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PyCharm是一種Python IDE，其帶有一整套可以幫助用戶在使用Python語言開發(fā)時提高其效率的工具。此外，該IDE提供了一些高級功能，以用于Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)。

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本文將展示如何使用免費的 PyCharm Community Edition 開發(fā)簡單的 CLI 應用程序來自動執(zhí)行日常任務。 雖然在本教程結束時您將獲得一個可用的密碼短語生成器，但請僅將其視為一個學習項目。 切勿使用此生成器生成的密碼短語保護任何真實數(shù)據(jù)。

關于密碼短語

什么是密碼短語？

我們每天都會使用很多密碼。 注冊使用服務或網(wǎng)站時，您都需要創(chuàng)建一個長而獨一無二的密碼，包含數(shù)字、特殊字符、大寫字母等。

這些要求都是為了使密碼能夠抵抗暴力攻擊。 暴力攻擊基本上是多次嘗試猜測密碼，直到最終猜對為止。 需要多少嘗試和多長時間取決于密碼的長度和復雜度。

密碼短語是由多個隨機單詞組成的密碼。 它不需要有意義，也不需要符合語法規(guī)則。 密碼短語通常包含 4 到 5 個單詞，越多越好。 例如，PhysicianBuiltHotPotatoRegularly 就是一個密碼短語。

為什么密碼短語更好？

A^1rL#2k2oPiA9H 是一個安全系數(shù)高的好密碼。 它包含大小寫字母、數(shù)字、特殊符號，長度為 15 個字符。 但是您更愿意記住哪個，A^1rL#2k2oPiA9H 還是 PhysicianBuiltHotPotatoRegularly？ 順便說一下，后者有 32 個字符。

除了記住密碼的難易程度之外，我們還應該注意破解密碼的難易程度。 來看下表：

兩者都很強，但密碼短語安全系數(shù)更高且更好記。 另外，如果在密碼短語中添加一些數(shù)字和特殊字符，這將使所需的平均猜測次數(shù)增加到 2210 次 – 幾乎不可能破解！

綜上：

• 由隨機單詞組成的密碼短語比由隨機字符組成的密碼更好記。
• 密碼短語通常比密碼更長，因此更能抵抗暴力攻擊，更安全。
• 密碼短語可以根據(jù)復雜度要求進行修改。 例如，您可以將單詞大寫來包含大寫字母，或者在單詞之間添加特殊字符和數(shù)字作為分隔符。

什么是密碼短語生成器

通常，密碼短語生成器是一種將隨機單詞組合成偽句來生成密碼的程序。 在本教程中，我們將使用 PyCharm 和 Typer 開發(fā)一個命令行工具，它將執(zhí)行以下操作：

• 生成由 4-5 個隨機單詞組成的密碼短語。
• 按照選項將密碼短語中的單詞大寫。 單詞默認不大寫。
• 使用任意符號作為單詞的分隔符。 默認不含分隔符。
• 添加第五個單詞，創(chuàng)建更長的密碼短語。 默認長度為四個單詞。

工具不會存儲您的密碼短語。

先決條件

• 具備 Python 經(jīng)驗。
• PyCharm Community Edition 2023.1 或更高版本。
• Python（可以在創(chuàng)建項目時下載）。

第一步

使用 Typer 編寫“Hello World”

首次啟動 PyCharm 時，您會看到歡迎屏幕。 點擊 New Project：

如果 PyCharm 已經(jīng)在運行，可以從主菜單中選擇 File | New Project。

在 “New Project”窗口打開后，找到頂部的 Location字段，使用它指定項目的目錄。 這也將用作項目名稱。

您可以選擇 PyCharm 將在其中安裝項目依賴項的虛擬環(huán)境的類型。 您還可以選擇創(chuàng)建環(huán)境的位置，以及基礎 Python 解釋器。

