Мэтиз. Изучаем Python. Crash course2 n d e d i t i o na h a n d s o n, p r o j e c t b a s e d i n t r o d u c t i o n t o p r o g r a m m i n g
 Скачать 6.2 Mb.
|
|
Обновления. Python, как и все языки, постоянно развивается. Я отслеживаю наборы обновлений, так что если что-то не работает — обращайтесь к этому ресурсу и проверьте, не изменилось ли что-то. Решения к упражнениям. Не жалейте времени на самостоятельное решение задач из разделов «Упражнения». Но если вы оказались в тупике и не знаете, что делать, ответы к большинству упражнений доступны в интернете. Памятки. Полный набор памяток, содержащих краткие сводки по основным концепциям. Почему именно Python? Каждый год я задумываюсь над тем, продолжать ли мне работать на Python или же перейти на другой язык — вероятно, более новый в мире программирования. И все же я продолжаю работать на Python по многим причинам. Язык Python невероятно эффективен: программы, написанные на нем, делают больше, чем многие на других языках и в меньшем объеме кода. Синтаксис Python также позволяет писать «чи- стый» код. Ваш код будет легко читаться, у вас будет меньше проблем с отладкой и расширением программ по сравнению с другими языками. 20 Введение Python используется для разных целей: для создания игр, построения веб- приложений, решения бизнес-задач и разработки внутренних инструментов для всевозможных интересных проектов. Python также широко применяется в научной области для теоретических исследований и решения прикладных задач. Впрочем, одной из самых важных причин для использования Python для меня остается сообщество Python, состоящее из невероятно разных и благожелательных людей. Сообщество играет исключительно важную роль в программировании, по- тому что программирование не является сугубо индивидуальным делом. Многим из нас, даже самым опытным программистам, приходится обращаться за советом к коллегам, которые уже решали похожие задачи. Существование связного, добро- желательного сообщества помогает решать задачи, и сообщество Python готово прийти на помощь людям, для которых Python является первым языком програм- мирования. Python — замечательный язык, так давайте браться за дело! От издательства Ваши замечания, предложения, вопросы отправляйте по адресу comp@piter .com (издательство «Питер», компьютерная редакция). Мы будем рады узнать ваше мнение! На веб-сайте издательства www .piter .com вы найдете подробную информацию о на- ших книгах. Часть I ОСНОВЫ В части I этой книги представлены базовые концепции, необходимые для написания программ на языке Python. Многие из этих концепций встречаются во всех языках программирования, поэтому они пригодятся вам на протяжении всей карьеры в программировании. В главе 1 вы установите Python на свой компьютер и запустите свою первую программу, которая выводит на экран сообщение Hello world! В главе 2 вы научитесь хранить информацию в переменных, работать с текстовыми и числовыми данными. В главах 3 и 4 вы познакомитесь со списками. Списки позволяют хранить любой объем информа- ции в одной переменной, что повышает эффективность работы с данными. Вы сможете работать с сотнями, тысячами и даже миллионами значений всего в нескольких строках кода. В главе 5 будут представлены команды if . С их помощью вы сможете написать код, который де- лает что-то одно, если некоторое условие истинно, и что-то другое, если условие не выполняется. Глава 6 показывает, как использовать словари Python, связывающие разные виды информа- ции. Словари, как и списки, могут содержать столько информации, сколько вы захотите в них поместить. В главе 7 вы научитесь получать данные от пользователей, чтобы ваши программы стали инте- рактивными. Также в этой главе описаны циклы while , многократно выполняющие блоки кода, пока некоторое условие остается истинным. В главе 8 вы займетесь написанием функций — именованных блоков кода, которые решают конкретную задачу и запускаются тогда, когда потребуется. В главе 9 представлены классы, предназначенные для моделирования реальных объектов: собак, кошек, людей, машин, ракет и т. д. С их помощью вы сможете представить в своем коде любые сущности, реальные или абстрактные. Глава 10 научит вас работать с файлами и обрабатывать ошибки, чтобы ваши программы не завер- шались аварийно. Вы узнаете, как сохранить данные перед закрытием программы и снова загрузить их при запуске программы. В этой главе рассматриваются исключения Python; с их помощью вы сможете предвидеть возможные ошибки и организовать их корректную обработку в программах. В главе 11 вы научитесь писать тесты для своего кода. Тесты проверяют, что ваша программа работает так, как было задумано. В результате вы сможете дорабатывать свои программы, не беспокоясь о возможном внесении новых ошибок. Тестирование — один из первых навыков, отличающих новичка от программиста среднего уровня. 