Аннотация: Эта глава полезна для общего развития, её можно прочитать, но совершенно необязательно сразу пытаться понять. Лучше вернуться к ней ещё раз после выполнения всех практических заданий.
1.1 Общие сведения о языке
В основном Python используется как интерпретатор, хотя существуют средства компиляции Python-программ.
Интерпретатор Python позволяет выполнять команды и операции средствами интерактивной оболочки Python (см. далее).
Python — объектно-ориентированный язык. Программные модули и структуры данных могут использоваться как объекты, т.е. имеют свойства и методы.
Подпрограммы в Python оформляются только как функции, но эти функции могут не возвращать значений, а могут возвращать несколько значений в виде структур данных.
Функции, оформленные по определённым правилам, объединяются в модули (библиотеки функций). Модули (или некоторые функции из модулей) по мере необходимости подключаются к пользовательским программам. Такой подход позволяет экономить память вычислительной системы и не занимать её ненужным кодом.
Как устроен Python? ► Детальный разбор
Модули подключаются в начале программы с помощью команды:
import имя_модуля
А отдельные функции — с помощью команды:
from имя_модуля import функция1, . . . функцияN
Присваивание в Python обозначается знаком » = «, а равенство — знаком » == «.
В Python разрешены «цепочки» присваиваний и сравнений, однако присваивания и сравнения нельзя смешивать. Выражения a=b=c=4 и a
В Python отсутствуют «операторные скобки» типа begin . end или DO . LOOP . Вместо них в составных операторах (ветвления, циклы, определения функций) используются отступы от начала строки (пробелы).
И наконец, элементы структуры данных могут иметь отрицательные номера.
В следующих главах этой части даётся неполное и полуформальное введение в Python. Этого материала достаточно для выполнения заданий в пределах школьного курса. Для желающих узнать больше имеется список источников информации (раздел «Литература») и справка Python.
1.2 Типы и структуры данных
1.2.1 Типы данных
1.2.1.1 Числа
Числа в Python могут быть обычными целыми (тип int ), длинными целыми (тип long ), вещественными (тип float ) и комплексными (они не будут рассматриваться и использоваться). Для всех задач в пределах школьного курса используются только целые и вещественные числа.
Для преобразования чисел из вещественных в целые и наоборот в Python определены функции int() и float(). Например, int(12.6) даст в результате 12, а float(12) даёт в результате 12.0 (десятичный разделитель — точка). Основные операции с числами приведены в табл. 1.1.
100/8 → 12,
100/8.0 → 12.5
100//8 → 12 101.8//12.5 → 8.0
(для сравнения
101.8/12.5 → 8.1440000000000001)
10%4 → 2
2**3 → 8 2.3**(-3.5) → 0.05419417057580235
Кроме того, в Python для операций с числами используются функции abs() (вычисление абсолютного значения — модуля, abs(-3)→ 3), pow() (возведение в степень, pow(2,3) → 8), divmod() (вычисление результата целочисленного деления и остатка, divmod(17,5)→ (3,2) ) и round() (округление, round(100.0/6) → 17.0 ). Эти функции являются «встроенными», что означает, что для их использования нет необходимости подключать дополнительные модули. Все прочие функции для работы с числами (математические), такие как вычисление квадратного корня, синуса и пр. требуют подключения модуля math .
Python 3. Архитектура программ. Работа с пакетами(модулями)
1.2.1.2 Логические значения
Логические значения в Python представлены двумя величинами — логическими константами True (Истина) и False (Ложь).
