Программирование на Python

Часть 1. Возможности языка и основы синтаксиса

Серия контента:

Стоит ли изучать Python?

Python – это один из наиболее популярных современных языков программирования. Он пригоден для решения разнообразных задач и предлагает те же возможности, что и другие языки программирования: динамичность, поддержку ООП и кросс-платформенность. Разработку Python начал Гвидо Ван Россум (Guido Van Rossum) еще в середине 1990-х годов, поэтому к настоящему времени удалось избавиться от стандартных «детских» болезней, существенно развить лучшие стороны языка и привлечь множество программистов, использующих Python для реализации своих проектов.

Многие программисты считают, что необходимо изучать только «классические» языки программирования, такие как Java или C++, так как другие языки все равно не смогут обеспечить таких же возможностей. Однако в последнее время возникло убеждение, что программисту желательно знать более одного языка, так как это расширяет его кругозор, позволяя более творчески решать поставленные задачи и повышая его конкурентоспособность на рынке труда.

Изучить в совершенстве два таких языка как Java и C++ достаточно сложно и заняло бы много времени; кроме того, многие аспекты этих языков противоречат друг другу. В то же время Python идеально подходит на роль второго языка, так как он сразу же усваивается благодаря уже имеющимся знаниям в ООП, и тому, что его возможности не конфликтуют, а дополняют опыт, накопленный при работе с другим языком программирования.

Если же программист только начинает свой путь в области разработки ПО, то Python станет идеальным «вводным» языком программирования. Благодаря своей лаконичности он позволит быстрее овладеть синтаксисом языка, а отсутствие «наследства» в виде формировавшихся на протяжении многих лет аксиом поможет быстро освоить ООП. В силу этих факторов «кривая обучения» Python будет довольно короткой, и программист сможет перейти от учебных примеров к коммерческим проектам.

Поэтому кем бы ни являлся читатель данной статьи – опытным программистом или новичком в области разработки ПО, ответом на вопрос, который является и названием этого раздела, должно стать убедительное «да».

Этот цикл статей предназначен для того, чтобы помочь успешному преодолению «кривой обучения», последовательно предоставляя информацию, начиная с самых базовых принципов языка до его продвинутых возможностей в плане интеграции с другими технологиями. В первой статье речь пойдет об основных возможностях и синтаксисе Python. В дальнейшем мы рассмотрим более сложные аспекты работы с этим популярным языком, в частности объектно- ориентированное программирование на Python.

Архитектура Python

Любой язык, неважно – для программирования или общения, состоит как минимум из двух частей – словаря и синтаксиса. Язык Python организован точно так же, предоставляя синтаксис для формирования выражений, образующих исполняемые программы, и словарь – набор функциональности в виде стандартной библиотеки и подключаемых модулей.

Как уже упоминалось, синтаксис Python достаточно лаконичный, особенно если сравнивать с Java или C++. С одной стороны – это хорошо, так как чем проще синтаксис, тем проще его изучить и тем меньше ошибок можно совершить в процессе его использования. Однако у подобных языков есть недостаток – с их помощью можно передавать самую простую информацию и нельзя выражать сложные конструкции.

К Python это не относится, так как это язык простой, но упрощенный. Дело в том, что Python является языком с более высоким уровнем абстракции, выше, например, чем у Java и C++, и позволяет передать такое же количество информации в меньшем объеме исходного кода.

Также Python является языком общего назначения, поэтому может применяться практически в любой области разработки ПО (standalone, клиент-сервер, Web-приложения) и в любой предметной области. Кроме того, Python легко интегрируется с уже существующими компонентами, что позволяет внедрять Python в уже написанные приложения.

Другая составляющая успеха Python – это его модули расширения, как стандартные, так и специфические. Стандартные модули расширения Python – это отлично спроектированная и неоднократно проверенная функциональность для решения задач, возникающих в каждом проекте по разработке ПО, обработка строк и текстов, взаимодействие с операционной системой, поддержка Web-приложений. Эти модули также написаны на языке Python, поэтому обладают его важнейшим свойством – кросс-платформенностью, позволяющей безболезненно и быстро переносить проекты с одной операционной системы на другую.

Если необходимой функциональности не оказалось в стандартной библиотеке Python, то можно создать собственный модуль расширения для его последующего неоднократного использования. Здесь стоит отметить, что модули расширения для Python можно создавать не только на самом языке Python, но и с помощью других языков программирования. В этом случае появляется возможность более эффективной реализации ресурсоемких задач, например сложных научных вычислений, однако теряется преимущество кросс-платформенности, если язык модуля расширения не является сам по себе кросс-платформенным, как Python.

Среда исполнения Python

Как известно, все кросс-платформенные языки программирования построены по одной модели: это действительно переносимый исходный код и среда исполнения (runtime environment), которая не является переносимой и специфична для каждой конкретной платформы. В эту среду исполнения обычно входит интерпретатор, который исполняет исходный код, и различные утилиты, необходимые для сопровождения приложения – отладчик, обратный ассемблер и т.д.

В среду исполнения Java дополнительно входит компилятор, так как исходный код необходимо скомпилировать в байт-код для виртуальной Java-машины. В среду исполнения Python входит только интерпретатор, который одновременно является и компилятором, однако компилирует исходный код Python непосредственно в машинный код целевой платформы.

На данный момент существуют три известных реализации среды исполнения для Python: CPython, Jython и Python.NET. Как можно догадаться из названия, первая среда реализована на языке C, вторая на языке Java, а последняя – на платформе.NET.

Среда исполнения CPython обычно называется просто Python, и когда говорят о Python, то чаще всего имеется в виду именно эта реализация. Эта реализация состоит из интерпретатора и модулей расширения, написанных на языке C, и может использоваться на любой платформе, для которой доступен стандартный компилятор C. Кроме того, существуют уже скомпилированные версии среды исполнения для различных операционных систем, включая различные версии OC Windows и различные дистрибутивы Linux. В этой и последующих статьях будет рассматриваться именно CPython, если иное не оговаривается отдельно.

Среда исполнения Jython – это реализация Python для работы с виртуальной Java-машиной (JVM). Поддерживается любая версия JVM, начиная с версии 1.2.2 (текущая версия Java – 1.6). Для работы с Jython требуется установленная Java-машина (среда исполнения Java) и определенное знание языка программирования Java. Уметь писать исходный код на языке Java не обязательно, однако придется иметь дело c JAR-файлами и Java-апплетами, а также документацией в формате JavaDOC.

