Python - co je to? Programovací jazyk na vysoké úrovni

Python je univerzální jazyk na vysoké úrovni, který lze rozšířit a vložit. Například je součástí sady aplikací jako nástroj pro psaní maker. Díky tomu je Python rozumnou volbou pro mnoho programových úloh, a to velkých a ne příliš, a není tak úspěšné pro malý počet výpočetních úloh.

Kde je lepší použít?

Python jazyk je ideální pro projekty vyžadující rychlý vývoj. Podporuje několik programových paradigmat, což je dobré pro programy, které vyžadují flexibilitu. A přítomnost několika balíčků a modulů zajišťuje všestrannost a šetří čas.

Guido van Rossum - tvůrce Pythonu, láskyplně ocenil komunitní titul "velkolepý celoživotní diktátor". V pozdních osmdesátých letech se Guido líbil vlastnosti některých programovacích jazyků, ale žádný z nich neměl všechny vlastnosti, které chtěl mít. Jazyk by měl mít zejména následující charakteristiky.

Skriptovací jazyk

Skript je program, který řídí jiné programy. Skriptovací jazyky jsou vhodné pro rychlý vývoj a prototypování, protože jsou dobré při přenosu dat z jedné komponenty do jiné a uvolňují programátor takových obtížných věcí, jako je správa paměti.

Uživatelská komunita preferuje volání Pythonu dynamickým programovacím jazykem.

Odsazení pro seskupování operátorů

Python určuje, zda výrazy patří do stejné skupiny odsazením. Taková skupina se nazývá kódový blok. Jiné jazyky používají pro tento účel jinou syntaxi nebo interpunkci. Například v symbolu C symbol {označuje počátek a konec pořadí příkazů. Přítomnost odsazení je považována za správnou praxi v jiných jazycích, ale jedním z prvních, ve kterém je vynucování vynucováno, je Python. Co to dává? Odsadění činí kód čitelnější a bloky kódů vyžadují méně poznámek pro začátek a konec a interpunkční znaménka, které můžete omylem přeskočit. To vše vede k méně chybám.

Datové typy na vysoké úrovni

Počítače ukládají data do jednotek a nul, ale lidé potřebují složitější formuláře, například text. Jazyk, který podporuje složitá data, říká, že podporuje typy dat na vysoké úrovni. Tyto typy dat se snadno ovládají. Například v Python linka může být rozdělen, sloučení, překládat v horní nebo dolní případě mohou vyhledávat a t. D. typy vysoké úrovni dat, jako jsou seznamy a slovníky, které mohou být uloženy a jiná data mají mnohem více funkcí, než jiné jazyky.

Rozšiřitelnost

Rozšiřitelný programovací jazyk lze rozšířit. Tyto jazyky jsou velmi silné, protože doplňky je činí vhodnými pro různé aplikace a operační systémy. Rozšíření lze přidat datových typů nebo koncepty, moduly a plug-iny. Python jazyk je rozšířen několika způsoby. Hlavní skupina programátorů pracuje na tom, aby je změnila a zlepšovala, a stovky dalších psali moduly pro konkrétní účely.

Interpretace

Interpretované jazyky jsou prováděny přímo ze zdrojového kódu napsaného lidmi a programy napsané v kompilovaných jazycích, jako je C ++, musí být přeloženy do strojový kód. Interpretované jazyky jsou pomalejší, protože překlad je v pohybu, ale psaní programů a ladění je rychlejší, protože není třeba čekat na dokončení překladače. Jsou jednodušší k přenosu na různé platformy.

Můžete se dohadovat o tom, zda je Python interpretovaný nebo kompilovaný jazyk. Ačkoli v mnoha směrech funguje tak, jak je interpretováno, před jeho spuštěním je kód kompilován (stejně jako v Javě) a mnoho jeho součástí pracuje na plné rychlosti stroje, protože jsou zapsány v jazyce C.

Guido začal psát Python během vánočních svátků v roce 1989 a během příštího roku dokončil jazyk na základě zpětné vazby od svých kolegů. Veřejnost viděla výsledek v únoru 1991, kdy byla vyslána do jedné z novinových skupin Usenet.

Python pro začátečníky

Abyste mohli začít psát programy v Pythonu, musíte je nainstalovat. Verze Pythonu 2.7 a Pythonu 3.5 mají významné rozdíly, kvůli nimž jsou programy napsané na nich nekompatibilní.

V počítačích "Macintosh" je tento jazyk předinstalován a jeho verze závisí na věku operačního systému. Při práci ve Windows budete muset nainstalovat Python sám. Soubory instalačního balíčku lze vybrat na webu python.org.

Dva způsoby interakce

Jedním z důvodů pro jednoduchost programování Pythonu je, že je dodáván s nástroji, které vám pomáhají vyvíjet, psát a ladit programy.

