Питон - какво е това? Език за програмиране на високо ниво

Python е универсален език на високо ниво, който може да бъде разширен и вграден. Тя, например, е включена в пакета от приложения като инструмент за писане на макроси. Това прави Python разумен избор за много програмни задачи, големи и не много, и не толкова успешни за малък брой изчислителни задачи.

Къде е по-добре да се използва?

Python езикът е идеален за проекти, изискващи бързо развитие. Програмата поддържа няколко програми за парадигми, което е добро за програми, които изискват гъвкавост. И наличието на множество пакети и модули гарантира гъвкавост и спестява време.

Гуило ван Россум - създателят на "Питън", отдаден на привързаността към титлата "великодушен житейски диктатор". В края на 80-те години Гуидо хареса характеристиките на някои програмни езици, но никой от тях нямаше всички функции, които искаше да има. По-специално езикът трябва да има следните характеристики.

Скриптов език

Скриптът е програма, която управлява други програми. Скриптовите езици са подходящи за бързо разработване и създаване на прототипи, тъй като те са добри в прехвърлянето на данни от един компонент в друг и освобождават програмиста от такива неприятни неща като управлението на паметта.

Потребителската общност предпочита да се обади на Python като динамичен програмен език.

Обозначение за групиране на оператори

Python определя дали изразите принадлежат към една и съща група, като ги вмъкват. Такава група се нарича блоков код. Други езици използват различен синтаксис или пунктуация за това. Например в символа C символът {означава началото и края на последователността от команди. Наличието на вдлъбнатина се счита за добра практика на други езици, но един от първите, в който подложката се прилага, е Python. Какво дават? Индексирането прави кода по-четлив, а блоковете с кодове изискват по-малко обозначения за техните начални и крайни знаци и препинателни знаци, които можете случайно да пропуснете. Всичко това води до по-малко грешки.

Типове данни на високо ниво

Компютрите съхраняват данните в единици и нули, но хората се нуждаят от по-сложни форми, като например текст. Език, който поддържа сложни данни, се казва, че поддържа типове данни на високо ниво. Тези типове данни са лесни за работа. Например в Python струните могат да бъдат разделени, обединени, преобразувани в малки или малки букви, те могат да бъдат претърсени и т.н. Високо ниво на типове данни, като списъци и речници, които могат да съхраняват други данни, имат много по-голяма функционалност, отколкото други езици.

разтегаемост

Разширен език за програмиране може да бъде разширен. Тези езици са много мощни, защото добавките ги правят подходящи за различни приложения и операционни системи. Разширенията могат да се добавят типове данни или концепции, модули и приставки. Езикът на Python се разширява по няколко начина. Основната група програмисти се опитва да я промени и да я подобри, а стотици други създават модули за конкретни цели.

интерпретация

Интерпретираните езици се изпълняват директно от изходния код, написан от хора, и програмите, написани на компилирани езици, като C ++, трябва да бъдат преведени на машинен код. Интерпретираните езици са по-бавни, защото преводът е в движение, но писането на програми и отстраняването на грешки е по-бързо, защото няма нужда да чакате компилаторът да завърши. Те са по-лесни за прехвърляне на различни платформи.

Можете да спорите дали Python е тълкуван или компилиран език. Въпреки че в много отношения работи като интерпретиран, преди да го изпълни, кодът се компилира (както в Java), а много от неговите компоненти работят с пълна скорост на машината, тъй като са написани в C.

Гуидо започва да пише Python по време на Коледните празници през 1989 г., а през следващата година той финализира езика въз основа на обратната връзка от колегите си. Публичната публика видя резултата през февруари 1991 г., когато бе публикуван в една от групите за новини на Usenet.

Питън за начинаещи

За да започнете да пишете програми в Python, трябва да го инсталирате. Версиите на Python 2.7 и Python 3.5 имат значителни разлики, поради което програмите, написани върху тях, са несъвместими.

В компютрите "Macintosh" този език е предварително инсталиран, а версията му зависи от възрастта на операционната система. Когато работите в Windows, ще трябва да инсталирате Python сам. Файловете на инсталационния пакет могат да бъдат избирани на сайта python.org.

Два начина на взаимодействие

Една от причините за простотата на програмирането на Python е, че той идва с инструменти, които ви помагат да разработвате, пишете и отстранявате програмите.

В интерактивен режим командите се въвеждат по един ред наведнъж, почти по същия начин, по който операционната система (shell) приема команди от командния ред. Можете също така да създавате кратки многоредови програми или да импортирате код от текстови файлове или вградени модули на Python. За начинаещи ще е полезно да знаете, че интерактивният режим включва широка помощна система. Това е удобен начин да научите възможностите на езика за програмиране.