Какую версию среды выбрать – зависит исключительно от предпочтений программиста, вообще же рекомендуется держать на компьютере и CPython, и Jython, так как они не конфликтуют между собой, а взаимно дополняют друг друга. Среда CPython работает быстрее, так как нет промежуточного уровня в виде JVM; кроме того, обновленные версии Python сначала выпускают именно в виде среды CPython. Однако Jython может использовать любой класс Java в качестве модуля расширения и работать на любой платформе, для которой существует реализация JVM.

Обе среды исполнения выпущены под лицензией, совместимой с известной лицензией GPL, поэтому могут использоваться для разработки как коммерческого, так и свободного или бесплатного ПО. Большая часть модулей расширения для Python также выходит в рамках лицензии GPL и может свободно применяться в любых проектах, однако существуют и коммерческие расширения или расширения с более строгими лицензиями. Поэтому при использовании Python в коммерческом проекте необходимо знать, какие ограничения существуют в лицензиях подключаемых модулей расширения.

Начало работы с Python

Прежде чем начать использовать Python, необходимо установить его среду исполнения – в данной статье это CPython и соответственно интерпретатор python. Существуют различные способы установки: опытные пользователи могут сами скомпилировать Python из его общедоступного исходного кода, также можно загрузить с Web-сайта www.python.org уже готовые исполняемые файлы для конкретной операционной системы, наконец, многие дистрибутивы Linux поставляются с уже предустановленным интерпретатором Python. В этой статье используется версия Python 2.x для ОС Windows, однако представленные примеры можно запускать на любой версии Python.

После того как программа установки развернет исполняемые файлы Python в указанный каталог, необходимо проверить значения следующих системных переменных:

• PATH . В этой переменной должен содержаться путь к каталогу, где установлен Python, чтобы его могла найти операционная система.
• PYTHONHOME . Эта переменная должна содержать только путь к каталогу, где установлен Python. Также в этом каталоге должен содержаться подкаталог lib, в котором будет выполняться поиск стандартных модулей Python.
• PYTHONPATH . Переменная со списком каталогов, содержащих модули расширения, которые будут подключаться к Python (элементы списка должны разделяться системным разделителем).
• PYTHONSTARTUP . Не обязательная переменная, определяющая путь к сценарию Python, который должен выполняться каждый раз при запуске интерактивного сеанса интерпретатора Python.

Командная строка для работы с интерпретатором имеет следующую структуру.

PYTHONHOME\python (опции) [ -с команда | файл со сценарием | - ] {аргументы}

Интерактивный режим работы Python

Если запустить интерпретатор, не указывая команды или файла со сценарием, то он запустится в интерактивном режиме. В этом режиме запускается специальная оболочка Python, в которую можно вводить отдельные команды или выражения, а их значение будет немедленно вычисляться. Это очень удобно во время изучения Python, так как можно сразу проверить правильность той или иной конструкции.

Значение вычисленного выражения сохраняется в специальную переменную с именем «Одиночное подчеркивание» (_), так что его можно использовать в последующих выражениях. Завершить интерактивный сеанс можно сочетанием клавиш Ctrl–Z в ОС Windows или Ctrl–D в ОС Linux.

Опции – это не обязательные строковые значения, которые могут изменять поведение интерпретатора во время сеанса; их значение будет рассматриваться в этой и последующих статьях. За опциями указывается либо отдельная команда, которую должен выполнить интерпретатор, либо путь к файлу, в котором содержится сценарий для выполнения. Стоит отметить, что команда может состоять из нескольких выражений, разделенных точкой с запятой, и должна быть заключена в кавычки, чтобы операционная система смогла ее корректно передать интерпретатору. Аргументы – те параметры, которые передаются для последующей обработки в исполняемый сценарий; они передаются в программу в виде строк и разделяются пробелами.

Для проверки правильности установки и работоспособности Python можно выполнить следующие команды:

c:\> python- v
c:\> python –c “import time; print time.asctime()”

Опция –v выводит версию используемой реализации Python и завершает работы, а вторая команда распечатывает на экран значение системного времени.

Писать сценарии Python можно в любом текстовом редакторе, так как они представляют собой обычные текстовые файлы, однако существуют и специальные среды разработки, предназначенные для работы с Python.

Основы синтаксиса Python

Сценарии исходного кода Python состоят из так называемых логических строк , каждая из которых в свою очередь состоит из физических строк . Для обозначения комментариев используется символ #. Комментарии и пустые строки интерпретатор игнорирует.

Далее приведен очень важный аспект, который может показаться странным программистам, изучающим Python в качестве второго языка программирования. Дело в том, что в Python нет символа, который бы отвечал за отделение выражений друг от друга в исходном коде, как, например, точка с запятой (;) в C++ или Java. Точка с запятой позволяет разделить несколько инструкций, если они находятся на одной физической строке. Также отсутствует такая конструкция, как фигурные скобки {}, позволяющая объединить группу инструкций в единый блок.

Физические строки разделяются самим символом конца строки, но если выражение слишком длинное для одной строки, то две физических строки можно объединить в одну логическую. Для этого необходимо в конце первой строки ввести символ обратного слеша (\), и тогда следующую строку интерпретатор будет трактовать как продолжение первой, однако при этом нельзя, чтобы на первой строке за символом \ находились бы другие символы, например, комментарий с #. Для выделения блоков кода используются исключительно отступы. Логические строки с одинаковым размером отступа формируют блок, и заканчивается блок в том случае, когда появляется логическая строка с отступом меньшего размера. Именно поэтому первая строка в сценарии Python не должна иметь отступа. Усвоение этих несложных правил поможет избежать большинства ошибок, связанных с освоением нового языка.

Других радикальных отличий от других языков программирования в синтаксисе Python нет. Имеется стандартный набор операторов и ключевых слов, большая часть которых уже знакома программистам, а специфические для Python будут рассматриваться в этой и последующих статьях. Также используются стандартные правила для заданий идентификаторов переменных, методов и классов – имя должно начинаться с подчеркивания или латинского символа любого регистра и не может содержать символов @, $, %. Также не может использоваться в качестве идентификатора только один символ подчеркивания (см. сноску, в которой говорится об интерактивном режиме работы).