V interaktivním režimu jsou příkazy zadávány jeden řádek najednou, téměř stejným způsobem jako operační systém (shell) přijímá příkazy z příkazového řádku. Můžete také vytvořit krátké víceřádkové programy nebo importovat kód z textových souborů nebo vestavěných modulů Pythonu. Pro začátečníky je užitečné vědět, že interaktivní režim obsahuje rozsáhlý systém nápovědy. Jedná se o pohodlný způsob, jak se naučit schopnosti programovacího jazyka.

Vývojové prostředí IDLE obsahuje interaktivní režim a nástroje pro psaní a spouštění programů, stejně jako tracker jmen. Prostředí je napsáno v jazyce Python a demonstruje rozsáhlé možnosti jazyka.

Interaktivní režim

Zde můžete udělat téměř vše, co můžete udělat v programu, dokonce i psát víceřádkový kód. Tento režim může sloužit:

• pískoviště pro bezpečné experimenty;
• prostředí, které vám umožní naučit se programování v Pythonu;
• nástroj pro vyhledávání a opravu chyb.

Je třeba poznamenat, že vstup nelze uložit v interaktivním režimu. Chcete-li to provést, musíte do souboru psát kopii kódu a výsledky.

Interaktivní režim lze použít jako kalkulačku, manipulovat s textem a přiřadit hodnotám proměnné. Můžete také importovat moduly, funkce nebo části programů pro jejich testování. To pomáhá experimentovat s objekty Pythonu bez psaní dlouhých programů a ladění programů importováním jejich součástí po jednom.

Interaktivní provoz

Po spuštění programu Python se v okně terminálu zobrazí informace o aktuální verzi programu, datu vydání, několika výzvách pro další akce a pozvánku na zadání >>.

Chcete-li pracovat v interaktivním režimu, zadejte příkaz nebo výraz a stiskněte klávesu Enter.

Python interpretuje vstup a odpoví, pokud zadaný text vyžaduje odpověď, nebo tlumočník tomu nerozumí.

Následující příkaz vytiskne řetězec. Protože umístění tisku není zadáno, zobrazí se výstup.

• > tisk "Dobrý den svět!"
• Dobrý den svět!

Tato jediná linka je celý program! V interaktivním režimu Python zpracovává každý řádek vstupního kódu po stisknutí klávesy enter a výsledek se zobrazí níže.

Zobrazení informací o objektu

V interaktivním režimu existují dva způsoby zobrazení informací o objektu:

• zadejte objekt (nebo jeho název) a stiskněte klávesu enter;
• zadejte příkaz pro tisk a objekt (nebo jeho název) a stiskněte klávesu Enter.

Výsledek závisí na objektu.

Při použití některých typů dat (například celá čísla a seznamy) tyto dvě metody poskytují stejný výsledek:

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

U řetězců je výsledek zadání příkazu "print name" mírně odlišný od výsledku získaného pro zadání jména. V prvním případě je hodnota uzavřena v uvozovkách av druhém případě ne:

• > x = "MyString"
• > x
• "MyString"
• > tisk x
• MyString

Pokud název odkazuje na blok kódu (například funkce, modul nebo instance třídy), zadáním názvu se zobrazí informace o typu dat, názvu a umístění úložiště.

Následující příklad vytvoří třídu s názvem Zpráva a zobrazí informace o

ho:

• > třída Zpráva:
• ... pass
• ...
• > Zpráva
• > tisková zpráva
• __main __. Zpráva

Řádky

V řetězci Python jsou řetězce znakové řetězce. Řetězcový literál je vytvořen vložením znaků do jednopovrchových, dvojitých (") nebo trojitých (" "nebo" ") uvozovek. Následující příklad přiřadí hodnotu proměnné x:

• > x = "MyString"

Řetězec Pythonu má několik vestavěných funkcí. Jednou z nich je možnost vrátit kopii všem malá písmena. Tyto možnosti jsou známé jako metody. Chcete-li volat metodu objektu, použijte syntaxi dotyku. To znamená, že po zadání názvu proměnné, což je v tomto případě odkaz na objekt řádku, je třeba umístit operátor bodů (.) A potom název metody následované otevřením a zavřením závorek:

• > x.lower ()
• "tajemství"

Část řetězce můžete získat pomocí operátoru indexu s [i]. Indexování začíná od nuly, takže s [0] vrací první znak v řetězci, s [1] vrátí druhý znak a tak dále:

• > x [0]
• `m`
• > x [1]
• `y`

Metody řetězce fungují jak s normálními řetězci, tak s "Unicode". Provádějí následující akce:

• změna registru (kapitalizovat, horní, dolní, swap, titul);
• počet;
• změna kódování (kódování, dekódování);
• vyhledávat a nahrazovat (najít, nahradit, rfind, index, rindex, přeložit);
• zkontrolovat provedení podmínek (startswith, endswith, isalnum, isalpha, isdigit, islower, isspace, istitle, isupper);
• sjednotit a sdílet (spojení, rozdělení, rozdělení, dělení, dělení);
• formát (střed, ljust, lstrip, rstring, rjust, strip, zfill, expandtabs).

