Марк Лутц - Программирование на Python [Том 1]

Шаг 1: представление записей

Коль скоро мы собрались сохранять записи в базе данных, на самом первом этапе нам необходимо решить, как будут выглядеть эти записи. В языке Python имеется масса способов представления информации о людях. Зачастую для этих целей вполне достаточно бывает использовать объекты встроенных типов, такие как списки и словари, особенно если изначально не требуется предусматривать обработку сохраняемых данных.

Списки

Списки, например, позволяют сохранять информацию о людях упорядоченным способом. Запустите интерпретатор Python в интерактивном режиме и введите следующие две инструкции:

>>> bob = [‘Bob Smith', 42, 30000, 'software']

>>> sue = [‘Sue Jones', 45, 40000, ‘hardware']

Мы только что создали две простые записи, представляющие информацию о Бобе (Bob) и Сью (Sue) (мои извинения, если вас действительно зовут Боб или Сью 3). Каждая запись является списком с четырьмя элементами: имя, возраст, оклад и должность. Чтобы получить доступ к этим элементам, достаточно просто использовать операцию индексирования. Результат в примере ниже заключен в круглые скобки потому, что он является кортежем из двух результатов:

>>> bob[0], sue[2] # получить имя и оклад

(‘Bob Smith’, 40000)

В таком представлении записи легко обрабатывать - достаточно просто использовать операции над списками. Например, можно получить фамилию человека, разбив поле с именем по пробельному символу и отобрав последнюю часть, точно так же можно повысить оклад, изменив соответствующий список:

>>> bob[0].split()[-1] # получить фамилию Боба

‘Smith’

>>> sue[2] *= 1.25 # повысить оклад Сью на 25%

>>> sue

[‘Sue Jones’, 45, 50000.0, ‘hardware’]

Выражение, извлекающее фамилию в этом примере, обрабатывается интерпретатором слева направо: сначала извлекается строка с именем и фамилией Боба, затем строка разбивается по пробелам и преобразуется в список подстрок, а операция индексирования возвращает фамилию (разбейте это выражение на несколько операций, чтобы увидеть, как это происходит).

Первые замечания

Поскольку это первый пример программного кода в книге, необходимо сделать несколько практических замечаний:

• Этот программный код можно ввести в среде IDLE с графическим интерфейсом; после ввода команды python в командной строке (или той же команды с указанием полного пути к ней, если она не находится в системном списке путей поиска выполняемых файлов) и так далее.

• Символы >>> characters - это приглашение к вводу интерпретатора Python (эти символы не нужно вводить).

• Информационные строки, которые интерпретатор Python выводит при запуске, я опустил ради экономии места.

• Все примеры из этой книги я запускал под управлением Python 3.1; результаты работы примеров во всех версиях линейки 3.X должны быть одинаковыми (разумеется, исключая непредвиденные случаи внесения существенных изменений в Python).

• Большая часть примеров в этой книге, за исключением некоторых из них, демонстрирующих приемы системного программирования и интеграции с программным кодом на языке C, выполнялись в ОС Windows 7. Однако, благодаря переносимости Python, не имеет значения, в какой операционной системе будут опробоваться примеры, если иное не указано явно.

Если прежде вам не доводилось выполнять программный код на языке Python подобным способом, тогда обращайтесь за справочной информацией к вводным материалам, таким как книга «Изучаем Python». Далее в этой главе я сделаю несколько замечаний, касающихся запуска программного кода, хранящегося в файлах сценариев.

База данных в виде списка

К настоящему моменту мы всего создали всего лишь две переменных, но не базу данных. Чтобы объединить информацию о Бобе и Сью, мы могли бы просто включить ее в другой список:

>>> people = [bob, sue] # ссылки в списке списков

>>> for person in people: print(person)

[‘Bob Smith’, 42, 30000, ‘software’]

[‘Sue Jones’, 45, 50000.0, ‘hardware’]

Теперь нашу базу данных представляет список people. Мы можем извлекать из него отдельные записи в соответствии с их позициями в списке и обрабатывать их в цикле:

>>> people[1][0]

‘Sue Jones’

>>> for person in people:

print(person[0].split()[-1]) # вывести фамилию

person[2] *= 1.20 # увеличить оклад на 20%

Smith

Jones

>>> for person in people: print(person[2]) # проверить новый размер оклада

36000.0

60000.0

Теперь, когда у нас имеется список, мы можем организовать выборку значений полей из записей с помощью более мощных инструментов выполнения итераций, присутствующих в языке Python, таких как генераторы списков, функция map и выражения-генераторы:

>>> pays = [person[2] for person in people] # выбрать все оклады >>> pays

[36000.0, 60000.0]

>>> pays = map((lambda x: x[2]), people) # то же самое (в версии 3.X

>>> list(pays) # функция map возвращает генератор)

[36000.0, 60000.0]

>>> sum(person[2] for person in people) # выражение-генератор,

96000.0 # sum - встроенная функция

Для добавления новых записей в базу данных вполне достаточно использовать обычные операции над списками, такие как append и extend:

>>> people.append(['Tom', 50, 0, None])

>>> len(people)

3

>>> people[-1][0]

‘Tom’

Списки неплохо подходят для реализации нашей базы данных, и их возможностей вполне достаточно для некоторых программ, но они страдают рядом существенных недостатков. Во-первых, информация о Бобе и Сью в настоящий момент хранится в виде объектов в оперативной памяти, и она будет утеряна сразу после завершения работы интерпретатора Python. Во-вторых, всякий раз, когда потребуется извлечь фамилию человека или повысить ему оклад, нам придется повторно вводить программный код, который мы только что видели. Это может вызвать определенные проблемы, если когда-нибудь поменяется алгоритм выполнения этих операций, - нам может потребоваться изменить наш программный код во многих местах. Мы вернемся к этим проблемам через несколько минут.

Обращение к полям по именам

Самый, пожалуй, существенный недостаток при использовании списков заключается в необходимости запоминать позиции полей: как иначе можно утверждать, что программный код, обращающийся к элементу записи с таинственным индексом 2, извлекает размер оклада? С точки зрения очевидности программного кода было бы лучше, если бы можно было присвоить каждому полю осмысленное имя.

Мы могли бы связать имена с позициями полей в записи, используя встроенную функцию range, которая генерирует набор последовательных целых чисел при использовании в контексте итераций (таких как операция присваивания последовательности ниже):

>>> NAME, AGE, PAY = range(3) # 0, 1 и 2

>>> bob = ['Bob Smith’, 42, 10000]

>>> bob[NAME]

‘Bob Smith’

>>> PAY, bob[PAY]

(2, 10000)

Это решает проблему читаемости программного кода: три имени переменных, состоящих из заглавных символов, по сути, превратились в имена полей. Однако такое решение делает программный код зависящим от инструкции присваивания позиций именам полей, - мы должны помнить о необходимости обновлять ее при любом изменении структуры записи. Поскольку имена полей и записи никак не связаны между собой, они могут перестать соответствовать друг другу, и тогда возникнет необходимость вмешательства в программный код.