ניסוי בפייתון מכון טכנולוגי לישראל הניסוי מתקיים בבניין פישבך, חדר 573 )במסדרון למאייר(. המאחר ביותר מ- 53 דקות לא יורשה לבצע את הניסוי.

Transcription

1 הטכניון מכון טכנולוגי לישראל הפקולטה להנדסת חשמל, המעבדה למערכות תוכנה מרושתות גרסה 1.1: נובמבר 1111, איתי אייל, אלכס שרמן הניסוי מתקיים בבניין פישבך, חדר 573 )במסדרון למאייר(. המאחר ביותר מ- 53 דקות לא יורשה לבצע את הניסוי. המעבדה למערכות תוכנה מרושתות, הפקולטה להנדסת חשמל אתר: טלפון: דואל:

2 2 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות תוכן העניינים תוכן העניינים...1 בטיחות...3 מבוא... 5 הוראות הפעלה...6 דוגמא ראשונה...7 פונקציות... 8 אובייקטים...8 משתנים והדפסתם, הצבה תנאים ולולאות קבצים ביטויים רגולריים ביבליוגרפיה כל הערה והמלצה לשיפור תתקבל בברכה מנושאים חסרים או לא ברורים ועד שגיאות הקלדה. אנא העבירו הערותיכם למנחה הניסוי. תודה, צוות המעבדה.

3 3 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות בטיחות כללי הנחיות הבטיחות מובאות לידיעת הסטודנטים כאמצעי למניעת תאונות בעת ביצוע ניסויים ופעילות במעבדה למערכות תוכנה. מטרתן להפנות תשומת לב לסיכונים הכרוכים בפעילויות המעבדה, כדי למנוע סבל לאדם ונזק לציוד. אנא קראו הנחיות אלו בעיון ופעלו בהתאם להן. מסגרת הבטיחות במעבדה אין לקיים ניסויים במעבדה ללא קבלת ציון עובר בקורס הבטיחות של מעבדות ההתמחות באלקטרוניקה )שהינו מקצוע קדם למעבדה זו(. לפני התחלת הניסויים יש להתייצב בפני מדריך הקבוצה לקבלת תדריך ראשוני הנחיות בטיחות. אין לקיים ניסויים במעבדה ללא השגחת מדריך ללא אישור מראש. מדריך הקבוצה אחראי להסדרים בתחום פעילותך במעבדה; נהג על פי הוראותיו. עשה ואל תעשה יש לידע את המדריך או את צוות המעבדה על מצב מסוכן וליקויים במעבדה או בסביבתה הקרובה. לא תיעשה במזיד ובלי סיבה סבירה, פעולה העלולה לסכן את הנוכחים במעבדה. אסור להשתמש לרעה בכל אמצעי או התקן שסופק או הותקן במעבדה. היאבקות, קטטה והשתטות אסורים. מעשי קונדס מעוררים לפעמים צחוק אך הם עלולים לגרום לתאונה. אין להשתמש בתוך המעבדה בסמים או במשקאות אלכוהוליים, או להיות תחת השפעתם. אין לעשן במעבדה ואין להכניס דברי מאכל או משקה. בסיום העבודה יש להשאיר את השולחן נקי ומסודר. בניסיון לחלץ דפים תקועים במדפסת - שים לב לחלקים חמים! בטיחות חשמל בחלק משולחנות המעבדה מותקנים בתי תקע )"שקעים"( אשר ציוד המעבדה מוזן מהם. אין להפעיל ציוד המוזן מבית תקע פגום. אין להשתמש בציוד המוזן דרך פתילים )"כבלים גמישים"( אשר הבידוד שלהם פגום או אשר התקע שלהם אינו מחוזק כראוי. אסור לתקן או לפרק ציוד חשמלי כולל החלפת נתיכים המותקנים בתוך הציוד; יש להשאיר זאת לטפול הגורם המוסמך. אין לגעת בארון החשמל המרכזי, אלא בעת חירום וזאת - לצורך ניתוק המפסק הראשי. מפסקי לחיצה לשעת חירום במעבדה ישנם מפסקים ראשיים להפסקת אספקת החשמל. זהה את מקומם. בעת חירום יש להפעיל מפסקי החשמל הראשיים.

4 4 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות בטיחות אש, החייאה ועזרה ראשונה במעבדה ממוקמים מטפי כיבוי אש זהה את מקומם. אין להפעיל את המטפים, אלא בעת חירום ובמידה והמדריכים וגורמים מקצועיים אחרים במעבדה אינם יכולים לפעול. יציאות חירום בארוע חירום הדורש פינוי, כגון שריפה, יש להתפנות מיד מהמעבדה. דיווח בעת אירוע חירום יש לדווח מידית למדריך ולאיש סגל המעבדה. המדריך או איש סגל המעבדה ידווחו מיידית לקצין הביטחון בטלפון; , במידה ואין הם יכולים לעשות כך, ידווח אחד הסטודנטים לקצין הביטחון. לפי הוראת קצין הביטחון, או כאשר אין יכולת לדווח לקצין הביטחון, יש לדווח, לפי הצורך: 111, משטרה 111, מגן דוד אדום 111, מכבי אש גורמי בטיחות ו/או ביטחון אחרים. בנוסף לכך יש לדווח ליחידת סגן המנמ"פ לעניני בטיחות; 1176/ , 7776 בהמשך, יש לדווח לאחראי משק ותחזוקה; לסיום, יש לדווח ל: מהנדס המעבדה )טל. 4635( בעת הצורך ניתן להודיע במקום למהנדס המעבדה לטכנאי המעבדה.

5 5 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות מבוא שפת התכנות פייתון הופיעה בשנת 1111, ומאז יציאת גרסה 1 שלה בשנת 1111 היא צוברת פופולריות רבה בזכות הקלות בה ניתן לכתוב בעזרתה תוכניות מורכבות. השפה מאפשרת פיתוח מהיר של סקריפטים, סימולציות וגם מערכות שלמות. ספר הניסוי הזה מהווה קורס מבוא לפייתון. הוא נועד לתת כלים ראשונים לשימוש בשפה, תוך הישענות על ספרי עזר או מקורות באינטרנט. רשימה של מקורות כאלה נמצאת בפרק הביבליוגרפיה. חלקם, בפרט האתר המומלץ,Dive into python יכולים לשמש תחליף לספר זה עבור סטודנטים המעוניינים לרכוש ידע מעמיק יותר של השפה. לאלה המעוניינים לכתוב תוכניות מורכבות, מומלץ להתחיל בלימוד תכנות מונחה עצמים, חריגות ותכנות מקבילי בפייתון נושאים אשר לא מכוסים בספר זה בשל מגבלות מקום. הרקע הנדרש לקריאת חוברת זו: ידע בסיסי בתכנות ובתכנות מונחה עצמים.)C++/Java( השאלות בגוף החוברת מהוות את השאלות של הדו"ח המכין לניסוי המעבדה. שימו לב: לא ניתן לבצע את הניסוי ללא הגשת דו"ח מכין.