Логические значения получаются в результате логических операций и вычисления логических выражений.
| > | Условие «больше» (например, проверяем, что a > b ) |
| Условие «меньше» (например,проверяем, что a < b ) | |
| == | Условие равенства (проверяем, что a равно b ) |
| != | Условие неравенства (проверяем, что a не равно b ) |
| not x | Отрицание (условие x не выполняется) |
| x and y | Логическое «И» (умножение). Чтобы выполнилось условие x and y , необходимо, чтобы одновременно выполнялись условия x и y . |
| x or y | Логическое «ИЛИ» (сложение). Чтобы выполнилось условие x or y , необходимо, чтобы выполнилось одно из условий. |
| x in A | Проверка принадлежности элемента x множеству (структуре) A (см. «Структуры данных»). |
| a < x < b | Эквивалентно (x > a) and (x < b) |
1.2.2 Структуры данных
В Python определены такие структуры данных (составные типы) как последовательности и отображения (называемые также словарями). Словари позволяют устанавливать связи (ассоциации) «ключ—значение» (например, «Фамилия—Адрес»), поэтому с их помощью создаются так называемые ассоциативные массивы. В нашем курсе не будут рассматриваться словари и подробности их применения, а для создания ассоциативных массивов будут использоваться другие структуры данных.
Последовательности, в свою очередь, подразделяются на изменяемые и неизменяемые. Под изменяемостью (изменчивостью) последовательности понимается возможность добавлять или удалять элементы этой последовательности (т.е. изменять количество элементов последовательности).
Для структур данных в Python определены функции (операции) и методы, принципиального различия между которыми нет, а есть различие синтаксическое (в правилах написания). Основные функции и методы для каждого типа структур данных приводятся ниже.
1.2.2.1 Неизменяемые последовательности — строки
Строки (последовательности символов — букв и других значков, которые можно найти на клавиатуре компьютера) могут состоять из символов английского и любого другого алфавита. Для простоты и определённости в строковых значениях переменных в дальнейшем будем использовать только символы английского алфавита. В Python строки и символы нужно заключать в кавычки (одиночные или двойные). Элементы (символы) в строке нумеруются, начиная с нуля. Одиночный символ — буква — является «с точки зрения Python» строкой, состоящей из одного элемента.
Максимально возможное количество символов в строке (длина строки) в Python ограничивается только доступным объёмом памяти. Так что текст любого разумного размера (например, несколько тысяч страниц) может быть записан в одну строку Python.
Числа могут быть преобразованы в строки с помощью функции str() . Например, str(123) даст строку ‘123’ . Если строка является последовательностью знаков-цифр, то она может быть преобразована в целое число в помощью функции int() (int(‘123’) даст в результате число 123), а в вещественное — с помощью функции float() (float(‘12.34’) даст в результате число 12.34). Для любого символа можно узнать его номер (код символа) с помощью функции ord() (например, ord(‘s’) даст результат 115). И наоборот, получить символ по числовому коду можно с помощью функции chr() (например chr(100) даст результат ‘d’ ).
s=’дерево’ s[2] → ‘р’ s[-2] → ‘в’
s=’derevo’ s[3:5] → ‘ev’ s[1:5:2] → ‘ee’
Источник: intuit.ru
Структура программы языка python + видео обзор
Структура программы на языке Python. Операции, переменные и литералы. Типы данных
Урок 2. Основы алгоритмизации и программирования на языке Python
Конспект урока «Структура программы на языке Python. Операции, переменные и литералы. Типы данных»
· Структура программы на языке Python.
· Операции и переменные.
· Типы данных языка Python.
Итак, рассмотрим, из чего состоят программы на языке Python. Любая программа на языке Python состоит из модулей. Модуль на языке Python представляет собой ряд связанных между собой операций. Модули сохраняются в отдельных файлах с расширением *.py. Сохранённые модули можно использовать в создаваемых программах.
Сначала мы будем разрабатывать довольно простые программы, которые практически всегда будут состоять всего из одного модуля.
Модули, в свою очередь, состоят из более простых структурных единиц. В модулях содержится код на языке Python, состоящий из инструкций. Инструкции представляют собой указания компьютеру. Они определяют, какие операции выполнит компьютер с данными. Инструкции в языке Python делятся на простые и составные.
Простые инструкции описываются одной строкой кода, составные же – содержат вложенные инструкции.
