Python基础语法速览：给C++程序员的快速入门

上篇聊了Python在机器人开发中的定位。今天正式进入Python的学习。但这篇不是从零开始的Python教程。你是有C基础的人很多编程概念已经懂了——变量、函数、循环、面向对象这些不用重新学。你需要知道的是Python和C有什么不同哪些地方容易踩坑先说个事。我刚从C转Python的时候写出来的代码被同事叫做C味的Python。什么意思呢比如我会在Python里用while循环手动管理索引而不是用for-in会用getter/setter方法而不是直接暴露属性会写一堆类型声明注释因为不习惯动态类型。这些习惯在C里是好习惯搬到Python里就变成了累赘。Python有自己的哲学和惯用写法idiomatic Python掌握了它你的代码才会简洁又高效。变量和类型不用声明但有类型C里声明变量要写类型int x 10;。Python不用x 10 name lidar_sensor points [1.0, 2.5, 3.7]Python是动态类型——变量的类型在运行时确定不需要编译时声明。但这不代表Python没有类型。type(x)会告诉你x是inttype(name)会告诉你name是str。对C程序员来说最容易不适应的是两点。第一变量可以随时改变类型x 10然后x hello完全合法。第二没有const——如果你想表达这个变量不应该被修改只能靠约定用全大写命名MAX_SPEED 3.0。Python 3.5之后有了类型提示type hints可以在代码中标注类型def process_scan(scan_id: int, distances: list[float]) - float: return sum(distances) / len(distances)类型提示不影响运行但配合mypy这样的静态检查工具可以在运行前发现类型错误。现在很多大型Python项目都在用类型提示推荐你从一开始就养成这个习惯。数据结构四个内置容器C有vector、map、set、list等STL容器。Python内置了四个常用容器用起来更方便。list——对应C的vector。有序、可变、支持索引sensors [lidar, camera, imu] sensors.append(encoder) sensors[0] # lidardict——对应C的unordered_map。键值对查找O(1)sensor_config { lidar: {range: 30.0, freq: 10}, camera: {resolution: 640x480, fps: 30} } sensor_config[lidar][range] # 30.0tuple——不可变的list。常用于函数返回多个值def get_position(): return (1.0, 2.0, 3.0) # 返回一个tuple x, y, z get_position() # 解包set——对应C的set。无序、不重复visited_ids {1, 2, 3} visited_ids.add(4) 2 in visited_ids # TrueO(1)查找一个C程序员常犯的错误在Python里用list做成员检查if x in my_list时间复杂度O(n)。如果频繁检查应该用setO(1)。函数比C灵活得多Python的函数比C灵活很多。几个关键特性默认参数def connect_lidar(port/dev/ttyUSB0, baudrate115200): print(fConnecting to {port} at {baudrate}) connect_lidar() # 使用默认值 connect_lidar(/dev/ttyUSB1) # 覆盖第一个参数 connect_lidar(baudrate9600) # 具名参数可变参数*args收集位置参数为tuple**kwargs收集关键字参数为dict。在写日志、配置传递这类通用接口时很常用。Lambda表达式——和C11的lambda类似但只能写一行sensors.sort(keylambda s: s[range], reverseTrue)还有一个C没有的特性列表推导式。这是Python最优雅的特性之一# 传统写法 squared [] for x in range(10): squared.append(x ** 2) # 列表推导式一行搞定 squared [x ** 2 for x in range(10)] # 带条件过滤 valid_dists [d for d in distances if 0.1 d 30.0]类和对象比C简单但要注意Python的类语法比C简洁很多。没有头文件和实现文件的分离没有public/private/protected的访问控制靠命名约定没有虚函数表的概念。class LidarSensor: def __init__(self, port, baudrate115200): self.port port self.baudrate baudrate self.connected False def connect(self): print(fConnecting to {self.port}) self.connected True def scan(self): if not self.connected: raise RuntimeError(Not connected) return [0.5, 1.2, 0.8, 3.5]几个和C不同的地方。第一所有方法第一个参数是self相当于C的this指针但必须显式写。第二构造函数叫__init__而不是类名。第三属性直接访问不需要getter/setter。继承也很直接class Lidar3D(LidarSensor): def __init__(self, port, layers16): super().__init__(port) self.layers layers def scan(self): points_2d super().scan() # 扩展到3D return self._expand_to_3d(points_2d)Python支持多继承这在C里是个容易出问题的特性。Python用MROMethod Resolution Order来解决菱形继承问题一般不需要你操心。但面试如果被问到知道MRO这个概念是加分项。异常处理和C的try/catch类似Python的异常处理和C语法相似用try/except/finally。和C的区别是Python的异常如果不catch程序会直接崩溃并打印完整调用栈。C的异常在很多嵌入式项目中干脆不用Python里则几乎必须处理——文件操作、网络请求、硬件通信都可能抛异常。给正在准备面试的你这篇快速过了一遍Python的基础语法。如果你有C基础的话这些内容其实半天就能消化吸收了。关键在于需要多动手写代码——把以前用C写的小工具用Python重写一遍很快就能找到感觉。下篇深入Python的数据结构——list、dict、tuple、set的选型思维。不只是怎么用而是什么时候用哪个面试的时候这种选型能力很能体现水平。如果这篇文章对你有帮助欢迎点赞、在看、转发三连。 你的支持是我持续更新的最大动力。「机器人软件开发面试·从入门到精通」连载系列上一篇第66篇 Python在机器人开发中的定位——和C的分工边界 下一篇预告第68篇 Python数据结构——list/dict/tuple/set的选型思维有任何问题欢迎评论区留言我会尽量回复。