Introduction to Python/it

Introduzione
Questo è un breve tutorial per quelli nuovi di Python. Python è un Linguaggio di programmazione sorgente-aperto e multipiattaforma. Ha diverse caratteristiche che lo rendono diverso dagli altri linguaggi di programmazione, e molto accessibile ai nuovi utenti:


 * È stato progettato per essere leggibile dagli esseri umani, rendendolo relativamente facile da imparare e da capire.
 * Viene interpretato, questo significa che i programmi non devono essere compilati prima di poter essere eseguiti. Il codice Python può essere eseguito immediatamente, anche riga per riga, se lo desideri.
 * Può essere incorporato in altri programmi come linguaggio di scripting. FreeCAD ha un interprete Python incorporato. Puoi scrivere codice Python per manipolare parti di FreeCAD. Questo è molto potente, significa che puoi costruire i tuoi strumenti personali.
 * È estensibile, puoi facilmente inserire nuovi moduli nella tua installazione di Python ed estenderne la funzionalità. Ad esempio, ci sono moduli che consentono a Python di leggere e scrivere immagini, di comunicare con Twitter, di pianificare attività che devono essere eseguite dal tuo sistema operativo, ecc.

Quella che segue è un'introduzione molto semplice e non un tutorial completo. Ma si spera che fornisca un buon punto di partenza per un'ulteriore esplorazione di FreeCAD e dei suoi meccanismi. Ti consigliamo vivamente di inserire i frammenti di codice di seguito in un interprete Python.

L'interprete
Di solito, per scrivere programmi per computer, basta aprire un editor di testo (o l'ambiente di programmazione preferito che di base è un editor di testo con alcuni strumenti aggiuntivi), scrivere il programma, quindi compilarlo ed eseguirlo. Spesso si fanno degli errori di scrittura, per cui il programma non funziona, e si ottiene un messaggio di errore che dà informazioni su cosa è andato storto. Quindi si ritorna all'editor di testo, si correggono gli errori, si esegue di nuovo, e così via fino a quando il programma funziona bene.

In Python l'intero processo può essere eseguito in modo trasparente all'interno dell'interprete Python. L'interprete è una finestra Python con un prompt dei comandi, in cui puoi semplicemente digitare il codice Python. Se hai installato Python sul tuo computer (scaricalo dal sito Web Python se sei su Windows o Mac, installalo dal repository del tuo pacchetto se sei su GNU/Linux), avrai un interprete Python nel tuo menu di avvio. Ma, come già accennato, FreeCAD ha anche un interprete Python integrato: la Console Python.



Se non la vedi, clicca su. La console Python può essere ridimensionata e anche sganciata.

L'interprete mostra la versione di Python, poi un simbolo che è il prompt dei comandi. Scrivere codice nell'interprete è semplice: una linea è un'istruzione. Quando premete, la vostra linea di codice verrà eseguita (dopo essere stata istantaneamente e invisibilmente compilata). Per esempio, provate a scrivere questo:

è un comando Python che, ovviamente, stampa qualcosa sullo schermo. Quando si preme, l'operazione viene eseguita e viene stampato il messaggio. Se si commette un errore, per esempio scriviamo:

Python ve lo dirà immediatamente. In questo caso Python non sa cosa sia. I caratteri specificano che il contenuto è una stringa, gergo di programmazione per un pezzo di testo. Senza questi il comando non riconosce. Premendo la freccia su si può tornare indietro all'ultima linea di codice e correggerla.

L'interprete Python ha anche un sistema di aiuto integrato. Diciamo che non capiamo cosa è andato storto con e vogliamo informazioni specifiche sul comando:

Si ottiene una lunga e completa descrizione di tutto quello che può fare il comando.

Ora che hai capito l'interprete Python, possiamo continuare con le cose più serie.

Variabili
Molto spesso nella programmazione è necessario memorizzare un valore sotto un nome. È qui che entrano in gioco le variabili. Ad esempio, digita questo:

Sicuramente si capisce quello che succede, la stringa "ciao" viene "salvata" sotto il nome "a". Ora, "a" non è più un nome sconosciuto! Si può usare ovunque, per esempio nel comando print. È possibile utilizzare qualsiasi nome che si desideri, basta rispettare alcune semplici regole, tipo non usare spazi o segni di punteggiatura. Ad esempio, si potrebbe tranquillamente scrivere:

Ora non è più un indefinito. Le variabili possono essere modificate in qualsiasi momento, per questo si chiamano variabili, il loro contenuto può variare. Per esempio:

Il valore di è stato cambiato. Le variabili possono anche essere copiate:

È consigliabile assegnare nomi significativi alle variabili. Dopo un po' non ricorderai più cosa rappresenta la tua variabile denominata. Ma se lo hai chiamato, ad esempio,, ricorderai facilmente il suo scopo. Inoltre, il tuo codice è un passo avanti verso l'autodocumentazione.