6 6 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות הוראות הפעלה הפעלה אינטראקטיבית Shell( )Interactive ניתן להשתמש בפייתון באופן אינטראקטיבי לכתוב פקודות לביצוע מיידי, ולקבל בחזרה את הערכים המוחזרים. לשם כך, יש להפעיל את פייתון על ידי כתיבת הפקודה python מתוך קונסולה במחשב בו התוכנה מותקנת. )הוראות התקנה באתר.) התוכנה מופעלת ועל המסך מופיע ה- shell.interactive בתוך ה- shell ניתן לכתוב פקודות פייתון )בדוגמא להלן נכתבה הפקודה world" )print "Hello והתוצאה מודפסת מיד )בדוגמא להלן מודפסות המלים.)Hello world ~$ python Python (r264:75706, Dec , 18:45:15) [GCC 4.4.1] on linux2 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> print "Hello world" Hello world >>> ליציאה, יש להקיש את צירוף המקשים.Ctrl+D הרצה משורת פקודה על מנת להריץ תוכניות הנכתבות בשפת פייתון, כותבים את התוכנית בקובץ, לדוגמא הקובץ הבא בעל השם Print "Hello world from a file." :hello.py ~$ python hello.py Hello world from a file. ~$ ואז, מקונסולה, מספקים את שם הקובץ כפרמטר ל- python : תוכנת python מריצה את הקוד מהקובץ,hello.py והתוצאה נכתבת למסך. עם סיום הריצה, הפיקוד חוזר לידי מערכת ההפעלה. פרמטרים משורת הפקודה זמינים בתוכנית פייתון ברשימה בשם.sys.argv האיבר הראשון ברשימה הוא שמה של התוכנית והאיברים הבאים הם הפרמטרים. כדי להשתמש במשתנה זה יש לייבא את המודול.sys כיצד עושים זאת, וכיצד מטפלים ברשימות נלמד בהמשך. Eclipse כדי לכתוב תוכניות גדולות, נוח להשתמש בסביבת עבודה משולבת המספקת כלי debugging נוחים. סביבה מומלצת היא ) Eclipse עם התוסף.)pydev.org( Pydev הוראות וקבצים להתקנה, כמו גם הוראות שימוש וקבצי עזרה ניתן למצוא באתרים הנ"ל.

7 7 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות דוגמא ראשונה 1. import re if name == " main ": file = open("stam.txt") 6. lines = file.readlines() 7. file.close() lines = [line.upper() for line in lines] 10. for line in lines: 11. inparentheses = re.findall("\(.*?\)", line)[0] 12. if inparentheses: 13. print inparentheses להלן תוכנית פייתון: נפתח בהערה מפתיעה על הסינטקס של פייתון. בלוקים בפייתון מסומנים על ידי הזחה,)indentation( ולא על ידי הקפתם בסוגריים מסולסלים כמו ב- C וב- Java. המשפט לו כפוף הבלוק מסתיים בנקודתיים, כפי שניתן לראות בשורות,3.,10 12 שימו לב בפייתון אין צורך ב-; בסוף שורה. זה לא מזיק. זה גם לא מועיל. ביאור התוכנית: 1: ייבוא פונקציות של ביטויים רגולריים expressions( )regular בהן נשתמש בהמשך )שורה 11(. 3: הסבר על משמעות שורה זו יגיע בפרק העוסק במודולים. בשלב זה ניתן להתעלם ממנה. 5: פתח את הקובץ stam.txt ושייך אותו למשתנה.file 6: קרא את שורות הקובץ לתוך מערך של מחרוזות בשם,lines כל שורה במחרוזת משלה. 7: סגור את הקובץ. 1: עבור כל שורה במערך,lines צור מחרוזת עם אותו תוכן אך אותיות גדולות.)capitals( את אוסף המחרוזות הנוצר הכנס למערך.lines 11: לכל אחת מהשורות ב- lines 11: חפש את הביטוי הראשון בסוגריים. כאן אנו משתמשים בביטוי רגולרי המתאר "ביטוי בסוגריים". לשם כך אנחנו נעזרים בספריה re אותה ייבאנו בשורה 1. 11: אם יש ביטוי כזה, 13: הדפס אותו. (Hello), my name is (Inigo Montoya). It's a small (world) after all. (HELLO) (WORLD) למשל, אם הקובץ stam.txt הפלט של התוכנית הנ"ל יהיה: הינו:

8 8 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות פונקציות פונקציה בפייתון מגדירים בעזרת המלה השמורה.def כל הפונקציות בפייתון מחזירות ערך, None אם לא נאמר אחרת. מספר הפרמטרים אינו בהכרח קבוע. ניתן לקבוע שלחלק מהפרמטרים יש ברירת מחדל. בדוגמא להלן ניתן לוותר על הפרמטר השני אשר מקבל כברירת מחדל את הערך 1. בתחילת כל פונקציה ניתן )ורצוי, אחרת נפגעים הקריאות קריאות הקוד והציון בתרגיל( לרשום תיעוד. התיעוד נרשם בין שלשת גרשיים ונקרא.docstring התיעוד זמין בזמן ריצה כשדה של הפונקציה )בדוגמא להלן הסמן עובר מעל שם הפונקציה ב- eclipse. כאשר וכמו כן מופיע כ- tooltip,)multiply. doc def multiply(x, times=2): """Multiply a variable Multiplies the variable x times times. Returns the multiplication result.""" return x * times טיפוסי הנתונים נקבעים בזמן הריצה. עבור הפונקציה הנ"ל, למשל, הטיפוס של x והטיפוס של הערך המוחזר אינם קבועים מראש: מודולים >>> multiply(3) 6 >>> multiply("ni ", 9) 'ni ni ni ni ni ni ni ni ni ' פייתון מציע מגוון ספריות עם פונקציות ואובייקטים לצרכים רבים ומגוונים טיפול במדיה, תקשורת, מבני נתונים ועוד. ספריות מיובאות בעזרת הפונקציה המובנית.import בדוגמא הראשונה לעיל ייבאנו את ספריית הביטויים הרגולריים.re ניתן לייצר ספריות חדשות על ידי שמירת קובץ פייתון עם פונקציות ואובייקטים וביצוע import לקובץ זה. בעת ביצוע import יבוצעו כל הפקודות הרשומות בקובץ. ואולם, לעתים נרצה שהקובץ יריץ פקודות מסויימות רק אם הוא נקרא ישירות )ק' על ידי הרצת python filename ולא על ידי.)import לשם כך ניתן לבדוק את תוכנו של המשתנה. name תוכנו של משתנה זה הינו המחרוזת " main " אם ורק אם הקובץ נקרא ישירות. מומלץ תמיד להקדים לפקודות העיקריות של הקובץ )ולא לפני הפונקציות( שאילתה הבודקת האם הוא נקרא ישירות. כך נעשה בדוגמא הראשונה בחוברת. הרגל זה יבטיח שתוכלו להשתמש בכל קובץ כספרייה, אם תחפצו בכך. אובייקטים בתכנות מונחה עצמים, מידע ופעולות מצורפים יחד. איחוד כזה של מידע ופעולות נקרא אובייקט )עצם(. לכל אובייקט יש תכונות )משתנים( ויש מתודות )פונקציות(. בפייתון, כל דבר נשמר כאובייקט במובן של תכנות מונחה עצמים. זה כולל את כל סוגי המשתנים לעיל, מודולים )להם עושים )import וגם פונקציות )עליהן נלמד בהמשך(. לתכונות ולפעולות של אובייקט קוראים על פי שמם אותו רושמים אחרי שם האובייקט ונקודה. בדוגמא לעיל הופעלה המתודה close של האובייקט file כדי לסגור את הקובץ.

