Самоучитель Python. Для тех, кто вчера купил компьютер

Александр Сивичев

Самоучитель Python. Для тех, кто вчера купил компьютер

Введение

Краткое введение в язык Python

Python – это высокоуровневый язык программирования, который был создан в конце 1980-х годов Гвидо ван Россумом. В отличие от многих других языков, Python был спроектирован с особым акцентом на читаемость кода. Он использует отступы для выделения блоков кода вместо фигурных скобок, что способствует лучшему восприятию и поддержке программ.

Python поддерживает как объектно-ориентированное, так и функциональное программирование. Его синтаксис прост и интуитивно понятен, что делает его отличным выбором для начинающих программистов. Однако, несмотря на свою простоту, Python является мощным инструментом, который используется в самых разных областях.

Зачем изучать Python?

Простота: Синтаксис Python спроектирован так, чтобы быть максимально простым и читаемым. Новички могут быстро понять основные концепции программирования, даже не имея опыта в других языках.

Широкие возможности: Python имеет огромную экосистему библиотек и фреймворков, что делает его универсальным инструментом для разработки программного обеспечения. Он используется для создания веб-приложений, научных расчетов, искусственного интеллекта, автоматизации задач и многих других областей.

Сферы применения:

Веб-разработка: Python популярен в создании веб-приложений благодаря таким фреймворкам, как Django и Flask.

Научные вычисления и анализ данных: Библиотеки, такие как NumPy, pandas, Matplotlib, позволяют использовать Python для работы с большими объемами данных и визуализации результатов.

Искусственный интеллект и машинное обучение: Python является лидером в области разработки алгоритмов машинного обучения, благодаря таким библиотекам, как TensorFlow, Keras и Scikit-learn.

Автоматизация: Python позволяет создавать скрипты для автоматизации повседневных задач, например, обработки файлов, сбора данных с веб-страниц или взаимодействия с различными API.

Python – это язык, который легко освоить и который откроет перед вами множество возможностей в различных сферах. Поэтому его изучение является отличным выбором как для новичков, так и для опытных разработчиков, стремящихся расширить свои навыки.

Часть 1: Основы Python

Установка Python и настройка окружения (IDE, интерпретаторы)

Чтобы начать работать с Python, нужно установить его на свой компьютер. Вот шаги, которые помогут вам в этом процессе:

Скачивание Python: Перейдите на официальный сайт Python python.org и скачайте последнюю версию Python для вашей операционной системы. Обратите внимание, что на Windows вам нужно будет поставить галочку на опцию "Add Python to PATH" во время установки. Это добавит Python в системные переменные, что облегчит его использование в командной строке.

Установка IDE: (Интегрированная Среда Разработки)

IDE (от англ. Integrated Development Environment) – это программа, которая предоставляет все необходимые инструменты для разработки программного обеспечения в одном месте. Она включает в себя редактор кода, отладчик, терминал и часто дополнительные инструменты для работы с версиями кода и другими аспектами разработки.

Для работы с Python IDE упрощает создание, тестирование и отладку программ. Например, популярные IDE для Python:

PyCharm – мощная IDE с множеством функций для Python, включая автозаполнение кода и интеграцию с системами контроля версий.

Visual Studio Code (VS Code) – легкая, но функциональная IDE, которая поддерживает Python через плагины.

Для начинающих рекомендую использовать PyCharm (разработан JetBrains) или Visual Studio Code (VS Code), который легкий и бесплатный.

PyCharm имеет мощные инструменты для работы с Python, включая автозаполнение, отладчик и систему управления проектами.

VS Code – это редактор с открытым исходным кодом, который можно настроить под любые нужды с помощью плагинов, включая Python.

Использование интерпретатора Python: Python можно запускать через интерпретатор, который доступен сразу после установки. Для этого откройте терминал или командную строку и введите команду python (или python3, в зависимости от вашей системы). Вы попадете в интерактивную среду Python, где сможете выполнять команды по очереди.

Первая программа: "Hello, World!"

После установки Python можно написать и запустить свою первую программу. Для этого создайте новый файл с расширением .py, например, hello.py, и откройте его в вашем IDE или текстовом редакторе.

Простой код программы:

print("Hello, World!")

Затем сохраните файл и выполните его, используя команду в терминале:

python hello.py

После этого на экране появится надпись:

Hello, World!

Это стандартная первая программа, которая выводит текст на экран. Она демонстрирует, как использовать функцию print() для вывода данных.

