Переменные и вывод информации¶
Настало время приступить к изучению непосредственно Python, ведь по прошествии пары лекций об языке программирования и не говорили вовсе! Начнем со знакомой всем по школьным карандашам формулы \(E=mc^2\) . По ней можно вычислить полную энергию физического объекта \(E\) с помощью известной массы объекта \(m\) и константы \(c\) . Эта постоянная, указывающая на скорость света в вакууме, используется настолько часто, что для нее выделили отдельное обозначение в виде буквы латинского алфавита, как и для многих других аналогичных величин. Если в формуле встречается \(c\) (в известном контексте), то вы всегда уверены, что именно нужно подставить при расчетах.
Этот пример полностью описывает концепцию в языках программирования, и Python не исключение. Запись \(x = 3\) означает, что везде по тексту далее под иксом подразумевается именно тройка, и ничего другого (пока не будет введено новое определение). Этой же логике подчиняется Python. Сначала указывается имя переменной, а затем – ассоциируемое с ней значение.
Пример кода выше иллюстрирует сразу несколько базовых концепций, которые нужно запомнить:
- В объявлении переменной нет ничего сложного. Синтаксис и правила интуитивно понятны: это можно делать как в физике/математике, как в учебниках и статьях.
- # означает комментарий, то есть произвольный текст, который не воспринимается Python (все кода полностью игнорируется). Служит исключительно для создания подсказок в коде, объяснения происходящего, то есть для удобства.
- Числа могут быть . Разряды в целых числах для удобства визуального восприятия можно разделять нижней чертой.
- , то есть являться производной от других переменных (как \(E\) , ведь это результат перемножения). На самом деле значение вычисляется в момент объявления переменной (при сложной формуле расчета процесс может занимать некоторое время).
- Операция возведения в степень реализуется с помощью ** .
- В качестве названия переменных можно использовать и , а также некоторые символы. Однако .
- Переменные можно переопределять (и даже менять тип). Однако . В данном примере после выполнения последней строчки нельзя установить, чему было равно \(m\) до того, как переменной было присвоено значение дюжины.
Если говорить менее строго и более абстрактно, то (или коробка), в котором что-то лежит, и на самой коробке на приклеенном листочке бумаги указано содержимое. Чем понятнее надпись, тем легче найти и использовать объект (поэтому переменные с названием из одной буквы воспринимаются плохо, особенно если таких переменных очень много).
[Объявить переменную — значит положить объект в коробку с подписью](https://stevenpcurtis.medium.com/what-is-a-variable-3447ac1331b9)
Типы переменных¶
В листинге кода выше важно заметить, что существует разница между двумя типами численных переменных: и . При сугубо математических расчетах и арифметических операциях тип переменной не имеет значения. Однако для некоторого функционала нужно быть аккуратным. Поговорим подробно об этом в следующих лекциях, а пока стоит запомнить, что вещи, которые необходимо посчитать – в том числе и чего-то счетного – должны быть целочисленными (как и в жизни: первый, второй, третий . ).
Целочисленный тип называется (от Integer ), вещественный – . Эти типы можно переводить из одного в другой. При переводе вещественного числа в целое теряется часть информации.
– и это относится не только к числам, но и к объекту – можно узнать с помощью функции type . Для вывода информации используется функция print . Что именно представляет собой функция рассмотрим в более поздних лекциях, пока стоит думать об этом как о некотором объекте, который зависит (рассчитывается) от других объектов и выдает некоторый результат. Для передачи аргументов используются круглые скобки (аналогично математике: \(y = F(x)\) ). Давайте скомбинируем эти знания и рассмотрим пример:
Внимательно проанализируйте код выше – в нем продемонстрирован базовый синтаксис и .
Легко увидеть подтверждение высказанных ранее тезисов: second_variable действительно потеряла часть информации (дробную часть числа), которую нельзя вернуть, если преобразовать переменную обратно во float . Преобразование типов в языках программирования называется (типов, то есть привести одно к другому, а не из-за страшилок про духов).
Арифметические операции с числами¶
Математика Python максимально близка к естественной: + , — , * и ** (рассмотренное ранее возведение в степень) работают в точности как ожидается. С делением / есть нюанс: .
