В этой заметке мы попытаемся познакомиться с основными элементами языка программирования Python (правильное произношение —Пáйтон, хотя по-русски его зачастую называют Питóном).
Почему Python?
Python — один из наиболее популярных сейчас языков программирования, он отлично подходит для решения широкого спектра практических задач (и реально применяется: Google, Facebook, GIMP, Sims…).
Богатая стандартная библиотека Python содержит модули, выполняющие множество разнообразных задач: работу с различными форматами файлов и сетевыми протоколами, криптографией и базами данных…
Python — свободное ПО, работающее едва ли не на любой современной платформе: Windows, macOS, Linux/Unix, iOS, Android и др.
С другой стороны, Python очень прост в изучении. Во всяком случае, синтаксис у него заметно проще, чем у многих других популярных языков.
При этом особенности синтаксиса прямо-таки вынуждают писать аккуратный легко читаемый код. [По правде сказать, это не совсем так: есть в Python конструкции, способные серьезно озадачить начинающего программиста. Однако, поначалу без них можно запросто обойтись]
Недаром в последнее время Python понемногу вытесняет в школьном курсе информатики более «традиционные» языки.
Python 2 или Python 3?
Еще недавно этот вопрос был очень серьезным. На компьютере с macOS или Linux Python 2.x присутствовал по умолчанию (да и во многих учебниках можно было увидеть именно его).
Однако поддержка второй версии языка в 2020 году закончилась. Так что вопрос снят. Мы будем изучать Python 3.
Заметьте: Python 3 существенно отличается от Python 2. Поэтому всегда нужно обращать внимание, какой из них используется в книге или статье, которой вы пытаетесь воспользоваться.
Что нам потребуется?
Что же нам потребуется для изучения Python? Для работы с любым языком программирования нужно иметь, как минимум, редактор, с помощью которого пишут и редактируют текст программы, и компилятор, «переводящий» этот текст на «язык компьютера».
Устанавливаем Python
Для полноценного использования Python установите его свежую версию на свой компьютер. Если вы работаете под Windows или macOS, скачайте установщик с сайта python.org. Для Linux воспользуйтесь установкой из репозитория. Заметьте: вместе с компилятором устанавливается IDLE (Integrated Development and Learning Environment = Интегрированная среда разработки и обучения). То есть можно больше ничего не устанавливать. Однако, для серьезной работы можно установить какой-нибудь более совершенный редактор.
Если вы только начинаете знакомство с Python, рекомендую попробовать Thonny — интегрированную среду, созданную специально для начинающих. Она не загромождена излишними (для начинающего!) элементами. Ее можно установить на компьютере, не имея административных прав. К тому же, в нее встроен компилятор, т.е. можно не устанавливать Python отдельно.
Наконец, для первых экспериментов с Python можно вообще ничего не устанавливать, а просто воспользоваться онлайн-IDE repl.it. Войдите на сайт, выберите Python 3 (там есть и другие языки) — и можно программировать.
Что ж, приступим…
Базовые элементы
Привет, мир! или
вывод на экран в Python
Начнем с «классики жанра». Выведем на экран традиционное «Привет, мир!» Тут Python будет неоригинален: нужно написать слово print, а затем в скобках — то, что хотим вывести.
Заметьте: Python — язык интерпретируемый, поэтому команды можно не только вписывать в программу, но и вводить по одной непосредственно в оболочке — компьютер их тоже выполнит.
Еще одно замечание: программа на Python — это текстовый файл, сохраненный с расширением «.py», например, task1.py
Если мы хотим вывести какой-нибудь текст, его нужно заключить в кавычки (не важно, одинарные или двойные).
Так мы и поступим:
print("Привет, мир!")Для вывода чисел кавычки не нужны:
print(100500)
Нетрудно догадаться, что на экране появится именно это число — 100500.
Переменные
Для хранения изменяющихся в процессе работы программы данных используют (Кто бы мог подумать! 😉 ) переменные. В отличие от C, Java или Pascal, переменные в Python не нужно заранее объявлять. Создаются они в тот момент, когда в первый раз получают значение. И тип их определяется хранящимся в данный момент значением.
Динамическая типизация упрощает написание программ, но увеличивает вероятность ошибок.
В именах переменных можно использовать буквы, цифры и символ подчеркивания (имя не может начинаться с цифры).
Имена, начинающиеся со знака подчеркивания — специальные. Давать своим переменным такие имена не рекомендуется.
Python 3 допускает использование в именах букв любых алфавитов, например, русского. Однако, рекомендуется использовать только ASCII-символы (т.е. ограничиться латинским алфавитом).
«Обычные» имена переменных рекомендуется записывать только строчными буквами. Если имя состоит из нескольких слов/частей, то тоже записывать всё маленькими буквами через знак подчеркивания, например, very_big_mouse.
