如何学习一门编程语言

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梅殷卓
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1 如何学习一门编程语言沈伟 QQ: ( 爪爪 ) shenwei356@gmail.com 1

2 提纲计算机编程语言 Hello,world 变量与数据类型运算符与表达式字符串控制结构数据结构输入输出文件操作命令行参数解析函数模块多线程 / 多进程 / 队列 / 并发例子建议 2

3 提纲 ( 不讲的 ) 进程线程面向对象编程正则表达式 Unicode 数据库 GUI Web 3

4 目标掀开编程语言的面纱了解编程语言学习内容, 能够自学熟悉基本的数据类型数据结构流程控制 ( 各语言想通 ) 知道如何自主获取帮助根据实例加深学习印象 4

5 计算机编程语言概念 : 定义计算机程序的形式语言一套包含语法词汇和含义的正式规范 : 数据和数据结构指令及流程控制引用机制和重用设计哲学种类 : 机器语言 : 汇编语言 : 机器语言冗长复杂容易出错, 运行速度快脚本语言 : 编程速度快, 灵活, 运行速度较慢如 PHP, JS, Python, Perl 等编译语言 :C/C++ Java C#, 编译成可执行文件, 运行速度快 5

6 编程语言的选择适用范围 ( 科学计算, 网络前后端, 图形界面 ) 通用语言 :C/C++, Java, Python, Go 领域语言 :PHP, R 平台要求平台无关 :Java 平台相关 :C# 运行速度解释型 : 脚本语言编译型 :C/C++,, Go 社区支持广泛性活跃度生物信息分析脚本 (Python/Perl/Shell)+ 领域 (R)+ 开发 (C/C++/Java/Python/Perl) 6

7 Hello,world! 7

8 编程环境操作系统 Windows, Linux, Mac OS X 编译器 / 解释器 Python, Active Perl, JDK, R IDE( 跨平台的 ) PyCharm, Sublime Text, Eclipse/Netbeans/INtelliJ IDEA, Rsutdio 文件编码 UTF8 without BOM 8

9 如何获取帮助书籍 / 视频课程通读语法搜索引擎快速获取语法, 例子官方 Tutorial, API 文档快速获取例子详细的用法代码托管网站学习他人代码任务引导型学习网站 Rosalind.info 9

10 标识符关键字变量标识符 ( 对象引用赋予的名称 ) 组成引导字符 :ascii 字幕 / 下划线,(unicode) 后续字符 : 任意引导字符数字, 非空字符规则 : 大小写敏感不能与关键字同名不能与内置数据类型同名 : int, float 风格 :FastaReader, fasta_reader 关键字例子 if, else, for, while, try, catch, return 规则 : 变量普通的标识符, 指向可变的对象 10

11 基本数据类型 int -1, 0, 1 float , 1e-5 bool True, false complex 2.1j string 中国, abc, >name\nacgtagcga\n 11

12 运算符算术运算符比较 ( 关系 ) 运算符赋值运算符位运算符成员运算符身份运算符运算符优先级 12

13 运算符 -- 算术运算符 13

14 运算符 -- 比较 ( 关系 ) 运算符 14

15 运算符 -- 赋值运算符 15

16 运算符 -- 位运算符 16

17 运算符逻辑运算符更通用的 &&! 17

18 运算符 -- 成员运算符其它 (Perl) exists $hash{$key} $elment 18

19 运算符 -- 身份运算符 19

20 运算符优先级 20

21 表达式 a = 234 * ( / 34) print a 一行一条语句 21

22 字节与字符串 Python Perl s = Love you 中国 $s = Love you 中国 ; 长度 length = len(s) $length = length($s) 索引 sub = s[0:4] substr($s, 0, 5) 大小写转化 s.lower() lc($s) 与数字互转查找 / 替换 int(s); str(1) s.index(sub) s.replace( o, 1 ) int($s); sprintf %s, 1; index($s, $sub); $s =~ s/o/1/g; 清理 s.strip() chomp($s) 分割 / 合并 s.split( \t ) \t.join([ a, b ]) split /\t/, $s; join 22

23 控制结构条件分支 if-elseif-else switch-case, given-for 循环 for while do-until 异常 try-catch-finnaly, try-except-else-finally 23

24 数据结构列表 list/array 增删排序遍历 stack, queue 字典 map/dict/hash 判断成员增删排序遍历复杂数据结构树链表 24

25 输入输出 stdin, stdout, stderr 格式化输出 printf( int:%d, float:%2.f, str:%s\n, 1, 2.2, abc ) logging 25

