Написание первых программ Python 2. Написание первых программ Python

• Название: Написание первых программ Python
• Дата: 11.03.2023
• Размер: 57.33 Kb.
• Имя файла: Написание первых программ Python 2.docx
• Тип: Документы; #980636

Написание первых программ Python

В этом модуле представлены сведения на различные темы, таких как ввод в консоль и вывод из нее, переменные и типы данных, а также преобразование типов.

Цели обучения

В этом модуле вы узнаете, как выполнять следующие задачи:

• 
  управлять вводом в консоль и выводом из нее с помощью функций;
  
• 
  создавать переменные для хранения данных;
  
• 
  различать типы данных;
  
• 
  выполнять преобразование между типами данных.
  

Предварительные требования

Знакомство с концепцией программирования.

Этот модуль входит в состав указанных схем обучения

• 
  Python для начинающих
  

• 
  Введение1 мин
  
• 
  Работа с выходными данными6 мин
  
• 
  Упражнение. Работа с выходными данными8 мин
  
• 
  Сбор входных данных2 мин
  
• 
  Упражнение. Сбор входных данных8 мин
  
• 
  Тест на проверку знаний4 мин
  
• 
  Сводка1 мин
  

Введение

Часто требуется разрабатывать программы, которые могут не только отображать информацию на экране или в консоли, но и принимать входные данные от пользователей или даже других программ. В этом модуле вы создадите первую программу на Python, чтобы узнать, как управлять вводом в консоль и выводом из нее. Кроме того, вы узнаете об основных понятиях программирования Python, таких как переменные и преобразование между типами данных.

Сценарий: разработка первых приложений начинающим программистом

В этом сценарии вы начинающий космонавт-стажер и работаете на космическом корабле в будущем. Ваша задача — найти и исследовать новые солнечные системы. Ваша специальность — инженер, и вам нужно разработать ряд служебных программ для более опытных сотрудников на борту.

Чему вы научитесь?

В этом модуле вы узнаете больше о следующих компонентах.

• 
  управлять вводом в консоль и выводом из нее с помощью функций;
  
• 
  создавать переменные для хранения данных;
  
• 
  различать типы данных;
  
• 
  выполнять преобразование между типами данных.
  

Какова главная цель?

Создайте свои первые программы Python с помощью базовых элементов программирования.

Предварительные требования

Вы должны быть знакомы с концепцией программирования.

Для завершения этого модуля устанавливать Python не нужно. Для выполнения упражнений вы будете использовать интерактивную песочницу.

Если вы хотите опробовать код в объяснениях, сначала ознакомьтесь с статьей Начало работы с Python в Visual Studio Code, если вы еще этого не сделали. Этот модуль поможет вам подготовить среду Python.

Работа с выходными данными

Приступая к изучению любого языка программирования, сначала поработайте с несколькими операторами кода в цикле read-eval-print loop (REPL). Но вскоре вам нужно будет перейти к серьезной разработке. Это означает, чтоб вам потребуется больше узнать о языке, способе структурирования программы и многом другом.

Программа Python

Чтобы создать программу на Python, необходимо сохранить ее в файле. У файла должно быть расширение .py.

Назначение программы — реализация определенных действий или выполнение задачи. Чтобы программа могла выполнить задачу, вам нужно добавить выражения или инструкции, реализующие соответствующие действия для выполнения задачи. Например, инструкция может выводить текст или выполнять какие-либо расчеты. Пример программы с именем python.py может выглядеть примерно так:

PythonКопировать

# program.py

sum = 1 + 2

print(sum)

Запуск программы

Предположим, что вы создали программу, состоящую из нескольких инструкций. Запустите его, запустив исполняемую программу Python в консоли. Консоль — это приложение командной строки, которое позволяет взаимодействовать с операционной системой. Чтобы запустить программу, введите имя исполняемой программы Python, а затем имя программы. Вот пример такого вызова:

КонсольКопировать

python3 program.py

При выполнении такой программы в консоли отобразится следующий результат:

Функция print()

Одна из первых задач, которую, вам, вероятно, потребуется выполнить, — это вывод в консоль. В консоли можно выполнять команды и программы. Кроме того, вы можете вводить информацию и отображать ее в виде текста на экране.

Чтобы записать сведения в консоль, можно использовать функцию print() и реализовать ее как базовую функцию. Так как это основная функция, у вас есть к ней доступ, если установлен Python. Чтобы использовать print() в программе, присвойте ему аргумент :

PythonКопировать

print("show this in the console")

Теперь при запуске программы на консоли будет отображаться следующий результат:

Выходные данные

show this in the console

Обратите внимание, как команда вызывается print() с помощью круглых скобок. Именно так выполняется функция. Если вы использовали квадратные скобки ([]) вместо круглых скобок, это не будет работать, как вы заметите, если запустить программу снова с помощью следующего кода:

PythonКопировать

print["show this in the console"]

Появятся следующие выходные данные.