1 Первые шаги В этой главе вы запустите свою первую программу на языке Python, hello_world . py . Сначала вы проверите, установлен ли Python на вашем компьютере, и если нет — установите его. Также будет установлен текстовый редактор для подготовки программ Python. Текстовые редакторы распознают код Python и выделяют син- таксические конструкции во время работы, упрощая понимание структуры кода разработчиком. Подготовка среды программирования Поддержка Python слегка отличается в разных операционных системах, поэтому вы должны учитывать некоторые аспекты. В этой главе мы проверим, что Python правильно установлен в вашей системе. Версии Python Каждый язык программирования развивается с появлением новых идей и техно- логий, и разработчики Python неустанно трудятся над тем, чтобы сделать язык более мощным и гибким. На момент написания книги новейшей была версия 3.7, но все программы в книге должны нормально работать в версии 3.6. В этом раз- деле вы определите, установлена ли поддержка Python в вашей системе и нужно ли установить новую версию. В приложении А содержится подробное руководство по установке новейших версий Python во всех основных операционных системах. Некоторые старые проекты Python продолжают использовать Python 2, но вам стоит остановиться на Python 3. Если в вашей системе установлена только версия Python 2, скорее всего, она нужна для поддержки других программ, необходимых для вашей системы. Мы оставим эту установку без изменений и позаботимся о том, чтобы в системе была более свежая версия для работы. Выполнение фрагментов кода Python Интерпретатор Python может выполняться в терминальном окне и позволяет опро- бовать фрагменты кода Python без сохранения и запуска всей программы. Python в разных операционных системах 23 В этой книге встречаются фрагменты следующего вида: ❶ >>> print("Hello Python interpreter!") Hello Python interpreter! Приглашение >>> означает, что используется окно терминала, а жирным шрифтом выделена команда, которую вы вводите и выполняете нажатием клавиши Enter. Большинство примеров в книге представляет небольшие самостоятельные про- граммы, которые запускаются из редактора, а не в терминале, потому что именно так вы будете писать большую часть своего кода. Но в некоторых случаях базовые концепции будут продемонстрированы серией фрагментов в терминальном сеансе Python, чтобы более эффективно показать отдельные концепции. Каждый раз, когда в листинге встречаются три угловые скобки , это означает, что перед вами вывод терминального сеанса. Вскоре мы опробуем возможность программирования в интерпретаторе для вашей системы. Также текстовый редактор будет использоваться для создания простой программы Hello World!. В мире программирования издавна принято начинать освоение нового языка с программы, выводящей на экран сообщение Hello world! — считается, что это принесет удачу. Даже такая простая программа выполняет вполне конкретную функцию. Если она запускается в вашей системе, то и любая программа, которую вы напишете на Python, тоже должна запускаться нормально. О текстовом редакторе Sublime Text Sublime Text — простой текстовый редактор, который устанавливается во всех основных операционных системах. Sublime Text позволяет запускать практически любые программы прямо из редактора (вместо терминала), а код выполняется в тер- минальном сеансе, встроенном в окно Sublime Text, что упрощает просмотр вывода. Редактор Sublime Text особенно удобен для начинающих, но многие профессио- нальные программисты также пользуются им. Если вы привыкнете к нему во время изучения Python, возможно, вы будете пользоваться им и при переходе на более крупные и сложные проекты. Политика лицензирования Sublime Text более чем либеральна: вы можете бесплатно пользоваться редактором сколь угодно долго, но автор требует приобрести лицензию, если программа вам понравилась и вы со- бираетесь использовать ее в будущем. В приложении Б приведена информация о других вариантах; возможно, вам стоит бегло просмотреть его. Если вы хотите быстро перейти к программированию, ис- пользуйте Sublime Text на первых порах и рассмотрите переход на другие редакто- ры, когда у вас появится некоторый опыт программирования. В этой главе я опишу