Синтаксис языка питон структура программы
Введение в Python
Поиск
Новое на сайте
Основы синтаксиса Python
Синтаксис языка Python во многом похож на синтаксис таких языков, как Perl, C и Java, но вместе с этим имеет ряд отличий от этих языков программирования. В этой статье мы рассмотрим необходимые основы этого языка программирования.
Первая программа на Python:
Во-первых, следует отметить, что на Python вы можете программировать в двух режимах: интерактивном и скриптовом
Интерактивный режим программирования:
Запуск в командной строке python без передачи в качестве аргумента названия файла запустит интерпретатор Python:
Введите следующий текст после строки приглашения Python и нажмите Enter:
Если вы все сделали правильно, то интерпретатор выдаст строку:
Скриптовый режим программирования:
Запуск в командной строке python с названием файла (он еще называется скрипт) в качестве параметра, начнет выполнение кода, записанного в данном файле. После завершения выполнения скрипта, интерпретатор будет снова неактивен.
(Предполагается, что интерпретатор Python у вас задан в переменной PATH, то есть вы находясь в любой директории можете ввести python для запуска интерпретатора)
После этого введите следующую строку в командной строке и нажмите Enter:
Идентификаторы в Python:
Идентификаторы в Python это имена используемые для обозначения переменной, функции, класса, модуля или другого объекта. Идентификатор должен начинаться с буквы (от a до Z) или со знака подчеркивания (_), после которых может идти произвольное количество букв, знаков подчеркивания и чисел (от 0 до 9).
В Python существует следующая договоренность для названия идентификаторов:
Зарезервированые (ключевые) слова в Python:
В данной таблице собраны все ключевые слова Python.
| and | elif | if | |
| as | else | import | raise |
| assert | except | in | return |
| break | exec | is | try |
| class | finally | lambda | while |
| continue | for | not | which |
| def | from | or | yield |
| del | global | pass |
Эти зарезервированные слова нельзя использовать в качестве имени переменной или любого другого идентификатора. Все ключевые слова Python состоят только из букв в нижнем регистре. Получить список ключевых слов возможно в интерпретаторе командой
Строки и отступы:
Одна из первых особенностей Python, которая бросается в глаза программистам, начинающим изучать этот язык программирования, это то, что в нем не используются скобки для обозначения отдельных блоков кода. Вместо них в Python используются двоеточия и отступы.
Количество пробелов в отступах произвольно и выбирается каждым на свое усмотрение, однако по договоренности равняется четырем пробелам. При этом отступ всего блока должен быть одинаковым.
Например, этот блок кода будет работать (хотя так писать не стоит):
А этот уже вызовет ошибку:
Таким образом, в Python несколько строк кода с одинаковым отступом будут формировать отдельный блок кода. Благодаря такой системе значительно повышается читаемость кода и прививается привычка писать понятно и структурировано.
Многострочные выражения:
Выражения в Python, как правило, заканчиваются новой строкой. Однако, в этом языке программирования существует специальный символ переноса строки (\), показывающий, что с окончанием строки не заканчивается код. Например:
Выражения, которые находятся внутри скобок: квадратных ( [ ] ), фигурных ( < >) или круглых ( ( ) ) не нуждаются в символе переноса строки. Например:
Кавычки в Python:
В Python можно использовать одинарные ( ‘ ), двойные («) и тройные (»’ или «»») кавычки чтобы обозначить строчный тип данных, при этом начинаться и заканчиваться строка должна одинаковыми кавычками. Строка занимающая несколько строк кода должна быть обрамлена тройными кавычками. Например:
Комментирование в Python:
Символ решетки (#) в Python обозначает начало комментария. Любые символы после решетки и до конца строки считаются комментариями и игнорируются интерпретатором.
Например следующий код:
Выведет только Hello, Python в консоль.
Ввод нескольких инструкций на одной строке:
Точка с запятой ( ; ) позволяет вводить несколько инструкций на одной строке. Например:
Python с нуля — часть 1: базовый синтаксис
Язык Python во многом схож с языками Perl, C и Java, однако между ними имеются и определённые различия. В этой главе мы рассмотрим базовый синтаксис языка Python.