9 9 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות כדי להבין את ההתנהגות של פייתון, יש להבדיל בין אובייקט לבין שם של אובייקט. האובייקט הוא התכונות והמתודות, ושם האובייקט מייצג רפרנס )הפניה( לאובייקט. לפיכך, יכול להיות אובייקט אשר מפנים אליו מספר שמות. כמו כן, שם המצביע לאובייקט אחד, יכול בשלב מאוחר יותר בתוכנית להצביע לאובייקט אחר מסוג מספר, פונקציה או רשימה: >>> a = 7 # a is the number 7 >>> a 7 >>> a = len # a is the function len >>> len("goodbye") 7 >>> a("goodbye") 7 >>> a = "goodbye" # a is the string goodbye >>> a 'goodbye' באופן מפתיע, גם הערכים עצמם הינם עצמים. המספר המרוכב 4+3j, לדוגמא, הוא אובייקט עם תכונות וניתן לבצע עליו פעולות. כאשר כותבים 4+3j המשמעות היא מצביע לאובייקט שזה ערכו. לפיכך נרשום ונקבל: >>> (4+3j).conjugate() (4-3j) משמעותם של אופרטורים נקבעת על פי האובייקטים עליהם הם פועלים. למשל האופרטור + המופעל על מספרים משמעו סכום, אך כשהוא מופעל על מחרוזות משמעו שרשור מחרוזות. >>> >>> "5" + "5" '55' האובייקטים בפייתון מתחלקים לשני סוגים אובייקטים הניתנים לשינוי )mutable( ואובייקטים שאינם ניתנים לשינוי.)immutable( טיפוס הרשימה שנכיר בהמשך הוא דוגמא לאובייקט הניתן לשינוי אפשר להוסיף ולהסיר איברים מרשימה. טיפוס המחרוזת, שגם אותו נכיר בהמשך, הוא דוגמא לטיפוס שאינו ניתן לשינוי. אם רוצים לערוך את המחרוזת אליה מפנה משתנה מסויים, צריך למעשה לשנות את ההפנייה של המשתנה למחרוזת חדשה. בשל האמור לעיל, נשים לב לתכונה מעניינת של העברת פרמטרים לפונקציה. הפרמטרים המתקבלים הם רפרנסים לאובייקטים. הפונקציה יכולה לשנות את האובייקטים שהועברו אליה )בהנחה שהם,)mutable כיוון שהיא מקבלת רפרנס אליהם. מצד שני, היא אינה יכולה לשנות את היעד אליו מצביע הרפרנס. בדוגמא שלהלן שתי פונקציות )המוגדרות בעזרת המלה.)def הראשונה משנה את האובייקט, והשנייה משנה את הרפרנס. def funcaddelement(lst): return lst.append("added from within func") def funcchangeref(lst): lst = [2, 3, 6] if name == " main ": x = [1, 2, 5] funcaddelement(x) print x funcchangeref(x) print x

10 10 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות בפלט שלהלן ניתן לראות שלפונקציה השנייה לא הייתה השפעה. הפלט הוא בשני המקרים סדרה בת 7 איברים. הפונקציה הראשונה הוסיפה את האיבר הרביעי לאובייקט x אשר נקרא בתוך המחרוזת בשם.lst הפונקציה השניה קיבלה ב- lst רפרנס ל- x, אבל החליפה אותו ברפרנס לרשימה אחרת. האובייקט x לא השתנה. [1, 2, 5, 'Added from within func'] [1, 2, 5, 'Added from within func'] dir(x) הפונקציה dir ניתן לקבל את רשימת המתודות של אובייקט בעזרת הפונקציה המובנית.dir עבור האובייקט יש לרשום x נסו זאת כבר עתה עבור מחרוזות ומספרים. help(x) הפונקציה help ניתן לקבל עזרה מפורטת עבור כל אובייקט בעזרת הפונקציה :help משתנים והדפסתם, הצבה בפייתון מספר מבני נתונים מובנים מבנים פשוטים לאחסון מספרים ומחרוזות, ומבנים מורכבים לאחסון אוספי משתנים. לפני שנתחיל בסקירת סוגי המשתנים, להלן מספר פרטים כלליים. כדוגמא נשתמש בינתיים במספרים שלמים ו- Java. C הדומים לשלמים בשפות אחרות דוגמת,)Integer( משתנים נוצרים ברגע שמציבים להם ערך. לא מכריזים עליהם מראש כמו ב- C. למשל, ליצירת משתנה בשם x עם הערך 5, משתמשים בפקודה להצבת הערך: >>> x = 5 >>> y, z = 6, 7 ניתן להציב כמה משתנים יחד. ליצירת המשתנים y ו- z בעלי ערכים 6 ו- 7 בהתאמה: ניתן להדפיס את ערכו של משתנה בעזרת הפקודה המשתנים:.print לאחר הפעלת הפקודות לעיל, ניתן להדפיס את >>> print x 5 >>> print y 6 >>> print z 7