Типы данных, используемых в Python

Типы данных, используемых в Python, также совпадают с другими языками – целые и вещественные типы данных; дополнительно поддерживается комплексный тип данных – с вещественной и мнимой частью (пример такого числа – 1.5J или 2j, где J представляет собой квадратный корень из -1). Python поддерживает строки, которые могут быть заключены в одинарные, двойные или тройные кавычки, при этом строки, как и в Java, являются immutable-объектами, т.е. не могут изменять свое значение после создания.

Есть в Python и логический тип данных bool c двумя вариантами значения – True и False. Однако в старых версиях Python такого типа данных не было, и, кроме того, любой тип данных мог быть приведен к логическому значению True или False. Все числа, отличные от нуля, и непустые строки или коллекции с данными трактовались как True, а пустые и нулевые значения рассматривались как False. Эта возможность сохранилась и в новых версиях Python, однако для повышения читаемости кода рекомендуется использовать для логических переменных тип bool. В то же время, если необходимо поддерживать обратную совместимость со старыми реализациями Python, то в качестве логических переменных стоит использовать 1 (True) или 0 (False).

Функциональность для работы с наборами данных

В Python определены три типа коллекций для хранения наборов данных:

• кортеж (tuple);
• список (list);
• словарь (dictionary).

Кортеж представляет собой неизменяемую упорядоченную последовательность данных. В нем могут содержаться элементы различных типов, например другие кортежи. Кортеж определяется в круглых скобках, а его элементы разделяются запятыми. Специальная встроенная функция tuple() позволяет создавать кортежи из представленной последовательности данных.

Список – это изменяемая упорядоченная последовательность элементов. Элементы списка также разделяются запятыми, но задаются уже в квадратных скобках. Для создания списков предлагается функция list().

Словарь является хеш-таблицей, сохраняющей элемент вместе с его идентификатором-ключом. Последующий доступ к элементам выполняется тоже по ключу, поэтому единица хранения в словаре – это пара объект-ключ и связанный с ним объект-значение. Словарь – это изменяемая, но не упорядоченная коллекция, так что порядок элементов в словаре может меняться со временем. Задается словарь в фигурных скобках, ключ отделяется от значения двоеточием, а сами пары ключ/значение разделяются запятыми. Для создания словарей доступна функция dict().

В листинге 1 приведены примеры различных коллекций, доступных в Python.

Листинг 1. Виды коллекций, доступные в Python

(‘w’,‘o’,‘r’,‘l’,‘d’) # кортеж из пяти элементов (2.62,) # кортеж из одного элемента [“test”,"me"] # список из двух элементов # пустой список { 5:‘a’, 6:‘b’, 7:‘c’ } # словарь из трех элементов с ключами типа int

Определение функций в Python

Хотя Python поддерживает ООП, однако многие его возможности реализованы в виде отдельных функций; кроме того, модули расширения чаще всего делаются тоже в виде библиотеки функций. Функции также применяются и в классах, где они по традиции называются методами.

Синтаксис определения функций в Python крайне простой; с учетом изложенных выше требований:

def ИМЯ_ФУНКЦИИ(параметры): выражение № 1 выражение № 2 ...

Как видно, необходимо использовать служебное слово def, двоеточие и отступы. Вызвать функцию также очень просто:

ИМЯ_ФУНКЦИИ(параметры)

Есть только несколько моментов, специфичных для Python, которые стоит учитывать. Как и в Java, примитивные значения передаются по значению (в функцию попадает копия параметра, и она не может изменить значение, установленное до вызова функции), а сложные объектные типы передаются по ссылке (в функцию передается ссылка и она вполне может изменить объект).

Параметры могут передаваться как просто по порядку перечисления, так и по именам, в этом случае не нужно указывать при вызове те параметры, для которых есть значения по умолчанию, а передавать только обязательные или менять порядок параметров при вызове функции:

#функция, выполняющая деление нацело – с помощью оператора // def foo(delimoe, delitel): return delimoe // delitel print divide(50,5) # результат работы: 10 print divide(delitel=5, delimoe=50) # результат работы: 10

Функция в Python обязательно возвращает значение – это делается либо явно с помощью оператора return, за которым следует возвращаемое значение, либо, в случае отсутствия оператора return, возвращается константа None, когда достигается конец функции. Как видно из примеров объявлений функций, в Python нет необходимости указывать, возвращается что-либо из функции или нет, однако если в функции имеется один оператор return, возвращающей значение, то и другие операторы return в этой функции должны возвращать значения, а если такого значения нет, то необходимо явно прописывать return None.

Если функция очень простая и состоит из одной строки, то ее можно определить прямо на месте использования, в Python подобная конструкция называется лямбда-функцией (lambda). lambda-функция – это анонимная функция (без собственного имени), телом которой является оператор return, возвращающий значение некоторого выражения. Такой подход может оказаться удобным в некоторых ситуациях, однако стоит заметить, что повторное использование подобных функций невозможно («где родился, там и пригодился»).

Еще стоит описать отношение Python к использованию рекурсии. По умолчанию глубина рекурсии ограничена 1000 уровней, и когда этот уровень будет пройден, возникнет исключительная ситуация, и работа программы будет остановлена. Однако при необходимости величину этого предела можно изменить.

У функций в Python есть еще и другие интересные особенности, например документирование или возможность определения вложенных функций, однако они будут рассматриваться в следующих статьях серии на более сложных примерах.

Программа представляет собой набор алгоритмов, которые обеспечивают выполнение необходимых действий. Условно таким же образом можно запрограммировать обычного человека, написав точные команды, для того чтобы, например, он приготовил чай. Если в последнем варианте будет использоваться естественная речь (русская, украинская, английская, корейская и т. д.), то для компьютера понадобится специальный язык программирования. Python - один из таковых. Среда программирования впоследствии переведет команды в и цель человека, ради которой создавался алгоритм, будет выполнена. «Питон» имеет свой синтаксис, который будет рассмотрен ниже.

История языка

Разработка началась в 1980-х году, а завершилась она в 1991. Язык Python был создан Гвидо ван Россумом. Хоть основным символом «Питона» является змея, назван он был так в честь комедийного американского шоу.

