Уроки Python
Python — это кроссплатформенный высокоуровневый язык программирования с динамической строгой типизацией и автоматическим управлением памятью, ориентированный на повышение производительности разработчика, читаемости кода и его качества. Он используется в машинном обучении, веб-разработке, десктопных приложениях и многих других областях.
К счастью для новичков, Python один из самых простых высокоуровневых языков программирования, который имеет простой и удобный синтаксис. Это делает Python отличным языком для изучения новичками.
Представленные уроки по Python охватывают все основные концепции Python. И к концу вы уже сможете создавать проекты на Python.
Зачем изучать Python?
Python прост в освоении. Его синтаксис лаконичный, а код легко читается. Читать и писать программы на Python намного проще, чем на других языках, таких как C++, Java, C#.
Бесплатный и с открытым исходным кодом. Вы можете свободно использовать и распространять код Python даже в коммерческих целях.
Python используется для разработки веб-приложений, обработки данных, быстрой разработки приложений (RAD) и не только.
Python позволяет писать программы с меньшим количеством строк кода, чем большинство других языков программирования.
Кроссплатформенность — вы можете переносить программы Python с одной платформы на другую и запускать их без каких-либо изменений.
The Python Tutorial¶
Python is an easy to learn, powerful programming language. It has efficient high-level data structures and a simple but effective approach to object-oriented programming. Python’s elegant syntax and dynamic typing, together with its interpreted nature, make it an ideal language for scripting and rapid application development in many areas on most platforms.
The Python interpreter and the extensive standard library are freely available in source or binary form for all major platforms from the Python web site, https://www.python.org/, and may be freely distributed. The same site also contains distributions of and pointers to many free third party Python modules, programs and tools, and additional documentation.
The Python interpreter is easily extended with new functions and data types implemented in C or C++ (or other languages callable from C). Python is also suitable as an extension language for customizable applications.
This tutorial introduces the reader informally to the basic concepts and features of the Python language and system. It helps to have a Python interpreter handy for hands-on experience, but all examples are self-contained, so the tutorial can be read off-line as well.
For a description of standard objects and modules, see The Python Standard Library . The Python Language Reference gives a more formal definition of the language. To write extensions in C or C++, read Extending and Embedding the Python Interpreter and Python/C API Reference Manual . There are also several books covering Python in depth.
This tutorial does not attempt to be comprehensive and cover every single feature, or even every commonly used feature. Instead, it introduces many of Python’s most noteworthy features, and will give you a good idea of the language’s flavor and style. After reading it, you will be able to read and write Python modules and programs, and you will be ready to learn more about the various Python library modules described in The Python Standard Library .
Writing your first Script
Before we write anything, let’s create a folder to hold your Python scripts.
Usually you would choose a hierarchy that’s sensible for you (for example I use Documents/programming/python in my home directory as the root for all of my Python projects!).
For the purposes of this workshop, let’s use your Desktop folder in your U drive and create a folder called
*nix users
Similar to above, but place the python_workshop folder in your home folder (e.g. /home/ubuntu for openstack users).
NB
It’s a slightly confusing convention, but a user’s home folder is the path /home/username , not simply /home .
What is a Python Script?
A Python script is just a plain text file, and the convention is to use the extension .py (instead of e.g. .txt ) to let programs know that it holds Python code.
Python code is very close to something called pseudo-code, which is what people use when detailing the main components of an algorithm.
For example, the pseudo-code for the factorial function (e.g. 3! = 3 x 2 x 1) is
while the python code is
What this simple example illustrates, is that Python is extremely readable; it just takes becoming familiar with a few base syntax rules (
grammar).
We’ll be speaking Python in no time!
Worked Exercise : Hello, world!
We’ll start by creating a blank Python script file.
Creating a file
We’re going to name our first script file exercise_hello_world.py and keep it inside the newly created python_workshop folder.
To do this, open Notepad++ . You should see a blank file (that may be named “new 1”, or “new 2” etc, depending on if you closed any tabs!).
If you don’t see a blank file, select File->New from the menu bar.