選擇首選環(huán)境類型并指定選項（或保留默認值），然后點擊 Create（創(chuàng)建）。

PyCharm 將創(chuàng)建包含虛擬環(huán)境的項目目錄（在我們的示例中為 venv）。 如果您在上一步中沒有清除 Create a main.py welcome script 復選框，它也會創(chuàng)建 main.py 并在編輯器中將其打開：

文件包含帶有一些基本指令的“Hello World”腳本。 將以下代碼復制到剪貼板：

def main():
    print("Hello World")


if __name__ == "__main__":
    typer.run(main)

轉到 PyCharm，按 ?A / Ctrl+A，然后按 ?V / Ctrl+V 替換 main.py 的內容。 您將得到：

您可以看到 ”typer“按鈕下方有一條紅色波浪線。 這表示 Python 解釋器無法識別 Type。 我們需要安裝此軟件包并將其導入 main.py 才能啟動腳本。

將鼠標指針懸停在高亮顯示的符號上，然后在彈出窗口中選擇 Install and import package ‘typer’（安裝并導入軟件包 ‘typer’）：

PyCharm 會將 Typer 軟件包安裝到項目環(huán)境中，并將其導入 main.py。

現(xiàn)在，我們可以運行腳本了。 點擊裝訂區(qū)域中的運行圖標，選擇 Run ‘main’：

帶有“Hello World”的 運行工具窗口將在底部打開：

生成第一個密碼短語

修改代碼，讓它打印密碼短語而不是“Hello World”。 這里的想法是隨機挑選單詞并組成短語。 因此，我們需要一個或多個可供選擇的單詞列表。 您可以手動準備這樣的列表，也可以使用大型語言模型生成。

創(chuàng)建單詞列表時，請確保它們的安全性。 如果惡意行為者訪問了單詞列表，他們將能夠在幾秒鐘內破解您的密碼。

在這一步中，您需要包含 4 個單詞的列表：

• obj_nouns.txt，包含將在我們生成的偽句中充當賓語的名詞。
• sub_nouns.txt，包含將充當主語的名詞。
• verbs.txt，包含動詞。
• adjectives.txt，包含形容詞。

每個列表中的單詞越多，腳本能夠生成的組合就越多。 每個單詞都應另起一行。

將生成或下載的單詞列表復制到項目目錄。 如果您想手動創(chuàng)建單詞列表，可以在 PyCharm 中進行：

1. 在 Project工具窗口中點擊項目目錄，然后按 ?N / Ctrl+N。
2. 選擇 File，指定文件名，例如 obj_nouns.txt。
3. PyCharm 將創(chuàng)建文件并在編輯器中將其打開。

項目結構應該如下所示：

首先，需要從文本文件讀取單詞。 將 print("Hello World") 替換為以下代碼：

sub_nouns = read_words('sub_nouns.txt')

同樣，read_words 下方有一條紅色波浪線。 我們需要創(chuàng)建這個函數(shù)。 將鼠標懸停在 read_words 上，然后在彈出窗口中點擊 Create function ‘read_words’（創(chuàng)建函數(shù) ‘read_words’）：

PyCharm 將創(chuàng)建一個函數(shù)存根。 指定 file_name 為函數(shù)形參，然后按 Tab 鍵開始編寫函數(shù)代碼：

您可以將高亮顯示的代碼復制到函數(shù)體中：

def read_words(file_name):
    with open(file_name, 'r') as f:
        words = f.readlines()
    return words

該函數(shù)將打開名稱在第一個形參中提供的文件。 然后，它會應用 readlines() 方法，這將返回包含文件行作為其元素的 Python 列表。 列表被保存到 words 變量中并由函數(shù)返回。

我們回到 main() 函數(shù)，使用新創(chuàng)建的 read_words 函數(shù)讀取另外 3 個單詞列表：

def main():
    sub_nouns = read_words('sub_nouns.txt')
    verbs = read_words('verbs.txt')
    adjectives = read_words('adjectives.txt')
    obj_nouns = read_words('obj_nouns.txt')

接下來，創(chuàng)建一個單詞列表的列表，將其命名為 word_bank。 稍后，我們將在為密碼短語選擇隨機單詞時迭代它：

    word_bank = [sub_nouns, verbs, adjectives, obj_nouns]