11 11 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות מספרים לסוגיהם קיימים 5 טיפוסים בסיסיים של מספרים. כל מספר בפייתון שייך לאחד הטיפוסים. אופן כתיבת המספר מסביר לשפה מה טיפוסו. בטבלא להלן מפורטים הטיפוסים השונים. טיפוס שלמים )Integer( שלמים ארוכים ( Long )Integer נקודה צפה ( Floating )Point בסיסים 8 ו- 16 ( Octal, )Hex מרוכבים True/False תיאור מספרים שלמים. כמו משתני long של שפת.C שלמים ללא מגבלת גודל. משתני נקודה צפה, כמו Double של C כשמם כשמם כשמם. למעשה,False=0 True=1 דוגמאות 3, -100, 0 עם L בסוף: L עם נקודה ו- e : , 12e-5, 5.4e123 קידומת אפס לבסיס 8, ואפס-איקס ל- 16 : 01357, 0x1F j או J לציון החלק המרוכב: 3+4j, j, 9J רושמים True או.False דוגמאות בהמשך, בסעיף שאילתות. לא להתבלבל משתנים שלמים רגילים בפייתון שקולים למשתנים שלמים מטיפוס long של C. בנוסף לכך, יש בפייתון משתנים שלמים בעלי אורך בלתי מוגבל )פרט למגבלה של כמות הזיכרון הפנוי במחשב( המכונים.Long Integer פייתון מבצע פעולות חשבון על פי סדר פעולות כצפוי. שאלה 1 הפעילו פייתון באופן אינטראקטיבי, ובצעו את החישובים להלן. שרטטו טבלא ורשמו לכל חישוב )1( את הביטוי שכתבתם, שימו לב שלעתים אתם נדרשים לסוג משתנה ולסוג הצבה מסויימים, )1( את התוצאה שחישב המחשב, )3( ואת הטיפוס של התוצאה. 1. שלוש וחצי )נקודה צפה( ועוד ארבע )שלם( )אוקטאלי( ועוד )הקסדצימאלי( )תשע תשיעיות( כפול עשר. (1+2j) * j * 2.5 מחרוזות טיפוס המחרוזת מאכסן רצף של תווים. מחרוזת מוקפת ב-' או ב-", על פי בחירתכם. ניתן לרשום מחרוזת בת מספר שורות בין שלישיית גרשיים """ לעוד שלישיית גרשיים. במקרה זה, מעבר שורה נשמר למחרוזת. ניתן להציב מחרוזות לתוך משתנים בעזרת =. מחרוזות מכילות תווים רגילים, כמו גם escape codes דוגמת n\ לסוף שורה ו- t \ לטאב. ניתן להדפיס מחרוזות בעזרת הפונקציה המובנית.print המחרוזות מודפסות כאשר ה- codes escape מתורגמים. בהפעלה אינטראקטיבית, ניתן לרשום את המחרוזת בשורת הפקודה, אז היא מודפסת כמו בקוד, בין ' וללא תרגום של ה- codes.escape

12 12 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות >>> S = "Hello\nWorld" >>> S 'Hello\nWorld' >>> print S Hello World הפונקציה המובנית len מחזירה את אורכה של מחרוזת. היא מחזירה גם את אורכן של רשימות ושל tuples עליהן נלמד בהמשך. ניתן לקבל קטע מחרוזת על ידי רישום טווח אינדקסים בתוך סוגריים מרובעים. מספר יחיד בסוגריים מרובעים מחזיר את התו בעל אינדקס זה. מספרו של התו הראשון 1. טווח תוים מופרד על ידי :, למשל S[x:y] מחזיר תת מחרוזת של S, מאינדקס x ועד אינדקס y, לא כולל את y. אם x או y לא נכתבים, מוחזרת המחרוזת מההתחלה או עד הסוף, בהתאמה. >>> S = 'grail' >>> S[2] 'a' >>> S[1:] 'rail' >>> len(s) 5 >>> S[2:5] 'ail' >>> S1 = 'Holy' >>> S2 = ' Grail' >>> S3 = S1 + S2 >>> print S3 Holy Grail ניתן לשרשר מחרוזות באמצעות +: טיפוס המחרוזת בפייתון אינו בר שינוי )הוא,)immutable כלומר לא ניתן לשנות מחרוזת, למרות שניתן כמובן להציב במשתנה ערך חדש. זה לא יעבוד: >>> S = "grail" >>> S[4] = "n" תקלה! >>> S = "grail" >>> S = S[0:4] + "n" >>> print S זה כן, כי אנחנו מציבים אובייקט מחרוזת חדש לתוך השם S: שאלה 1: מה השגיאה המתקבלת במקרה הקודם בו ניסינו לשנות את המחרוזת? 1. מה התוצאה שידפיס print בדוגמא האחרונה? 1. מה קורה אם רושמים מספר שלילי בטווח? בידקו. 3.

13 13 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות str.format() כדי לשלב טיפוסי נתונים ומשתנים בתוך מחרוזת ניתן להשתמש במתודה format של המחלקה.String שימו לב שבדוגמאות להלן אנחנו משתמשים במתודות של מחלקת String ישירות מתוך מחרוזת: >>> print "{0} Sir {1}".format("Brave", "Robin") Brave Sir Robin >>> print "{1} Sir {0}".format("Robin", "Brave") Brave Sir Robin >>> print "{adj} Sir {name}".format(adj="brave", name="robin") Brave Sir Robin >>> print "{four} shalt thou not count, neither count thou {two}, excepting that thou then proceed to {three:.3f}.".format(four=0x4, three=3.0, two=02) 4 shalt thou not count, neither count thou 2, excepting that thou then proceed to עד לאחרונה, פירמוט מחרוזות נעשה באופן דומה ל- printf של C בעזרת האופרטור % כדלקמן: >>> print "%s Sir %s" % ("Brave", "Robin") Brave Sir Robin סינטקס זה צפוי לעבור מן העולם, אך אתם עשויים לפגוש בו בינתיים בתוכניות פייתון ישנות. קבלת קלט מהמשתמש על מנת לקבל קלט מהמשתמש במהלך ריצת פייתון לתוך מחרוזת, ניתן להשתמש בפונקציה המובנית.raw_input בדקו באינטרנט כיצד משתמשים בפונקציה הזאת תזדקקו לה בשעת הניסוי. רשימות רשימות )Lists( הן טיפוס המחזיק אוסף אובייקטים אליהם ניתן להגיע לפי אינדקס. האובייקטים ברשימה יכולים להיות מכל טיפוס, בפרט ניתן להחזיק באותה מחרוזת אובייקטים מטיפוסים שונים, כולל רשימות. כמו במחרוזות, ניתן לצרף רשימות בעזרת +, לבדוק את אורכן בעזרת,len ולקבל תת רשימה על ידי רישום טווח בתוך סוגריים מרובעים. רשימה מוגדרת על ידי רישום אוסף אובייקטים מופרדים בפסיקים בתוך סוגריים מרובעים. >>> count = [1, 2, 3, "O'Clock"] >>> count [1, 2, 3, "O'Clock"] >>> len(count) 4 >>> count[2:] [3, "O'Clock"] >>> count + [4, "O'Clock"] [1, 2, 3, "O'Clock", 4, "O'Clock"]

14 14 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות ניתן לשנות את האובייקטים שברשימה באופן דינאמי רשימה היא,mutable בניגוד למחרוזות. >>> count [1, 2, 3, "O'Clock"] >>> count[0] = 2 >>> count [2, 2, 3, "O'Clock"] >>> count[1:] = [4, 6, 16] >>> count [2, 4, 6, 16] ניתן גם לשנות את אורכה של רשימה באופן דינאמי. לשם כך מפעילים מתודות של רשימות. להפעלת מתודה, מוסיפים נקודה אחרי שם הרשימה ורושמים את שם המתודה. בדוגמא להלן, המתודה append מוסיפה איבר בסוף הרשימה, והפקודה pop שולפת איבר מהרשימה: שימו לב שאלה 3 >>> count = [1, 2, 3, "O'Clock"] >>> count.append(4) >>> count [1, 2, 3, "O'Clock", 4] >>> count.pop(2) 3 >>> count [1, 2, "O'Clock", 4] למרות שגודלן של רשימות הוא דינאמי, לא ניתן לשלוף או להציב מחוץ לתחומי הרשימה. זה לא יעבוד: >>> count [1, 2, "O'Clock", 4] >>> count[5] = 9 תקלה! מה השגיאה המתקבלת בדוגמא האחרונה? >>> count = [[1, 2, 3], "O'Clock"] >>> count [[1, 2, 3], "O'Clock"] >>> count[0] [1, 2, 3] >>> count[0][1] 2 כאמור, רשימות יכולות להכיל תת רשימות. לדוגמא: שאלה 7 רשמו סדרת פקודות כדלקמן: )1( הצבת מטריצה 3x3 בעלת הערכים 1-1 במשתנה M; )1( הצגת המטריצה; )3( החלפת האיבר האמצעי במלה ;"Robin" )7( הצגת התוצאה.

