Python - ce este? Un limbaj de programare la nivel înalt

Python este un limbaj universal la nivel înalt care poate fi extins și încorporat. Acesta este, de exemplu, inclus în suita de aplicații ca instrument pentru scrierea de macrocomenzi. Acest lucru face din Python o alegere rezonabilă pentru multe sarcini de programare, mari și nu foarte, și nu atât de reușite pentru un număr mic de sarcini de calcul.

În cazul în care este mai bine să se utilizeze?

Limba Python este ideală pentru proiecte care necesită o dezvoltare rapidă. Acesta susține mai multe paradigme de programare, ceea ce este benefic pentru programele care necesită flexibilitate. Și prezența mai multor pachete și module asigură versatilitatea și economisește timp.

Guido van Rossum - creatorul filmului Python, a acordat cu bucurie titlul comunitar de "dictator generos de-a lungul vieții". La sfârșitul anilor 1980, Guido îi plăcea caracteristicile unor limbi de programare, dar niciunul nu avea toate caracteristicile pe care dorea să le aibă. În special, limba trebuie să aibă următoarele caracteristici.

Scripting Language

Un script este un program care gestionează alte programe. Limbile de scripting sunt potrivite pentru dezvoltarea rapidă și prototipuri, deoarece acestea sunt bune la transferul de date de la o componentă la alta și de a scuti programatorul de astfel de lucruri supărătoare cum ar fi gestionarea memoriei.

Comunitatea utilizatorilor preferă să numească Python un limbaj de programare dinamic.

Indent pentru gruparea operatorilor

Python determină dacă expresiile aparțin aceluiași grup prin indentare. Un astfel de grup este numit bloc de coduri. Alte limbi utilizează o altă sintaxă sau punctuație pentru aceasta. De exemplu, în simbolul C simbolul {denotă începutul și} sfârșitul secvenței de comenzi. Prezența indentării este considerată o practică bună în alte limbi, dar una dintre primele, în care se aplică un padding, este Python. Ce dă? Indentarea face ca codul să fie mai ușor de citit, iar blocurile de coduri necesită mai puține notații pentru marcajele lor de început și sfârșit și semne de punctuație, pe care le puteți sări în mod accidental. Toate acestea conduc la mai puține greșeli.

Tipuri de date de nivel înalt

Computerele stochează datele în unități și zerouri, dar oamenii au nevoie de forme mai complexe, cum ar fi textul. O limbă care suportă date complexe se spune că sprijină tipurile de date la nivel înalt. Aceste tipuri de date sunt ușor de operat. De exemplu, în Python, șirurile pot fi separate, îmbinate, traduse în litere mari sau mici, pot fi căutate etc. Tipurile de date de nivel înalt, cum ar fi listele și dicționarele care pot stoca alte date, au funcționalități mult mai mari, decât alte limbi.

extensibilitate

Un limbaj de programare extensibil poate fi extins. Aceste limbi sunt foarte puternice, deoarece add-on-urile le fac potrivite pentru o varietate de aplicații și sisteme de operare. Extensiile pot fi adăugate tipuri de date sau concepte, module și plug-in-uri. Limba Python este extinsă în mai multe moduri. Grupul principal de programatori se străduiește să-l schimbe și să-l îmbunătățească, iar sute de alții scriu module în scopuri specifice.

interpretare

Limbile interpretate sunt executate direct din codul sursă scrise de oameni, iar programele scrise în limbi compilate, cum ar fi C ++, trebuie traduse în codul mașinii. Limbile interpretate sunt mai lent, deoarece traducerea este în mișcare, dar scrierea de programe și depanarea este mai rapidă, deoarece nu este nevoie să așteptați compilatorul să termine. Ele sunt mai ușor de transferat pe diferite platforme.

Puteți argumenta dacă Python este un limbaj interpretat sau compilat. Deși în multe privințe funcționează așa cum este interpretat, înainte de a le executa, codul este compilat (la fel ca în Java), iar multe componente ale acestuia funcționează la viteza completă a mașinii, deoarece acestea sunt scrise în C.