Il Maiuscolo o minuscolo è molto importante, non è lo stesso di. Se dovessi inserire ritornerebbe con un errore come nome non definito.

Numeri
Ovviamente i programmi Python possono gestire tutti i tipi di dati, non solo le stringhe di testo. Una cosa è importante, Python deve sapere con che tipo di dati ha a che fare. Abbiamo visto nel nostro esempio print hello, che il comando ha riconosciuto la nostra stringa. Utilizzando i caratteri, abbiamo specificato che quella che segue è una stringa di testo.

Possiamo sempre controllare il tipo di dati di una variabile con il comando :

Questo significa che il contenuto di è un, che è l'abbreviazione di string. Esistono anche altri tipi di dati di base come numeri interi e a virgola mobile:

Python sa che 10 e 20 sono numeri interi, quindi sono archiviati come e Python può fare con loro tutto ciò che può fare con i numeri interi. Osserva i risultati di questo codice:

Qui abbiamo costretto Python a considerare che le nostre due variabili non sono numeri ma parti di testo. Python può aggiungere due parti di testo insieme, anche se in tal caso, ovviamente, non eseguirà alcuna operazione aritmetica. Ma si stava parlando di numeri interi. Ci sono anche i numeri razionali. La differenza è che i numeri razionali possono avere una parte decimale, mentre i numeri interi no:

Interi e Razionali possono essere mescolati insieme senza problemi:

Poiché è un float, Python decide automaticamente, che anche il risultato deve essere un float. Ma ci sono casi in cui Python non sa quale tipo usare. Per esempio:

Ciò provoca un errore, è una stringa e  è un numero intero e Python non sa cosa fare. Tuttavia, possiamo forzare Python a convertire tra tipi:

Ora che entrambe le variabili sono stringhe l'operazione funziona. Nota che abbiamo "stringificato" al momento della stampa, ma non abbiamo modificato  stesso. Se volessimo trasformare in modo permanente in una stringa, dovremmo farlo in questo modo:

Possiamo anche usare e  per convertire tra int e float se vogliamo:

Avrai notato che abbiamo usato il comando in diversi modi. Abbiamo stampato variabili, somme, diverse cose separate da virgole e persino il risultato di un altro comando Python. Forse hai anche notato che questi due comandi:

avere lo stesso risultato. Questo perché siamo nell'interprete e tutto viene stampato automaticamente. Quando scriviamo programmi più complessi che vengono eseguiti al di fuori dell'interprete, non verranno stampati automaticamente, quindi dovremo usare il comando. Tenendo questo presente, smetteremo di usarlo. D'ora in poi scriveremo semplicemente:

Liste
Un altro tipo di dati utile è la lista. Una lista è una raccolta di altri dati. Per definire una lista utilizziamo :

Come puoi notare un elenco può contenere qualsiasi tipo di dato. Puoi fare molte cose con un elenco. Ad esempio, contare i suoi elementi:

o recuperare un elemento:

Mentre il comando restituisce il numero totale di elementi in un elenco, il primo elemento in un elenco è sempre nella posizione, quindi nel nostro   sarà nella posizione. Possiamo fare molto di più con gli elenchi, come l'ordinamento di elementi e la rimozione o l'aggiunta di elementi.

È interessante notare che una stringa di testo è molto simile a un elenco di caratteri in Python. Prova a fare questo:

In genere tutto quello che si può fare con le liste si può fare anche con le stringhe. In effetti le liste e le stringhe sono entrambe delle sequenze.

Oltre a stringhe, numeri interi, float e liste, ci sono più tipi di dati incorporati, come i dizionari, e puoi persino creare i tuoi tipi di dati con le classi.

Indentazione
Un uso importante delle liste è la capacità di "attraversarli" e fare qualcosa con ogni elemento. Ad esempio guarda questo:

In questo esempio, la lista viene iterata (nuovo gergo di programmazione!) con il comando e con ognuno dei suoi elementi viene eseguito qualcosa.