選擇的隨機單詞將被保存到另一個列表中。 把它命名為 phrase_words 并進行初始化：

    phrase_words = []

在接下來的 for 循環(huán)中，我們迭代 word_bank 的條目。 word_bank 中的每個條目都是一個包含單詞的列表。 我們從內置 random 模塊中調用 SystemRandom() 類的 choice() 方法，從列表中選擇一個隨機單詞。 然后，將所選單詞追加到 phrase_words：

    for word_list in word_bank:
        random_word = random.SystemRandom().choice(word_list)
        phrase_words.append(random_word)

雖然 random 是內置模塊，但我們還是需要導入它。 像之前一樣，您可以通過編輯器中的紅色波浪線來判斷。 將鼠標懸停在它上面，選擇 Import this name（導入此名稱）。

最后，使用 join 將包含隨機選擇單詞的列表轉換成短語并打印結果：

    passphrase = ''.join(phrase_words)
    print(passphrase)

main() 在這個階段應該是這樣的：

def main():
    sub_nouns = read_words('sub_nouns.txt')
    verbs = read_words('verbs.txt')
    adjectives = read_words('adjectives.txt')
    obj_nouns = read_words('obj_nouns.txt')
    word_bank = [sub_nouns, verbs, adjectives, obj_nouns]
    phrase_words = []
    for word_list in word_bank:
        random_word = random.SystemRandom().choice(word_list)
        phrase_words.append(random_word)
    passphrase = ''.join(phrase_words)
    print(passphrase)

現(xiàn)在，運行腳本來檢查它是否正常運作。 點擊裝訂區(qū)域中的 Run圖標，并選擇 Run ‘main’（運行 ‘main’），您應該得到：

現(xiàn)在已經(jīng)有了 4 個單詞，但它絕對不是短語。 當代碼正常工作但產生意外結果時，就需要進行調試。

從當前輸出可以看到，腳本成功從單詞列表選擇了隨機單詞。 它沒有做到的是將單詞組合成短語。 main() 的倒數(shù)第二行似乎是問題根源：

def main():
    ...
    passphrase = ''.join(phrase_words)
    print(passphrase)

為了查看特定代碼行生成的結果，我們應該在該行上放置一個斷點。 然后，調試器將在執(zhí)行帶有斷點的行之前停止。 要設置斷點，請點擊要檢查的行旁邊的裝訂區(qū)域：

要開始調試過程，像之前一樣點擊裝訂區(qū)域中的 Run圖標，但這次，在彈出窗口中選擇 Debug ‘main’（調試 ‘main’）。 調試器將在斷點處啟動并停止執(zhí)行，在底部打開 Debug（調試）工具窗口：

在 Debug（調試）工具窗口的右側窗格中，您可以看到目前為止已賦值的變量。 展開 phrase_words 來查看其中的內容：

列表中有 4 個類型為 str 的條目。 每個字符串都以新行('\n') 結尾。 因此，后續(xù)將這些字符串連接在一起打印時，每個單詞都打印在單獨的行中。

如果查看其他列表，例如 adjectives，可以發(fā)現(xiàn)其中的所有條目也都以 ‘n’ 結尾。 我們從 read_words 函數(shù)獲取這些列表。 這意味著我們需要修正它，讓它返回沒有尾隨 ‘n’ 的單詞列表。

讓我們使用 strip() 和列表推導式，在返回之前去除每個列表條目中的 ‘n’：

def read_words(file_name):
    with open(file_name, 'r') as f:
        words = f.readlines()
        words = [word.strip() for word in words]
    return words

重新運行 main()，獲得結果：

以上便是使用PyCharm創(chuàng)建密碼短語生成器的上篇教程，下篇教程我們繼續(xù)講解如何創(chuàng)建更好的密碼短語。如果您有其他問題也可以繼續(xù)瀏覽本系列文章，獲取相關教程，你還可以給我留言或者加入我們的官方技術交流群。

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