Введение

Введение

Учебник Python предоставляет базовые и расширенные концепции Python. Руководство по Python предназначено для начинающих и более опытных разработчиков.

Python - это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения высокого уровня.

Python также является интерпретируемым языком сценариев. Гвидо Ван Россум известен как основатель программирования на Python.

Руководство по Python включает в себя все темы программирования Python, такие как установка, управляющие операторы, строки, списки, кортежи, словари, модули, исключения, дата и время, ввод-вывод и т.д.

Что такое Python

Python - это универсальный, динамический, высокоуровневый интерпретируемый язык программирования. Он поддерживает объектно-ориентированный подход к программированию для разработки приложений. Он прост и легок в освоении и предоставляет множество высокоуровневых структур данных.

Python - это простой в освоении, но мощный и универсальный язык сценариев, что делает его привлекательным для разработки приложений.

Синтаксис Python и динамическая типизация с его интерпретируемой природой делают его идеальным языком для написания сценариев и быстрой разработки приложений.

Python поддерживает несколько шаблонов программирования, включая объектно-ориентированные, императивные и функциональные или процедурные стили программирования.

Python предназначен не только лишь для работы в определенной области, например в веб-программировании. Он известен как многоцелевой язык программирования, потому что его можно использовать в вебразработки, машинном обучении, в 3D CAD и других сферах.

Нам не нужно использовать типы данных для объявления переменной, потому что она динамически типизирована, поэтому мы можем написать = 10 для присвоения целочисленного значения в целочисленной переменной.

Python ускоряет разработку и отладку, поскольку в разработку Python не входит этап компиляции, а цикл редактирования-тестирования-отладки выполняется очень быстро.

Python 2 vs Python 3

В большинстве языков программирования всякий раз, когда выпускается новая версия, она поддерживает функции и синтаксис существующей версии языка, поэтому проектам легче переключиться на более новую версию. Однако в случае Python две версии Python 2 и Python 3 очень сильно отличаются друг от друга.

Список различий между Python 2 и Python 3 приведен ниже:

1. Python 2 использует print как оператор и используется как print "строка" для печати некоторой строки на консоли. С другой стороны, Python 3 использует print как функцию и используется как print("текст") для печати чего-либо на консоли.
2. Python 2 использует функцию raw_input() для возврата строки, представляющую значение, введенное пользователем. Чтобы преобразовать его в целое число, нам нужно использовать функцию int() в Python. С другой стороны, Python 3 использует функцию input(), которая автоматически интерпретирует тип ввода, введенного пользователем. Однако мы можем привести это значение к любому типу, используя примитивные функции (int(), str() и т.д.).
3. В Python 2 неявным строковым типом является ASCII, тогда как в Python 3 неявным строковым типом является Unicode.
4. Python 3 не содержит функцию xrange() как Python 2. xrange() - это вариант функции range(), которая возвращает объект xrange, который работает аналогично итератору Java. range() возвращает список, например, функция range(0,3) содержит 0, 1, 2.
5. Также есть небольшое изменение в обработке исключений в Python 3. Он определяет ключевое слово, которое необходимо использовать. Мы обсудим это в разделе «Обработка исключений» руководства по программированию на Python.

История Python

Python был изобретен Гвидо ван Россумом в 1991 году в CWI в Нидерландах. Идея языка программирования Python взята из языка программирования ABC, или мы можем сказать, что ABC является предшественником языка Python.

За выбором названия языка также есть интересный факт. Гвидо ван Россум был поклонником популярного в то время комедийного шоу BBC «Летающий цирк Монти Пайтона». Поэтому он решил выбрать имя Python для своего недавно созданного языка программирования.

Python имеет огромное сообщество во всем мире.

Зачем изучать Python?

Python предоставляет программисту множество полезных функций. Эти особенности делают его самым популярным и широко используемым языком. Ниже мы перечислили несколько важных функций Python.

• Легко использовать и изучать
• Выразительный язык
• Интерпретируемый язык
• Объектно-ориентированный язык
• Язык с открытым исходным кодом
• Расширяемый
• Имеет обширную стандартную библиотеку
• Поддержка программирования GUI
• Интегрированный
• Встраиваемый
• Поддержка динамического распределия памяти
• Широкий выбор библиотек и фреймворков

Где используется Python?