15 15 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות למחלקה מחרוזת מתודה split המחלקת את המחרוזת לחלקים. המתודה מחלקת את המחרוזת לפי רווחים ומחזירה את התשובה ברשימה. המתודה יכולה לקבל כפרמטר מחרוזת אחרת לפיה תבצע את החלוקה במקום רווח: >>> "a;b c;d".split() ['a;b', 'c;d'] >>> "a;b c;d".split(';') ['a', 'b c', 'd'] למחלקה מחרוזת מתודה המאפשרת לשרשר רשימת מחרוזות למחרוזת אחת כאשר המחרוזת עבורה מופעל ה- join מפרידה בין אברי הרשימה: >>> "--".join(["one", "two", "three", "four"]) 'one--two--three four' מילונים מילון הוא מערך אסוציאטיבי, כלומר מיפוי ממפתחות לערכים. השימוש במילון דומה לשימוש ברשימה, אך הגישה לאובייקטים היא על פי המפתח שלהם ולא על פי אינדקס. מילון מוגדר על ידי רישום בסוגריים מסולסלים של זוגות אובייקטים )מפתח וערך( מופרדים בנקודתיים, כאשר בין כל שני זוגות מפריד פסיק: >>> car = {'Year' : 2005, 'Maker' : 'Skoda', 'Model' : 'Fabia'} >>> car['year'] 2005 >>> car['model'] 'Fabia' >>> car['year'] += 1 >>> car['year'] 2006 ניתן להוסיף מפתחות וערכים למילון באופן ישיר על ידי הצבה: שאלה 5 >>> car {'Model': 'Fabia', 'Maker': 'Skoda', 'Year': 2006} >>> car['color'] = 'Gray' >>> car {'Color': 'Gray', 'Model': 'Fabia', 'Maker': 'Skoda', 'Year': 2006} בנו רשימה המכילה שני מילונים, כל אחד בעבור מכונית אחרת, עם השדות הנ"ל. ניתן לקבל את רשימת המפתחות במילון באמצעות המתודה :keys >>> car.keys() ['Color', 'Model', 'Maker', 'Year']

16 16 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות )Tuples( N -יות N -יה דומה לרשימה, אך אינה ניתנת לשינוי.)immutable( היא יכולה להיות מוקפת בסוגריים רגילים )ולא מרובעים כמו רשימה(, או ללא סוגריים: שאלה 6 מה השגיאה המתקבלת בדוגמא האחרונה? ניתן להציב למספר משתנים בו זמנית בעזרת N -יות: >>> count = (1, 2, 3, "O'Clock") >>> count (1, 2, 3, "O'Clock") >>> len(count) 4 >>> count + (4, "O'Clock") (1, 2, 3, "O'Clock", 4, "O'Clock") >>> count[2] = 5 תקלה! >>> x, y, z = 1, 2, 3 >>> print "{X} + {Y} + {Z} = {sum}".format(x=x, Y=y, Z=z, sum=x+y+z) פונקציה יכולה להחזיר N -יה כדי להחזיר מספר ערכים. תנאים ולולאות תנאים if <test1>: <statements1> elif <test2>: <statements2> elif <test3>: <statements3> else: <statement4> רגיל המבנה של שאילתה: התנאים test1-3 statement בנויים כמו ב- C, וה- statements1-4 הם אוסף שורות לביצוע. שים לב שהכפיפות של שורות לתנאי שלפניהן מבוטאת על ידי הזחה.

17 17 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות x = 15 if x < 0: print "x is negative." elif x < 10: print "x is a small number." elif x < 20: print "mmm..." print "Maybe x is not so small." else: print "x is large!" דוגמא: שאלה 7 מה תדפיס התוכנית הנ"ל? ומה אם נציב בשורה הראשונה 111 במקום 15? תנאים )מה שכינינו קודם )test הם למעשה הערכים,true/false כאשר אפס נחשב false וכל מספר אחר.true גם משתנים )לא ריקים( נחשבים.true ניתן לצרף מספר תנאים בעזרת אופרטורים:.true הם b וגם a אם"ם גם true מחזיר a and b.false הם b וגם a אם"ם גם false מחזיר a or b.false הוא a אם"ם true מחזיר not a ניתן להשוות מספרים בעזרת אי שוויונים, כך 5>3 יחזיר true ואילו 3==5 יחזיר.false באופן דומה ניתן להשוות גם מחרוזות )לפי סדר א"ב(, ולמעשה כל זוג אובייקטים עליהם מוגדר סדר. A = Y if X else Z if X: A = Y else: A = Z ביטוי השאילתה המשולש קיימת דרך נוספת לכתוב שאילתות באופן מוטמע בהצבה. הביטוי שקול לקוד הבא: לולאות while <test>: <statements1> else: <statements2> <more code> while לולאת while נראית כך: הפקודות statements1 מבוצעות בלולאה כל עוד תנאי test הוא אמת. עד כאן כמו C. הלולאה יכולה להישבר בשתי דרכים: אם כאשר הלולאה מגיעה לשורת ה- while, התנאי test הינו,false מבוצעות שורות,statements2 ואחר כך שורות.more code אם לעומת זאת בתוך statements1 ישנה פקודת.more code הלולאה מפסיקה ומדלגים ישירות אל,break

18 18 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות x = range(7) while x: # While x is not empty if x[0] > 4: break x = x[1:] else: print "All values are not greater than 4." print "Done." דוגמא: שאלה 8 כמה שאלות: מה מדפיסה התוכנית הנ"ל? 1. מה מדפיסה התוכנית אם בשורה הראשונה נחליף את 7 ב- 7? 1. מה מדפיסה התוכנית אם בשורה הראשונה נחליף את 7 ב- 5? 3. מה עושה הפונקציה?range 7. for <target> in <object>: <statements1> else: <statements2> for for לולאת נראית כך: הפקודות statements1 מבוצעות בלולאה, כאשר בכל סיבוב, target מקבל ערך אחר. הערכים של נקבעים על ידי.object למשל, אם object הוא רשימה, אז target יקבל את ערכי הרשימה בזה אחר זה: שאלה 1 מה מדפיסה התוכנית לעיל? target for x in [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]: if x%2 == 0: print x, " is even." else: print x, " is odd." כמו ב- while, הפקודות שב- else יבוצעו אם הלולאה הסתיימה בשלום ולא הופסקה על ידי.break List Comprehension שפת פייתון מאפשרת לטפל ברשימות איברים אחד-אחד באמצעות.List Comprehension כלי זה מורה לפייתון לבצע פעולה כלשהי על כל איבר ברשימה. התוצאה היא רשימה ובה התוצאות של הפעולה על כל אחד מאברי הרשימה המקורית. בקוד להלן משתמשים בלולאת for כדי לטפל בכל אחד מאברי הרשימה L: L = [1, 2, 3, 4, 5] newl = [None, None, None, None, None] for i in range(len(l)): newl[i] *= 2