26 文件操作读取写入压缩包 XML/JSON 序列化目录操作创建删除遍历文件夹文件属性合并路径, 拆分路径,basename 临时文件 / 目录 26

27 命令行参数从命令行获取参数, 避免重复更改代码 csv_grep -r 'hsa' seq.fa 操作通过内置变量 / 函数获取专用的包 :argparse, Getopt::Long; 27

28 函数讲特定功能的代码, 封装成可重用的代码块 def plus(a, b): sum = a + b return sum sub plus { my ($a, $b) $sum = $a + $b; return $sum; } 匿名函数递归函数式编程 28

29 模块 / 包可重用的代码集合标准库字符串, 集合, IO, 时间与日期, 文件目录, 进程管理, 网络, 压缩包第三方库 Bio, 统计, 绘图 29

30 更多主题进程线程面向对象编程正则表达式 Unicode 数据库 GUI Web 30

31 例子 : 根据 gff 文件从基因组提取序列 gff 文件 scaf001 glean mrna somes scaf001 glean CDS asdfa scaf003 glean CDS somest FASTA 文件 >scaf001 actgacgtacgtactg acgtatcgatgattact >scaf002 aacgacattcatgag 31

32 设计之前用户是谁? 使用环境 ( 操作系统, 命令行 /GUI/web)? 是否要保护源代码? 用何种语言开发? 需要考虑跨操作系统平台吗?( 用户情况, 路径问题 ) 有没有现成的软件 / 代码 / 库? 可靠吗? 这个软件能否用于其它用途 ( 考虑支持多文件 )? 需要经常调整参数吗?( 命令行参数或者配置文件 ) 数据量有多大? 需要多线程 / 并行计算吗? 需要考虑内存使用吗? 如何优化程序逻辑和数据结构? 哪些信息需要保存? 不合格的数据是直接舍弃, 还是做出标记后继续保留? 之后哪些代码可以重构, 甚至开源? 记录经验, 分析过程生物信息分析小贴士 32

33 设计 - 全局用户情况 : 跨平台命令行操作可重用编程语言 :Python/Perl 输入 : 基因组数据很大 ( 人 ) fasta 文件可能是.gz 压缩文件输出 stdout 可配置性 : 可选注释类型 :mrna 或 CDS 可选择上下游长度已有库 : fasta 文件解析 33

34 设计流程 1. 命令行参数解析参数设置帮助信息 2. 读取 gff 文件设计高效的数据结构 3. 逐条读取序列文件, 根据提取基因根据序列名称提取其对应的基因数据分别提取 34

35 设计数据结构 $VAR1 = { 'scaf001' => [ { 'end' => '30', 'start' => '20', 'strand' => '-', 'type' => 'mrna' }, { 'end' => '50', 'type' => 'CDS', 'start' => '30', 'strand' => '+' } ], 'scaf003' => [ { 'end' => '25', 'type' => 'CDS', 'start' => '10', 'strand' => '-' } ] }; 35

36 用法 extract_cds_by_gff -t mrna data.gff seq.fa extract_cds_by_gff data.gff seq.fa.gz -us 10 -ds 10 注意边界./extract_cds_by_gff.py -us 0 -ds 0 data.gff seq.fa >scaf001_ ttactacgtatcgatgattac >scaf003_ cgatacgtagtaatca./extract_cds_by_gff.py -us 20 -ds 20 data.gff seq.fa >scaf001_ tgattactacgtatcgatgattactacgtatcgatgattactacgtatcgatgattac t >scaf003_ tcatgaatgtcgttaatcatcgatacgtagtaatcatcgatacgt 代码托于 36

37 Perl 版本导入包,usage 37

38 命令行参数解析 38

39 读取 gff 文件的函数 39

40 调用函数 40

41 逐条读取 fasta 序列, 并提取基因序列 41

42 逐条读取 fasta 序列, 并提取基因序列 42

43 设计流程 1. 命令行参数解析参数设置帮助信息 2. 读取 gff 文件设计高效的数据结构 3. 逐条读取序列文件, 根据提取基因根据序列名称提取其对应的基因数据分别提取 43

44 Python 版本 - 导入包,usage 44

45 命令行参数解析 45

46 读取 gff 文件的函数 46

47 逐条读取 fasta 序列, 并提取基因序列 47

48 Just Do IT 勤加练习逐字打, 不能拷贝多看书, 多搜索, 多看 API 48

49 进阶熟悉常用标准库 ( 集合, 字符串, 正则表达式, 文件操作 ) 熟悉三方库代码重构编写自己的库代码性能优化学习算法知识 49

50 谢谢各位 50

Microsoft Word - 第3章.doc

Microsoft Word - 第3章.doc Java C++ Pascal C# C# if if if for while do while foreach while do while C# 3.1.1 ; 3-1 ischeck Test() While ischeck while static bool ischeck = true; public static void Test() while (ischeck) ; ischeck