải xuống dưới dạng tệp MacBinary hoặc BinHex'd.

Nếu bạn không thể thiết lập môi trường đúng cách, thì bạn có thể nhờ trợ giúp từ quản trị viên hệ thống của mình. Bạn cần đảm bảo môi trường Python được thiết lập đúng và hoạt động tốt.

Lưu ý: Tất cả các ví dụ được đưa ra trong các chương tiếp theo được thực thi với phiên bản Python 2.4.3 có sẵn trên CentOS của Linux.