Guido a început să scrie Python în timpul sărbătorilor de Crăciun în 1989, iar în anul următor a finalizat limba pe baza feedback-ului colegilor săi. Publicul general a văzut rezultatul în februarie 1991, când a fost postat într-unul din grupurile de știri Usenet.

Python pentru începători

Pentru a începe să scrieți programe în Python, trebuie să o instalați. Versiunile Python 2.7 și Python 3.5 au diferențe semnificative, din cauza cărora programele scrise pe ele sunt incompatibile.

În calculatoarele "Macintosh" această limbă este preinstalată, iar versiunea acesteia depinde de vârsta sistemului de operare. Când lucrați în Windows, va trebui să instalați Python pe cont propriu. Fișierele din pachetul de instalare pot fi selectate pe site-ul python.org.

Două căi de interacțiune

Un motiv pentru simplitatea programării Python este că vine cu instrumente care vă ajută să dezvoltați, să scrieți și să depanați programe.

În modul interactiv, comenzile sunt introduse într-o singură linie, aproape în același mod în care sistemul de operare acceptă comenzi din linia de comandă. De asemenea, puteți crea programe scurte multi-linie sau cod de import din fișiere text sau din module Python încorporate. Pentru începători, va fi util să știm că modul interactiv include un sistem extins de ajutor. Acesta este un mod convenabil de a învăța capabilitățile unui limbaj de programare.

Mediul de dezvoltare IDLE include modul interactiv și instrumentele pentru scrierea și rularea programelor, precum și un tracker de nume. Mediul este scris în Python și demonstrează capacitățile extinse ale limbii.

Mod interactiv

Aici puteți face aproape orice puteți face în program, chiar scrieți codul multi-line. Acest mod poate servi:

• sandbox pentru experimente sigure;
• mediul care vă permite să învățați programarea în Python;
• instrument pentru erori de căutare și de fixare.

Trebuie remarcat faptul că este imposibil să salvați intrarea în modul interactiv. Pentru a face acest lucru, trebuie să scrieți o copie a codului și a rezultatelor din fișier.

Modul interactiv poate fi folosit ca un calculator, manipulează textul și atribuie valori variabilelor. De asemenea, puteți importa module, funcții sau părți de programe pentru a le testa. Acest lucru ajută la experimentarea obiectelor Python fără a scrie programe lungi și programe de depanare prin importarea părților lor una câte una.

Operație interactivă

După pornirea lui Python, fereastra terminalului afișează informații despre versiunea curentă a programului, data lansării acestuia, mai multe solicitări pentru acțiuni ulterioare și o invitație de introducere >>.

Pentru a lucra în modul interactiv, introduceți o comandă sau expresie și apăsați tasta Enter.

Python interpretează intrarea și răspunde dacă tastarea necesită un răspuns sau interpretul nu o înțelege.

Următoarea comandă va imprima un șir. Deoarece locația de tipărire nu este specificată, ieșirea este afișată.

• > print "Bună ziua!"
• Bună ziua!

Această singură linie este întregul program! În modul interactiv, Python procesează fiecare linie de cod de intrare după apăsarea tastei enter și rezultatul apare mai jos.

Vizualizați informații despre obiect

În modul interactiv, există două moduri de vizualizare a informațiilor despre un obiect:

• introduceți obiectul (sau numele acestuia) și apăsați tasta Enter;
• introduceți comanda de tipărire și obiectul (sau numele său) și apăsați Enter.

Rezultatul depinde de obiect.

Când utilizați anumite tipuri de date (întregi și liste, de exemplu), aceste două metode oferă același rezultat:

• > x = [3,2]
• > x
• [3, 2]
• > print x
• [3, 2]

Pentru șiruri, rezultatul introducerii comenzii "print name" este puțin diferit de rezultatul obținut pentru tastarea unui nume. În primul caz, valoarea este inclusă în ghilimele, iar în al doilea caz, nu:

• > x = "MyString"
• > x
• "MyString"
• > print x
• myString

Când un nume se referă la un bloc de cod (de exemplu, o funcție, un modul sau o instanță a unei clase), introducerea numelui va furniza informații despre tipul de date, numele și locația spațiului de stocare.

