1. 初识正则表达式
1.1 介绍
- 步骤介绍
正则表达式入门及应用
正则表达式的进阶
正则表达式案例
1.2 正则表达式基本操作
- 什么是正则表达式
正则表达式(regex)是一些由字符和特殊符号组成的字符串。
正则表达式是能按照某种模式匹配一系列有相似特征的字符串。 - 正则表达式中的符号
| 符号 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
literal |
匹配文本字符串的字面值literal
|
foo |
re1|re2 |
匹配正则表达式re1或者re2
|
foo|bar |
. |
匹配任何字符(除了\n之外) |
b.b |
^ |
匹配字符串起始部分 | ^Dear |
$ |
匹配字符串终止部分 | /bin/*sh$ |
* |
匹配0次或多次前面出现的正则表达式 |
[A-Za-z0-9]* |
+ |
匹配1次或多次前面出现的正则表达式 |
[a-z]+\.com |
? |
匹配0次或1次前面出现的正则表达式，或指明非贪婪限模式匹配。 |
goo? |
{N} |
匹配N次前面出现的正则表达式 |
[0-9]{3} |
{M, N} |
匹配M-N次前面出现的正则表达式 |
[0-9]{5,9} |
[...] |
匹配来自字符集的任意单一字符 | [aeiou] |
[x-y] |
匹配x~y范围中的任意单一字符 |
[0-9],[A-Za-z] |
[^...] |
不匹配此字符集中出现的任何一个字符，包括某一范围的字符(如果此字符集中出现) | [^aeiou],[^A-Za-z0-9] |
(...) |
匹配封闭的正则表达式，然后另存为子组 | （[0-9]{3}?,f(oo|u)bar |
贪婪模式：在整个表达式匹配成功的前提下，尽可能多的匹配字符。
非贪婪模式：在整个表达式匹配成功的前提下，尽可能少的匹配字符。
注释：默认是贪婪模式。
- 正则表达式中的特殊字符
\d- 匹配一个数字字符。等价于[0-9]
\D- 匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]
\w- 匹配包括下划线的任何单词字符。等价于[A-Za-z0-9_]
\W- 匹配任何非单词字符。等价于[^A-Za-z0-9_]
\s- 匹配任何不可见字符，包括空格、制表符、换页符等
\S- 匹配任何可见字符
\b- 匹配一个单词的边界
\B- 匹配非单词边界
\n- 匹配一个换行符 - 修饰符
re.I-使匹配对大小写不敏感
re.L-做本地化识别（locale-aware）匹配
re.M-多行匹配，影响^和$
re.S-使.匹配包括换行在内的所有字符
1.3 正则表达式应用
- 身份证号码匹配
区域编号、出生年份、出生日期、性别(倒数第二位)
(\d{6})(\d{4})((\d{2})(\d{2}))\d{2}\d([0-9]|X) - 电子邮箱表达式匹配
[a-zA-Z0-9_-]+@[a-zA-Z0-9-]+(\.[a-zA-Z0-9-]+)*(\.[a-zA-Z]{2,5}) - 贪婪模式与非贪婪模式
import re
content = "abcabca"
regex1 = re.compile('ab.*a')
regex2 = re.compile('ab.*?a')
print(regex1.match(content).group()) # abcabca
print(regex2.match(content).group()) # abca
1.4 正则表达式进阶
- 使用
re模块直接匹配
import re
print(re.match('hello', 'hello world')) # <re.Match object; span=(0, 5), match='hello'>
- 先编译再匹配
import re
# 将正则表达式编译
pattern = re.compile('hello')
# 通过match进行匹配
result = pattern.match('hello world')
print(result) # <re.Match object; span=(0, 5), match='hello'>
注释：先编译再匹配的方式性能较高。
- 匹配不到则返回
None
import re
pattern = re.compile('hello')
print(pattern.match('Hello')) # None
- 忽略大小写
import re
pattern = re.compile('hello', re.I)
print(pattern.match('Hello')) # <re.Match object; span=(0, 5), match='Hello'>
-
r转义
使用Python的r前缀，就不用考虑转义的问题了。
import re
pattern1 = re.compile('A\\b')
pattern2 = re.compile(r'A\b')
print(pattern1.match('A\b'))
# <re.Match object; span=(0, 1), match='A'>
print(pattern1.match('A\b'))
# <re.Match object; span=(0, 1), match='A'>
注释：pattern1和pattern2写法等价。
-
findall方法
import re
content = 'a1B22ccc333D4'
p2 = re.compile(r'[a-z]+', re.I)
print(p2.findall(content)) # ['a', 'B', 'ccc', 'D']
print(re.findall(r'[a-z]+', content, re.I)) # ['a', 'B', 'ccc', 'D']
print(re.findall(r'([a-z])\d', content, re.I)) # ['a', 'B', 'c', 'D']