Обратите внимание, что операции не изменяют переменную саму по себе (то есть операция a + b не меняет ни a , ни b ). Чтобы сохранить получаемое значение, нужно присвоить его некоторой переменной (в примере выше это c ). Если хотите изменить непосредственно саму переменную, то можно переприсвоить ей значение на основе расчета: a = a + b или c = c + 12 .
Даже несмотря на то, что пример с делением числа на само себя очевиден (всегда получается единица, кроме деления на нуль), будет выведено вещественное значение. Сами же вещественные значения можно складывать, вычитать, умножать и возводить в степень как с целыми, так и с вещественными числами (и наоборот). Если в таком выражении используется хотя бы одна float -переменная, то и результат будет не целочисленным. Однако:
Это практически все тонкости, которые необходимо знать, чтобы не совершать базовые ошибки.
Скорее всего, появился вопрос относительно расстановки пробелов в коде. Обязательно ли соблюдать такой синтаксис? Нужно ли ставить пробелы до и после знаков операций? На самом деле нет: это делается исключительно для удобства чтения кода и . Код ниже выполнится без ошибок, однако ухудшается читаемость:
Строковые переменные¶
Разобрались в том, как описывать и хранить числа, как производить арифметические расчеты. Базовый математический язык освоен, но хочется общаться словами! Конечно, Python позволяет это делать. Благодаря можно хранить и соединять текстовую информацию:
В примере рассмотрено три способа создания текстовых переменных. Первые два не отличаются между собой с точки зрения Python , то есть неважно, используются одинарные кавычки ‘ или двойные » . Однако стоит понимать, что если строка содержит в себе такой символ, то кавычка должна быть изменена:
Механизм ошибки таков, что Python неясно: строчка намеренно закончена и дальше идет какая-то команда, или же строчка продолжается. В обоих случаях – и тогда все будет хорошо:
Если необходимо сохранить какой-либо объемный текст или сообщение, можно воспользоваться мультистрочным объявлением переменной, как в первом примере блока.
Строки можно объединять для удобства вывода информации. Склеивание строк называется .
- Обратите внимание на пробел между числом и точкой в первом случае. Они добавлены автоматически функцией print – это сделано для того, чтобы разные объекты при последовательном выводе не «склеивались» друг с другом. Во втором случае этого не происходит, так как напрямую склеиваются строки и только затем передается результат конкатенации на печать в print .
Будьте аккуратны со сложением строк. Объединение строк «3» и «5» даст результат «35» , а не 8 – и тип результирующего значения . : получите ошибку и никакого приведения типов не произойдет. Здесь возникнет двусмысленность – нужно привести число к строке и затем сконкатенировать или же строку к числу (а вдруг это невозможно?), после чего сложить.
Попробуйте в объединить строковые, целочисленные и вещественные переменные в разных комбинациях. Разберитесь, что означает ошибка, которая будет выведена в случае, если не делать приведение типов (то есть без str в str(result) ).
Но на практике это не совсем удобно, поэтому в Python придумали f -строки. Их суть в том, что переменная из кода напрямую подставляется (с автоматическим приведением типа к строке) в саму строку! Вот:
Для объявления f -строки нужно
- использовать одинаковые кавычки на концах текста
- указать литеру f перед самой строкой
- обрамить название конкретной переменной ( result в данном случае) в фигурные скобки.
Когда переменная одна, а также нет текста после её использования, то выгода F -строк не так очевидна (относительно простого print(some_string, some_variable) ). Однако представьте, что нужно вывести координаты точки в трехмерном пространстве, значение времени, параметры системы и значение некоторой функции от всех переменных выше!
# Переменные и типы
Переменные можно представить как надписанные коробочки, в которых лежат значения. Вы их достаёте, смотрите, заменяете другими.
Когда вы первый раз записываете имя переменной, это называется объявление. В Python переменную всегда объявляют, присваивая ей какое-нибудь значение. Достаточно просто ввести имя, поставить знак равенства (здесь это оператор присваивания) и написать значение, которое будет храниться в переменной.