Notare la speciale sintassi. Il comando termina con un  questo indica a Python che ciò che segue è un blocco di uno o più comandi. Subito dopo che viene inserita la riga con il comando che termina con, il prompt dei comandi cambia in il che significa che Python sa che c'è dell'altro in arrivo..

Come fa Python a sapere quante delle prossime righe devono essere eseguite all'interno dell'operazione ? Per sapere questo, Python si basa sull'indentazione. Le righe successive devono iniziare con uno spazio vuoto, o più spazi vuoti, o una tabulazione, o più tabulazioni. E finché l'indentazione rimane la stessa, le righe saranno considerate parte del blocco. Se si inizia una riga con 2 spazi e la successiva con 4, darà un errore. Quando si finisce, scrivere un'altra riga senza indentazione o premere per uscire dal blocco.

L'indentazione è molto utile anche nella leggibilità del programma. Se si usano rientri lunghi (ad esempio le tabulazioni invece degli spazi) quando si scrive un programma di grandi dimensioni, si avrà una visione chiara di ciò che viene eseguito all'interno dei blocchi. Vedremo che anche altri comandi utilizzano blocchi di codice indentati.

Il comando può essere utilizzato per molte cose che devono essere eseguite più di una volta. Può, ad esempio, essere combinato con il comando :

Se hai eseguito gli esempi di codice in un interprete copiando e incollando, scoprirai che il blocco di testo precedente genererà un errore. Copia invece fino alla fine del blocco rientrato, cioè la fine della riga e poi incolla nell'interprete. Quindi nell'interprete premi fino a quando il prompt dei tre punti scompare e il codice viene eseguito. Infine copia le ultime due righe seguite da un altro. Dovrebbe apparire la risposta finale.

Se digiti nell'interprete vedrai:

Qui le parentesi quadre denotano un parametro opzionale. Tuttavia, tutti dovrebbero essere interi. Di seguito forzeremo il parametro step a essere un intero usando :

Un altro esempio con :

Il comando ha la strana particolarità di iniziare con  (quando non si specifica il numero di partenza) e che il suo ultimo numero è uno in meno del numero finale specificato. Ciò, naturalmente, perché questo sistema funziona bene con gli altri comandi di Python. Ad esempio:

Un altro uso interessante dei blocchi indentati si ha con il comando. Questo comando esegue un blocco di codice solo se una certa condizione è soddisfatta, ad esempio:

Naturalmente, questo esempio stampa sempre la prima frase, ma provare a sostituire la seconda riga con:

Quindi non viene stampato nulla. Possiamo anche specificare un'istruzione :

Funzioni
I comandi standard di Python non sono molti e ne conosciamo già alcuni di loro. Ma i comandi possono anche essere creati. In effetti, la maggior parte dei moduli aggiuntivi, che si possono inserire nella propria installazione di Python, fanno esattamente questo e aggiungono dei comandi, che si possono utilizzare. In Python un comando personalizzato si chiama funzione e si crea in questo modo:

Il comando definisce una nuova funzione, le si assegna un nome e tra parentesi si definiscono gli argomenti, che la funzione utilizzerà. Gli argomenti sono dati che verranno passati alla funzione. Ad esempio, si osservi il comando. Se si scrive semplicemente, Python dirà che ha bisogno di un argomento. Il che è ovvio: vuoi conoscere la lunghezza di qualcosa. Se si scrive allora  è l'argomento che si passa alla funzione. E la funzione è definita in modo tale da sapere cosa fare con questo argomento. Abbiamo fatto la stessa cosa con la nostra funzione.

Il nome può essere qualsiasi oggetto e verrà utilizzato solo all'interno della funzione. È solo un nome che dai all'argomento in modo da poterci fare qualcosa. Definendo gli argomenti si deve anche dire alla funzione quanti aspettarsene. Ad esempio, se facendo quanto segue:

Si otterrà un errore. La nostra funzione è stata programmata per ricevere un solo argomento, ma ne ha ricevuti due, e. Proviamo un altro esempio:

Qui abbiamo creato una funzione che riceve due argomenti, li somma e restituisce quel valore. Restituire qualcosa è molto utile, perché possiamo fare qualcosa con il risultato, come memorizzarlo nella variabile.

Moduli
Ora che hai una buona idea di come funziona Python, avrai bisogno di sapere un'altra cosa: come lavorare con file e moduli.