print(re.findall(r'([a-z]+)(\d)', content, re.I)) # [('a', '1'), ('B', '2'), ('ccc', '3'), ('D', '4')]
注释：group与findall结合使用时，findall可以匹配组内字符串。
-
search方法
import re
content = 'hello world!'
regex = re.compile(r'world')
print(regex.search(content))
# <re.Match object; span=(6, 11), match='world'>
print(re.search(r'world', content))
# <re.Match object; span=(6, 11), match='world'>
-
match()与search()的区别
match()函数只检测字符串开头位置是否匹配，匹配成功返回结果。用于判断字符串开头或整个字符串是否匹配，速度快。
search()会整个字符串查找,直到找到一个匹配。
import re
content = 'hello world!'
print(re.search(r'hello', content))
# <re.Match object; span=(0, 5), match='hello'>
print(re.search(r'world', content))
# <re.Match object; span=(6, 11), match='world'>
print(re.match(r'hello', content))
# <re.Match object; span=(0, 5), match='hello'>
print(re.match(r'world', content))
# None
-
group()和groups()的使用
import re
result = re.search(r'world', 'hello world!')
print(result)
# <re.Match object; span=(6, 11), match='world'>
print(result.group()) # world
print(result.groups()) # ()
identity = '411423202010060028'
regex = re.compile(r'(\d{6})(?P<year>\d{4})((?P<month>\d{2})(?P<day>\d{2}))\d{2}\d(?P<sex>[0-9]|X)')
result = regex.search(identity)
print(result.group()) # 411423202010060028
print(result.group(2)) # 2020
print(result.groups()) # ('411423', '2020', '1006', '10', '06', '8')
print(result.groupdict())
# {'year': '2020', 'month': '10', 'day': '06', 'sex': '8'}
注释：(?P<name>regex)表示给组regex命名为name。
-
split()正则切割
import re
s = 'one1two22three333four4five5six6'
print(re.split(r'\d+', s))
# ['one', 'two', 'three', 'four', 'five', 'six', '']
-
sub()正则替换
import re
# 字符替换
s = 'one1two22three333four4five5six6'
s1 = re.sub(r'\d+', '@', s)
print(s1)
# one@two@three@four@five@six@
# 分组替换
s2 = 'hello world'
s3 = re.sub(r'(\w+) (\w+)', r'\2 \1', s2)
print(s3) # world hello
# 复杂替换
s3 = 'hello world'
s4 = re.sub(r'(\w+) (\w+)', lambda m: m.group(2).upper() + ' ' + m.group(1).upper(), s2)
print(s4) # WORLD HELLO
1.5 正则表达式综合实战
- 匹配
html字符串中的图片src
import re
with open('src.html', encoding='utf-8') as f:
html = f.read()
regex = re.compile(r'<img.+?src="(.+?)".+?>')
images = regex.findall(html)
for ls in images:
print(ls)
注释：?实现非贪婪匹配。findall获取group内字符串。
2. 综合实战 - 飞机大战
2.1 介绍
- 目标
掌握面向对象分析和开发的思想
能对项目进行拆分，进行模块化开发
了解项目开发的基本流程
理解并运用Python包、模块相关知识
理解并运用文件读写，函数式编程
理解简单2d游戏开发的基本思路
掌握IDE调试技巧 - 重难点技能
面向对象分析及开发方法
Python包与模块：标准模块和第三方模块的使用
Python多线程、多进程的运用
游戏开发入门及对Pygame的使用
2.2 Pygame介绍及使用
-
Pygame介绍
2D游戏开发工具包。 -
Pygame文档
http://www.pygame.org/docs/ -
Pygame安装
(1) 创建项目
image.png
(2) 安装pygame
(PlaneWars) ➜ PlaneWars pip install pygame
Collecting pygame
Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/32/37/453bbb62f90feff2a2b75fc739b674319f5f6a8789d5d21c6d2d7d42face/pygame-1.9.6-cp37-cp37m-macosx_10_11_intel.whl (4.9MB)
100% |████████████████████████████████| 4.9MB 1.5MB/s
Installing collected packages: pygame
Successfully installed pygame-1.9.6
(PlaneWars) ➜ PlaneWars python
import sys, pygame
# 1. pygame初始化
pygame.init()
size = width, height = 320, 240 # 元组，等价于(320, 240)
speed = [2, 2]
black = 0, 0, 0 # 元组，等价于(0, 0, 0)
# 2. 创建窗口对象
screen = pygame.display.set_mode(size)
# 获取图片对象
ball = pygame.image.load("intro_ball.gif")
# 获取图片对象位置
ballrect = ball.get_rect()
# 3. 游戏主循环
while 1:
# 处理游戏事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 更新游戏状态(图片对象位置)
ballrect = ballrect.move(speed)
if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
speed[0] = -speed[0]
if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
speed[1] = -speed[1]
# 窗口视图绘制
screen.fill(black) # 使用黑色填充窗口
screen.blit(ball, ballrect) # 指定位置绘制图片
pygame.display.flip() # 更新窗口
- 游戏中的图片
(1) 图片加载
bg = pygame.image.load(url)
(2) 获取图片尺寸
rect = bg.get_rect()
(3) 图片移动
rect.move((x, y))
(4) 图片绘制
screen.blit(ball, (x, y)/rect)
import sys, pygame
# 初始化
pygame.init()
# 屏幕对象
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
# 加载图片
ball = pygame.image.load('intro_ball.gif')
# 获取图片位置
rect = ball.get_rect()
while True:
# 处理事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 绘制
screen.blit(ball, rect)
screen.blit(ball, rect.move([50, 50]))
screen.blit(ball, (100, 100))
pygame.display.flip()
注释：pygame.display.set_mode()和pygame.image.load()方法返回值都是Surface对象。Surface.get_size()方法可以获取尺寸。
-
Surface对象与Rect对象
(1)Surface对象
pygame.Surface.get_size
pygame.Surface.get_width
pygame.Surface.get_height
pygame.Surface.get_rect
(2)Rect对象
pygame.Rect.move
Rect对象具有几个虚拟属性，可用于移动和对齐Rect
x,y,top,left,bottom,right,topleft,bottomleft,topright,bottomright,midtop,midleft,midbottom,midright,center,centerx,centery,size,width,height,w,h
其中，尺寸初始信息为图片原始尺寸大小，位置初始信息为(0, 0)。 - 游戏中的颜色和形状
import sys, pygame
# 初始化
pygame.init()
# 屏幕对象
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
red = pygame.Color(255, 0, 0)
while True:
# 处理事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 直线
pygame.draw.line(screen, red, (10, 10), (80, 80), 5)
# 矩形
pygame.draw.rect(screen, red, (100, 100, 50, 50), 1)
# 圆
pygame.draw.circle(screen, red, (300, 300), 50, 10)
pygame.display.flip()
- 游戏中的文字
import sys, pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
red = pygame.Color(255, 0, 0)
font = pygame.font.Font('./static/hwxw.ttf', 60) # 字体文件 字体大小
text = font.render('华文新魏', True, red, (255, 255, 255)) # 文字 平滑字体 文字颜色 背景颜色