Python - это популярный язык программирования общего назначения, который используется практически во всех технических областях. Ниже приведены различные области использования Python.

• Data Science
• Date Mining
• Настольные приложения
• Консольные приложения
• Мобильные приложения
• Разработка программного обеспечения
• Искусственный интеллект
• Веб-приложения
• Корпоративные приложения
• Приложения 3D CAD
• Машинное обучение
• Приложения компьютерного зрения или обработки изображений.
• Распознавание речи

Базовый синтаксис Python

В языке программирования Python не используются фигурные скобки или точка с запятой. Но Python использует отступ для определения блока кода. Отступы - это не что иное, как добавление пробелов перед оператором, когда это необходимо.

def func():  
       statement 1  
       statement 2  
       …………………  
       …………………  
       statement N  

В приведенном выше примере операторы, расположенные на одном уровне справа, принадлежат функции. Как правило, мы можем использовать четыре пробела для определения отступа.

Популярные фреймворки и библиотеки Python

Python имеет широкий спектр библиотек и фреймворков, широко используемых в различных областях, таких как машинное обучение, искусственный интеллект, веб-приложения и т.д.

• Веб-разработка (на стороне сервера) - Django, Flask, Pyramid, CherryPy
• Desktop-приложения - Tk, PyGTK, PyQt, PyJs и т.д.
• Машинное обучение - TensorFlow, PyTorch, Scikit-learn, Matplotlib, Scipy и т.д.
• Математика - Numpy, Pandas и т.д.

Функция Python print()

Функция print() отображает передаввное значение на стандартном устройстве вывода (экране) или в файл текстового потока.

В отличие от других языков программирования, функция print() в Python является наиболее уникальной и универсальной функцией.

Синтаксис функции print() приведен ниже.

Разберем его параметры по порядку:

• objects - объект - это не что иное, как утверждение, которое нужно напечатать. Знак * означает, что операторов может быть несколько.
• sep - параметр sep разделяет значения печати. Значения по умолчанию: "".
• end - печатается в конце строки.
• file - это должен быть объект с методом записи.
• flush - поток или файл принудительно очищаются, если значение True. По умолчанию его значение False.
• Давайте разберемся в следующем примере.

print("Welcome to lesson.")    

a = 10 
# В функцию print() передаются два объекта
print("a =", a)

b = a
# В функцию print() передаются три объекта
print('a =', a, '= b')

Вывод:

Welcome to lesson. a = 10 a = 10 = b

Как видно из вышеприведенного вывода, несколько объектов могут быть напечатаны в одном операторе print(). Нам просто нужно использовать запятую (,) для разделения передаваемых значений.

Пример - 2: Использование аргумента sep и end

a = 10
print("a =", a, sep='dddd', end='\n\n\n')
print("a =", a, sep='0', end='$$$$$')

Вывод:

a =dddd10



a =010$$$$$

В первом операторе print() мы используем аргументы sep и end. Данный объект печатается сразу после значений sep. Значение конечного параметра печатается в последнем заданном объекте. Как мы видим, вторая функция print() напечатала результат после трех пустых строк.

Ввод данных от пользователем

Python предоставляет функцию input(), которая используется для ввода данных от пользователя. Давайте разберемся в следующем примере.

name = input("Enter a name of student:")  
print("The student name is: ", name)  

Вывод:

Enter a name of student: Devansh The student name is: Devansh

По умолчанию функция input() принимает строковый ввод, но что, если мы хотим использовать другие типы данных в качестве ввода?

Если мы хотим принимать ввод как целое число, нам нужно преобразовать тип функции input() в целое число.

a  = int(input("Enter first number: "))  
b = int(input("Enter second number: "))  
  
print(a+b)  

Вывод:

text Enter first number: 50 Enter second number: 100 150

Мы можем принимать значения любого типа, используя функцию input().

Операторы в Python

Операторы - это языковые конктрукции, которые выполняют различные операции с объектами Python. Операторы Python наиболее важны для работы с типами данных Python. Кроме того, Python также обеспечивает идентификацию членства и побитовые операторы. Мы изучим все эти операторы на соответствующем примере в дальнейшем.