При создании языка разработчик использовал некоторые команды, заимствованные уже у существующих Pascal, С и С++. После выхода в интернет первой официальной версии целая группа программистов присоединилась к его доработке и улучшению.

Одним из факторов, которые позволили стать «Питону» достаточно известным, является дизайн. Многими весьма успешными специалистами он признается одним из лучших.

Особенности «Питона»

Язык программирования Python для начинающих специалистов станет отличным учителем. Он имеет достаточно простой синтаксис. Понять код будет легко, ведь он не включает в себя много вспомогательных элементов, а особенная структура языка будет учить делать отступы. Конечно же, хорошо оформленная программа с небольшим количеством команд станет понятной сразу же.

Многие синтаксические системы были созданы с опорой на объектно-ориентированное программирование. Не исключением является и язык Python. Для чего же именно он появился на свет? Он облегчит обучение новичкам, поможет вспомнить некоторые элементы уже квалифицированным сотрудникам.

Синтаксис языка

Как уже было сказано, код читается достаточно легко и просто. «Питон» имеет последовательные команды, отличающиеся четкостью выполнения. В принципе, используемые операторы не покажутся даже новичкам трудными. Этим и отличается язык Python. Синтаксис его легок и прост.

Традиционные операторы:

• При задавании условия следует использовать конструкцию if-else. Если таких строк слишком много, можно вписывать команду elif.
• Class предназначен для понимания класса.
• Один из простых операторов - pass. Он ничего не делает, вписывается для пустых блоков.
• Цикловыми командами являются while и for.
• Функция, метод и генератор определяется благодаря def.

Кроме одиночных слов, в качестве операторов язык программирования Python позволяет использовать и выражения. Благодаря использованию цепочек строк можно уменьшить количество отдельных команд и скобок. Используются и так называемые ленивые вычисления, т. е. те, которые выполняются лишь тогда, когда того требует условие. К ним относятся and и or.

Процесс написания программ

Интерпретатор работает на едином механизме: при написании строки (после которой ставится «Энтер») она сразу же выполняется, и человек может уже видеть какой-то результат. Это пригодится и будет достаточно удобным для новичков или тех, кто хочет протестировать небольшой кусочек кода. В компилируемых средах пришлось бы сначала написать программу целиком, лишь потом запустить ее и проверить на ошибки.

Язык программирования Python (для начинающих, как уже стало понятно, он подходит идеально) в операционной системе Linux позволяет работать непосредственно в самой консоли. Следует написать в командной строке название кода «Питон» на английском языке. Свою первую программу создать будет нетрудно. Прежде всего, стоит учитывать и то, что пользоваться интерпретатором здесь можно в качестве калькулятора. Так как с синтаксисом зачастую молодые и начинающие специалисты не дружат, то написать алгоритм можно таким образом:

После каждой строки необходимо ставить «Ентер». Ответ будет выводиться непосредственно после его нажатия.

Данные, используемые «Питоном»

Данные, которыми пользуются компьютеры (и языки программирования), представлены несколькими типами, и это вполне очевидно. Числа бывают дробными, целыми, могут состоять из множества цифр или быть весьма массивными из-за дробной части. Чтобы интерпретатору было проще работать с ними, и он мог понять, с чем имеет дело, следует задать определенный тип. Более того, он необходим, чтобы числа поместились в отведенную ячейку памяти.

Наиболее распространенные типы данных, которым пользуется язык программирования Python:

• Integer. Речь идет о целых числах, имеющих как отрицательное, так и положительное значение. Ноль также входит в данный тип.
• Для того чтобы интерпретатор понял, что работает с дробными частями, следует задать тип float point. Как правило, им пользуются в случае использования чисел с варьирующейся точкой. Следует помнить, что при написании программы нужно придерживаться записи «3.25», а не использовать запятую «3,25».
• В случае добавления строк язык программирования Python позволяет добавить тип string. Зачастую слова или фразы заключаются в одинарные или

Недостатки и преимущества

В последние несколько десятилетий людей больше интересовало, как больше времени потратить на освоение данных и меньше - на то, чтобы они были обработаны компьютером. Язык о котором лишь положительные, является высшим кодом.

Недостатков у «Питона» практически нет. Единственный серьезный минус - медлительность при выполнении алгоритма. Да, если сравнивать его с «Си» или «Джава», он, откровенно говоря, черепашка. Объясняется это тем, что данный

Разработчик позаботился о том, чтобы добавить в «Питон» самое хорошее. Поэтому при его использовании можно заметить, что он вобрал в себя лучшие черты других высших языков программирования.

В том случае, если идея, которая реализуется интерпретатором, не впечатляет, то понять это можно будет практически сразу, после написания нескольких десятков строк. Если программа стоящая, то критический участок можно в любое время усовершенствовать.

Сейчас над улучшением «Питона» работает не одна группа программистов, поэтому не факт, что код, написанный на С++ будет лучше, чем тот, который создан при помощи Python.

С какой версией лучше работать?

Сейчас широко используются сразу две версии такой синтаксической системы, как язык Python. Для начинающих выбор между ними будет достаточно трудным. Следует заметить тот факт, что 3.х все еще находится на разработке (хотя и выпущен в массы), в то время как 2.х - полностью завершенная версия. Многие советуют использовать 2.7.8, так как она практически не лагает и не сбивается. В 3.х версии нет радикальных изменений, поэтому в любое время свой код можно перенести в среду программирования с обновлением. Чтобы скачать необходимую программу, следует зайти на официальный сайт, выбрать свою операционную систему и дождаться окончания загрузки.

Історія

Мова програмування Python була створена приблизно в 1991 році голандцем .

Своє ім"я - Python (Пайтон) - отримав від назви телесеріалу (“Monty Python”) , а не плазуна.

Після того, як Россум розробив мову, він виклав її в Інтернет, де вже ціле співтовариство програмістів приєдналося до її поліпшення. Python активно вдосконалюється і в даний час. Часто виходять його нові версії. Офіційний сайт http://python.org

З появою версії 3.0 розвиток Python як би пішов в двох напрямках: одночасно розвиваються і 2-га і 3-я версії Python.

Примітка: В даному підручнику ми будемо вивчати 3-ю версію Python. Хоча для тих хто хоче вчити 2-гу версію, цей підручник буде однаково корисним: на даному етапі вивчення мови різниця між версіями практично не відчутна (окрім правил написання команд print() та input() , про що буде повідомлено нижче).

