Основы Python в кратком изложении
Когда-то давным давно, на одном закрытом форуме я пытался проводить обучение Пайтону. В общем дело там заглохло. Мне стало жалко написанных уроков, и я решил их выложить для широкой общественности. Пока самый первый, самый простой. Дальше идет интереснее, но может быть это будет не интересно. В общем, этот пост будет пробным шаром, если понравится, буду выкладывать дальше.
Python для начинающих. Глава первая. «О чем это мы»
На всякий случай, немного скучного «evangelism». Кому он надоел, можно пропустить несколько абзацев.
Python (читается как «Пайтон» а не «питон») — скриптовый язык, разработанный Гвидо ван Россумом в качестве простого языка, легкого в изучении новичку.
В наше время Пайтон – широко распространенный язык, который используется во многих областях:
— Разработка прикладного ПО (например linux-утилиты yum, pirut, system-config-*, IM-клиент Gajim и многие другие)
— Разработка web-приложений (мощнейший Application-сервер Zope и разработанная на его основе CMS Plone, на основе которой работает например сайт ЦРУ, и масса фреймворков для быстрой разработки приложений Plones, Django, TurboGears и многие другие)
— Использование в качестве встраиваемого скриптового языка во многих играх, и не только (в офисном пакете OpenOffice.org, 3d редакторе Blender, СУБД Postgre)
— Использование в научных рассчетах (с пакетами SciPy и numPy для расчетов и PyPlot для рисования графиков Пайтон становится практически сравним с пакетами типа MatLab)
И это конечно далеко не полный список проектов, использующих этот замечательный язык.
1. Сам интерпретатор, его можно взять тут (http://python.org/download/).
2. Среда разработки. Она для начала необязательна, да и идущий в дистрибутиве IDLE подойдет новичку, но для серъезных проектов нужно что-то посерьезней.
Для Windows я использую замечательный легковесный PyScripter (http://tinyurl.com/5jc63t), для Linux – Komodo IDE.
Хотя для первого урока достаточно будет просто интерактивной оболочки самого Пайтона.
Просто запустите python.exe. Приглашение ввода не заставит себя долго ждать, оно выглядит так:
Также можно записывать программы в файлы с расширением py, в вашем любимом текстовом редакторе, который не добавляет к тексту своих символов разметки (нет Word не подойдет). Также желательно чтобы этот редактор умел делать «умные табуляторы» и не заменял пробелы знаком табуляции.
Для запуска файлов на исполнение по ним можно щелкать 2 раза. Если консольное окно закрывается слишком быстро, вставьте в конце программы следующую строку:
Тогда интерпретатор будет в конце программы ждать нажатия enter.
Или ассоциируйте py-файлы в Far с Пайтоном и открывайте нажимая enter.
Наконец можно воспользоваться одной из многих удобных IDE для Пайтона, которые предоставляют и возможности отладки и подсветку синтаксиса и многие другие «удобства».
Немного теории.
Для начала, Пайтон – язык со строгой динамической типизацией. Что это означает?
Есть языки со строгой типизацией (pascal, java, c и т.п.), у которых тип переменной определяется заранее и не может быть изменен, и есть языки с динамической типизацией (python, ruby, vb), в которых тип переменной трактуется в зависимости от присвоенного значения.
Языки с динамической типизацией можно разделить еще на 2 вида. Строгие, которые не допускают неявного преобразования типа (Пайтон) и нестрогие, которые выполняют неявные преобразования типа (например VB, в котором можно легко сложить строку ‘123’ и число 456).
Разобравшись с классификацией Пайтона, попробуем немного «поиграть» с интерпретатором.
>>> a = b = 1 >>> a, b (1, 1) >>> b = 2 >>> a, b (1, 2) >>> a, b = b, a >>> a, b (2, 1)
Таким, образом мы видим что присваивание осуществляется с помощью знака =. Присвоить значение можно сразу нескольким переменным. При указании интерпретатору имени переменной в интерактивном режиме, он выводит ее значение.
Следующее, что необходимо знать – как строятся базовые алгоритмические единицы – ветвления и циклы. Для начала, необходима небольшая справка. В Пайтоне нет специального ограничителя блоков кода, их роль выполняют отступы. То есть то что написано с одинаковым отступом – является одним командным блоком. Поначалу это может показаться странным, но после легкого привыкание, понимаешь что эта «вынужденная» мера позволяет получать очень читабельный код.
Итак условия.
Условие задается с помощью оператора if, который заканчивается «:». Альтернативные условия которые будут выполняться если первая проверка «не прошла» задаются оператором elif. Наконец else задает ветку, которая будет выполнена если ни одно из условий не подошло.
Обратите внимание, что после ввода if интерпретатор с помощью приглашения «. » показывает что он ожидает продолжения ввода. Чтобы сообщить ему что мы закончили, необходимо ввести пустую строку.
(Пример с ветвлениями почему-то рвет разметку на хабре, не смотря на танцы с тегами pre и code. Простите за неудобство, я его кинул сюда pastebin.com/f66af97ba, если кто-то подскажет что не так — буду очень признателен)
Простейшим случаем цикла является цикл while. В качестве параметра он принимает условие и выполняется до тех пор, пока оно истино.
Вот маленький пример.
Обратите внимание что поскольку и print x и x+=1 написаны с одинаковым отступом, они считаются телом цикла (помните что я говорил про блоки? 😉 ).