Условные операторы в Python

Условные операторы помогают нам выполнить конкретный блок для определенного условия. В этом руководстве мы узнаем, как использовать условное выражение для выполнения другого блока операторов. Python предоставляет ключевые слова if и else для создания логических условий. Ключевое слово elif также используется как условный оператор.

Циклы в Python

Выполнение определенного кода может потребоваться повторить несколько раз. Для этого в языках программирования предусмотрены различные типы циклов, способных многократно повторять определенный код.

Структуры данных в Python

Python предоставляет встроенные структуры данных, такие как список, кортеж, словарь и набор. Мы можем выполнять сложные задачи, используя структуры данных.

Список в Python

List в Python содержит упорядоченный набор элементов. Мы можем хранить последовательность элементов в списке. Список Python является изменяемым, что означает, что он может быть изменен после его создания. Элементы списков заключаются в квадратные скобки [] и разделяются запятой. Давайте посмотрим на пример списка.

L1 = ["John", 102, "USA"]      
L2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6]     

Если мы попытаемся распечатать тип L1, L2 и L3 с помощью функции type(), то получится список.

Вывод:

<class 'list'> <class 'list'>

Кортежи в Python

Python Tuple используется для хранения последовательности неизменяемых объектов Python. Кортеж похож на списки, но в отличие от списков значение в которых может быть изменено, кортеж является неизменным, а значение элементов, хранящихся в кортеже, не может быть изменено.

tup = ("Apple", "Mango" , "Orange" , "Banana")  
print(type(tup))  
print(tup)  

Вывод:

<class 'tuple'> ('Apple', 'Mango', 'Orange', 'Banana')

Если мы попытаемся добавить новый элемент в кортеж, будет выдана ошибка.

tup = ("Apple", "Mango" , "Orange" , "Banana")  
  
tup[2] = "Papaya"  
print(tup)  

Вывод:

Traceback (most recent call last): File "C:/Users/DEVANSH SHARMA/PycharmProjects/Hello/gamewithturtle.py", line 3, in tup[2] = "Papaya" TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

Строки в Python

Строка Python - это последовательность символов. Это набор символов, заключенных в одинарные, двойные или тройные кавычки. Его также можно определить как набор символов Юникода. Мы можем создать строку следующим образом.

# Creating string using double quotes  
str1 = "Hi Python"  
print(str1)  
# Creating string using single quotes  
str1 = 'Hi Python'  
print(str1)  
# Creating string using triple quotes  
str1 = '''Hi Python'''  
print(str1)  

Вывод:

Hi Python Hi Python Hi Python

Python не поддерживает символьный тип данных. Одиночный символ, записанный как 'p', рассматривается как строка длиной 1. Строки также иммутабельны (неизменны).

Словари в Python

Dictionaries в Python - это наиболее эффективная структура данных, которая используется для хранения большого количества данных. Он хранит данные в формате пары ключ-значение. Каждое значение сохраняется в соответствии со своим ключом.

Ключи должны быть уникальными, а значение может быть любым, например целым числом, списком, кортежем и т.д.

Это изменяемый тип; Ниже приведен пример создания словаря на Python.

employee = {"Name": "John", "Age": 29, "salary":250000,"Company":"GOOGLE"}      
print(type(employee))      
print("printing Employee data .... ")      
print(employee)  

Вывод:

<class 'dict'> Printing Employee data .... {'Name': 'John', 'Age': 29, 'salary': 250000, 'Company': 'GOOGLE'}

Пустые фигурные скобки используются для создания пустого словаря.

Множества в Python

Множества в Python - это набор неупорядоченных элементов. Каждый элемент в наборе должен быть уникальным и неизменным. Множества изменяемы, что означает, что мы можем изменять их в любое время на протяжении всей программы. Разберемся на примере создания множества на Python.