Особливості

Python - інтерпретована мова програмування: вихідний код частинами перетворюється в машинний в процесі виконання спеціальною програмою - інтерпретатором.

Python характеризується ясним синтаксисом. Читати код на цій мові програмування досить легко, тому що в ньому мало допоміжних елементів, а правила мови змушують програмістів робити відступи . Зрозуміло, що добре оформлений текст з малою кількістю відволікаючих елементів читати і розуміти легше.

Python - це повноцінна, можна сказати універсальна, мова програмування. Він підтримує об"єктно-орієнтоване програмування (насправді вона і розроблявся як об"єктно-орієнтована мова).

Також Python поширюється вільно на підставі ліцензії GNU General Public License.

Дзен Пітона

Якщо інтерпретатору Пітона дати команду import this (імпортувати "сам об"єкт"), то виведеться так званий "Дзен Пітона", який ілюструє ідеологію і особливості даної мови. Глибоке розуміння цього дзену приходить тим, хто зможе освоїти мову Python в повній мірі і отримає досвід практичного програмування.

Фраза	Переклад
1. Beautiful is better than ugly.	Красиве краще за потворне.
2. Explicit is better than implicit.	Просте краще за складне.
4. Complex is better than complicated.	Складне краще за ускладнене.
5. Flat is better than nested.	Плоске краще ніж вкладене.
6. Sparse is better than dense.	Розріджене краще ніж щільне.
7. Readability counts.	Читабельність важлива.
8. Special cases aren"t special enough to break the rules.	Виняткові випадки не настільки важливі, щоб порушувати правила.
9. Although practicality beats purity.	Однак практичність важливіша за чистоту.
10. Errors should never pass silently.	Помилки ніколи не повинні замовчуватися.
11. Unless explicitly silenced.	За винятком замовчування, яке задано спеціально.
12. In the face of ambiguity, refuse the temptation to guess.	У випадку неоднозначності не піддавайтеся спокусі вгадати.
13. There should be one - and preferably only one - obvious way to do it.	Повинен існувати один - і, бажано, тільки один - очевидний спосіб зробити це.
14. Although that way may not be obvious at first unless you"re Dutch.	Хоча він може бути з першого погляду не очевидний, якщо ти не голландець.
15. Now is better than never.	Зараз краще, ніж ніколи.
16. Although never is often better than * Right * now.	Проте, ніколи частіше краще, ніж прямо зараз.
17. If the implementation is hard to explain, it"s a bad idea.	Якщо реалізацію складно пояснити - це погана ідея.
18. If the implementation is easy to explain, it may be a good idea.	Якщо реалізацію легко пояснити - це може бути хороша ідея.
19. Namespaces are one honking great idea - Let"s do more of those!	Простори назв - прекрасна ідея, давайте робити їх більше!

Як писати програми

Програмне забезпечення

Сам інтерпретатор з інтерактивною оболонкою IDLE. Його можна взяти тут (http://python.org/download/). Існують версії для Linux, Windows, MacOS.

Середовище розробки. Воно для початку необов"язкове, та й те що йде в дистрибутиві підійде новачкові, але для серйозних проектів потрібно щось серйозніше. Для Windows, наприклад, можна використовувати чудовий легкий PyScripter , для Linux - Komodo IDE .

Інтерактивний режим

Для початку попрацюємо в інтерактивні оболочці IDLE. Просто запустіть дистрибутив (перед цим, звичайно, його треба закачати та інсталювати). Запрошення введення не змусить себе довго чекати, воно виглядає так:

>>>

В основному інтерпретатор виконує команди порядково: пишеш рядок, натискаєш Enter, інтерпретатор виконує її, спостерігаєш результат.

Це дуже зручно, коли людина тільки вивчає програмування або тестує якусь невелику частину коду. Адже якщо працювати на компільованій мові, то довелося б спочатку написати код на вихідній мові програмування, потім скомпілювати і вже потім запустити виконуваний файл на виконання.

Примітка: Працювати в інтерактивному режимі в ОС Linux можна не лише в оболочці IDLE але й безпосередньо в консолі. Для цього слід виконати команду python . Запуститься інтерпретатор, де спочатку виведеться інформація про інтерпретатор. Далі, послідує запрошення до вводу (>>> ). Хоча працювати в інтерактивній оболочці IDLE зручніше, так як там є підсвічування синтаксису (залежно від значення синтаксичної одиниці вона виділяється певним кольором) і спливаючі підказки.

Оскільки ніяких команд ми поки не знаємо, то будемо використовувати Python як калькулятор (можливості мови це дозволяють). Пишемо вираз, натискаємо Enter і отримуємо результат:

>>>2+5 7 >>>3*(5-8) -9 >>>2.4+3.0/2 3.9

Прокручувати список раніше введених команд можна за допомогою комбінацій Alt + N , Alt + P .

Створення скриптів

Незважаючи на зручності інтерактивного режиму роботи при написанні програм на Python, зазвичай потрібно зберігати вихідний програмний код для подальшого використання. У такому випадку підготовлюються файли, які передаються потім інтерпретатору на виконання. По відношенню до інтерпретованих мов програмування часто вихідний код називають скриптом . Файли з кодом на Python зазвичай мають розширення py .

Підготувати скрипти можна в тому ж середовищі IDLE. Для цього, після запуску програми в меню слід вибрати команду File → New Window (Crtl + N) , відкриється нове вікно. Потім бажано відразу зберегти файл (не забуваємо про розширення py ). Після того як код буде підготовлений, знову збережіть файл (щоб оновити збереження). Ну і нарешті, можна запустити скрипт, виконавши команду меню Run → Run Module (F5) . Після цього в першому вікні з"явиться результат виконання коду. (Примітка: якщо набирати код, не зберігши спочатку файл, то підсвічування синтаксису буде відсутнє.)

Підготуйте скрипт (з прикладами). Запустіть його на виконання.

Насправді скрипти можна готувати в будь-якому текстовому редакторі (бажано, щоб він підтримував підсвічування синтаксису мови Python). Крім того, існують спеціальні програми для розробки.

Запускати підготовлені файли можна не тільки в IDLE, але і в консолі (для Linux) за допомогою команди

У консолі передайте інтерпретатору Пітона на виконання підготовлений файл.