Următorul exemplu creează o clasă numită Mesaj și afișează informații despre

ea:

• > clasa Mesaj:
• ... trece
• ...
• > Mesaj
• > mesaj de imprimare
• __main __. mesaj

linii

În Python, șirurile sunt șiruri de caractere. Un literal șir este creat prin introducerea de caractere în citate simple (`), dublu (") sau triple (" "sau" "). Următorul exemplu atribuie valoarea variabilei x:

• > x = "MyString"

Șirul Python are mai multe caracteristici încorporate. Una dintre ele este abilitatea de a returna copia ta tuturor litere mici. Aceste posibilități sunt cunoscute sub denumirea de metode. Pentru a apela metoda Obiect, utilizați sintaxa punctului. Aceasta înseamnă că, după introducerea numelui de variabilă, care în acest caz este o referință la obiectul de linie, trebuie să puneți operatorul punctului (.) Și apoi numele metodei urmate de deschiderea și închiderea parantezei:

• > x.lower ()
• "MyString"

Puteți obține o parte a șirului utilizând operatorul indexului [i]. Indexarea începe de la zero, deci s [0] returnează primul caracter din șir, s [1] returnează al doilea caracter și așa mai departe:

• > x [0]
• `M`
• > x [1]
• `Y`

Metodele de șir funcționează atât cu șiruri normale, cât și cu "Unicode". Ei efectuează următoarele acțiuni:

• schimbarea registrelor (capitalizare, superioară, inferioară, swapcase, titlu);
• conta (conta);
• modificarea codificării (codare, decodare);
• căutați și înlocuiți (găsiți, înlocuiți, rfind, indexați, rindex, traduceți);
• verificați executarea condițiilor (startswith, endswith, isalnum, isalpha, isdigit, islower, isspace, istitle, isupper);
• unifica și împărtăși (join, partition, rpartition, split, splitlines);
• format (centru, ljust, lstrip, rstring, rjust, strip, zfill, expandtabs).

Python: Listele

Dacă șirurile Python sunt limitate la caractere, atunci listele nu au restricții. Acestea sunt secvențe ordonate de obiecte arbitrare, inclusiv alte liste. În plus, puteți adăuga, șterge și înlocui elementele lor. Un număr de obiecte separate prin virgule paranteze pătrate, și există lista de Python. Ceea ce reprezintă este prezentat mai jos - aici sunt exemple de date și operații cu ele:

• > baze = [`A`, `C`, `G`, `T`]
• > baze
• [`A`, `C`, `G`, `T`]
• > baze.append (`U`)
• > baze
• [`A`, `C`, `G`, `T`, `U`]
• > bases.reverse ()
• > baze
• [`U`, `T`, `G`, `C`, `A`]
• > baze [0]
• `U`
• > baze [1]
• `T`
• > bases.remove ("U")
• > baze
• [`T`, `G`, `C`, `A`]
• > bazes.sort ()
• > baze
• [`A`, `C`, `G`, `T`]

În acest exemplu, a fost creată o listă de caractere individuale. Apoi a fost adăugat un element la sfârșit, ordinea elementelor a fost inversată, elementele au fost extrase la poziția indicelui lor, elementul cu valoarea "U" a fost șters și elementele au fost sortate. Eliminarea unui articol din listă ilustrează situația în care metoda de eliminare () trebuie să furnizeze informații suplimentare, și anume valoarea care trebuie șters.

În plus față de metode precum remove (), Python are o altă caracteristică similară numită funcție. Singura diferență dintre o funcție și o metodă este aceea că prima nu este asociată cu un anumit obiect.