Инструкции могут содержать выражения. И если инструкции определяют, какие действия будут выполнены над информацией, то выражения в составе инструкций определяют, над какими именно данными будут выполнены действия, описанные в инструкции.
Вместе с языком Python поставляется множество стандартных модулей, которые предоставляют программисту большое количество инструментов и возможностей для написания самых разных программ.
Рассмотрим пример. Находясь в интерактивном режиме среды разработки, создадим новый файл, в котором запишем несколько инструкций. Сохраним его под именем modul_1.py. Запишем в файле инструкцию вывода print (2 * (10 – 4)). Сохраним файл и запустим инструкцию на выполнение.
В главном окне среды разработки было выведено значение записанного нами выражения, то есть 12.
В описанном нами примере, файл modul_1.py является модулем, строка, записанная нами в этом файле, является инструкцией, а математическое выражение, записанное в скобках, является выражением.
Рассмотрим, что такое операции. Операциями в языках программирования называются любые действия над операндами. Операндами называются некоторые данные. Для примера рассмотрим операции, используемые в описанном нами математическом выражении. Всего их две: разность и умножение.
Операндами для операции разности являются числа: 10 и 4. Операндами для операции умножения являются число 2 и разность чисел 10 и 4. Установив скобки в этом выражении, мы определили порядок выполнения операций. Сначала будет выполнена операция разности, записанная в скобках, после чего её результат будет использован в качестве операнды при выполнении умножения. Приоритет выполнения операций в языке Python соответствует математическому.
Операндами для операций могут быть литералы, выражения и переменные. В описанном нами примере операндами разности являются литералы, то есть числа, которые записаны при написании кода, а для операции умножения – литерал, то есть число 2, а также выражение, то есть разность чисел 10 и 4. Операндами могут быть и переменные.
Независимо от языка программирования, переменной называется именованная область оперативной памяти, в которой хранится информация определённого типа. Механизм связи между переменной и данными, которые она содержит, может отличаться в зависимости от языка программирования. Пока просто запомним, что данные, сохранённые в переменной, связаны с некоторым именем и могут быть вызваны по этому имени.
Данные, которые соответствуют переменной в языке Python, могут быть определены с помощью инструкции присваивания. Инструкция присваивания в языке Python записывается с помощью знака равенства, слева от которого находится имя переменной, а справа – её значение. То есть, чтобы переменной а присвоить значение 4, мы должны записать строку кода: а = 4.
Рассмотрим пример. В среде разработки языка Python, в интерактивном режиме, присвоим переменной t значение 15, после чего убедимся, что операция выполнена. Для этого запишем строку кода: t = 15 и нажмём клавишу Enter. Операция присваивания уже была выполнена – убедимся в этом. Для этого запишем инструкцию print (t) для вывода значения переменной t на экран.
Таким образом, мы убедились, что переменная t имеет значение 15. Важно запомнить, что переменную стоит называть осмысленно, её имя не должно совпадать со служебными словами языка или содержать служебные символы; имя переменной не может начинаться с цифры.
Те из вас, кто до этого использовал другие языки программирования, например Pascal, знают, что прежде чем использовать переменную в программе, её нужно объявить. При этом, за переменной закрепляется ячейка оперативной памяти, а также указывается тип данных, которые будут на ней храниться.
Возможно, многие из вас обратили внимание на то, что при написании кода для демонстрации работы оператора присваивания, мы не объявляли переменную Тэ, прежде чем присвоить ей значение. Так происходит потому, что в языке Python переменная объявляется автоматически перед первым использованием. Тогда у многих из вас может возникнуть вопрос: «Как определяется тип переменной?
Ведь его мы тоже не указывали». В отличие от всё того же языка Pascal, в языке Python используется динамическая типизация. Что это означает? В языке Python тип переменной определяется автоматически, в зависимости от присвоенного ей значения, а так как значение переменной в ходе исполнения программы может изменяться, то и тип переменной также изменяется вслед за значением.