Теперь, если дальше в программе написать имя переменной, вместо неё подставится её значение:
Значения переменных отличаются по своей сути. Например, они бывают числами или строками. Это разные типы данных. В Python встречаются не только числа и строки.
Строка записывается как символ или набор символов внутри одинарных либо двойных кавычек. Смотрите: числа и строки выделяются разными цветами, чтобы читать исходный код было легче.
В одной и той же переменной можно по очереди хранить данные разных типов:
Переменная хранит лишь одно значение — едва вы записываете в неё новое, старое больше недоступно.
Со значениями разных типов операторы языка Python могут работать неодинаково. Например, оператор + числа складывает, а строки — объединяет:
Такое поведение операторов приходится учитывать:
Не беда: Python позволяет перевести значение переменной из одного типа в другой (конвертировать тип данных). Преобразованием занимаются специальные функции. Так, для превращения числа в строку вызывают функцию str() (от англ. string, «строка»):
А обратно из строки в целое число можно преобразовать, вызывая функцию int() (от англ. integer, «целое число»).
# Упражнения
- Чтобы Вита обрела компанейский вид, научим её цитировать популярные фразы. Для начала выведите в консоль диалог, подставляя значения переменных question и answer:
Научим Виту сообщать о том, что происходит сейчас. Выведите в консоль строку 'У вас 9 новых сообщений' , составленную из строк: 'У вас ' , ' новых сообщений' и значения переменной message_count = 9 .
Если Вита поселится в фитнес-трекере, она сможет считать количество шагов пользователя. Научите Виту подставлять в сообщение сумму шагов, пройденных за два дня. В переменных steps_today и steps_yesterday записано, сколько шагов прошёл гипотетический пользователь вчера и сегодня. Напечатайте на экран сообщение: За два дня сделал <сюда подставить сумму>шагов
# Упражнения tkinter
Создайте окно с названием "Вита — голосовой помощник". Добавьте в текст вопроса: '- Говорят Вам счастье привалило?' и кнопку Ответ , при нажатии на которую, под вопросом, выведется ответ: '- Бессовестно врут!'
Создайте окно с названием "Вита — голосовой помощник". Добавьте в текст 'У вас 9 новых сообщений' , составленную из строк: 'У вас ' , ' новых сообщений' и значения переменной message_count = 9 .
Добавьте кнопку: Прочитать сообщение . Ниже кнопки добавьте метку результата действия:
- При нажатии Прочитать сообщение выводится: Вы прочитали одно сообщение ,
- уменьшается значение message_count на 1,
- изменяя текст на 'У вас 8 новых сообщений' .
Добавьте кнопку: Получить сообщение . При нажатии получить Получить сообщение выводиться вы прочитали одно сообщение, уменьшается значение message_count на 1, изменяя текст на 'У вас 10 новых сообщений' .
Создайте окно с названием "Вита — голосовой помощник". Добавьте поля: Пройдено шагов в первый день , Пройдено шагов во второй день и поля ввода для них. Добавьте кнопку Всего и поля для вывода результата.
Python Variables
A variable is a named location that is used to store data in the memory. It is basically a container that keeps data that can be used and changed later in the program.
It is okay if you still don’t get what a variable is! Just look at this example and keep moving!
Here, I have created a variable and its name is “myNumber”. Then, I assigned the value “15” to the variable using the assignment operator “=”.
Okay, let me explain it like this!
Let’s say a variable is a box that you can store a pencil in it, and that pencil can be replaced at any time!
In the beginning, the value I assigned to “myNumber” was “15”. Later, I changed it to “17.5”. That’s how you can use variables in Python. Piece of cake!
Now, let’s see how we can assign values to variables in Python.
As I mentioned before, we can use the “assignment operator =” to assign a value to a variable, as you can see in the previous example.
Declaring and assigning value to a variable
I have written a simple program, declaring a variable named “myName”, and assigning the value “Scooby-Doo” to it. Then, using the “print” keyword, I’m going to get the value of the variable “myName” as the output. When I execute and run this program, the output will be as follows.