Then select File->Save As , navigate to the python_workshop folder we created a few minutes ago, and set the file name to exercise_hello_world.py and click Save.
Now that we have a blank Python script file, lets start adding some code!
Initial content
First of all, enter:
replacing the text in the line starting # Author with your details.
Running the script with Python: The Terminal
Now let’s see what running this through Python does!
Start a customized command prompt (reminder: in the Windows File Explorer, find the WinPython3 folder on the C: drive, and click on WinPython Command Prompt.exe).
A terminal window should pop up, that looks a little bit like
Reminder: Basic terminal usage
You were advised to have basic knowledge of using a terminal (Windows Command Prompt/Linux Terminal/MacOS Terminal), you are about to see out why!
Here’s a recap of the things you’re most likely to need.
Windows MacOS / Linux What it does `cd FOLDER_NAME` `cd FOLDER_NAME` Change directory to FOLDER_NAME `dir FOLDER_NAME` `ls FOLDER_NAME` List folder contents; if FOLDER_NAME
is omitted, list current folder contents`..` `..` Reference to parent folder. E.g. `cd ..`
is how you would navigate from `/a/b/c/` to
`/a/b/` if you are currently in `/a/b/c/`.`mkdir FOLDER_NAME` `mkdir FOLDER_NAME` Create a folder called FOLDER_NAME
Quick note on terminology
Folder and directory refer to the same thing, while full path or absolute path means the full directory location. E.g. if you’re currently in your Desktop folder, the folder is Desktop, but the full path is something like /users/joe/Desktop . If you’re on Windows the path starts with a drive letter too, like “C:” or “U:”, and the forward-slashes will be backslashes instead.
Console and terminal (and sometimes shell) are usually used interchangeably to mean the same thing; the text-based interface where commands can be entered. In windows, the built-in console is also called the “command prompt” and is started using cmd.exe .
For our purposes, we’re going to be mainly interested in the terminal console which is where we type commands like cd , or dir .
For interactive Python snippet testing we can also use the Interactive Python console, which is where we can directly type python commands. You might encounter this later; for now just be aware that there are these two types of console.
Now using the terminal command to change directory, cd , navigate to your Desktop directory.
You can verify that it contains your new python_workshop folder by using the windows terminal command dir :
Правила оформления Python-кода
Рекомендуется использовать 4 пробела на каждый уровень отступа. Python 3 запрещает смешивание табуляции и пробелов в отступах. Код, в котором используются и те, и другие типы отступов, должен быть исправлен так, чтобы отступы в нем были расставлены только с помощью пробелов.
2. Точки с запятой
Не разделяйте ваши строки с помощью точек с запятой и не используйте точки с запятой для разделения команд, находящихся на одной строке.
3. Скобки
Используйте скобки экономно. Не используйте их с выражением return или с условной конструкцией, если не требуется организовать перенос строки. Однако скобки хорошо использовать для создания кортежей.
4. Пробелы в выражениях и инструкциях
4.1 Пробелы и скобки
4.1.1 Не ставьте пробелы внутри каких-либо скобок (обычных, фигурных и квадратных).
4.1.2 Никаких пробелов перед открывающей скобкой, которая начинает список аргументов, индекс или срез.
Хорошо Плохо Хорошо Плохо
4.2 Пробелы рядом с запятой, точкой с запятой и точкой
4.2.1 Перед запятой, точкой с запятой либо точкой не должно быть никаких пробелов. Используйте пробел после запятой, точки с запятой или точки (кроме того случая, когда они находятся в конце строки).
4.3 Пробелы вокруг бинарных операторов
4.3.1 Окружайте бинарные операторы одиночными пробелами с каждой стороны. Это касается присваивания ( = ), операторов сравнения ( == , , > , != , <> , , >= , in , not in , is , is not ), и булевых операторов ( and , or , not ). Используйте, как вам покажется правильным, окружение пробелами по отношению к арифметическим операторам, но расстановка пробелов по обеим сторонам бинарного оператора придает целостность коду.
4.3.2 Не используйте более одного пробела вокруг оператора присваивания (или любого другого оператора) для того, чтобы выровнять его с другим.