Выходные данные

Traceback (most recent call last):

File "/
/program.py", line 1, in

print["show this in the console"]

TypeError: 'builtin_function_or_method' object is not subscriptable

Кроме того, обратите внимание на использование двойных кавычек (""). Так объявляется так называемый строковый литерал со значением, которое выводится в консоль, например, "show this in the console" (показать это в консоли).

Переменные

Чтобы добиться любой цели с помощью кода, необходимо понимать, что вы работаете с данными. Так как программа работает с данными, возможно, вам потребуется сохранить определенное значение во время выполнения программы. Для этого используются переменные.

В следующем примере выполняется вычисление, а затем оно сохраняется в переменных:

PythonКопировать

sum = 1 + 2 # 3

product = sum * 2

print(product)

Типы данных

Переменная делает допущение в отношении типа данных. В предыдущей программе sum присваивается тип int. Но есть гораздо больше типов данных. Вот несколько типов, с которыми вы, скорее всего, будете работать:

Тип	Описание	Пример(ы)
Числовой тип	Число (с десятичными знаками или без них)	int, float, complex, no = 3
Тип текста	Строка символов	str = "a literal string"
Тип Boolean	Логическое	continue = True

Есть более сложные типы, но мы начнем с этих.

Вот фрагмент кода, демонстрирующий некоторые из перечисленных выше типов:

PythonКопировать

planets_in_solar_system = 8 # int, pluto used to be the 9th planet, but is too small

distance_to_alpha_centauri = 4.367 # float, lightyears

can_liftoff = True

shuttle_landed_on_the_moon = "Apollo 11" #string

Как определить тип? Если есть данные, назначаемые переменной, как в следующем коде, вы можете их обозначить:

PythonКопировать

distance_to_alpha_centauri = 4.367 # looks like a float

Другой способ — использовать функцию type():

PythonКопировать

type(distance_to_alpha_centauri) ##

Операторы

Операторы позволяют выполнять различные операции с переменными и их значениями. Общая идея состоит в том, что у вас есть левая и правая стороны и оператор в центре:

PythonКопировать



Вот как выглядит реальный пример приведенного выше кода заполнителя:

PythonКопировать

left_side = 10

right_side = 5

left_side / right_side # 2

В этом примере используется косая черта (/) для деления значения left_side на значение right_side.

На самом деле существует гораздо больше операторов. В этом уроке описаны некоторые из самых важных операторов, с которыми вам, возможно, потребуется работать.

Python использует два типа операторов: арифметический оператор и оператор присваивания.

Арифметические операторы

С помощью арифметических операторов можно выполнять такие вычисления, как сложение, вычитание, деление и умножение. Вот подмножество арифметических операторов, которые вы можете использовать:

Тип	Описание	Пример
+	Оператор сложения, с помощью которого суммируются два значения	1 + 1
-	Оператор вычитания, с помощью которого значение с правой стороны вычитается из значения с левой стороны	1 - 2
/	Оператор деления, с помощью которого значение с левой стороны уменьшается во столько раз, сколько указано в правой части	10 / 2
*	Оператор умножения	2 * 2

Операторы присваивания

Операторы присваивания используются для присваивания значений переменной в течение ее жизненного цикла. Вот некоторые операторы присваивания, с которыми, скорее всего, вам придется иметь дело, когда вы будете учиться создавать программы:

Оператор	Пример
=	x = 2 x равен 2.
+=	x += 2 x увеличивается на 2. Если до этого он был равен 2, то теперь имеет значение 4.
-=	x -= 2 x уменьшается на 2. Если до этого он был равен 2, то теперь имеет значение 0.
/=	x /= 2 x делится на 2. Если до этого он был равен 2, то теперь имеет значение 1.
*=	x *= 2 x умножается на 2. Если до этого он был равен 2, то теперь имеет значение 4.

даты.

При создании программ вы, скорее всего, будете работать с датами. Дата в программе обычно означает как календарную дату, так и время.

Дата может использоваться в различных приложениях, например:

• 
  Файл резервной копии:. Использовать дату в качестве части имени файла резервной копии — это хороший способ указать, когда была создана резервная копия и когда ее нужно создать повторно.
  
• 
  Условие:. Возможно, вам потребуется выполнить определенную логику при наступлении указанной даты.
  
• 
  Метрика:. Даты используются для проверки производительности кода, например, для измерения времени, требующегося для выполнения функции.
  