Первая программа на Python
Программирование в интерактивном режиме
Вызвав интерпретатор Python без указания ему аргументом файла скрипта приведёт к вызову такой строки:
Наберите следующий текст справа от строки приглашения Python >>> и нажмите Enter:
Если вы используете Python версии 3.0 и выше — вам необходимо использовать оператор (statement) print с круглыми скобками () (т.к. в Python 3 print больше относится к функции, чем к оператору, в отличии от Python 2 версии):
Однако, даже если у вас Python 2 — вы можете использовать скобки в целях улучшения совместимости ваших скриптов в разными версиями Python.
В результате — интерпретатор должен выдать такой результат:
Программирование скриптов
Вызов интерпретатора и передача ему в качестве аргумента скрипта начнёт выполнение этого скрипта, и будет продолжаться пока скрипт не завершится.
Что бы проверить это — выполните:
Обратите внимание, что путь к интерпретатору /usr/local/bin/python обычно используется в ОС FreeBSD, в системах Linux как правило Python располагается в:
Теперь — давайте запустим наш скрипт:
Что должно дать нам такой результат:
Давайте отредактируем наш файл test.py и приведём его к такому виду:
Теперь — установим бит выполнения:
И запустим наш скрипт:
В результате мы должны получить такой вывод:
Идентификаторы в Python
Вот основные правила именования идентификаторов в Python:
Зарезервированные имена
В списке ниже приведены имена, которые зарезервированы в Python, и их использование не допускается в использовании определения констант, переменных или любых других пользовательских именах. Все зарезервированные слова содержат только строчные буквы:
| and | exec | not |
| assert | finally | or |
| break | for | pass |
| class | from | |
| continue | global | raise |
| def | if | return |
| del | import | try |
| elif | in | while |
| else | is | with |
| except | lambda | yield |
Строки и отступы
Одно из самых важных замечаний для тех, кто начал изучать Python — это то, что в нём при обозначении границ блоков кода для классов и функций, а так же для управления потоками, не используются привычные некоторым фигурные скобки. Вместо этого — в Python используются отступы строк.
Количество отступов в начале строки не имеет значения, но все операторы внутри такого блока должны иметь их одинаковое количество.
Например, оба блока в примере ниже выполнены правильно:
А вот второй блок в следующем примере — приведёт к ошибке интерпретатора « unexpected indent «:
Таким образом, все линии, имеющие одинаковое количество отступов от начала строки буду формировать блок кода. В примере ниже продемонстрированы блоки с различными операторами (не важно, что какие-то из функций в этом примере вам будут непонятны, главное — постарайтесь понять роль отступов в нём):
Многострочные операторы
Операторы и операнды в Python как правило заканчиваются новой строкой. Однако, есть возможность использовать знак продолжения строки « » для обозначения того, что строка продолжается. Например:
Операнды, заключённые в скобки [], <> или () не нуждаются в использовании такого символа. Например:
Что бы представлять себе разницу между «оператором» и «операндом» при выполнении «операции» — посмотрите на эту картинку:
Подробнее об операторах читайте в Python: Basic Tutorial — часть 3: базовые операторы.
Кавычки Python
В Python используются одинарные ( ‘ ), двойные ( » ) и тройные ( »’ или «»» ) кавычки для обозначения строковых литералов (или просто — строк).
Тройные кавычки могут использоваться для охвата многострочного текста.
Комментарии в Python
Хеш-тег ( # ), который не находится внутри строки задаёт начало комментария. Все символы после # и до конца строки являются частью комментария, и Python игнорирует их.
Приведённый выше код даст такой результат:
Комментарии так же можно размещать и на одной строке после операторов или выражения, например:
Многострочные комментарии можно создать так:
Пустые строки
Пустые строки, или строки содержащие только пробелы, или строки с комментариями, игнорируются интерпретатором.
В интерактивной сессии интерпретатора, необходимо ввести пустую строку для завершения многострочного оператора.
Ожидание ввода данных от пользователя
Следующая строка программы отобразит приглашение «Press the enter key to exit» и будет ожидать от пользователя нажатия Enter:
Символы « nn » тут используются для создания двух новых строк и перед отображением приглашения. Как только пользователь нажмёт Enter — программа завершится.
В Python 3 функция raw_input() была заменена функцией input().