Крім того, існує можливість налаштувати виконання скриптів за допомогою подвійного кліка по файлу (в Windows дана можливість присутня від початку).

Синтаксис языка Python во многом похож на синтаксис таких языков, как Perl, C и Java, но вместе с этим имеет ряд отличий от этих языков программирования. В этой статье мы рассмотрим необходимые основы этого языка программирования .

Первая программа на Python:

Во-первых, следует отметить, что на Python вы можете программировать в двух режимах: интерактивном и скриптовом

Интерактивный режим программирования:

Без передачи в качестве аргумента названия файла запустит интерпретатор Python :

Введите следующий текст после строки приглашения Python и нажмите Enter:

>>> print "Hello, Python!"

Если вы все сделали правильно, то интерпретатор выдаст строку:

Если вы получили ошибку - удостоверьтесь, что правильно переписали код и что используете интерпретатор версии 2.х (для версии 3.х следует использовать команду print ("Hello, Python"))

Скриптовый режим программирования:

Запуск в командной строке python с названием файла (он еще называется скрипт) в качестве параметра, начнет выполнение кода, записанного в данном файле. После завершения выполнения скрипта, интерпретатор будет снова неактивен.

Давайте, создадим простую программу-скрипт на Python . Откройте любой текстовый редактор (Sublime, Notepad++, gedit...), создайте в нем файл с именем test и расширением.py (все файлы, содержащие код на Python должны иметь расширение .py ) и запишите в этот файл уже знакомый нам код и сохраните файл:

Print "Hello, Python!"

(Предполагается, что интерпретатор Python у вас задан в переменной PATH, то есть вы находясь в любой директории можете ввести python для запуска интерпретатора)

После этого введите следующую строку в командной строке и нажмите Enter:

Идентификаторы в Python:

Идентификаторы в Python это имена используемые для обозначения переменной, функции, класса, модуля или другого объекта. Идентификатор должен начинаться с буквы (от a до Z) или со знака подчеркивания (_), после которых может идти произвольное количество букв, знаков подчеркивания и чисел (от 0 до 9).

В Python недопустимо использование знаков препинания или специальных символов, таких как @, $ или % в качестве идентификаторов. Кроме того, Python чуствителен к регистру, то есть cat и Cat это два разных имени.

В Python существует следующая договоренность для названия идентификаторов:

• Имена классов начинаются с большой буквы, все остальные идентификаторы - с маленькой.
• Использования знака подчеркивания в качестве первого символа идентификатора означает, что данный идентификатор является частным (закрытым от использования вне класса).
• Если идентификатор начинается и заканчивается двумя знаками подчеркивания (например, __init__) это означает, что он является специальным именем, определенным внутри языка.

Зарезервированые (ключевые) слова в Python:

В данной таблице собраны все ключевые слова Python .

and	elif	if	print
as	else	import	raise
assert	except	in	return
break	exec	is	try
class	finally	lambda	while
continue	for	not	which
def	from	or	yield
del	global	pass

Эти зарезервированные слова нельзя использовать в качестве имени переменной или любого другого идентификатора. Все ключевые слова Python состоят только из букв в нижнем регистре. Получить список ключевых слов возможно в интерпретаторе командой

Help("keywords")

Строки и отступы:

Одна из первых особенностей Python , которая бросается в глаза программистам, начинающим изучать этот язык программирования, это то, что в нем не используются скобки для обозначения отдельных блоков кода. Вместо них в Python используются двоеточия и отступы.

Количество пробелов в отступах произвольно и выбирается каждым на свое усмотрение, однако по договоренности равняется четырем пробелам. При этом отступ всего блока должен быть одинаковым.

Например, этот блок кода будет работать (хотя так писать не стоит):

If True: print "Hi" else: print "Bye"

А этот уже вызовет ошибку:

If True: print "Hi" print "Bye"

Таким образом, в Python несколько строк кода с одинаковым отступом будут формировать отдельный блок кода. Благодаря такой системе значительно повышается читаемость кода и прививается привычка писать понятно и структурировано.

Многострочные выражения:

Выражения в Python , как правило, заканчиваются новой строкой. Однако, в этом языке программирования существует специальный символ переноса строки (\), показывающий, что с окончанием строки не заканчивается код. Например:

Total = item1 + \ item2 + \ item3

Выражения, которые находятся внутри скобок: квадратных (), фигурных ({ }) или круглых (()) не нуждаются в символе переноса строки. Например:

Days = ["Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"]

Кавычки в Python:

В Python можно использовать одинарные ("), двойные (") и тройные (""" или """) кавычки чтобы обозначить строчный тип данных, при этом начинаться и заканчиваться строка должна одинаковыми кавычками. Строка занимающая несколько строк кода должна быть обрамлена тройными кавычками. Например:

Name = "wasd" description = "Some text" biography = """ Some long text for few lines of code """

Python відноситься до тих рідкісних мов програмування які можуть бути визнані простими і в той же час потужними. Ти будеш приємно здивований як легко сконцентруватися на вирішення власне самої проблеми, а не на синтаксису і структурі мови програмування на якій ти пишеш.

Офіційне введення в мову Python наступне:

Python легка у вивченні, потужна мова програмування. Вона має ефективні високорівневі структури даних і простий, але ефективний підхід до об’єктно- орієнтованого програмування. Елегантний синтаксис мови і динамічна типізація поєднані з командно-інтерпретованою природою роблять Python ідеальною мовою для написання скриптів та швидкої розробки програм в багатьох сферах та на різних платформах.

Просто вивести на екран “Привіт, світе” недостатньо, чи не так? Ти хочеш зробити більше за це - ти хочеш отримати якісь дані від користувача, виконати над ними якісь дії і щось із цього отримати. Ми можемо досягти цього у Python викор. константи і змінні.

Літеральні константи

Прикладом літеральної константи може бути число, напр. 5, 1.23 чи, наприклад, рядок: "Це рядок!". Домовимося що під літеральною константою тут розуміється константа (після визначення її не можна змінити), яка включена в текст програми безпосередньо, буквально, тобто до неї не можна отримати доступ, зіславшись на неї, наприклад зі змінної. Трохи мутно, але це дані числового чи рядкового типу включені в програму як вони є (змінна не може вважатися літеральною константою).