Второй вид циклов в Пайтон – цикл for. Он аналогичен циклу foreach других языков. Его синтаксис условно таков.
for переменная in список:
команды
Переменной будут присваиваться по очереди все значения из списка (на самом деле там может быть не только список, но и любой другой итератор, но не будем пока этим забивать голову).
Вот простой пример. В роли списка будет выступать строка, которая является ничем иным как списком символов.
>>> x = "Hello, Python!" >>> for char in x: . print char . H e l . !
Таким образом мы можем разложить строку по символам.
Что же делать если нам нужен цикл, повторяющийся определенное число раз? Очень просто, на помощь придет функция range.
На входе она принимает от одного до трех параметров, на выходе возвращает список чисел, по которому мы можем «пройтись» оператором for.
Вот несколько примеров использования функции range, которые объясняют роль ее параметров.
>>> range(10) [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> range(2, 12) [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11] >>> range(2, 12, 3) [2, 5, 8, 11] >>> range(12, 2, -2) [12, 10, 8, 6, 4]
И маленький пример с циклом.
>>> for x in range(10): . print x . 0 1 2 . 9
Последнее, что следует знать перед тем как начать использовать Пайтон полноценно – это как осуществляется в нем ввод-вывод.
Для вывода используется команда print, которая выводит на печать все свои аргументы в удобочитаемом виде.
Для ввода с консоли используется функция raw_input(приглашение), которая выводит на экран приглашение и ожидает ввода пользователя, возвращая то что ввел пользователь в виде своего значения.
x = int(raw_input ("Введи число:")) print "Квадрат этого числа составляет ", x * x Внимание! Несмотря на существование функции input() схожего действия, использовать ее в программах не рекомендуется, так как интерпретатор пытается выполнить вводимые с ее помощью синтаксические выражения, что является серьезной дырой в безопасности программы.
Вот и все для первого урока.
Домашнее задание.
1. Составить программу расчета гипотенузы прямоугольного треугольника. Длина катетов запрашивается у пользователя.
2. Составить программу нахождения корней квадратного уравнения в общем виде. Коэффициенты запрашиваются у пользователя.
3. Составить программу вывода таблицы умножения на число M. Таблица составляется от M * a, до M * b, где M, a, b запрашиваются у пользователя. Вывод должен осуществляется в столбик, по одному примеру на строку в следующем виде (например):
5 х 4 = 20
5 х 5 = 25
И так далее.
2.1. Теория¶
Язык Python является одним из самых простых в изучении и самых приятных в использовании из языков программирования, получивших широкое распространение. Программный код на языке Python легко читать и писать, и, будучи лаконичным, он не выглядит загадочным. Python — очень выразительный язык, позволяющий уместить приложение в меньшее количество строк, чем на это потребовалось бы в других языках, таких как C++ или Java.
2.1.1. История создания¶
Разработка языка Python была начата в конце 1980-х годов сотрудником голландского института CWI (Центр математики и информатики, голл. Centrum Wiskunde & Informatica) Гвидо ван Россумом (англ. Guido van Rossum), на основе языка ABC (Рисунок 2.1.1). В феврале 1991 года Гвидо опубликовал исходный текст в группе новостей alt.sources.
Рисунок 2.1.1 — Гвидо ван Россум на конференции в 2006 г. ¶
О создании Python Гвидо ван Россум написал в 1996 г.:
«Около 6 лет назад, в декабре 1989 г., я думал над проектом в области программирования в качестве хобби, которое бы заняло меня на время Рождественских выходных. Мой офис… был закрыл, но компьютер был и дома, и, в общем, это все, что у меня было на руках. Я решил написать интерпретатор для нового скриптового языка, о котором думал в последнее время: наследника ABC, который бы оказался привлекательным для Unix/C хакеров. Пилотное название «Питон» было выбрано с одной стороны в связи с немного скептическим отношением к перспективам проекта, а с другой — из-за того, что я большой фанат шоу «Летающий цирк Монти Пайтона».
Покинув в декабре 2012 года корпорацию Google, с 2013 года Гвидо работал в компании Dropbox Inc, выйдя на пенсию в 2019, а с 2020 работает в компании Microsoft. Имея статус «великодушного пожизненного диктатора» проекта — он продолжает наблюдать за процессом разработки Python, принимая окончательные решения, когда это необходимо (не менее 50% рабочего времени по договоренности с DropBox).
Появившись сравнительно поздно, Python создавался под влиянием множества языков программирования. Так, например, влияние оказали такие языки, как:
- ABC: отступы для группировки операторов, высокоуровневые структуры данных;
- Modula-3: пакеты, модули;
- С, C++: некоторые синтаксические конструкции;
- Smalltalk: ООП;
- Java: обработка исключений и др.
Большая часть других особенностей Python (например, байт-компиляция исходного кода) также была реализована ранее в других языках.
Развитие языка происходит согласно четко регламентированному процессу создания, обсуждения, отбора и реализации документов PEP (Python Enhancement Proposal) — предложений по развитию Python.
В 2008 году, после длительного тестирования, вышла первая версия Python 3000 (или Python 3.0, также используется сокращение Py3k). В Python 3000 устранены многие недостатки архитектуры с максимально возможным (но не полным) сохранением совместимости со старыми версиями Python. На сегодня поддерживаются обе ветви развития (Python 3.x и 2.x) (сравнение и рекомендации), однако получать новый функционал будет только версия 3 6.
Ключевые вехи развития языка приведены в Таблице 2.1.1.
Таблица 2.1.1 — Основные вехи развития языка Python ¶
Актуальная версия (дата выхода) (могла устареть)