процесс установки Sublime Text для вашей операционной системы. Python в разных операционных системах Python является кросс-платформенным языком программирования; это означает, что он работает во всех основных операционных системах. Любая программа на 24 Глава 1 • Первые шаги языке Python, написанная вами, должна выполняться на любом современном компьютере с установленной поддержкой Python. Впрочем, способы настройки Python для разных операционных систем слегка отличаются. В этом разделе вы узнаете, как подготовить Python к работе в вашей системе. Сна- чала вы проверите, установлена ли новая версия Python в вашей системе, и если нет — установите ее. Затем вы установите Sublime Text. Процедура состоит всего из двух шагов, отличающихся для разных операционных систем. Затем вы установите программу Hello World и устраните любые неполадки. Этот процесс будет описан для всех операционных систем, так что в итоге в вашем рас- поряжении появится простая и удобная среда программирования на Python. Python в системе Windows Windows далеко не всегда включает поддержку Python. Скорее всего, вам придется загрузить и установить Python, а затем загрузить и установить текстовый редактор Sublime Text. Установка Python Для начала проверьте, установлена ли поддержка Python в вашей системе. От- кройте окно командной строки: введите command в меню Пуск или щелкните на рабочем столе с нажатой клавишей Shift и выберите команду Open command window here . Введите в окне командной строки команду python в нижнем регистре. Если на экране появится приглашение >>> , значит, в системе установлена поддержка Python. Впрочем, скорее всего, вместо приглашения появится сообщение об ошиб- ке, в котором говорится, что команда python не опознана системой. Рис. 1.1. Не забудьте установить флажок Add Python to PATH Python в разных операционных системах 25 В таком случае (а также если будет выведена версия Python менее 3.6) загрузите программу установки Python для Windows. Откройте страницу https://python .org/ и наведите указатель мыши на ссылку Downloads . Появляется кнопка для загрузки новейшей версии Python. Щелкните на кнопке, которая запускает автоматическую загрузку правильного установочного пакета для вашей системы. После того как загрузка файла будет завершена, запустите программу установки. Не забудьте установить флажок Add Python to PATH ; это упростит правильную настройку систе- мы. На рис. 1.1 изображено окно мастера установки с установленным флажком. Запуск Python в терминальном сеансе Откройте окно командной строки и введите команду python в нижнем регистре. Если на экране появится приглашение Python ( >>> ), значит, система Windows обнаружила установленную версию Python: C:\> python Python 3.7.2 (v3.7.2:9a3ffc0492, Dec 23 2018, 23:09:28) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32 Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> ПРИМЕЧАНИЕ Если вы не увидите этот (или похожий) вывод, обращайтесь к более подробным инструкциям по установке в приложении А . Введите в сеансе Python следующую строку и убедитесь в том, что на экране по- явился вывод Hello Python interpreter! >>> print("Hello Python interpreter!") Hello Python interpreter! >>> Каждый раз, когда вы захотите выполнить фрагмент кода Python, откройте окно командной строки и запустите терминальный сеанс Python. Чтобы закрыть терми- нальный сеанс, нажмите Сtrl+Z , а затем Enter или введите команду exit() Установка Sublime Text Программу установки Sublime Text можно загрузить по адресу https://sublimetext . com/ . Щелкните на ссылке загрузки и найдите программу установки для Windows. После того как программа установки будет загружена, запустите ее и подтвердите все настройки по умолчанию. Python в системе macOS В большинстве систем macOS поддержка Python уже установлена, но скорее всего, это будет какая-нибудь устаревшая версия, которую не стоит использовать для обу- чения. В этом разделе мы установим новейшую версию Python, а затем текстовый редактор Sublime Text и убедимся в том, что он правильно настроен. 