4.3.3 Не используйте пробелы по сторонам знака = , когда вы используете его, чтобы указать на именованный аргумент или значение по умолчанию.
5. Длина строк
Ограничивайте длину строк 79 символами (а длину строк документации и комментариев — 72 символами). В общем случае не используйте обратный слеш в качестве перехода на новую строку. Используйте доступное в Python явное объединение строк посредством круглых и фигурных скобок. Если необходимо, можно добавить дополнительную пару скобок вокруг выражения.
Если ваш текст не помещается в одну строку, используйте скобки для явного объединения строк.
Что касается длинных URL в комментариях, то располагайте их, если это необходимо, на одной строке.
Обратный слеш иногда используется. Например, с длинной конструкцией with для переноса блока инструкций.
Ещё один подобный случай — длинные assert .
6. Пустые строки
Отделяйте функции (верхнего уровня, не функции внутри функций) и определения классов двумя пустыми строками. Определения методов внутри класса отделяйте одной пустой строкой. Две пустые строки должны быть между объявлениями верхнего уровня, будь это класс или функция. Одна пустая строка должна быть между определениями методов и между объявлением класса и его первым методом.
Используйте (без энтузиазма) пустые строки в коде функций, чтобы отделить друг от друга логические части.
Python расценивает символ control+L как незначащий (whitespace), и вы можете использовать его, потому что многие редакторы обрабатывают его как разрыв страницы — таким образом, логические части в файле будут на разных страницах. Однако не все редакторы распознают control+L и могут на его месте отображать другой символ.
7. Имена
Имена, которых следует избегать:
- Односимвольные имена, исключая счетчики либо итераторы. Никогда не используйте символы l (маленькая латинская буква «эль»), O (заглавная латинская буква «о») или I (заглавная латинская буква «ай») как однобуквенные идентификаторы. В некоторых шрифтах эти символы неотличимы от цифры один и нуля. Если очень нужно l , пишите вместо неё заглавную L . Хорошо Плохо
- Дефисы и подчеркивания в именах модулей и пакетов. Хорошо Плохо
- Двойные подчеркивания (в начале и конце имен) зарезервированы для языка. Хорошо Плохо
7.1 Имена функций
Имена функций должны состоять из маленьких букв, а слова разделяться символами подчеркивания — это необходимо, чтобы увеличить читабельность.
Стиль mixedCase допускается в тех местах, где уже преобладает такой стиль — для сохранения обратной совместимости.
7.2 Имена модулей и пакетов
Модули должны иметь короткие имена, состоящие из маленьких букв. Можно использовать символы подчёркивания, если это улучшает читабельность. То же самое относится и к именам пакетов, однако в именах пакетов не рекомендуется использовать символ подчёркивания.
Так как имена модулей отображаются в имена файлов, а некоторые файловые системы являются нечувствительными к регистру символов и обрезают длинные имена, очень важно использовать достаточно короткие имена модулей — это не проблема в Unix, но, возможно, код окажется непереносимым в старые версии Windows, Mac, или DOS.
7.3 Имена классов
Все имена классов должны следовать соглашению CapWords почти без исключений.
Иногда вместо этого могут использоваться соглашения для именования функций, если интерфейс документирован и используется в основном как функции.
Обратите внимание, что существуют отдельных соглашения о встроенных именах: большинство встроенных имен — одно слово (либо два слитно написанных слова), а соглашение CapWords используется только для именования исключений и встроенных констант.
Так как исключения являются классами, к исключениями применяется стиль именования классов. Однако вы можете добавить Error в конце имени (если, конечно, исключение действительно является ошибкой).
7.4 Имена констант
Константы обычно объявляются на уровне модуля и записываются только заглавными буквами, а слова разделяются символами подчеркивания.
8. Комментарии
Комментарии, противоречащие коду, хуже, чем отсутствие комментариев. Всегда исправляйте комментарии, если меняете код!
Комментарии должны быть законченными предложениями. Если комментарий — фраза или предложение, первое слово должно быть написано с большой буквы, если только это не имя переменной, которая начинается с маленькой буквы (никогда не отступайте от этого правила для имен переменных).
