Все о Python. Всё о Python. Всё о Python

• Название: Всё о Python
• Анкор: Все о Python
• Дата: 01.02.2022
• Размер: 299.11 Kb.
• Имя файла: Всё о Python.docx
• Тип: Документы; #348536

Всё о Python

Python представляет популярный высокоуровневый язык программирования, который предназначен для создания приложений различных типов. Это и веб-приложения, и игры, и настольные программы, и работа с базами данных. Довольно большое распространение питон получил в области машинного обучения и исследований искусственного интеллекта.

Впервые язык Python был анонсирован в 1991 году голландским разработчиком Гвидо Ван Россумом. С тех пор данный язык проделал большой путь развития. В 2000 году была издана версия 2.0, а в 2008 году - версия 3.0. Несмотря на вроде такие большие промежутки между версиями постоянно выходят подверсии. Так, текущей актуальной версией на момент написания данного материала является 3.10, которая вышла в октябре 2021 года.

Основные особенности языка программирования Python:

• 
  Скриптовый язык. Код программ определяется в виде скриптов.
  
• 
  Поддержка самых различных парадигм программирования, в том числе объектно-ориентированной и функциональной парадигм.
  
• 
  Интерпретация программ. Для работы со скриптами необходим интерпретатор, который запускает и выполняет скрипт.
  

Выполнение программы на Python выглядит следующим образом. Сначала мы пишим в текстовом редакторе скрипт с набором выражений на данном языке программирования. Передаем этот скрипт на выполнение интерпретатору. Интерпретатор транслирует код в промежуточный байткод, а затем виртуальная машина переводит полученный байткод в набор инструкций, которые выполняются операционной системой.

Здесь стоит отметить, что хотя формально трансляция интерпретатором исходного кода в байткод и перевод байткода виртуальной машиной в набор машинных команд представляют два разных процесса, но фактически они объединены в самом интерпретаторе.


Портативность и платформонезависимость. Не имеет значения, какая у нас операционная система - Windows, Mac OS, Linux, нам достаточно написать скрипт, который будет запускаться на всех этих ОС при наличии интерпретатора

• 
  Автоматическое управление памяти
  
• 
  Динамическая типизация
  

Python - очень простой язык программирования, он имеет лаконичный и в то же время довольно простой и понятный синтаксис. Соответственно его легко изучать, и собственно это одна из причин, по которой он является одним из самых популярных языков программирования именно для обучения. В частности, в 2014 году он был признан самым популярным языком программирования для обучения в США.

Python также популярен не только в сфере обучения, но в написании конкретных программ в том числе коммерческого характера. В немалой степени поэтому для этого языка написано множество библиотек, которые мы можем использовать.

Кроме того, у данного языка программирования очень большое коммьюнити, в интернете можно найти по данному языку множество полезных материалов, примеров, получить квалифицированную помощь специалистов.

Установка Python

Для создания программ на Python нам потребуется интерпретатор. Для его установки перейдем на страницу https://www.python.org/downloads/ и найдем ссылку на загрузку последней версии языка (на данный момент это 3.10.1):



По нажатию на кнопку будет загружен соответствующей текущей ОС установщик Python. Следует учитывать, что Windows 7 и более ранние версии не поддерживаются.

На ОС Windows при запуске инсталлятора запускает окно мастера установки:



Здесь мы можем задать путь, по которому будет устанавливаться интерпретатор. Оставим его по умолчанию, то есть C:\Users\[имя_пользователя]\AppData\Local\Programs\Python\Python310\.

Кроме того, в самом низу отметим флажок "Add Python 3.10 to PATH", чтобы добавить путь к интерпретатору в переменные среды.

После установки в меню Пуск на ОС Windows мы сможем найти иконки для доступа к разным утилитам питона:



Здесь утилита Python 3.10 (64-bit) представляет интерпретатор, в котором мы можем запустить скрипт. В файловой системе сам файл интерпретатора можно найти по пути, по которому производилась установка. На Windows по умолчанию это путь C:\Users\[имя_пользователя]\AppData\Local\Programs\Python\Python310, а сам интерпретатор представляет файл python.exe. На ОС Linux установка производится по пути /usr/local/bin/python3.10.
Источник: http://pythontutor.ru/lessons/inout_and_arithmetic_operations/
Занятие 1. Ввод и вывод данных

Python 3 — это современный язык, на котором просто и приятно писать программы.