26 Глава 1 • Первые шаги Проверка наличия Python 3 в системе Откройте терминальное окно (команда ApplicationsUtilitiesTerminal ). Также можно нажать Command+пробел , ввести terminal и нажать Enter . Чтобы проверить, установ- лена ли поддержка Python в вашей системе, введите команду python (со строчной буквы p ). На экране появится информация о том, какая версия Python у вас уста- новлена, и приглашение >>> , в котором можно вводить команды Python: $ python Python 2.7.15 (default, Aug 17 2018, 22:39:05) [GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 9.1.0 (clang-902.0.39.2)] on darwin Type "help", "copyright", "credits", or "license" for more information. >>> Этот вывод сообщает, что Python 2.7.15 в настоящее время является версией Python по умолчанию, установленной на данном компьютере. Нажмите Ctrl+D или введите exit() , чтобы выйти из приглашения Python и вернуться к приглашению терминала. Чтобы проверить наличие Python 3, попробуйте ввести команду python3 . На экране может появиться сообщение об ошибке, но если из вывода следует, что в системе установлена версия Python 3.6 или более поздняя версия, вы можете перейти к раз- делу «Запуск Python в терминальном сеансе» этой главы. Если Python 3 не уста- навливается по умолчанию, ее необходимо установить вручную. Каждый раз, когда в книге встречается команда python , вводите вместо нее команду python3 , чтобы при запуске использовалась версия Python 3, а не Python 2; различия между этими версиями достаточно серьезны, чтобы при выполнении кода в книге с Python 2 могли возникнуть проблемы. Если команда выводит любой номер версии, предшествующий 3.6, выполните инструкции в следующем разделе для установки новейшей версии. Установка новейшей версии Python Программа установки Python доступна на сайте https://python .org/ . Наведите ука- затель мыши на ссылку Downloads . Появляется кнопка для загрузки новейшей версии Python. Щелкните на кнопке, которая запускает автоматическую загрузку правильного установочного пакета для вашей системы. После того как загрузка файла будет завершена, запустите программу установки. Когда установка будет завершена, введите следующую команду в приглашении терминала: $ python3 --version Python 3.7.2 Если появится похожий результат, значит, все готово к работе с Python. Каждый раз, когда в книге встречается команда python , вводите вместо нее команду python3 Python в разных операционных системах 27 Запуск Python в терминальном сеансе Для выполнения фрагментов кода Python можно открыть терминальное окно и ввести команду python3 . Введите в терминальном сеансе следующую строку: >>> print("Hello Python interpreter!") Hello Python interpreter! >>> Сообщение выводится прямо в текущем терминальном окне. Вспомните, что ин- терпретатор Python закрывается комбинацией клавиш Сtrl+D или командой exit() Установка Sublime Text Чтобы установить редактор Sublime Text, необходимо загрузить программу уста- новки по адресу https://sublimetext .com/ . Щелкните на ссылке Download и найдите программу установки для macOS. После того как программа установки будет за- гружена, откройте ее и перетащите значок Sublime Text в папку Applications Python в системе Linux Системы семейства Linux ориентированы на программистов, поэтому поддержка Python уже установлена на большинстве компьютеров Linux. Люди, которые зани- маются разработкой и сопровождением Linux, ожидают, что в какой-то момент вы займетесь программированием, и всячески способствуют этому. По этой причине для перехода к программированию вам почти ничего не придется устанавливать, а количество необходимых настроек будет минимальным. Проверка версии Python Откройте терминальное окно, запустив приложение Terminal в вашей системе (в Ubuntu нажмите клавиши Ctrl+Alt+T ). Чтобы проверить, какая версия Python установлена в вашей системе, введите команду python3 (со строчной буквы p ). Если Python присутствует в системе, эта команда запустит интерпретатор Python. На экране появится информация о том, какая версия Python у вас установлена, и приглашение >>> , в котором можно вводить команды Python: $ python3 Python 3.7.2 (default, Dec 27 2018, 04:01:51) [GCC 7.3.0] on linux Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> Этот вывод сообщает, что Python 3.7.2 в настоящее время является версией Python по умолчанию, установленной на данном компьютере. Нажмите Ctrl+D или введите exit() , чтобы выйти из приглашения Python и вернуться к приглашению терми- 28 Глава 1 • Первые шаги нала. Каждый раз, когда в книге встречается команда python , вводите вместо нее команду python3 Для запуска кода из книги необходима версия Python 3.6. Если в системе установ- лена более ранняя версия, обращайтесь к подробным инструкциям по установке в приложении А. Запуск Python в терминальном сеансе Для выполнения фрагментов кода Python можно открыть терминальное окно и ввести команду python3 , как мы поступили при проверке версии. Сделайте то же самое, но на этот раз введите в терминальном сеансе следующую строку: >>> |