Создадим файл модуля, после чего сохраним его. Начнём написание инструкций. В начале запишем инструкцию для присваивания переменной a значения 8.5. После этого, запишем инструкцию для присваивания переменной b значения 6, а также инструкцию присваивания переменной c значения суммы a и b.
Дальше напишем инструкцию print, после которой будут следовать пустые скобки. Скопируем эту инструкцию четыре раза (по количеству выражений, результаты которых необходимо вывести). В первой инструкции print в скобках запишем c, во второй – a – b, в третьей – a * b, в четвёртой – a / b и в пятой – a ** b.
После того как все инструкции записаны, сохраним модуль и запустим его на выполнение. В главном окне среды разработки в пяти строках было выведено пять чисел – результаты перечисленных операций. Модуль работает правильно. Задача решена.
Обратим внимание на то, как выполняются инструкции присваивания в написанном нами модуле. При выполнении первой инструкции сначала выделяется ячейка оперативной памяти для переменной a, после чего проверяется литерал 8.5. Это вещественное число, поэтому тип переменной становится float. Далее в ячейку оперативной памяти заносится значение литерала 8.5.
Вторая инструкция выполняется так же, с той лишь разницей, что литерал 6 является целым числом и тип переменной b будет int. При выполнении третьей инструкции присваивания сначала из оперативной памяти извлекаются значения переменных a и b, после чего вычисляется значение их суммы. Далее для переменной c выделяется ячейка оперативной памяти. Так как результатом операции сложения является вещественное число, тип переменной c становится float. В созданную ячейку оперативной памяти заносится результат суммы, то есть четырнадцать целых пять десятых.
· Программа на языке Python состоит из модулей, которые, в свою очередь, состоят из инструкций, которые могут содержать выражения.
· Операцией называется любое действие над данными.
· Переменной называется именованная область оперативной памяти, содержащая данные определённого типа.
· В языке Python есть три основных типа данных: целые числа – int, вещественные числа – float, а также строки символов – str.
· В языке Python переменные объявляются автоматически при первом использовании.
Видео: Как устроен Python? ► Детальный разбор Скачать
Источник: altarena.ru
Алгоритмизация и программирование на языке Python
Python – это высокоуровневый объектно-ориентированный язык программирования с огромными возможностями.
При помощи этого языка сценариев, кроме выполнения различных вычислений, можно разрабатывать графические программы и видеоигры, сканировать web-сайты, собирая с них нужные данные, создавать платформенно независимые системные программы и многое другое.
Замечание 1
Python используется для написания скриптов и относится к интерпретируемым языкам программирования. Особенность этой разновидности языков заключается в том, что при запуске программы код (после проверки на отсутствие ошибок) сразу же выполняется без какой-либо дополнительной переработки (компиляции).
Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
Это означает, что в данной среде программирования присутствует интерпретатор, в командную строку которого вводятся команды, и результат их выполнения можно тут же увидеть. Несмотря на то, что такой подход снижает производительность и оказывается медленнее, чем выполнение скомпилированных программ, тем не менее, он позволяет легко изучать основы программирования за счёт интерактивного принципа работы. Тем более что Python отличается достаточно простым синтаксисом, и это делает его практически идеальным языком для тех, кто только начал обучаться программированию.
Алгоритмизация
Прежде чем приступить к решению какой-либо задачи при помощи языка программирования, требуется детально продумать алгоритм её решения.
Определение 2
Алгоритм – это строго определённая последовательность действий, необходимых для решения поставленной задачи.
После составления алгоритма создаётся компьютерная программа, то есть каждое действие алгоритма записывается на определённом языке программирования по установленным в нём правилам написания кода, образующим синтаксис этого языка. Такая формальная запись алгоритма будет понятна компьютеру, и при запуске программы его команды будут выполнены вычислительной машиной.
«Алгоритмизация и программирование на языке Python»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Основы программирования на языке Python
Рассмотрим теперь синтаксические правила, характерные для Python, а также перечислим возможные типы данных и посмотрим, как организуются структуры данных и какие действия с ними можно выполнять.