Output
“Python is a type-inferred language, so you don’t have to explicitly define the variable type. It automatically knows that “Scooby-Doo” is a string and declares the “myName” variable as a string.”
Changing the value of a variable
Here, I have initially assigned “Scooby-Doo” to the variable “myName”. But, later, I changed it and assigned “Scrappy-Doo” to the variable “myName”. Take a few seconds, and try to comprehend the output.
YES! YOU GOT IT RIGHT!
Output
Assigning multiple values to multiple variables
It is a fact that “Python Is Easy!” To prove it, let me show you something interesting.
If you want to assign multiple values to multiple variables using only one line of code, you are allowed to use the following way in Python.
Also, if you want to assign the same value to multiple variables, you can do it like this.
That is all you should know about the Python variables!
Python Constants
In Python, constants are usually declared and assigned in a module.
Wait, What! A MODULE? What’s that?
Let me make it clear to you!
The module is nothing but a new file containing variables, functions, etc which is imported to the main file. Don’t worry! You will see how it is done in a while!
Inside the module, constants are written in all capital letters, and underscores separating the words.
Declaring and assigning value to a constant
Step 1: Create a constant.py
Step 2: Create a main.py
In the above program, I have created a constant.py module file and assigned values to PI and TAU. Then I created a main.py file and imported the constant module using the “import constant” statement on top of the code.
Now, I can call the variables which I have declared in the constant.py module, inside the main.py file! Just like I have shown in the example. And the output is going to be as follows.
That is the beauty of Python!
Rules And Naming Conventions For Variables And Constants
- The names of the constants and the variables should be a combination of letters in lowercase (a to z) or uppercase (A to Z) or digits (0 to 9) or an underscore (_).
- It is a good practice if you can create a name that makes sense. For example, if you want to store a name, “name1” makes more sense than “n1”.
- If you want to create a variable name having two words, it is better if you can use the “snake_case” type (use underscore to separate the words).
- Use capital letters to declare a constant.
- Never use special symbols like !, @, #, $, %, etc.
- Don’t start a variable name with a digit.
That is it about Python variables and constants. Hope this article helped you to learn something new! Always remember, it is never too late to start working on the things that sharpen your knowledge!
Как задать переменную в python
- Теория
- Stepik.org
Переменные в Python
Переменная — именованная область памяти, предназначенная для хранения значения. Переменную можно представить в виде коробочки, в которую вы можете хранить одно значение. Зная имя коробки, вы всегда можете обратиться к ее содержимому или заменить его другим значением
Создать переменную в Python очень просто — нужно придумать имя переменной(идентификатор) и присвоить ему значение при помощи оператора присваивания «=».
Каждая переменная включает в себя 3 составляющие
- 1 Имя переменной (идентификатор)
- 2 Значение переменной
- 3 Тип переменной (тип объекта, который хранится в переменной)
Имя переменной
Существует ряд правил, которых следует придерживаться при выборе имени переменной.
- Имена переменных не могут содержать пробелов
- Имена переменных могут состоять только из букв, цифр и нижнего подчёркивания
- Регистр символов имеет значение
- Имя переменной не может начинаться с цифры
- Нельзя использовать ключевые слова
Переменная — ссылка на объект
Перед тем, как обращаться к содержимому переменной, необходимо сперва создать переменную, присвоив ей значение. В примере ниже мы обращаемся к несоздаенной переменной b и получаем ошибку NameError
Переменная (то есть имя или индификатор как например имя а в примере выше), создается автоматически, когда в программе ей впервые присваивается некоторое значение. Все последующие операции присваивания просто изменяют значение, ассоциированное с уже созданным именем.
Переменные не имеют никакой информации о типе или ограничениях, связанных с ним. Понятие типа присуще объектам, а не именам. Переменные являются всего лишь ссылками на конкретные объекты в определенные моменты времени.
Когда переменную используют в выражении, вместо ее имени подставляется объект, на который она в настоящий момент ссылается, независимо от того, что это за объект.
Тип значения определяет объект, а не переменная
Для проверки типа значения используется функция type(). Если ей передать переменную, она покажет к какому типу данных относится объект, на который ссылается переменная.