Python: Seznamy

Pokud jsou řetězce Pythonu omezeny na znaky, seznamy nemají žádné omezení. Jsou uspořádané sekvence libovolných objektů, včetně dalších seznamů. Navíc můžete přidávat, mazat a nahrazovat jejich prvky. Několik objektů oddělených čárkami uvnitř hranaté závorky, a tam je seznam Pythonu. Co to představuje, je uvedeno níže - zde jsou příklady dat a operace s nimi:

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

V tomto příkladu byl vytvořen seznam jednotlivých znaků. Potom byl na konci přidán prvek, pořadí prvků bylo obráceno, elementy byly extrahovány v pozici jejich indexu, prvek s hodnotou `U` byl smazán a prvky byly roztříděny. Odstranění položky ze seznamu znázorňuje situaci, kdy metoda odstranění () musí poskytnout další informace, a sice hodnotu, která má být odstraněna.

Kromě metod jako remove (), Python má další podobnou funkci nazvanou funkci. Jediný rozdíl mezi funkcí a metodou je, že první není spojena s určitým objektem.

Python: Funkce

Funkce provádí akce na jednu nebo více hodnot a výsledek vrátí. Mnoho z nich je zabudováno do Pythonu. Příklady zabudovaných funkcí:

• len () - vrátí počet prvků v pořadí;
• dir () - vrátí seznam řetězců reprezentujících atributy objektu;
• seznam () - vrátí nový seznam inicializovaný z nějaké jiné sekvence.
• > pomoc (kolo)
• Nápověda k integrovanému okruhu funkcí:
• kolo (...)
• round (číslo [, ndigits]) -> číslo s plovoucí částí

Je také možné definovat vlastní funkce.

Uživatelsky definované funkce

Proces vytváření vlastních funkcí Pythonu je následující. První řádek začíná klíčem def, následovaným názvem funkce a argumenty (očekávané vstupní hodnoty) uzavřené v závorkách a končící dvojtečkou. Následné příkazy tvoří tělo funkce a musí být odsazené. Pokud je komentář na začátku funkčního tělesa, stává se součástí jeho dokumentace. Poslední řádek funkce vrátí výsledek:

• > def transkripce (dna):
• ... "" "Vraťte řetězec dna jako řetězec rna." "" "
• ... návrat dna.replace (`T`, `U`)
• ...
• > přepsat ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "CCGGAAGAGCUUACUUAG"

V tomto příkladu byla vytvořena funkce nazvaná transcribe, která očekává řetězec reprezentující sekvenci DNA. Metoda replace () vrátí kopii původního řetězce a nahrazuje všechny výskyty jednoho znaku jiným. Tři řádky kódu umožňují transkribovat DNA do RNA. Inverzní funkce vypadá takto:

• > def obrátit (a):
• ... "" "Vrátí řetězec pořadí v opačném pořadí." "" "
• ... písmena = seznam (y)
• ... letters.reverse ()
• ... návrat `` .join (písmena)
• ...
• > zpět (`CCGGAAGAGCTTACTTAG`)
• "GATTCATTCGAGAAGGCC"

Reverzní funkce přebírá řetězec, vytvoří na něm seznam a změní jeho pořadí. Teď musíme udělat obrácenou transformaci. Objekt má metodu join (), která kombinuje seznam a dělí každý prvek hodnotou řetězce. Vzhledem k tomu, že oddělovač není potřeba, použije se metoda na prázdném řádku představovaném dvěma uvozovkami ("nebo" ").

Slovníky

A slovník Pythonu - co to je? Má stejné výhody jako konvenční papírový slovník. Umožňuje rychle najít požadovanou hodnotu (definici) přidruženou k tlačítku (slovo). Slovníky jsou uzavřeny ve svincích a obsahují posloupnost párů klíč-hodnota oddělená čárkami. Slovníky nejsou objednány. Namísto toho jsou hodnoty slovníku přístupné prostřednictvím jejich klíče, nikoli jejich polohy.

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

Třídy

Chcete-li vytvořit vlastní objekty, musíte definovat určitý typ šablony, který se nazývá třída. V Pythonu se používá příkaz třídy, následovaný jménem a dvojtečkou. Tělo definice třídy obsahuje vlastnosti a metody, které budou k dispozici všem instancím objektů založených na této třídě.

Výhody

Většina programovacích jazyků nabízí pohodlné funkce, ale žádná z nich nemá kombinaci pohodlí a síly nabízené společností Python. Jaké jsou tyto výhody? Zde jsou některé z nich:

• Jazyk může být integrován do jiných aplikací a používán k vytváření maker. Například v Paint Shop Pro 8 a novější je to skriptovací jazyk.
• Python může používat a distribuovat na komerční bázi nebo ne.
• Jazyk má silné schopnosti pro zpracování a vyhledávání textu, který se používá v aplikacích, které pracují s množstvím textových informací.
• Na tom můžete vytvářet velké aplikace, aniž byste museli kontrolovat spuštěné programy.
• Python podporuje testování a ladění jednotlivých modulů a celých programů.