Синтаксис Python: отступы, комментарии, строки

Отступы: В Python отступы важны и используются для обозначения блоков кода. Это часть синтаксиса, а не просто соглашение, как в некоторых других языках. Например, чтобы задать блок кода внутри условия или цикла, используйте четыре пробела:

if True:

print("Этот код внутри условия")

Комментарии: Комментарии начинаются с символа #. Они не выполняются программой и служат для пояснений к коду.

# Это комментарий

print("Hello!") # Выводит текст на экран

Строки: Строки можно записывать с использованием одинарных (') или двойных (") кавычек:

str1 = "Привет"

str2 = 'Мир'

Для строк, состоящих из нескольких строк текста, можно использовать тройные кавычки (''' или """):

str3 = """Это

многострочная

строка"""

Переменные и типы данных

Переменные: Переменная в Python – это просто имя, которое ссылается на определённое значение. Для создания переменной достаточно присвоить значение:

x = 5

name = "Alice"

Типы данных:

int (целые числа): Например, x = 10, y = -3.

float (вещественные числа): Например, pi = 3.14, height = 1.75.

str (строки): Например, name = "Alice", greeting = "Hello".

list (списки): Это упорядоченные коллекции элементов. Например:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]

dict (словарь): Это коллекция пар "ключ-значение". Например:

person = {"name": "Alice", "age": 25}

bool (булевы значения): Это тип данных, который может быть только True или False. Например:

is_active = True

is_valid = False

Каждый из этих типов данных имеет свои методы и особенности работы, и с ними мы будем работать на протяжении всего курса.

Часть 2: Управляющие конструкции

Условия (if, else, elif)

Условия позволяют программе принимать решения в зависимости от определённых условий. В Python для этого используется оператор if.

if (если) – проверяет условие и выполняет блок кода, если условие истинно.

else (иначе) – выполняет блок кода, если условие ложно.

elif (сокращение от "else if" – иначе если) – используется для проверки нескольких условий.

Пример использования условий:

age = 18

if age >= 18:

print("Вам можно голосовать!")

else:

print("Вы слишком молоды для голосования.")

В этом примере программа проверяет, больше ли значение переменной age или равно 18. Если условие истинно, выполняется блок кода после if. В противном случае выполняется блок после else.

elif полезен, если нужно проверить несколько условий:

age = 25

if age < 18:

print("Вы слишком молоды для голосования.")

elif age < 21:

print("Вы можете голосовать, но не пить алкоголь.")

else:

print("Вам можно голосовать и пить алкоголь.")

Циклы (for, while)

Циклы позволяют многократно выполнять один и тот же код с разными значениями. В Python существуют два основных типа циклов: for и while.

Цикл for используется для перебора элементов в последовательности (например, в списке, строке или диапазоне чисел).

Пример:

fruits = ["яблоко", "банан", "апельсин"]

for fruit in fruits:

print(fruit)

Этот цикл перебирает все элементы в списке fruits и выводит каждый элемент на экран.

Цикл for также можно использовать с диапазонами чисел:

for i in range(5):

print(i)

Функция range(5) генерирует числа от 0 до 4, и цикл выполняется пять раз.

Цикл while выполняет блок кода, пока условие остаётся истинным. Это полезно, если заранее не известно, сколько раз нужно выполнить код.

Пример:

count = 0

while count < 5:

print(count)

count += 1 # увеличиваем count на 1

Цикл продолжает выполняться до тех пор, пока переменная count не станет равной 5.

Операторы управления потоком (break, continue)

Операторы управления потоком позволяют изменять нормальное выполнение циклов и условий.

break – выходит из цикла досрочно, независимо от того, завершился ли цикл.

Пример:

for i in range(10):

if i == 5:

break

print(i)

Этот код напечатает числа от 0 до 4, а затем завершит выполнение цикла, когда переменная i станет равной 5.

continue – пропускает текущую итерацию цикла и переходит к следующей.

Пример:

for i in range(5):

if i == 3:

continue # пропустить текущую итерацию, когда i == 3

print(i)

Этот код напечатает числа 0, 1, 2 и 4, пропустив 3, благодаря оператору continue.

Часть 3: Функции

Создание функций

Функция – это блок кода, который выполняет конкретную задачу. Функции помогают организовать код, сделать его более читаемым и многократно использовать.

Чтобы создать функцию в Python, используется ключевое слово def, за которым следует имя функции и параметры (если они есть).

Пример создания функции:

def greet():

print("Привет, мир!")

Здесь создается функция greet, которая при вызове просто выводит сообщение на экран.