Для работы с датой необходимо импортировать модуль date:

PythonКопировать

from datetime import date

Затем вы можете вызвать функции, с которыми хотите работать. Чтобы получить сегодняшнюю дату, вы можете вызвать функцию today():

PythonКопировать

date.today()

Отобразить дату в консоли можно с помощью функции print(). Функция print() принимает много типов данных в качестве входных. Вот как отобразить сегодняшнюю дату:

PythonКопировать

print(date.today())

Преобразование типа данных

Вам нужно использовать дату с каким-либо типом данных, как правило, со строкой. Если, например, нужно отобразить сегодняшнюю дату в консоли, может возникнуть проблема:

PythonКопировать

print("Today's date is: " + date.today())

Поступает сообщение об ошибке:

Выходные данные

Traceback (most recent call last):

File "/
/program.py", line 4, in

print("Today's date" + date.today())

TypeError: can only concatenate str (not "datetime.date") to str

Последняя строка сообщения содержит сведения о проблеме. Вы пробуете использовать оператор + и объединить два типа данных: строку и дату.

Чтобы этот код работал, необходимо преобразовать дату в строку. Такое преобразование выполняется с помощью служебной функции str():

PythonКопировать

print("Today's date is: " + str(date.today()))

Выходные данные выглядят следующим образом.

Выходные данные

Today's date is:


Упражнение. Работа с выходными данными

ЗавершеноXP: 100

• 
  8 мин
  

Для выполнения модуля необходимо воспользоваться песочницей. Песочница предоставляет доступ к бесплатным ресурсам. За вашу личную подписку плата взиматься не будет Песочницы можно использовать только для обучения с помощью Microsoft Learn. Использовать их для других целей запрещено. Это может привести к блокировке доступа на неопределенный срок.

Корпорация Майкрософт предоставляет эту лабораторию и связанное содержимое для образовательных целей. Вся представленная информация принадлежит корпорации Майкрософт и предназначена исключительно для изучения продуктов и служб, рассматриваемых в этом модуле Microsoft Learn.

Your first program

You will use a Jupyter notebook to create your first program. Your senior officer wants you to create code to perform a couple of utilities. You will start by displaying today's date. Then you will add code to convert parsecs to lightyears.

This exercise is broken into a series of steps. For each step you will be presented with the goal for the step, followed by an empty cell. Enter your Python into the cell and run it. The solution for each step will follow each cell.

Display today's date

In the cell below, add the code to display today's date. Remember you can use the date object from the datetime library to access calendar information.

[ ]

# Add the code below
Нажмите SHIFT + ВВОД для запуска

Your code should look like the following:

from datetime import date
print(date.today())

Build a unit converter

Now it's time to turn your attention to the second utility, converting parsecs to lightyears. One parsec is 3.26 lightyears, so you will multiply parsecs by that value to determine lightyears.

Create a variable named parsecs and set it to 11. Then add the code to perform the appropriate calculation and store the result in a variable named lightyears. Finally print the result on the screen with so it displays a message which resembles the following:

11 parsecs is ___ lightyears

Remember to you can use str to convert numbers to strings

[ ]

Нажмите SHIFT + ВВОД для запуска

Your code should resemble the following:

parsecs = 11

lightyears = parsecs * 3.26

print(str(parsecs) + " parsecs is " + str(lightyears) + " lightyears")

Desired output

When you run the notebook you should see the following result:

11 parsecs is 35.86 lightyears

Сбор входных данных

Вы уже узнали о различных конструкциях языка Python. Кроме того, вы создали несколько программ. Но программы работают с данными, и эти данные поступают из определенного источника. В этом уроке вы подробно изучите, как собирать входные данные из командной строки и из пользовательских данных.

Входные данные в командной строке

При запуске программы с помощью python3 для запуска файлу присваивается имя. Кроме того, вы можете присвоить ему набор аргументов — данные, к которым программа будет иметь доступ при запуске. Вот как это может выглядеть:

BashКопировать

python3 backup.py 2023-01-01

В приведенном выше коде строку "2023-01-01" можно использовать в качестве инструкции для программы , backup.py для запуска резервного копирования с этой даты. Основное преимущество, предоставляемое аргументами командной строки, — это гибкость. Поведение программы может зависеть от внешних входных данных.

аргументов командной строки;

Как эти команды фиксируются на стороне кода? С помощью модуля sys вы можете получить аргументы командной строки и использовать их в программе. Взгляните на следующий код:

PythonКопировать

import sys
print(sys.argv)

print(sys.argv[0]) # program name

print(sys.argv[1]) # first arg

sys.argv является массивом или структурой данных, содержащей множество элементов. Первая позиция, обозначенная в массиве как 0, содержит имя программы. Вторая позиция, 1, содержит ваш первый аргумент. Предположим, что backup.py программы содержит пример кода, и вы запускаете его следующим образом:

КонсольКопировать

python3 backup.py 2023-01-01

Затем программа выдает следующий результат:

Выходные данные

['backup.py', '2023-01-01']

backup.py

2023-01-01

вводимые пользователем данные;

Другой способ передачи данных в программу — их ввод пользователем. Вы можете реализовать поведение, при котором программа подает пользователю запрос на ввод информации. Вы сохраняете введенные данные в программе, а затем работаете с ними.