Числа

В Python існують числа трьох типів: цілочисельні(integers), числа з плаваючою комою(floating point) і комлексні числа.

Прикладом цілочислового числа може бути число 2.

Прикладом чисел з плаваючою комою є 3.23.

Прикладом комплексних чисел є: 52.3E-4 .

Зауваження для досвідчених програмістів

В Python не існує окремого типу даних "long int". Т ип int може бути як завгодно довгим.

Рядки

Рядок - це послідовність символів. Загалом, рядки це просто жмут слів. Слова можуть бути написані на будь-якій мові яку підтримує стандарт Unicode, що значить - майже будь-яка мова на Землі.

Я майже гарантую тобі, що ти будеш використовувати рядки у будь-якій програмі на Python, тому будь уважним до наступної частини де розказується як використовувати рядки.

Одинарні лапки

Ти можеш створити рядок використовуючи одинарні лапки такі як "Quote me on this". Всі розділові знаки показується як є.

Подвійні лапки

Рядки у подвійних лапках обробляються так само як і рядки в одинарних лапках. Приклад: "Як твоє ім"я?".

Потрійні лапки

Можна визначати багаторядкові рядки викор. потрійні лапки (""" або """). Подвійні і одинарні лапки можна вільно використовувати всередині потрійних. Приклад:

"""This is a multi-line string.This is the first line. This is the second line. "What"s your name?," I asked. He said "Bond, James Bond". """

Керуючі послідовності

Припустимо, що ти хочеш мати рядок який містить одинарну лапку ("), як ти визначиш рядок? Наприклад, рядок What"s your name?. Ти не можеш написати "What"s your name?" тому що Python не зможе визначити де рядок починається, а де він закінчується. Тому, потрібно вказати, що та лапка не вказує на кінець рядка. Це можна зробити скориставшись так званими керуючими послідовностями. Треба написати \" - зауваж зворотню косу лінію. Тепер, ти можеш визначити рядок так: "What\"s your name?".

Інший спосіб, яким можна визначити цей специфічний рядок, написати ось так: "What"s your name?". Використовуючи подвійні лапки. Таким же чином ти повинен викор. подвійні лапки у рядку, що оточений подвійними лапками. Для того щоб вказати на те що потрібен саме зворотній слеш, пишемо ось так: \\.

Що якщо ти захотів вказати логічний рядок розташований на двох фізичних рядках? Один із можливих способів використання потрійних лапок, але існує також інший варіант - використання керуючого символу для позначення початку нового рядка - \n. Приклад використання:

{pre class="brush: python; gutter:false;" }This is the first line\nThis is the second line{/pre}

Інша корисна послідовність керуючих символів це відступ - \t. Існує багато інших керуючих символів, але я зауважив тільки найбільш корисніші.

Слід зауважити, що один символ \ в кінці рядка позначає те, що рядок продовжується на наступній лінії, але ніяких символів до нового рядка не додається! Приклад:

"This is the first sentence.\ This is the second sentence."

що еквівалентно “This is the first sentence. This is the second sentence.”.

Необроблювані рядки

Якщо потрібно визначити рядок де не відбувається обробка жодних спеціальних символів, треба написати букву r або R на початку рядка. Приклад:

R"Newlines are indicated by \n"

Рядки незмінні (immutable)

Це означає, що з того часу як ти створив рядок, ти не можеш його змінити. Наприклад, написати someString="a". Це може виглядати недобре, але насправді це не так.

Об’єднання рядків

Якщо ти розмістиш два рядки поряд, то вони будуть автоматично об’єднані (конкатеновані). Наприклад, "What\"s" "your name?" автоматично перетвориться на "What"s your name?".

Зауваження для C/C++ програмістів

В Python не існує окремого типу даних char. В цьому не має реальної потреби, і я впевнений що ти в цьому переконаєшся.

Зауваження для Perl/PHP програмістів

Запам’ятай, що різниці між рядками у подвійних і одинарних лапках не існує.

Зауваження для користувачів регулярних виразів

Завжди використовуй необроблювані рядки, коли користуєшся регулярними виразами. Інакше може знадобиться багато екранування. Наприклад, зворотні ссилки можна позначати як "\\1" або r"\1".

Метод format

Іноді ми можемо захотіти створити рядок з іншої якоїсь інформації. Ось де метод format() стане в нагоді.

#!/usr/bin/python # Filename: str_format.py age = 25 name = "Swaroop" print("{0} is {1} years old".format(name, age)) print("Why is {0} playing with that python?".format(name))

Виведе:

$ python str_format.py

Swaroop is 25 years old

Why is Swaroop playing with that python?

Як це працює?

Всередині рядка ми вставили певні специфікатори і викликали метод format. Який заміняє ці специфікатори відповідними аргументами переданими методу. Перший специфікатор це - {0}, він відповідає змінній name, яка є першим аргументом для вищевказаного методу format. Та ж історія із другим специфікатором - {1}, він відповідає другому аргументу - age.

Зауваж, що ми також можемо досягти того ж результату скориставшись конкатенацією рядків: name + " is " + str(age) + " years old", але зверни увагу на те, що це більш незручно, крім того такий спосіб може збільшити к-ть помилок. Перетворення в рядковий тип відбувається автоматично (це робить метод format). Не потрібно це робити явно, в ручну. Коли викор. метод format можна змінювати повідомлення не маючи справи зі змінними.

Що Python робить так це замінює аргументами відповідні специфікатори. Можна скористатися і більш деталізованими специфікаторами:

>>> "{0:.3}".format(1/3)# число з дробною часткою (.). Точність 3 знаки "0.333" >>> "{0”__^11}".format("hello")# заповнити нижнім підкреслюванням. Текст #відцентровано (^) до довжини 11 "___hello___" >>> "{name} wrote {book}".format(name="Swaroop", book="A Byte of Python")#ключові слова "Swaroop wrote A Byte of Python"

Деталі форматування специфікацій пояснені в Python Enhancement Proposal No. 3101 (http://www.python.org/dev/peps/pep-3101/).