Для печати значений в Питоне есть функция print(). Внутри круглых скобок через запятую мы пишем то, что хотим вывести. Вот программа, которая делает несколько вычислений:
print(5 + 10)

print(3 * 7, (17 - 2) * 8)

print(2 ** 16)  # две звёздочки означают возведение в степень

print(37 / 3)  # один слэш — это деление с ответом-дробью

print(37 // 3)  # два слэша считают частное от деления нацело

                # это как операция div в других языках

print(37 % 3)  # процент считает остаток от деления нацело

               # это как операция mod в других языках
Для ввода данных в программу мы используем функцию input(). Она считывает одну строку.

Вот программа, которая считывает имя пользователя и приветствует его:

print('Как вас зовут?')

name = input()  # считываем строку и кладём её в переменную name

print('Здравствуйте, ' + name + '!')

Мы будем писать программы, которые считывают данные, перерабатывают их и выводят какой-то результат. При запуске на компьютере такие программы считывают данные, которые пользователь вводит с клавиатуры, а результат выводят на экран.

Попробуем написать программу, которая считывает два числа и выводит их сумму. Для этого считаем два числа и сохраним их в переменные a и b, пользуясь оператором присваивания =. Слева от оператора присваивания в программах на Питоне ставится имя переменной — например, строка из латинских букв. Справа от оператора присваивания ставится любое выражение. Имя станет указывать на результат вычисления выражения. Проиграйте эту программу и посмотрите на результаты её работы:

a = input()

b = input()

s = a + b

print(s)

Мы видим, что программа выводит 57, хотя в реальной жизни 5 + 7 будет 12. Это произошло потому, что Питон в третьей строчке «сложил» две строки, а не два числа. В Питоне две строки складываются так: к первой строке приписывается вторая.

Обратите внимание, что в визуализаторе содержимое переменных a и b заключено в кавычки. Это означает, что в a и b лежат строки, а не числа.

В Питоне все данные называются объектами. Число 2 представляется объектом «число 2», строка 'hello' – это объект «строка 'hello'».

Каждый объект относится к какому-то типу. Строки хранятся в объектах типа str, целые числа хранятся в объектах типа int, дробные числа (вещественные числа) — в объектах типа float. Тип объекта определяет, какие действия можно делать с объектами этого типа. Например, если в переменных first и second лежат объекты типа int, то их можно перемножить, а если в них лежат объекты типа str, то их перемножить нельзя:

first = 5

second = 7

print(first * second)

first = '5'

second = '7'

print(first * second)
Чтобы преобразовать строку из цифр в целое число, воспользуемся функцией int(). Например, int('23') вернет число 23.

Вот пример правильной программы, которая считывает два числа и выводит их сумму:

a = int(input())

b = int(input())

s = a + b

print(s)

Занятие 2. Условия

1. Синтаксис условной инструкции

Все ранее рассматриваемые программы имели линейную структуру: все инструкции выполнялись последовательно одна за одной, каждая записанная инструкция обязательно выполняется.

Допустим мы хотим по данному числу x определить его абсолютную величину (модуль). Программа должна напечатать значение переменной x, если x>0 или же величину -x в противном случае. Линейная структура программы нарушается: в зависимости от справедливости условия x>0 должна быть выведена одна или другая величина. Соответствующий фрагмент программы на Питоне имеет вид:

x = int(input())

if x > 0:

    print(x)

else:

    print(-x)

В этой программе используется условная инструкция if (если). После слова if указывается проверяемое условие (x > 0), завершающееся двоеточием. После этого идет блок (последовательность) инструкций, который будет выполнен, если условие истинно, в нашем примере это вывод на экран величины x. Затем идет слово else (иначе), также завершающееся двоеточием, и блок инструкций, который будет выполнен, если проверяемое условие неверно, в данном случае будет выведено значение -x.

Итак, условная инструкция в Питоне имеет следующий синтаксис:

if Условие:

Блок инструкций 1

else:

Блок инструкций 2

Блок инструкций 1 будет выполнен, если Условие истинно. Если Условие ложно, будет выполнен Блок инструкций 2.

В условной инструкции может отсутствовать слово else и последующий блок. Такая инструкция называется неполным ветвлением. Например, если дано число x и мы хотим заменить его на абсолютную величину x, то это можно сделать следующим образом:

x = int(input())

if x < 0:

    x = -x

print(x)

В этом примере переменной x будет присвоено значение -x, но только в том случае, когда x<0. А вот инструкция print(x) будет выполнена всегда, независимо от проверяемого условия.

Для выделения блока инструкций, относящихся к инструкции if или else в языке Питон используются отступы. Все инструкции, которые относятся к одному блоку, должны иметь равную величину отступа, то есть одинаковое число пробелов в начале строки. Рекомендуется использовать отступ в 4 пробела и не рекомедуется использовать в качестве отступа символ табуляции.