19 19 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות שימוש ב- comprehension list נותן אותה תוצאה: >>> L = [1, 2, 3, 4, 5] >>> newl = [x * 2 for x in L] # List Comprehension >>> print newl [2, 4, 6, 8, 10] למעשה מצד ימין של השוויון )בשורה השנייה( נוצרת רשימה חדשה אשר מוצבת ל- newl. כל איבר ברשימה החדשה נוצר על פי איבר מהרשימה L על ידי הכפלתו פי 1. List Filtering ניתן להשתמש במנגנון זה כדי לסנן אברי רשימה על ידי הוספת שאילתה כדלקמן: >>> L = [1, 2, 3, 4, 5] >>> newl = [x - 3 for x in L if x >= 3] [0, 1, 2] קבצים פתיחה, קריאה וכתיבה לפתיחת קובץ משתמשים בפונקציה המובנית open אשר מקבלת את שם הקובץ ואת אופן הגישה )קריאה/כתיבה( ומחזירה אובייקט לגישה לקובץ. לסגירת קובץ משתמשים במתודה close שלו: f = open("filename", "r") f = open("filename") f = open("filename", "w") f.close() פתיחת קובץ לקריאה: קריאה היא ברירת המחדל, אם לא כותבים "r" או "w": פתיחת קובץ לכתיבה: סגירת קובץ: ארבע מתודות שימושיות לקריאת קובץ: bigstring = f.read() smallstring = f.read(n) line = f.readline() lines = f.readlines() קריאת כל הקובץ למחרוזת יחידה: קריאת N בתים למחרוזת: קריאת שורה אחת: קריאת השורות לרשימת מחרוזות: ולכתיבת לקובץ: f.write(astring) f.writelines(alist) First line! Line 2. Line number three. כתיבת מחרוזת יחידה: כתיבת רשימת מחרוזות: כדוגמא, נניח שקיים הקובץ stam.txt הבא:

20 20 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות >>> txt = open("stam.txt") >>> toprint = txt.read() >>> print(toprint) First line! Line 2. Line number three. >>> txt = open("stam.txt") >>> lines = txt.readlines() >>> lines = [line.upper() for line in lines] >>> txt.close() >>> txt = open("upstam.txt", "w") >>> txt.writelines(lines) >>> txt.close() התוכנית הבאה מציגה אותו על המסך: התבוננו בפקודות הבאות: שאלה 11 הסבירו מה עושה כל שורה בתוכנית הנ"ל. מה מכיל הקובץ upstam.txt תכנות פונקציונאלי עם סיום ריצתה? לפייתון מספר כלים המקבלים השראה מפרדיגמת התכנות הפונקציונאלי. כאלה הם שלוש הפונקציות הבאות לטיפול ברשימות. כולן מקבלות כפרמטרים פונקציה ורשימה והן מפעילות את הפונקציה על כל אברי הרשימה בזה אחר זה. עבור שתי הפונקציות הראשונות הפונקציה בפרמטר מקבלת פרמטר יחיד. הפונקציה filter מחזירה את רשימת האיברים עבורם הפונקציה מחזירה ערך אמת. הפונקציה map מחזירה את רשימת התוצאות שמחזירה הפונקציה. עבור הפונקציה,reduce הפונקציה בפרמטר צריכה לקבל שני פרמטרים. reduce מפעילה את הפונקציה על האיבר הראשון והשני, אחר כך את מפעילה אותה שוב על התוצאה ועל האיבר השלישי; אחר כך על התוצאה החדשה והאיבר הרביעי וחוזר חלילה. היא מחזירה את התוצאה. lambda x: x * 2 פייתון מאפשר להגדיר פונקציה ללא שם בעזרת המבנה למבדה. פונקציה כזאת נכתבת כך: כמובן שאין טעם לכתוב שורה כזאת, כיוון שלא ניתן לקרוא לפונקציה בלי שם. אפשר לתת לפונקציה שם ואז לקרוא לה )כמו פונקציה רגילה(: >>> mult = lambda x: x * 2 >>> mult(5) 10 חזרה לפונקציות המטפלות ברשימות. בדוגמאות להלן נשתמש בלמבדה במקום להכריז על פונקציות מראש. >>> filter(lambda x: True if x>5 else None, [2, 4, 6, 8, 10]) [6, 8, 10] >>> map(lambda x: x if x>5 else 5+x, [2, 4, 6, 8, 10]) [7, 9, 6, 8, 10] >>> reduce(lambda x, y: x+y, [2, 4, 6, 8, 10]) 30

21 21 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות ביטויים רגולריים מבוא ביטויים רגולריים expressions( regexp,regular או בקיצור( הם מחרוזות המתארות טקסט. לכל ביטוי רגולרי RE ולכל טקסט ניתן לקבוע האם הטקסט מתאים ל- RE. regex דוגמא טריוויאלית הביטוי הרגולרי three מתאר את המחרוזת "three" ורק אותה. ביטויים רגולריים משמשים למשל לחיפוש טקסט. בטקסט הבא מסומנות כל התת מחרוזות המתוארות על ידי :three And the Lord spake, saying, "First shalt thou take out the Holy Pin. Then shalt thou count to three, no more, no less. Three shall be the number thou shalt count, and the number of the counting shall be three. Four shalt thou not count, neither count thou two, excepting that thou then proceed to three. Five is right out. Once the number three, being the third number, be reached, then lobbest thou thy Holy Hand Grenade of Antioch towards thy foe, who, being naughty in my sight, shall snuff it. ביטוי רגולרי יחיד יכול לתאר גם מחרוזות שונות. למשל, הביטוי [tt]hree מתאר את המחרוזת "three" וגם את המחרוזת "Three" אוסף תווים בין סוגריים מרובעים משמעו "אחד מבין התווים הללו". בין סוגריים מרובעים ניתן גם לרשום תחומי תווים, כך ש-[ a-z ] משמעו אחת האותיות מ- a עד z. הביטוי t[a-z][a-z][a-z] יתאים לכל המחרוזות שמתחילות באות t ואחריה 3 אותיות כלשהן. בטקסט הנ"ל: And the Lord spake, saying, "First shalt thou take out the Holy Pin. Then shalt thou count to three, no more, no less. Three shall be the number thou shalt count, and the number of the counting shall be three. Four shalt thou not count, neither count thou two, excepting that thou then proceed to three. Five is right out. Once the number three, being the third number, be reached, then lobbest thou thy Holy Hand Grenade of Antioch towards thy foe, who, being naughty in my sight, shall snuff it. תווים הרכיב הקטן ביותר של ביטוי רגולרי הוא תו יחיד. מדובר בתווי הא"ב האנגלי )גדולות וקטנות(, מספרים ותווים אחרים דוגמת >, > ו-&. ואולם, לתווים מסויימים יש שימושים מיוחדים בפייתון כפי שנראה בהמשך. כדי לחפש תווים אלה בביטוי רגולרי, יש להקדים להם \ המסמן שהכוונה לתו עצמו ולא לשימוש המיוחד שלו. סוגר מרובע שמאלי וגם ' ' שהוצגו במבוא הם דוגמא לכך. הביטוי t\[a\-z] יתאים לטקסט t[a-z] )ורק לו(. אחד עשר התווים המיוחדים הדורשים \ לפניהם: [ \ ^ $.? * + ( ) ישנם תווים אשר אינם בני הדפסה אשר גם הם נרשמים בעזרת \ לפניהם. שלושה שימושיים במיוחד הם: \t Tab \r Carriage return \n Line feed שימו לב שביוניקס )ובלינוקס( שורה מסתיימת ב- n \ ואילו בחלונות שורה מסתיימת ב- r\n \. לחובבי שפות שאינן אנגלית, ניתן לרשום תווי יוניקוד כך:.\uFFFF למשל התו א' בעל יוניקוד 0x05D0 ירשם.\u05D0