Множественные операторы в одной строке
Знак точки с запятой ( ; ) даёт возможность разместить несколько операторов в одной строке, при этом они не должны являться блоком кода. Вот пример вызова функции в одной строке с использованием ( ; ):
Множественные группы и наборы операторов
Строка заголовка начинается с определённого оператора, заканчивается двоеточием ( : ), а продолжение такого набора — строки с остальными операторами. Например:
Аргументы командной строки Python
Язык Python: что это такое, как использовать и где применяется
Что такое питон простыми словами
Для того чтобы понять, что такое Python нужно разобраться зачем вообще нужны языки программирования. Они нужны для взаимодействия человека и компьютера. Между собой люди общаются на естественном языке.
Язык программирования Python
Питон является относительно простым высокоуровневым скриптовым языком, который служит для создания различных сценариев. Это означает, что для программирования на Python, не требуется знания машинных кодов — команд для компьютера.
Под скриптовым языком программирования можно понимать то, что выполнение программы происходит сверху вниз построчно.
Программирование при помощи машинных кодов ускоряет программу, но очень трудоемко и требует хорошего знания архитектуры компьютера. Одним из таких низкоуровневых языков является ассемблер. Чаще всего низкоуровневое программирование используется в промышленности для специализированных контроллеров, где нет большого объема памяти.
Python может использоваться для программирования контроллеров в станках ЧПУ и в робототехнике. Популярный во всем мире одноплатный микрокомпьютер Raspberry Pi также программируется на питоне. С помощью «малинки» можно программировать роботов, умные дома, квадрокоптеры и множество других вещей. Pi в названии миникомпьютера обозначает, что программирование происходит на Python.
одноплатный микрокомпьютер Raspberry Pi
На языке высокого уровня нужно уметь программировать при помощи понятий, обозначаемых словами. Чаще всего это английский язык, но есть и примеры кодирования на других языках. Например, программу «Бухгалтерия 1С» можно редактировать и изменять на русском.
Питон поддерживает объектно-ориентированное программирование и является интерпретируемым языком. Это означает, что программа выполняется построчно и для ее выполнения на компьютере должен быть установлен интерпретатор. Самым распространенным и популярным интерпретатором является CPython.
История появления
Кто создал Python
Питон был задуман в еще в далеких 80 — х программистом из Голландии Гвидо ван Россумом. Создавать его Гвидо начал в 1989 году как замену языку ABC, предназначенного для обучения студентов программированию. Он создавался на энтузиазме, без бюджета и поддержки.
Создатель языка Python Гвидо ван Россум
Работал Гвидо ван Россум по вечерам и в выходные дни. В результате за несколько недель был написан интерпретатор Python. Многие идеи были взяты из других языков программирования таких как C и ABC. В итоге из этого проекта вырос Python, входящий в тройку самых популярных языков мира.
Почему так назвали
Гвидо ван Россум был поклонником комедийного телешоу «Летающий цирк Монти Пайтона» и в честь этого английского сериала, популярного в 1970 – х годах дал название своему языку программирования Python. Этот сериал принес еще одно очень популярное сегодня слово «спам». Оно обозначает навязчивую рекламу, с которой знаком каждый.
Этапы развития Python
Публикация исходного текста Python произошла в 1991 году. Язык был относительно несложным. В нем было мало функций и интерпретатор «interpreter» тоже был небольшого размера.
Всего было 3 версии питона:
Как работает Python
После того, как написан код, должна произойти его обработка интерпретатором Python. Что такое обработка?
Для этого интерпретатор должен быть установлен на вашем компьютере. В целом обработка кода происходит в четыре этапа:
Программу в питоне часто называют скрипт или сценарий.
Всю информацию по обработке кода можно найти в документации Python в открытом доступе.
Синтаксис питона
Для того, чтобы было удобнее работать программистам с языком Python был придуман достаточно простой синтаксис. Приведу основные принципы.
Есть еще некоторые специальные случаи, которые лучше рассмотреть отдельно.
Что есть внутри Python 3
Что такое базовые структуры данных:
В питоне всего семь типов операторов:
Битовые они исполняют побитовую операцию или, можно сказать, производят работу над операндами бит за битом. Бинарное «И» «&», бинарное «ИЛИ» «», бинарное «ИЛИ НЕТ» «^», инвертирующий оператор (
), бинарный сдвиг влево « >».