Ставьте два пробела после точки в конце предложения.
Если вы — программист, не говорящий по-английски, то всё равно следует использовать английский язык для написания комментариев. Особенно, если нет уверенности на 120% в том, что этот код будут читать только люди, говорящие на вашем родном языке.
8.1 Блоки комментариев
Блок комментариев обычно объясняет код (весь или только некоторую часть), идущий после блока, и должен иметь тот же отступ, что и сам код. Каждая строчка такого блока должна начинаться с символа # и одного пробела после него (если только сам текст комментария не имеет отступа).
Абзацы внутри блока комментариев разделяются строкой, состоящей из одного символа # .
8.2 Комментарии в строке с кодом
Старайтесь реже использовать подобные комментарии.
Такой комментарий находится в той же строке, что и инструкция. «Встрочные» комментарии должны отделяться хотя бы двумя пробелами от инструкции. Они должны начинаться с символа # и одного пробела.
Комментарии в строке с кодом не нужны и только отвлекают от чтения, если они объясняют очевидное.
8.3 Строки документации
Соглашения о написании хорошей документации (docstrings) зафиксированы в PEP 257.
Пишите документацию для всех публичных модулей, функций, классов, методов. Строки документации необязательны для приватных методов, но лучше написать, что делает метод. Комментарий нужно писать после строки с def .
Очень важно, чтобы закрывающие кавычки стояли на отдельной строке. А еще лучше, если перед ними будет ещё и пустая строка.
Для однострочной документации можно оставить «»» на той же строке.
9. Циклы
9.1 Циклы по спискам
Если нам необходимо в цикле пройти по всем элементам списка, то хорошим тоном (да и более читаемым) будет такой способ:
И хотя бывалые программисты или просто любители C могут использовать и такой код, это моветон.
А если нужно пройти по списку задом наперед, то лучше всего использовать метод reversed:
Вместо того чтобы писать избыточный код, который и читается-то не очень внятно.
9.2 Циклы по списку чисел
Если есть необходимость пройти в цикле по ряду чисел, то метод range будет намного приемлемее, как минимум потому, что этот метод потребляет намного меньше памяти, чем вариант в блоке «Плохо». А представьте, что у вас ряд из трёх миллиардов последовательных чисел!
9.3 Циклы по спискам с индексами
Метод enumerate позволяет получить сразу индекс и значение из списка, что, во-первых, предоставляет множество возможностей для дальшнейшего проектирования, а во-вторых, такой код легче читается и воспринимается.
9.4 Циклы по двум спискам
Используя метод zip, мы получаем из двух списков один список кортежей, что более удобно для дальнейшего использования и требует меньше памяти. Да и просто этот вариант более элегантный.
10. Импорты
Каждый импорт, как правило, должен быть на отдельной строке.
В то же время, можно писать так:
Импорты всегда располагаются в начале файла, сразу после комментариев уровня модуля, строк документации, перед объявлением констант и объектов уровня модуля. Импорты должны быть сгруппированы в порядке от самых простых до самых сложных:
- импорты из стандартной библиотеки,
- сторонние импорты,
- импорты из библиотек вашего приложения.
Наряду с группированием, импорты должны быть отсортированы лексикографически, нерегистрозависимо, согласно полному пути до каждого модуля.
Рекомендуется абсолютное импортирование, так как оно обычно более читаемо и ведет себя лучше (или, по крайней мере, даёт понятные сообщения об ошибках), если импортируемая система настроена неправильно (например, когда каталог внутри пакета заканчивается на sys.path ).
Тем не менее, явный относительный импорт является приемлемой альтернативой абсолютному импорту, особенно при работе со сложными пакетами, где использование абсолютного импорта было бы излишне подробным.
Следует избегать шаблонов импортов ( from import * ), так как они делают неясным то, какие имена присутствуют в глобальном пространстве имён, что вводит в заблуждение как читателей, так и многие автоматизированные средства.
Рекомендуем также ознакомиться с полной версией соглашения о том, как писать код на Python (PEP 8)