22 22 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות קבוצות תווים קבוצות התווים כבר הוצגו במבוא של פרק זה. קבוצות תווים מסומנות בין סוגריים מרובעים. במקום בו רשומה קבוצת תווים יכול להתאים כל אחד מהתווים בקבוצה. לא נחזור כאן על הדוגמא מהמבוא. בין הסוגריים המרובעים של קבוצת תווים, התווים המיוחדים אינם התווים המיוחדים הרגילים )ראו לעיל( אלא הארבעה הבאים: ] \ ^ - ניתן להשתמש בקבוצת תווים לשלילה בעזרת הסימן ^ אחרי הסוגר המרובע השמאלי. הביטוי שאינו x". הביטוי x[^y]z יתאים למחרוזות xaz ו- xbz אך לא ל- xyz. [^x] משמעו "תו למספר קבוצות תווים סימונים מקוצרים ואלה הן: תיאור סימון ספרה \d תו אלפאנומרי \w תו רווח רווח, טאב ומעבר שורה \s כל תו פרט לסוף שורה. רישום מלא [0-9] [A-Za-z0-9_] [ \t\r\n] [^\r\n] שימוש באות גדולה במקום קטנה משמעו שלילת הקבוצה, למשל \D משמעו כל תו שאינו ספרה. ניתן להשתמש בסימון מקוצר כזה בפני עצמו, או בתוך סוגריים מרובעים, כלומר \d\d משמעו שתי ספרות ברצף, ו-[ da-f \] משמעו ספרה או אחת האותיות A-F )כלומר ספרה הקסדצימאלית אחת(. עוגנים מתארים את המיקום שבין תווים. עוגנים הסימן b\ מסמן גבול מלה לפני תחילתה או אחרי סופה. אם המלה היא בתחילת מחרוזת, יקדם לה b\ מחרוזת יהיה אחריה b\. בתוך מחרוזת, ה- b \ נמצא בין המלה לבין הרווחים שלפני ואחריה. הסימן B\ הוא השלילה של b\, כלומר הוא מתאים בכל מקום בו b\ לא מתאים. לדוגמא, נתבונן במחרוזת הבאה: This is an island ואם היא בסוף is \bis\b \Bis is\b בטבלא הבאה רשומים ביטויים רגולריים שונים ותת המחרוזות להן הם מתאימים במחרוזת: This is an island This is an island This is an island This is an island שאלה 11 איזה תת מחרוזות מתאימות לביטויים הבאים עבור המחרוזת הנ"ל: )רשמו טבלא כמו הטבלא לעיל( an.1 \ban.1 \Ban.3

23 23 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות הסימנים ^ ו-$ )שלא בתוך סוגריים מרובעים של קבוצת תווים( מסמנים את תחילתה ואת סופה של המחרוזת בהתאמה. הביטוי x^ יתאים רק ל- x שבתחילת המחרוזת והביטוי $x יתאים רק ל- x שבסוף המחרוזת. היררכיית ביטויים רגולריים כל ביטוי רגולרי מורכב באופן היררכי מתת-ביטויים רגולריים. ביטוי רגולרי מכיל רצף ביטויים רגולריים והוא מתאים למחרוזת כאשר הביטויים מתאימים בזה אחר זה. כל תו הינו ביטוי רגולרי וביטוי רגולרי בן מספר תוים מורכב מביטויים רגולריים בני תו יחיד. אופרטורים מיוחדים מרחיבים את הכוח של ההיררכיה. כדוגמא ראשונה, נתבונן באופרטור, שמשמעו "או", כלומר או הביטוי הרגולרי שמשמאלו, או הביטוי הרוגלרי שמימינו. דוגמא: th. \b..th cut down the mightiest tree in the forest with... a herring the mightiest the forest the (mightiest forest) ניתן לעטוף תת ביטוי רגולרי בסוגריים. דוגמא: cut down the mightiest tree in the forest with... a herring cut down the mightiest tree in the forest with... a herring חזרות האופרטורים הבאים משמעם חזרה מספר מוגדר של פעמים על הביטוי הרגולרי שלפניהם. שימו לב שכל תו הוא ביטוי רגולרי, לכן יש להקפיד להקיף בסוגריים את כל הביטוי שרוצים שיחזור. אופרטור מספר חזרות? 0-1 ביטוי אופציונאלי * -0 מספר כלשהו של חזרות )אולי אפס( + -1 לפחות חזרה אחת {m,m} m-m {m,} m- {,M} 0-M [1-9]\d* [1-9]\d{3} \b\d{1,8}-\d\b דוגמאות: מספר שלם )ללא אפס בהתחלה( מספר שלם 7 ספרתי מספר זהות עם ספרת ביקורת מופרדת על ידי מקף האופרטורים של חזרה הינם,greedy כלומר הביטוי המתאים הוא זה עם המספר המקסימאלי של חזרות. דוגמא נרצה לזהות ביטויים המוקפים סוגריים: \(.+\) 0*(1+2)*(3+4) אך במקום זאת נקבל את כל הביטוי המודגש, כיוון שה-+ ניסה למצוא כמה שיותר חזרות לפני ה-). הפתרון הפיכת החזרה ל- lazy, כך שהחזרה תנסה להתאים למספר המינימאלי של פעמים. עושים זאת על ידי הוספת? אחרי אופרטור החזרה )זה עובד גם על *, }{ ו-?(. עם הדוגמא הקודמת: \(.+?\) 0*(1+2)*(3+4)