Приоритет арифметических операций:
Циклы
Циклом называется многократное повторение каких-либо операций, которое зависит от заданных условий. Циклы значительно упрощают написание программ, и в цикле присутствует условие и тело цикла.
Тело цикла – последовательность операций или кода, которая может выполняться несколько раз.
Итерация «iteration» — однократное повторение тела цикла. Итерируемый объект – повторяемый объект «iterable». Он отдает один результат за итерацию. «Iterator» итератор — это объект, который позволяет получить следующий элемент цикла.
В Python можно использовать два цикла while и for.
while :
Блок кода выделяется табуляцией, которая обычно составляет 4 пробела. В цикле могут быть опции «else», «elif» принудительная остановка, пропуск остатка цикла «continue». Цикл может быть бесконечным.
for in :
В цикле «for» происходит поочередный перебор последовательности нужное количество раз. Все операторы «else», «break», «continue» аналогичны операторам в цикле «while». Для исполнения скрипта определенное количество раз используется функция «range».
Функции
Функция – это часть кода, принимающая аргументы и возвращающая вычисленное значение. Аргумент – это объект, отправляемый в функцию. Аргументом может быть какое-нибудь значение или ссылка на него.
функции языка программирования Python
В функции используются параметры и их число не ограничено. Число аргументов соответствует параметрам. Функцию можно объявить в любом месте. Она записывается как:
— def (): — после определения функции ставиться двоеточие, аргументы функции заключаются в круглые скобки. После двоеточия идет со следующей строки отступ и тело функции.
Для выхода из функции используется оператор return, который возвращает значения. Если оператор return не указан, то произойдет возврат значения None.
Функции бывают встроенные и пользовательские. В интерпретаторе Python есть ряд часто используемых функций. Они всегда доступны и можно посмотреть документацию с их описанием и примерами применения. Например, при помощи функции input () можно ввести данные с клавиатуры, а при помощи функции print () вывести данные в консоль. Так, print (“Hello, World!”) выводит строку «Hello, World!».
Еще одной интересной функцией является декоратор. Декоратор позволяет расширить возможности функции, не меняя ее кода, при помощи обертывания функции другой функцией.
Существует возможность написать свою собственную функцию для нужных задач. Кроме этого есть много функций, которые существуют в библиотеках Python и также могут быть использованы при написании скриптов. Для этого нужно скачать нужную библиотеку и импортировать ее.
Классы и методы
Класс включает в себя данные и методы. Класс – данные такого типа данных, который состоит из пакета свойств и средств для работы с ними. Создаются классы с помощью инструкции «class». В его теле может быть блок различных инструкций.
Класс содержит атрибуты, наследуемые объектами, которые написаны на основе этого класса. При вызове класса метод запускается автоматически.
Методы в классе очень похожи на функции, но принимают только один обязательный параметр. Этот параметр необходим для связи с нужным объектом. Методы помогают работать со строками, массивами, списками и т.д. Классы и их методы лучше изучать подробно в отдельной теме.
Массивы
В массивах «array» хранятся однотипные данные, структурированные определенным образом. Они похожи на списки, но ограничены размером и типом входных данных. Для создания нового массива нужно импортировать библиотеку, которая может с ним работать. Ячейки массива имеют одинаковый размер.
одномерные и многомерные массивы в Python
Массивы бывают одномерными, двумерными, многомерными. Размерность массива можно изменять, поэтому предусмотрена функции, позволяющие измерить его размер. В массиве можно добавлять и удалять элементы.
Модули
Для того, чтобы использовать классы, функции или данные в другой программе в Python можно поместить их в отдельный файл, называемый модулем. Это позволяет повторно использовать ранее написанный код. Модуль можно импортировать при помощи оператора «import» и использовать в других модулях и скриптах.
Некоторые модули уже встроены в интерпретатор по умолчанию. Кроме этого Python 3 имеет библиотеку, содержащую более чем 200 стандартных модулей, с которыми он распространяется.
Ошибки и исключения
Всего в питоне два существует два типа ошибок:
Такую ошибку можно обработать и продолжить работу скрипта дальше. Если обработки исключения не происходит, то программа останавливается и в консоли публикуется какого типа эта ошибка с полным ее описанием и указывается место, где она произошла.
У исключений есть своя иерархия и ее можно посмотреть в документации. При обработке исключений не происходит аварийное завершение приложения. Для того, чтобы обработать исключение, нужно поместить блок в котором возможна ошибка в конструкцию «try … except».