IDLE средата за разработка включва интерактивен режим и инструменти за писане и стартиране на програми, както и устройство за проследяване на имена. Околната среда е написана в Python и демонстрира обширните възможности на езика.

Интерактивен режим

Тук можете да направите почти всичко, което можете да направите в програмата, дори да напишете многоредов код. Този режим може да служи:

• пясъчника за безопасни експерименти;
• средата, която ви позволява да научите програмиране в Python;
• инструмент за търсене и закрепване на грешки.

Трябва да се отбележи, че е невъзможно да се запише вход в интерактивен режим. За да направите това, трябва да напишете копие на кода и резултатите във файла.

Интерактивният режим може да се използва като калкулатор, да манипулира текста и да присвоява стойности на променливи. Можете също така да импортирате модули, функции или части от програми, за да ги тествате. Това помага да експериментирате с обекти на Python, без да пишете дълги програми и програмите за отстраняване на грешки, като импортирате части по един по един.

Интерактивна операция

След като стартира Python, терминалният прозорец показва информация за текущата версия на програмата, датата на нейното пускане, няколко подкана за допълнителни действия и покана за въвеждане >>.

За да работите в интерактивен режим, въведете команда или израз и натиснете клавиша за въвеждане.

Python интерпретира входа и отговаря, ако написаното изисква отговор, или преводачът не го разбира.

Следната команда ще отпечата низ. Тъй като мястото за печат не е посочено, извежда се извеждането.

• > печат "Здравей свят!"
• Здравейте свят!

Тази единична линия е цялата програма! В интерактивен режим Python обработва всеки ред от входния код след натискане на клавиша за въвеждане и резултатът се показва по-долу.

Преглед на информацията за обекта

В интерактивен режим има два начина да видите информация за обект:

• въведете обекта (или името му) и натиснете клавиша за въвеждане;
• въведете командата за печат и обекта (или името му) и натиснете Enter.

Резултатът зависи от обекта.

При използването на някои типове данни (например цели числа и списъци) тези два метода дават същия резултат:

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

За струните резултатът от въвеждането на командата "print name" е малко по-различен от резултата, получен при написването на име. В първия случай стойността се включва в кавички, а във втория случай не:

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

Когато име се отнася за блоков код (например функция, модул или инстанция на класа), въвеждането на името ще даде информация за типа данни, името и местоположението на хранилището.

Следният пример създава клас, наречен "Съобщение", и показва информация за

тя:

• > клас Съобщение:
• ... минавам
• ...
• > Съобщение
• > съобщение за печат
• __main __. съобщение

линии

В Python струните са струнни знаци. Листът на низа се създава като се добавят символи в единични (`), двойни (") или тройни (" "или" ") котировки. Следният пример задава стойността на променливата x:

• > x = "MyString"

Пирон низ има няколко вградени функции. Една от тях е възможността да върнете вашето копие на всички малки букви. Тези възможности са известни като методи. За да се обадите на обекта метод, използвайте синтаксиса на точки. Това означава, че след въвеждане на името на променливата, което в този случай е препратка към обекта на линията, трябва да поставите точка оператор (.), А след това името на метода, последвано от отваряне и затваряне на скобите:

• > x.lower ()
• "MyString"

Можете да получите част от низа, като използвате оператора index s [i]. Индексирането започва от нула, така че s [0] връща първия знак в низа, s [1] връща втория знак и т.н.:

• > x [0]
• "М"
• > x [1]
• `Y`

Методите на низовете работят както с нормални струни, така и с "Unicode". Те изпълняват следните действия:

• промяна на регистъра (капитализиране, горно, долно, swapcase, заглавие);
• брои (брой);
• кодиране на промяна (кодиране, декодиране);
• търсене и замяна (намиране, замяна, rfind, индекс, rindex, превод);
• проверете изпълнението на условията (startswith, endswith, isalnum, isalpha, isdigit, islower, isspace, istitle, isupper);
• обединяват и споделят (присъединяват, разделят, разделят, разделят, разделят);
• формат (център, ljust, lstrip, rstring, rjust, strip, zfill, expandtabs).