24 24 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות שאלה 11 רשמו ביטויים רגולריים למציאת המחרוזות הבאות: 1. מספר טלפון עם או בלי קידומת, כאשר מקף מפריד בין הקידומת לטלפון, וללא מקפים נוספים, כלומר או כתובת אינטרנט )URL( המתחילה ב-//: http, ואחריו שניים או יותר שמות מופרדים בנקודות, כאשר כל שם מורכב מאותיות abc בלבד. כן: כן: לא: לא: לא: name1.name2.name3 רפרנס לביטוי קודם בקובצי html התגים <b/> <b> משמשים לסימון טקסט אשר ייראה מודגש.)bold( תג דומה עם התו u במקום ה- b מסמן טקסט עם קו תחתי. דוגמא: הטקטס הבא: cut down <u>the mightiest tree <b>in the forest</b></u> with... <u>a herring</u> ייראה בדפדפן אינטרנט כך: cut down the mightiest tree in the forest with... a herring כעת נרצה לרשום ביטוי רגולרי אשר יימצא ביטויים המוקפים בתגים. לשם כך, עלינו לחפש תחילה תג פותח ואחריו תג סוגר. ניסוי ראשון ולא מוצלח: <\w>.+</\w> cut down <u>the mightiest tree <b>in the forest</b></u> with... <u>a</u> <b>herring</b> תוצאה לא טובה קיבלנו ביטוי שמתחיל ב-< u > ונגמר ב-< b />. עלינו לדרוש שהאות בתג הסוגר תהיה אותה אות של התג הפותח. לשם כך נשתמש ב- reference.backward כבר ראינו בפרק על היררכיית הביטויים הרגולריים כי ניתן להקיף תת ביטוי רגולרי בסוגריים. תת ביטויים המוקפים סוגריים ממוספרים באופן אוטומטי,2,1. ניתן לרשום x\ כדי לדרוש מופע נוסף של ביטוי אשר התאים לסוגריים מספר x. לפיכך הביטוי הדרוש לנו עבור המקרה הנ"ל אמור להיות: <(\w)>.+</\1> cut down <u>the mightiest tree <b>in the forest</b></u> with... <u>a</u> <b>herring</b> אולם גם הוא אינו מתאים. בתרגיל להלן תפתרו את הבעיה.

25 25 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות שאלה 13.1 השתמשו בכלים שבידכם כעת כדי לרשום את הביטוי הנכון למציאת טקסט המוקף בתגים מתאימים. עבור הדוגמא לעיל התוצאה אמורה להיות )3 התאמות, כל אחת מסומנת בקו תחתי(: cut down <u>the mightiest tree <b>in the forest</b></u> with... <u>a</u> <b>herring</b>.1 בידנו מסד נתונים עם רשומות שקריות. נרצה לנצל את הידע החדש שלנו בביטויים רגולריים כדי לזהות רשומות חשודות רשמו ביטוי לזיהוי כתובת אימייל בה המחרוזות לפני ואחרי הכרוכית )שטרודל( זהות רשמו ביטוי לזיהוי שם מלא )ראשון + שני + משפחה( ששלושת חלקיו זהים רשמו ביטוי לזיהוי שם מלא )ראשון + שני + משפחה( בו שם המשפחה זהה לשם הראשון או לשני. ביטויים רגולריים בפייתון כדי להשתמש בביטויים רגולריים בפייתון עלינו לייבא את המודול re בעזרת הפקודה.import re כאן נתמקד בשתי מתודות בלבד findall המוצאת ביטוי, ו- sub המחליפה ביטויים במחרוזת. נלמד גם שני טריקים שקצת יקלו עלינו את החיים. מחרוזות גולמיות ראשית נציין כלי המקל במעט על קריאת ביטויים רגולריים בפייתון מחרוזות גולמיות.)raw( בעת הצבה למחרוזת, פייתון מתרגם באופן אוטומטי.escape codes כך t\ הופך לטאב, n\ לשורה חדשה ו-\\ ל-\. פייתון מאפשר )באופן כללי, בלי קשר לביטויים רגולריים( להציב ערך למחרוזת ללא התרגום הזה. כדי לסמן לפייתון לעשות זאת, יש להקדים r למחרוזת כך: pattern = r'\bword\b' במקום '\\bword\\b'.pattern = חיפוש ביטויים המתודה text) re.findall(pattern, מחפשת את כל ההתאמות של הביטוי הרגולרי pattern בטקסט text ומחזירה אותן כרשימת מחרוזות. אם הביטוי מכיל קבוצות )מוקפות בסוגריים(, מוחזרת רשימה אשר כל איבר שלה הוא.tuple החלפת ביטויים המתודה >>> print re.findall(r'(\d+)\d+(\d+)', "12a3 bc 3de4") [('12', '3'), ('3', '4')] re.sub(search, replace, text) במחרוזת.replace אם המחרוזת replace מכילה הביטוי. רישום מפורט של ביטויים רגולריים מחפשת בטקסט text התאמות לביטוי search ומחליפה אותן escape codes מהסוג x\, הם מוחלפים בהתאמה ה- x של >>> re.sub(r'(\d*)(\d+)(\d*)(\d+)', r'\1\2\3\2', "ab 12 cd 34") 'ab 12 cd 12' לא קל לרשום ביטויים רגולריים, אך הרבה יותר קשר לקרוא אותם. כדי להקל על שני הקשיים, ניתן לרשום ביטוי רגולרי באופן מפורט תוך שילוב הערות. לדוגמא, הביטוי הבא משמש לזיהוי מספרי טלפון ישראלים: ^((972-?) 0)\d{1,2}(-?\d){7}$

26 26 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות נרשום אותו כביטוי מלא כך: pattern = """ ^ # Line start ((972-?) 0) # Either 972 (maybe with -) or 0 \d{1,2} # Area code 1-2 digits (e.g. 2 or 54) (-?\d){7} # 7 digits, maybe with some 's $ # Line end """ כאשר רושמים ביטוי רגולרי באופן כזה, יש להורות לפייתון להתעלם מטאבים, מעברי שורה, רווחים והערות. יש להעזר ב- codes escape אם רוצים לכלול רווחים בביטוי. כדי שפייתון ידע שהביטוי במשתנה pattern של פונקציות re הוא ביטוי מלא, יש להציב את הדגל re.verbose כפרמטר אחרון כך: >>> re.search(pattern, ' ', re.verbose)

27 27 / 27 המעבדה למערכות תוכנה מרושתות ביבליוגרפיה האתר הרשמי. הורדת התוכנה, קישורים ופרסומות. pydev.org, סביבת העבודה אקליפס והתוסף פיידב לתכנות פייתון. הורדות והוראות. docs.python.org מדריכים, רפרנסים וכיו"ב. מקיף ביותר. Mark Lutz, Learning Python, Oreilly, 2009 פייתון כשפה ראשונה. מדריך פייתון מהיר, מעט מעמיק יותר מחוברת זו. מומלץ. קורס ביטויים רגולריים. מומלץ. כלי וובי לבדיקת ביטויים רגולריים. תמונת השער