К основным синтаксическим правилам относятся следующие:
- В программах, написанных на языке Python, не требуется явно объявлять переменные.
- Python является зависимым от регистра языком (то есть переменные mas, Mas и MAS, встречающиеся в коде программы, будут восприниматься как три различные переменные).
- Отдельные блоки программы выделяются отступами – пробелами или табуляцией (в отличие от конструкций begin..end в Pascal и скобок <..>в Си).
- Вход в новый блок из других операторов обозначается двоеточием.
- Однострочные комментарии начинаются со знака #, а многострочные отмечаются тремя двойными кавычками в начале и в конце.
- Присваивание переменной определённого значения обозначается знаком =, а для сравнения значений используется двойной знак равенства.
- Для увеличения (уменьшения) значения переменной, или добавления (удаления) некоторых символов в строке используется специальный оператор += (-=).
- Строки в Python заключаются либо в одинарные, либо в двойные кавычки. Причём внутри двойных кавычек допустимо размещать одинарные, и наоборот.
- Если в программе требуется строковая переменная, состоящая из несколько строчек, то перед этой строкой и после неё надо поставить три двойные кавычки.
Отметим, что обычно при написании компьютерных программ на Python редко возникает необходимость дополнительно обращаться к документации, так как синтаксис этого языка очень лаконичный.
Как уже говорилось, язык Python является объектно-ориентированным, то есть работа в нём происходит именно с объектами – массивами и другими структурами данных, такими как списки (lists), кортежи (tuples), словари (dictionaries).
Массив представляет собой упорядоченную структуру данных для хранения однотипных объектов. Нумерация элементов в массивах начинается с нулевого индекса. При этом отрицательные значения индексов определяют положение элемента с конца массива (-1 – индекс последнего элемента массива, -2 – предпоследнего элемента и т. д.). Если требуется только часть массива, то в скобках при обращении к нему дополнительно указываются первый и последний индекс нужного диапазона, разделяясь двоеточием.
У языка Python имеется много возможностей по работе со списками. Списки подобны массивам, но в отличие от них хранятся не в статической памяти компьютера, а в динамической. Если рассматривается список, элементами которого являются тоже списки, то получается динамический многомерный массив. Неизменяемые списки называются кортежами. Словари представляют собой списки с индексами любого типа, не обязательно числовыми.
При реализации разветвлённых и циклических алгоритмов потребуется использование таких операторов, как условный оператор if и циклические операторы while и for. Например, при помощи оператора for можно задавать элементы списка, а оператор if позволит выбрать из него некоторые элементы, удовлетворяющие определённым условиям.
Также в Python имеются стандартные возможности по работе с файловой системой (чтение из файлов и запись в них), доступно много встроенных библиотек и, естественно, предусмотрено использование функций и организация классов (class).
Далее приведём несколько примеров кода:
Рисунок 1. Коды. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь в первом примере с помощью встроенной функции range получаем список из десяти цифр (от 0 до 9). И затем, пока переменная number входит в список, проверяем выполняется ли условие и выводим на экран подходящие элементы командой print. Во втором – из встроенной библиотеки вызывается функция, генерирующая случайное число в заданном диапазоне. В третьем примере используется ключевое слово lambda для объявления простейшей функции. Рядом представлено стандартное определение функции со словом def.
Отметим ещё несколько важных особенностей языка Python:
- это язык с динамической строгой типизацией и автоматическим управлением памятью, который ориентирован на улучшение производительности;
- для очищения переменных или элементов массива в Python используется специальная команда del;
- глобальные переменные объявляются за пределами определяемых в программе функций и видимы в них. Но если значение глобальной переменной нужно поменять внутри функции, то её обязательно требуется объявить в начале функции, используя ключевое слово global, которое указывает на то, что её значение будет доступно не только внутри этой функции.
Источник: spravochnick.ru