Поняття змінної

Використання тільки літеральних констант може дуже швидко стати нудним - нам потрібен спосіб який би дозволив зберігати будь-яку інформацію і маніпулювати цією інформацією. Ось тут змінні стануть нам в нагоді. Поняття змінної означає саме те що значить саме слово - їхні значення можуть змінюватися, іншими словами ти можеш зберігати будь-які дані користуючись змінною. Змінні це - просто іменована частина пам’яті твого комп’ютера де ти тримаєш певну інформацію. На відміну від літеральних констант потрібен якийсь спосіб для отримання доступу до змінних і саме тому ти даєш їм імена.

Іменування ідентифікаторів

Змінні є прикладом ідентифікаторів. В свою чергу ідентифікатори це імена які на щось вказують (ідентифікують). Існують певні правила яким ти повинен слідувати при іменуванні ідентифікаторів:

1) Першим символом ідентифікатора має бути літера (символ з набору ASCII або Unicode-символ. Байдуже у якому регістрі.) чи знак нижнього підкреслювання (underscore) - "_".

2) Решта ідентифікатору може складатися з літер, чисел, або знаків нижнього підкреслювання.

3) Імена ідентифікаторів чутливі до регістру символів. Наприклад, myname і myName це не одне й теж саме (це різні змінні).

4) Прикладом правильних імен ідентифікаторів є i, __my_name, name_23, a1b2_c3 і resumÃÆâ€TMƒÂ©_count.

5) Приклад неправильних імен ідентифікаторів: 2things, this is spaced out, my-name, "this_is_in_quotes".

Типи даних

Змінні можуть містити значення які відносяться до різних типів даних. Базовими типами є числа і рядки. Далі ми розглянемо як створювати власні типи даних користуючись класами.

Об’єкти

Запам’ятай, Python відноситься до всього, що використано в програмі як до об’єкта.

Зауваження для користувачів ООП

Python дуже об’єктно-орієнтований у тому значенні, що все є об’єктом, включаючи такі базові типи, як рядки, числа і навіть функції.

Зараз ми побачимо як використовувати змінні разом з літеральними константами. Збережи наступний приклад і запусти програму.

Приклад: використання змінних і літеральних констант

#Filename: var.py i = 5 print(i) i=i+1 #або i+=1. Така конструкція є більш вживаною print(i) s="""This is a multi-line string. This is the second line""" print(s)

Що виведе на екран:

$ python var.py

This is a multi-line string.

This is the second line.

Як це працює:

Спершу ми присвоїли число 5 змінній з іменем i використовуючи оператор присвоєння (=). Цей рядок називається твердженням тому що він наголошує на тому, що щось має бути зроблено, у даному випадку ми поєднали ім’я змінної iз числом 5. Далі, ми вивели на екран значення змінної i використовуючи вбудовану функцію print, яка, як це не дивно, просто виводить на екран значення змінної.

Потім ми додали 1 до значення яке міститься в змінній i і повернули його назад в ту ж саму змінну. Все що робить конструкція i=i+1 так це додає до значення, яке міститься у змінній i число 1, а потім перевизначає змінну i новим значенням (повертає результат операції 5+1 у змінну). Вираз слід читати зправа наліво (Запусти інтерпретатор Python в інтерактивному режимі і спробуй спочатку написати i=5 а потім i+1. Після кожної операції виводячи значення змінної (достатньо просто написати ім’я змінної)).

Зауваження для програмістів на статичних мовах програмування

Змінні визначаються (їх можна починати використовувати) відразу після присвоєння їй якогось значення (достатньо написати ім’я змінної оператор присвоєння і значення для змінної). Ніяких оголошень чи визначення типу даних не потрібно.

Різниця між логічними та фізичним рядками тексту

Під логічним рядком слід розуміти ОДНУ завершену інструкцію (будемо вважати, що одна така завершена конструкція є оператором) для Python. Фішка в тому що зазвичай, кожна така інструкція має в кінці якийсь знак який і вказує на її завершеність (ніби крапка в реченні, якщо в кінці речення не вказати крапку, то буде не зрозуміло чи це завершене твердження чи ти ще щось хотів сказати). Зазвичай таким знаком є ;. В таких мовах програмування як С, С++ etc в кінці кожної інструкції ОБОВ’ЯЗКОВО ставиться крапка з комою. Python же є винятком - тут це робити необов’язково і більшість програмістів на Python цього не роблять. Але зауваж, що якщо ти цього не робиш, то кожен оператор має розташовуватися на одному рядку, тобто

A=5 print(a)

неправильно, а от

A=5 print(a)

правильно.
Для того щоб розташувати декілька операторів на одному фізичному рядку слід після кожного вказувати крапку з комою:

A=5; print(a); b=input("How old are you?")#даний код працює. В кінці немає ; бо це була остання ірструкція в цьому фізичному рядку

Неявно Python заохочує до практики один рядок - одна інструкція. Це робить код більш читабельним (його легше сприймати).

Також не варто змішувати різні стилі в одній програмі.

Якщо виникне необхідність вивести на екран довгий рядок тексту, який бажано було б розбити на декілька фізичних рядків в тексті програми, і який повинен знаходитися на одному фізичному рядку на екрані слід писати так:

S="This is a string. \ This continues the string." print(s)

Після виконання даного коду на екрані відобразиться:

This is a string. This continues the string

Схожим чином,

те ж саме що й

Існують випадки коли не потрібно використовувати явне об’єднання рядків. Це стосується рядків які знаходяться всередині дужок, квадратних чи фігурних дужок.

Відступи

Відступи відіграють дуже важливу роль в Python. Пробіли або відступи (таби) на початку логічного рядка вказують рівень вкладеності логічного рядка, який у свою чергу, використовується для групування операторів (в багатьох інших мовах програмування для цього використовуються {}).

Це означає що оператори які йдуть разом повинні мати однаковий рівень вкладеності. Кожен такий набір операторів називається блоком. Пізніше ми побачимо наскільки блоки важливі.

Одну дуже важливу річ яку ти маєш запам’ятати це те що невірна к-ть відступів може призвести до виникнення помилок.. Для прикладу:

I=5 print("Value is ", i) #Помилка! Зауваж пробіл на початку print("I repeat, the value is", i)

Коли ти це запустиш, то отримаєш помилку:

File "whitespace.py", line 4

print("Value is ", i) #Помилка! Зауваж пробіл на початку

IndentationError: unexpected indent

Як правильно робити відступи?

Ні в якому разі не використовуй мішанину з пробілів і відступів! Варто використовувати тільки або 4- и пробіли або один відступ (клавіша Tab)