Для сбора данных от пользователя используется функция input(). Ниже приведен пример:

PythonКопировать

print("Welcome to the greeter program")

name = input("Enter your name: ")

print("Greetings " + name)

Предположим, что input.py программы содержит пример кода, и вы запускаете его следующим образом:

КонсольКопировать

python3 input.py

При запуске программы вы можете ввести свое имя, например:

Выходные данные

Welcome to the greeter program

Enter your name:

После ввода значения и нажатия клавиши ВВОД будет возвращено приветствие:

Выходные данные

Welcome to the greeter program

Enter your name: Picard

Greetings Picard

Работа с числами

Функция input() сохраняет результат в виде строки. Поэтому следующий код может не подходить для выполнения требуемой задачи:

Python

print("calculator program")

first_number = input("first number: ")

second_number = input("second number: ")

print(first_number + second_number)

При запуске этой программы вы можете ввести первое число, скажем 3:

Выходные данные

calculator program

first number: 3

После нажатия клавиши ВВОД можно ввести второе число, например 4:

Выходные данные

calculator program

first number: 3

second number: 4

Нажатие клавиши ВВОД приводит к следующему результату:

Выходные данные

calculator program

first number: 3

second number: 4

34

Возможно, вы ожидали, что эта программа даст ответ 7 вместо 34. Что же пошло не так?

Дело в том, что first_number и second_number являются строками. Чтобы вычисление выполнялось правильно, вам нужно изменить эти строки на числа с помощью функции int(). Для решения проблемы измените последнюю строку программы таким образом, чтобы использовался тип int():

PythonКопировать

print(int(first_number) + int(second_number))

Повторный запуск программы с теми же значениями теперь возвращает ответ 7 :


Упражнение. Сбор входных данных

Для выполнения модуля необходимо воспользоваться песочницей. Песочница предоставляет доступ к бесплатным ресурсам. За вашу личную подписку плата взиматься не будет Песочницы можно использовать только для обучения с помощью Microsoft Learn. Использовать их для других целей запрещено. Это может привести к блокировке доступа на неопределенный срок.

Корпорация Майкрософт предоставляет эту лабораторию и связанное содержимое для образовательных целей. Вся представленная информация принадлежит корпорации Майкрософт и предназначена исключительно для изучения продуктов и служб, рассматриваемых в этом модуле Microsoft Learn.

Creating reusable applications

Having a program with hard-coded values limits its flexibility. Your first officer likes the program you built to convert parsecs to lightyears, but wants the ability to specify a value for parsecs. She wants you to create a program which can accept user input.

This exercise is broken into a series of steps. For each step you will be presented with the goal for the step, followed by an empty cell. Enter your Python into the cell and run it. The solution for each step will follow each cell.

Accepting user input

In the prior exercise you created code to convert parsecs to lightyears and display the results, which looked like the following:

parsecs = 11

lightyears = parsecs * 3.26

print(str(parsecs) + " parsecs is " + str(lightyears) + " lightyears")

Using this code as a foundation, update how parsecs is set. Start by creating a variable named parsecs_input and setting it to the result of input, which should prompt the user to enter the number of parsecs. Then convert parsecs_input to an integer by using int and storing it in parsecs. Finish by performing the calculation and displaying the result.









КодMarkdown

[ ]

Нажмите SHIFT + ВВОД для запуска

Your code should look something like the following:

parsecs_input = input("Input number of parsecs:")

parsecs = int(parsecs_input)

lightyears = 3.26156 * parsecs
print(parsecs_input + " parsecs is " + str(lightyears) + " lightyears")


Проверка знаний

1. Какой код вы введете, чтобы отобразить строку в консоли?

– Код print(my message)

– Код println("my message")

– Код print("my message")

2. Если вы вызываете программу с использованием program.py 1 2, что будет содержать код sys.argv[0]?

– Он будет содержать program.py, имя программы.

– Он будет содержать 1, первый аргумент командной строки.

– Он будет содержать 2, второй аргумент командной строки.

3. Что произойдет, если выполнить инструкцию "1" + 2?

– Будет вычислено значение 3.

– Поступит сообщение об ошибке.

– Поступит ответ "12".

Сводка

При работе с этим модулем вы познакомились с понятиями, необходимыми для создания программы Python.

Вы познакомились с функцией print(), которая позволяет отображать выходные данные в консоли. Затем вы рассмотрели переменные и узнали, как с их помощью хранятся значения, которые позднее будут использоваться в коде. Вы узнали, что переменная должна иметь тип. Различные типы переменных в Python, которые позволяют хранить строки, числа и логические значения.

Кроме того, вы рассмотрели операторы, используемые для арифметических операций и для присваивания значений операторам.