Библиотеки и фреймворки
В Python есть уже встроенные библиотеки, поставляемые вместе с интерпретатором. Они служат для расширения возможностей разработчика при написании программ. Также есть огромное количество внешних библиотек и фреймворков, которые можно подключить и использовать.
Такое количество библиотек дает преимущество, и способствует популярности Python. Например, высокоуровневая библиотека Pandas. Назначение Pandas – это обработка и анализ данных. Она используется в таких профессиях как Data Science и продолжает активно развиваться.
Для того, чтобы жизнь разработчика была легче, разработано множество веб фреймворков. Они позволяют автоматизировать рутинные процессы и задачи. Также фреймворки дают готовую структуру для написания web приложений.
Python бибиотека Pandas
Одним из самых популярных фреймворков с открытым свободным кодом является Django. С его помощь можно не добавлять разные библиотеки отдельно, а установить большинство стандартных функций одним пакетом. В 2010 году с помощью фреймворка Django был создан Instagram и в 2012 году Facebook купил его за миллиард долларов.
Pyramid является еще одним open-source популярным фреймворком. Он универсальный, и дает возможность работать с большими и малыми приложениями. У него хорошее и понятное руководство или пособие. Pyramid используется в тех случаях, когда не требуется разработки полноценной CMS, а хватает веб приложения. Этот фреймворк позволяет быстро собрать проект.
Что такое виртуальные среды или окружения языка Python?
Иногда при написании приложений возникают трудности, которые связаны с применением разных версий библиотек. Могут различаться требуемые версии, бывает нельзя изменять и обновлять библиотеки, также библиотеки могут быть недоступны.
Для того, чтобы эти проблемы не возникали были придуманы виртуальные среды или окружения. В каждой виртуальной среде можно запускать свое приложение с набором библиотек. Изменение или обновление этих библиотек не влияет на остальные приложения также использующие эти библиотеки.
Существует программное обеспечение, позволяющее формировать виртуальное окружение. Оно бывает встроенное в Python и внешнее. В стандартную библиотеку Python 3 входит модуль venv.
Для чего предназначен и что можно делать на Python
Преимущества и недостатки
Плюсами Python является простота, большое количество встроенных и внешних библиотек и фреймворков, открытый исходный код и большое сообщество программистов, читабельность и удобство кода, гибкость и масштабируемость языка, позволяет уменьшать время на разработку кода.
К минусам можно отнести низкую скорость выполнения в больших проектах, привычка к простому коду, время на дополнительное тестирование кода, связанное с динамической типизацией, не очень удобен для мобильных приложений, несовместимость разных версий Python.
Какие компании используют Python
О популярности Python говорит тот факт, что он используется такими компаниями, как Google в качестве одного из официальных серверных языков.
Транснациональная корпорация Google
Facebook опубликовал большое количество проектов на Python, Instagram использует веб сервера написанные на Python, Spotify где написано большое количество сервисов на питоне.
Dropbox применяет язык в клиенте для персональных компьютеров, сайт Reddit полностью переписан на Python. И это далеко не все компании, которые используют Python в своей работе.
Что такое Anaconda
Это бесплатный дистрибутив языков Python и R. Anaconda скачивается с официального сайта и устанавливается на компьютер. Платформа применяется для машинного обучения и науке о данных. В состав Anaconda входит большой набор доступных популярных библиотек и пакетов.
Она является виртуальной машиной, которая не связана с операционной системой, и с ее помощью можно программировать на Python. Поддерживается Windows, Linux, Mac OS.
Обучение Python с нуля
Начать обучение питону с нуля можно при помощи книг таких как «Программируем на Python» Майкла Доусона, «Изучаем Python» Марка Лутца и других. Но обычно книги используются как справочная информация или руководство по питону.
Книга «Программируем на Python» Майкла Доусона
Кроме книг в интернете представлено большое количество сайтов с обучающими материалами. Их можно найти, сделав запрос в поисковике. Есть много бесплатных и платных обучающих видеокурсов, в которых бывают материалы различного качества.
Но более качественно изучать Python лучше в высшем учебном заведении с уже хорошо отработанной методикой преподавания программирования. Хорошему программисту можно быстро перейти с одного языка программирования на другой за короткое время.