Python: Списъци

Ако низовете на Python са ограничени до символи, списъците нямат никакви ограничения. Те са подредени последователности от произволни обекти, включително и други списъци. Освен това можете да добавяте, изтривате и замествате техните елементи. Няколко предмета, разделени със запетаи вътре квадратни скоби, и има списък на Python. Това, което представлява, е показано по-долу - тук са примери за данни и операции с тях:

• > основи = [`A`, `C`, `G`, `T`]
• > основи
• [`A`, `C`, `G`, `T`]
• > бази.попълване (`U`)
• > основи
• [`A`, `C`, `G`, `T`, `U`]
• > bases.reverse ()
• > основи
• [`U`, `T`, `G`, `C`, `A`]
• > бази [0]
• "U"
• > бази [1]
• "Т"
• > bases.remove ("U")
• > основи
• [`T`, `G`, `C`, `A`]
• > bases.sort ()
• > основи
• [`A`, `C`, `G`, `T`]

В този пример бе създаден списък с отделни знаци. След това към края се добавя елемент, реда на елементите се обръща, елементите се екстрахират на позицията на индекса, елементът с стойността "U" се изтрива и елементите се сортират. Премахването на елемент от списъка илюстрира ситуацията, при която методът remove () трябва да предостави допълнителна информация, а именно стойността, която да бъде изтрита.

В допълнение към методите като премахване (), Python има друга подобна функция, наречена функция. Единствената разлика между функция и метод е, че първата не е свързана с конкретен обект.

Python: Функции

Функциите изпълняват действия на една или повече стойности и връщат резултата. Много от тях са вградени в Python. Примери за вградени функции:

• len () - връща броя елементи в последователността;
• dir () - връща списък с низове, представляващи атрибутите на обекта;
• списък () - връща нов списък, инициализиран от друга последователност.
• > помощ (кръгла)
• Помощ за вградената кръгла функция:
• кръг (...)
• кръг (номер [, ndigits]) -> число с плаваща запетая

Също така е възможно да определите вашите собствени функции.

Потребителски дефинирани функции

Процесът на създаване на собствената функция на Python е както следва. Първият ред започва с ключовата дума def, следвана от името на функцията и аргументите (очакваните входни стойности), затворени в скоби и завършващи с двоеточие. Следващите команди образуват тялото на функцията и трябва да бъдат отместени. Ако коментарът е в началото на функционалното тяло, той става част от неговата документация. Последният ред на функцията връща резултата:

• > def транскрибира (dna):
• ... "" "Връщане на низ на DNNA като RNA низ." "" "
• ... връща dna.replace ("T", "U")
• ...
• > транскрибира ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "CCGGAAGAGCUUACUUAG"

В този пример е създадена функция, наречена транскрипция, която очаква низ, представляващ ДНК последователността. Методът replace () връща копие на оригиналния низ, замествайки всички събития от един символ с друг. Три реда код позволяват да се транскрибира ДНК в РНК. Обратната функция изглежда така:

• > def reverse (и):
• ... "" "Върнете последователността на последователността в обратен ред." "
• ... букви = списък (и)
• ... letters.reverse ()
• ... връщане `` .join (букви)
• ...
• > обратно ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "GATTCATTCGAGAAGGCC"

Обратната функция взема низ, създава списък въз основа на него и променя реда си. Сега трябва да направим обратната трансформация. Един обект има метод join (), който съчетава списък, разделяйки всеки елемент на стойността на низа. Тъй като разделителят не е необходим, методът се използва на празна линия, представена от две кавички ("или" ").

речници

И речникът на Python - какво е това? То има същите предимства като обикновен речник на хартията. Позволява ви бързо да намерите желаната стойност (определение), свързана с ключа (дума). Речниците са затворени в скоби и съдържат разделена със запетая последователност от двойки ключ-стойност. Речниците не се поръчват. Вместо това речникните стойности са достъпни чрез техния ключ, а не чрез тяхната позиция.

• > basecomplement = {`A`: `T`, `C`: `G`, `T`: `A`, `G`: `C`}
• > basecomplement.keys ()
• [`A`, `C`, `T`, `G`]
• > basecomplement.values ​​()
• [`T`, `G`, `A`, `C`]
• > основен комплект [`A`]
• "Т"

класове

За да създадете свои собствени обекти, трябва да определите един вид шаблон, наречен класа. В Python се използва извлечение от класа, последвано от име и двоеточие. Тялото на дефиницията на класа съдържа свойства и методи, които ще бъдат достъпни за всички примери на обекти, базирани на този клас.

предимства

Повечето езици за програмиране предлагат удобни функции, но никой от тях няма комбинация от удобство и мощност, предлагана от Python. Какви са тези предимства? Ето някои от тях:

• Езикът може да бъде вграден в други приложения и да се използва за създаване на макроси. Например, в Paint Shop Pro 8 и по-късно, това е скриптовият език.
• Python е свободен да използва и разпространява на търговска основа или не.
• Езикът има мощни възможности за обработка и търсене на текст, който се използва в приложения, които работят с много текстова информация.
• На него можете да създавате големи приложения, без да се налага да проверявате програмите, които изпълнявате.
• Python поддържа тестване и отстраняване на грешки на отделни модули и цели програми.