Fino ad ora, abbiamo scritto le istruzioni Python riga per riga nell'interprete. Questo metodo ovviamente non è adatto per programmi più grandi. Normalmente il codice per i programmi Python è memorizzato in file con estensione. Che sono solo semplici file di testo e qualsiasi editor di testo (Linux gedit, emacs, vi o persino Blocco note di Windows) può essere utilizzato per crearli e modificarli.

Esistono diversi modi per eseguire un programma Python. In Windows, fai semplicemente clic con il pulsante destro del mouse, aprilo con Python ed eseguilo. Ma puoi anche eseguirlo dall'interprete Python stesso. Per questo, l'interprete deve sapere dove si trova il tuo programma. In FreeCAD il modo più semplice è posizionare il programma in una cartella che l'interprete Python di FreeCAD conosce per impostazione predefinita, come la cartella utente di FreeCAD: Aggiungiamo una sottocartella chiamata e quindi scriviamo un file come questo:
 * Su Linux è solitamente  o.
 * Su Windows è, che di solito è.
 * Su Mac OSX è solitamente.

Salva il file come nella cartella  e nella finestra dell'interprete scrivi:

senza l'estensione. Questo eseguirà il contenuto del file, riga per riga, proprio come se lo avessimo scritto nell'interprete. Verrà creata la funzione di somma e il messaggio verrà stampato. I file contenenti funzioni, come la nostra, sono chiamati moduli.

Quando scriviamo una funzione nell'interprete, la eseguiamo in questo modo:

Ma quando importiamo un modulo contenente una funzione la sintassi è leggermente diversa:

Cioè, il modulo viene importato come un "contenitore" e tutte le sue funzioni sono all'interno di quel contenitore. Questo è molto utile, perché possiamo importare molti moduli e mantenere tutto ben organizzato. Fondamentalmente quando vedi, con un punto in mezzo, significa che è all'interno di.

Possiamo anche importare la nostra funzione sum direttamente nello spazio dell'interprete principale:

In pratica tutti i moduli si comportano in questo modo. È possibile importare un modulo, e poi utilizzare le sue funzioni tramite l'istruzione: module.function (argomento). Quasi tutti i moduli eseguono le seguenti operazioni: definiscono le funzioni, i nuovi tipi di dati e le classi che è possibile utilizzare nell'interprete o nei moduli Python, perché nulla impedisce di importare altri moduli all'interno di un proprio modulo!

Un'ultima cosa estremamente utile. Come si fa per sapere quali moduli sono disponibili, quali funzioni sono al loro interno e come usarli (cioè, di che tipo di argomenti hanno bisogno)? Si è già visto che Python ha una funzione help. Digitare:

Viene restituito un elenco di tutti i moduli disponibili. Digitare q per uscire dall'aiuto interattivo e importare qualsiasi di essi.

Si può anche sfogliare il contenuto del modulo tramite il comando dir:

In questo caso, si vedono tutte le funzioni contenute nel modulo di matematica (il modulo math), come, ad esempio, cose con strani nomi __ doc__, __ FILE__, __ name__. L'oggetto doc__ __ è estremamente utile, è un testo di documentazione. Ogni funzione dei moduli (se fatti bene) ha un proprio __doc__ che spiega come usarla. Se, per esempio, si vuole sapere come usare la funzione sin (seno) contenuta all'interno del modulo math, basta digitare:

(Potrebbe non essere evidente, ma su entrambi i lati del doc ci sono due caratteri di sottolineatura.)

E infine un ultimo piccolo omaggio: quando lavoriamo su un modulo nuovo o esistente, è meglio sostituire l'estensione del file con py come: myModule.FCMacro => myModule.py. Spesso vogliamo testarlo, quindi lo caricheremo come sopra.

C'è comunque un'alternativa:

Iniziare con FreeCAD
Ora che si ha un'idea di come funziona Python si può iniziare ad esplorare quello che FreeCAD ha da offrire. Le funzioni Python di FreeCAD sono tutte ben organizzate in moduli diversi. Alcuni di loro vengono caricati (importati) all'avvio di FreeCAD. Quindi, basta solo, digitare:

Note

 * FreeCAD è stato originariamente progettato per funzionare con Python 2. Poiché Python 2 ha raggiunto la fine del suo ciclo di vita nel 2020, lo sviluppo futuro di FreeCAD sarà effettuato esclusivamente con Python 3 e la compatibilità con le versioni precedenti non sarà supportata.
 * Molte più informazioni su Python possono essere trovate nel tutorial ufficiale di Python e nel manuale di riferimento ufficiale di Python.