Это одно из существенных отличий синтаксиса Питона от синтаксиса большинства языков, в которых блоки выделяются специальными словами, например, нц... кц в Кумире, begin... end в Паскале или фигурными скобками в Си.

2. Вложенные условные инструкции

Внутри условных инструкций можно использовать любые инструкции языка Питон, в том числе и условную инструкцию. Получаем вложенное ветвление – после одной развилки в ходе исполнения программы появляется другая развилка. При этом вложенные блоки имеют больший размер отступа (например, 8 пробелов). Покажем это на примере программы, которая по данным ненулевым числам x и y определяет, в какой из четвертей координатной плоскости находится точка (x,y):

x = int(input())

y = int(input())

if x > 0:

    if y > 0:               # x > 0, y > 0

        print("Первая четверть")

    else:                   # x > 0, y < 0

        print("Четвертая четверть")

else:

    if y > 0:               # x < 0, y > 0

        print("Вторая четверть")

    else:                   # x < 0, y < 0

        print("Третья четверть")

В этом примере мы использовали комментарии – текст, который интерпретатор игнорирует. Комментариями в Питоне является символ # и весь текст после этого символа до конца строки.

3. Операторы сравнения

Как правило, в качестве проверяемого условия используется результат вычисления одного из следующих операторов сравнения:

<

Меньше — условие верно, если первый операнд меньше второго.

>

Больше — условие верно, если первый операнд больше второго.

<=

Меньше или равно.

>=

Больше или равно.

==

Равенство. Условие верно, если два операнда равны.

!=

Неравенство. Условие верно, если два операнда неравны.

Например, условие (x * x < 1000) означает “значение x * x меньше 1000”, а условие (2 * x != y) означает “удвоенное значение переменной x не равно значению переменной y”.

Операторы сравнения в Питоне можно объединять в цепочки (в отличии от большинства других языков программирования, где для этого нужно использовать логические связки), например, a == b == c или 1 <= x <= 10.

4. Тип данных bool

Операторы сравнения возвращают значения специального логического типа bool. Значения логического типа могут принимать одно из двух значений: True (истина) или False (ложь). Если преобразовать логическое True к типу int, то получится 1, а преобразование False даст 0. При обратном преобразовании число 0 преобразуется в False, а любое ненулевое число в True. При преобразовании str в bool пустая строка преобразовывается в False, а любая непустая строка в True.

4.1. Логические операторы

Иногда нужно проверить одновременно не одно, а несколько условий. Например, проверить, является ли данное число четным можно при помощи условия (n % 2 == 0) (остаток от деления n на 2 равен 0), а если необходимо проверить, что два данных целых числа n и m являются четными, необходимо проверить справедливость обоих условий: n % 2 == 0 и m % 2 == 0, для чего их необходимо объединить при помощи оператора and (логическое И): n % 2 == 0 and m % 2 == 0.

В Питоне существуют стандартные логические операторы: логическое И, логическое ИЛИ, логическое отрицание.

Логическое И является бинарным оператором (то есть оператором с двумя операндами: левым и правым) и имеет вид and. Оператор and возвращает True тогда и только тогда, когда оба его операнда имеют значение True.

Логическое ИЛИ является бинарным оператором и возвращает True тогда и только тогда, когда хотя бы один операнд равен True. Оператор “логическое ИЛИ” имеет вид or.

Логическое НЕ (отрицание) является унарным (то есть с одним операндом) оператором и имеет вид not, за которым следует единственный операнд. Логическое НЕ возвращает True, если операнд равен False и наоборот.

Пример. Проверим, что хотя бы одно из чисел a или b оканчивается на 0:

a = int(input())

b = int(input())

if a % 10 == 0 or b % 10 == 0:

    print('YES')

else:

    print('NO')

Проверим, что число a — положительное, а b — неотрицательное:

if a > 0 and not (b < 0):
Или можно вместо not (b < 0) записать (b >= 0).

5. Каскадные условные инструкции

Пример программы, определяющий четверть координатной плоскости, можно переписать используя “каскадную“ последовательность операцией if... elif... else:

x = int(input())

y = int(input())

if x > 0 and y > 0:

    print("Первая четверть")

elif x > 0 and y < 0:

    print("Четвертая четверть")

elif y > 0:

    print("Вторая четверть")

else:

    print("Третья четверть")

В такой конструкции условия if, ..., elif проверяются по очереди, выполняется блок, соответствующий первому из истинных условий. Если все проверяемые условия ложны, то выполняется блок else, если он присутствует.