Вот пример программы, в котором переменная получает значение, а затем это значение выводится на экран.
apples = 10
print(apples)
На экран будет выведено значение переменной apples, т.е. число 10.
Получаем информацию от пользователя
В процессе выполнения программы важно иметь возможность получать ту или иную информацию от пользователя. Для этого в Python используется функция input. Введенное человеком значение обычно сохраняют в переменной. Например, так:
username = input()
print("Привет, " + username + "!")Чтобы пользователь понимал, чего от него ждет компьютер, в качестве параметра функции input можно указать текст, который будет показан на экране. Например, записанную выше программу можно слегка изменить вот так:
username = input("Как тебя зовут? ")
print("Привет, " + username + "!")В результате на экране появится вопрос «Как тебя зовут?» Затем компьютер будет ждать, когда человек введет свое имя, сохранит его в переменной username, а потом напишет приветствие, в которое подставит это значение.
Оператор присваивания
Знаком = в Python обозначают оператор присваивания. При его выполнении переменная, находящаяся слева от знака, получает значение, указанное справа.
В Python можно использовать также комбинированные операторы, предписывающие, как следует изменить значение переменной. Например, += указывает, что значение нужно увеличить на заданную величину, т.е. cost += 10 соответствует cost = cost + 10.
Комментарии в Python. Как и зачем?
Комментарии в программировании — это пояснения, которые помогают автору или другому программисту быстрее разобраться в том или ином фрагменте кода.
Компьютер текст комментария пропускает, не обращая на него никакого внимания.
Это позволяет временно отключить тот или иной участок программы, если отметить его как комментарий — «закомментировать».
В Python, чтобы превратить строку текста в комментарий, нужно поставить перед ней символ #. Если символ # стоит посреди строки, комментарием будет часть, находящаяся после этого символа. Например:
# Вся эта строка — комментарий
print('Этот текст будет напечатан') # А это — комментарийЕсли нужно закомментировать многострочный текст, в его начале и конце нужно поставить трижды повторенные кавычки (как и для текста в print, можно использовать как одиночные, так и двойные кавычки). Например:
'''Это многострочный
комментарий'''
Не забывайте комментировать свой код!
Операции в Python
В Python есть несколько типов операций.
- арифметические операции
- операции сравнения
- логические операции
- битовые операции
Арифметические операции
Арифметические операции служат для выполнения вычислений.
+— сложение.–— вычитание.*— умножение./— деление.//— деление нацело.%— остаток от деления.**— возведение в степень.
Операции сравнения
Операции сравнения выдают результат сравнения двух значений как True (истина) или False (ложь).
Обратите внимание: логические константы False и True записываются в Python с заглавной буквы.
==— равно?!=— не равно?>— больше?<— меньше?>=— больше или равно?<=— меньше или равно?
Логические операции
Логические операции также дают результат True или False.
and— операция «И», дает результатTrue, если оба операнда истинны.or— операция «ИЛИ», дает результатTrue, если истинен хотя бы один из операндов.not— операция «НЕ» (унарная), дает результатTrue, если операнд ложный.
Битовые операции
Битовые операции работают с каждым битом двоичного представления операндов.
- & — битовое И (бит в двоичной записи результата равен 1, если соответствующие биты обоих операндов равны 1).
- | — битовое ИЛИ (бит в двоичной записи результата равен 1, если соответствующие бит хотя бы одного из операндов равен 1).
- ^ — битовое исключающее ИЛИ (бит в двоичной записи результата равен 1, если соответствующий бит только одного из операндов равен 1).
- ~ — битовая инверсия (НЕ) (бит в двоичной записи результата равен 1, если соответствующий бит операнда равен 0).
- << — битовый сдвиг влево (значения битов левого операнда сдвигаются на заданное правым операндом число разрядов, «лишние» биты отбрасываются)
- >> — битовый сдвиг вправо
Выражения в Python
Выражения в Python составляются из операндов с помощью операций (см. выше) и скобок. Операндами могут быть литералы (запись значения непосредственно в выражении), переменные, функции.
Приоритет операций
В Python, как и в математике, при вычислении выражений, содержащих несколько операций, они выполняются в строго определенном порядке:
- Выражения в скобках
- Возведение в степень (
a ** 3) — справа налево - Унарный минус (
-a) и битовое отрицание (~a) - Умножение и деление (
a * b,a / b,m // 4,n % 3) - Сложение и вычитание (
a + b,m - n) - Сдвиги (
n << 2,m >> 1) - Битовое И (
n & m) - Битовое исключающее ИЛИ (
n ^ m) - Битовое ИЛИ (
n | m) - Сравнение (
n == 0,m != n,a > 0,b < 5,x >= 10,z <= 2) - НЕ (
not) - И (
and) - ИЛИ (
or)
Огромное спасибо за информацию.