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
screen.blit(text, (20, 100))
pygame.display.flip()
注释：颜色可以用pygame.Color(R, G, B)生成，也可以用(R, G, B)元组表示。
- 游戏中的音乐
import sys, pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
pygame.mixer.music.load('./static/bg_music.mp3') # 加载音乐
pygame.mixer.music.set_volume(0.5) # 设置音量(0-1)
pygame.mixer.music.play(-1) # 循环播放
while True:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
注释：game.mixer.music用来播放背景音乐。
- 游戏中的音效
import pygame
pygame.init()
sound = pygame.mixer.Sound('./static/bullet.wav')
sound.play()
while True:
pass
注释：pygame.mixer.Sound()播放音效。音频可以可以是OGG音频文件或者WAV音频文件
- 游戏中的动画切换
import sys, pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
hero1 = pygame.image.load('./static/hero1.png')
hero2 = pygame.image.load('./static/hero2.png')
clock = pygame.time.Clock()
count = 1
while True:
clock.tick(60) # 设置动画帧数
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
screen.fill((255, 255, 255))
# 等价写法: screen.fill(pygame.Color(255, 255, 255))
if count % 2 == 0:
screen.blit(hero1, (100, 100))
else:
screen.blit(hero2, (100, 100))
count += 1
pygame.display.flip()
- 精灵、精灵组与碰撞检测
(1) 两个精灵之间的矩形检测
pygame.sprite.collide_rect
pygame.sprite.collide_rect_ratio
(2) 两个精灵之间的圆形检测
pygame.sprite.collide_circle
pygame.sprite.collide_circle_ratio
(3) 两个精灵之间的像素遮罩检测
pygame.sprite.collide_mask
(4) 精灵与精灵组之间的碰撞检测
pygame.sprite.spritecollide
(5) 两个精灵组之间的碰撞检测
pygame.sprite.groupcollide
(6) 将精灵从所有精灵组中删除
pygame.sprite.Sprite.kill
(7) 删除所有精灵
pygame.sprite.Group.empty
import sys, pygame
# 初始化
pygame.init()
# 屏幕对象
screen = pygame.display.set_mode((500, 500))
class Block(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self, color, x, y, width, height):
pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
self.image = pygame.Surface([width, height])
self.image.fill(color)
self.rect = pygame.Rect(x, y, width, height)
def move(self, x, y):
self.rect = self.rect.move(x, y)
s1 = Block((255, 0, 0), 50, 50, 50, 50)
s2 = Block((0, 255, 0), 90, 90, 100, 50)
while True:
# 处理事件
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
screen.blit(s1.image, s1.rect)
screen.blit(s2.image, s2.rect)
# 矩形检测碰撞
result1 = pygame.sprite.collide_rect(s1, s2)
# 使用缩放为一定比例的圆，检测两个小精灵之间的碰撞
result2 = pygame.sprite.collide_circle_ratio(0.5)(s1, s2)
print(result1, result2) # 1 False
pygame.display.flip()
2.3 实战：飞机大战游戏
- 开发步骤
面向对象项目分析
项目初始化
载入我方飞机
载入敌方飞机
碰撞检测、爆炸效果及音效
成绩统计 - 项目扩展完善
使用多线程/多进程来扩展敌机数量
爆炸效果延时展示
添加游戏暂停功能
添加中型敌机，大型敌机
添加多条生命
记录玩家的多条分数记录
敌机发射子弹 - 代码地址
https://github.com/nmwei/PlaneWars
https://github.com/nmwei/MyPlaneWars