# Creating Set  
Month = {"January", "February", "March", "April", "May", "June", "July"}  
print(Month)  
print(type(Month))  

Вывод:

{'March', 'July', 'April', 'May', 'June', 'February', 'January'} <class 'set'>

Функциональное программирование на Python

В этом разделе учебника Python определены некоторые важные инструменты, связанные с функциональным программированием, такие как лямбда и рекурсивные функции. Эти функции очень эффективны при решении сложных задач. Мы определяем несколько важных функций, таких как reduce, map, и filter. Python предоставляет модуль functools, который включает в себя различные инструменты функционального программирования.

Файловый ввод-вывод на Python

Файлы используются для хранения данных на диске компьютера. Мы можем открыть файл с помощью скрипта Python и выполнять различные операции, такие как запись, чтение и добавление данных.

Модули в Python

Модули в Python - это программные файлы, содержащие код или функции Python. В Python есть два типа модулей - определяемые пользователем и встроенные. Модуль, который определяет пользователь это, по сути, наш код Python, сохраненный с расширением .py.

Встроенные модули - это предопределенные модули Python. Чтобы использовать функциональность модулей, нам необходимо импортировать их в нашу текущую рабочую программу.

Исключения в Python

Исключение можно определить как необычное условие в программе, приводящее к прерыванию выполнения программы.

Всякий раз, когда возникает исключение, программа останавливает выполнение, и, таким образом, дальнейший код не выполняется. Таким образом, исключение составляют ошибки времени выполнения, которые невозможно обработать скриптом Python. Исключением является объект Python, представляющий ошибку.

Python CSV

CSV означает «значения, разделенные запятыми», который определяется как простой формат файла, использующий определенную структуру для упорядочивания табличных данных. Он хранит табличные данные, такие как электронная таблица или база данных, в виде обычного текста и имеет общий формат для обмена данными. Файл csv открывается на листе Excel, а данные строк и столбцов определяют стандартный формат.

Отправка почты в Python

Мы можем отправлять или читать почту с помощью скрипта Python. Модули стандартной библиотеки Python полезны для обработки различных протоколов, таких как PoP3 и IMAP. Мы узнаем, как отправить письмо с помощью популярного почтового сервиса SMTP из скрипта Python.

Магические методы в Python

Магический метод Python определяется как специальный метод, который добавляет классу «магию». Он начинается и заканчивается двойным подчеркиванием, например _init_ или _str_.

Встроенные классы определяют множество магических методов. Функцию dir() можно использовать для просмотра количества магических методов, унаследованных классом. Он имеет два префикса и суффикс подчеркивания в имени метода.

Концепция ООП в Python

Все в Python рассматривается как объект, включая целочисленные значения, числа с плавающей запятой, функции, классы. Классы Python являются описанием объекта. Конструктор Python предоставляет специальный метод __init__(), который известен как конструктор. Этот метод автоматически вызывается при создании экземпляра объекта. Член данных - переменная, которая содержит данные, связанные с классом и его объектами.

Продвинутые темы Python

Python включает в себя множество передовых и полезных концепций, которые помогают программисту решать сложные задачи. Эти концепции перечислены ниже.

Итератор в Python

Итератор - это просто объект, который можно повторять. Он возвращает по одному объекту за раз. Его можно реализовать с помощью двух специальных методов __iter__() и __next__().

Генераторы Python

Генераторы - это самый простой способ создания итераторов.

Декораторы Python

Они используются для изменения поведения функции. Декораторы обеспечивают гибкость, позволяющую обернуть другую функцию, чтобы расширить работу обернутой функции, без ее постоянного изменения.

Подключения к базе данных в Python

Мы можем использовать различные базы данных вместе с Python. Вы можете изучить полное руководство, посетив указанные ниже ресурсы. Python DBI-API одобряет стандартные наборы функций, которые должны быть включены в модули подключения к базам данных для соответствующих продуктов СУБД.

Python MySQL

• Настройка среды
• Подключение к базе данных
• Создание новой базы данных
• Создание таблиц
• Операция вставки
• Операция чтения
• Операция обновления
• Обънединение таблиц
• Выполнение транзакций

Python CGI

Python CGI означает «Общий интерфейс шлюза», который используется для определения того, как обмениваться информацией между веб-сервером и пользовательскими скриптами Python. Общий интерфейс шлюза - это стандарт для программ внешнего шлюза для взаимодействия с сервером, например HTTP-серверов.