Python: Funcții

Funcțiile execută acțiuni pe una sau mai multe valori și returnează rezultatul. Multe dintre ele sunt construite în Python. Exemple de funcții încorporate:

• len () - returnează numărul de elemente din secvență;
• dir () - returnează o listă de șiruri care reprezintă atributele obiectului;
• list () - returnează o nouă listă inițializată din altă secvență.
• > ajutor (rotund)
• Ajutor pentru runda funcțiilor încorporate:
• (...)
• rotund (număr [, ndigits]) -> număr punct floating

Este, de asemenea, posibil să vă definiți propriile funcții.

Funcții definite de utilizator

Procesul de creare a propriei funcții Python este după cum urmează. Prima linie începe cu cuvântul cheie def, urmat de numele funcției și argumentele (valori de intrare așteptate), închise în paranteze și terminând cu un colon. Comenzile ulterioare formează corpul funcției și trebuie să fie indentate. Dacă comentariul se află la începutul corpului funcției, acesta face parte din documentația sa. Ultima linie a funcției returnează rezultatul:

• > def transcribe (dna):
• ... "" "Returnați șirul DNN ca șir rna." "" "
• ... returnați dna.replace (`T`, `U`)
• ...
• > transcrie ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• `CCGGAAGAGCUUACUUAG`

În acest exemplu, a fost creată o funcție numită transcriere, care așteaptă un șir reprezentând secvența ADN. Metoda replace () returnează o copie a șirului original, înlocuind toate aparițiile unui caracter cu altul. Trei linii de cod au permis transcrierea ADN-ului în ARN. Funcția inversă arată astfel:

• > înapoi inversă (e):
• ... "" "Returnați șirul de ordine în ordine inversă." "" "
• ... litere = listă (e)
• ... letters.reverse ()
• ... întoarcere `` .join (litere)
• ...
• > inversă ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• `GATTCATTCGAGAAGGCC`

Funcția inversă are un șir, creează o listă bazată pe ea și își schimbă ordinea. Acum trebuie să facem transformarea inversă. Un obiect are o metodă join () care combină o listă, împărțind fiecare element cu valoarea șirului. Din moment ce delimitatorul nu este necesar, metoda este folosita pe o linie goala reprezentata de doua citate ("sau" ").

dicționare

Și dicționarul Python - ce este? Are aceleași avantaje ca și un dicționar de hârtie convențional. Vă permite să găsiți rapid valoarea dorită (definiție) asociată cu tasta (cuvânt). Dicționarele sunt închise în bretele și conțin o secvență separată de virgule de perechi cheie-valoare. Dicționarele nu sunt ordonate. În schimb, valorile dicționarului sunt accesibile prin cheia lor, nu prin poziția lor.

• > basecomplement = {`A`: `T`, `C`: `G`, `T`: `A`, `G`: `C`}
• > basecomplement.key ()
• [`A`, `C`, `T`, `G`]
• > basecomplement.values ​​()
• [`T`, `G`, `A`, `C`]
• > bazăcomplement [`A`]
• `T`

clase

Pentru a crea propriile obiecte, trebuie să definiți un tip de șablon, numit clasă. În Python, se utilizează o declarație de clasă, urmată de un nume și un colon. Corpul definiției de clasă conține proprietăți și metode care vor fi disponibile tuturor instanțelor de obiecte bazate pe această clasă.

avantaje

Cele mai multe limbi de programare oferă funcții convenabile, dar niciuna dintre ele nu are combinația de confort și putere oferite de Python. Care sunt aceste avantaje? Iată câteva dintre ele:

• Limba poate fi integrată în alte aplicații și utilizată pentru a crea macrocomenzi. De exemplu, în Paint Shop Pro 8 și mai târziu, este limba de scripting.
• Python este liber să folosească și să distribuie, pe o bază comercială sau nu.
• Limba are capacități puternice pentru procesarea și căutarea de text, care este utilizată în aplicații care funcționează cu o mulțime de informații textuale.
• Pe acesta, puteți crea aplicații mari fără a fi nevoie să verificați programele pe care le executați.
• Python acceptă testarea și depanarea modulelor individuale și a programelor întregi.