Python - kaj je to? Programski jezik na visoki ravni

Python je univerzalni jezik visokega nivoja, ki ga je mogoče razširiti in vgrajevati. To je na primer vključeno v paket aplikacij kot orodje za pisanje makrov. Zaradi tega je Python razumna izbira za veliko programskih nalog, velikih in ne zelo velikih in manj uspešnih za majhno število računskih nalog.

Kje je bolje uporabljati?

Jezik Python je idealen za projekte, ki zahtevajo hiter razvoj. Podpira več programskih paradigem, kar je dobro za programe, ki zahtevajo prožnost. In prisotnost več paketov in modulov zagotavlja vsestranskost in prihrani čas.

Guido van Rossum - ustvarjalec Python-a, ki je nagrajen z naslovom skupnosti "veličastnega življenja diktatorja." V poznih osemdesetih letih prejšnjega stoletja je Guido všeč značilnostim nekaterih programskih jezikov, vendar nobeden od njih ni imel vseh značilnosti, ki bi jih želel imeti. Zlasti mora jezik imeti naslednje značilnosti.

Skriptni jezik

Skript je program, ki upravlja druge programe. Skriptni jeziki so primerni za hiter razvoj in izdelavo prototipov, ker so dobro spopasti s prenosom podatkov iz ene komponente na drugo in lajšanje programer iz teh nadležnih stvari, kot so upravljanje pomnilnika.

Uporabniška skupnost raje pozove Python dinamičen programski jezik.

Navedba za združevanje operaterjev

Python določa, ali izrazi pripadajo isti skupini tako, da jih zamenjajo. Takšna skupina se imenuje kodni blok. Drugi jeziki za to uporabljajo drugačno sintakso ali ločila. Na primer, v simbolu C simbol {označuje začetek in konec zaporedja ukazov. Prisotnost indentacije velja za dobro prakso v drugih jezikih, vendar je ena od prvih, v kateri se uvršča oblaganje, Python. Kaj to daje? Vstavljanje naredi kodo bolj berljivo, bloki kode pa zahtevajo manj zapisov za začetek in konec ter ločila, ki jih lahko slučajno preskočite. Vse to vodi do manj napak.

Vrste podatkov na visoki ravni

Računalniki shranjujejo podatke v enote in ničle, vendar ljudje potrebujejo bolj zapletene oblike, kot je besedilo. Jezik, ki podpira zapletene podatke, naj bi podpiral tipe podatkov na visoki ravni. Te vrste podatkov so enostavne za uporabo. Na primer, v se Python linija lahko razdeli, združiti, prevesti v zgornjem ali spodnjem primeru, so lahko poiščete in t. D. podatkovnih tipov so na visoki ravni, kot so seznami in slovarji, ki se lahko shrani in druge podatke, imajo veliko več funkcionalnosti, kot drugi jeziki.

Razširljivost

Razširljiv programski jezik je mogoče razširiti. Ti jeziki so zelo zmogljivi, saj jih nadgradijo zaradi različnih aplikacij in operacijskih sistemov. Razširitve lahko dodate vrste podatkov ali konceptov, modulov in vtičnikov. Jezik Python je razširjen na več načinov. Glavna skupina programerjev si prizadeva, da jo spremeni in izboljša, na stotine drugih pa pisanje modulov za posebne namene.

Tolmačenje

Interpretirani jeziki se izvajajo neposredno iz izvorne kode, ki so jo napisali ljudje, programi, napisani v prevedenih jezikih, kot je C + +, morajo biti prevedeni v strojna koda. Razlagati jeziki so počasnejši, saj se pojavi prevod na letenje, ampak programi pisanje in razhroščevanje je hitrejši, ker ni treba čakati na dokončanje prevajalnik. Lažje jih je prenesti na različne platforme.

Lahko trdite, ali je Python razlagan ali preveden jezik. Čeprav v mnogih pogledih deluje kot razlagano, je pred njegovo izvedbo koda prevedena (kot v Javi), številne njene komponente pa delujejo s polno hitrostjo računalnika, ker so napisane v C.

Guido je začel pisati Python med božičnimi prazniki leta 1989 in v naslednjem letu je dokončal jezik na podlagi povratnih informacij njegovih kolegov. Splošna javnost je rezultat ugotovila februarja 1991, ko je bila objavljena v eni od novičarskih skupin Usenet.

Python za začetnike

Če želite začeti pisati programe v Pythonu, ga morate namestiti. Različice Python 2.7 in Python 3.5 imajo pomembne razlike, zaradi česar so programi, napisani na njih, nezdružljivi.

V računalnikih "Macintosh" je ta jezik predhodno nameščen in njegova različica je odvisna od starosti operacijskega sistema. Ko delate v operacijskem sistemu Windows, boste morali sami namestiti Python. Datoteke namestitvenega paketa lahko izberete na spletnem mestu python.org.

Dva načina interakcije

Eden od razlogov za preprostost programiranja Python je, da prihaja z orodji, ki vam pomagajo razvijati, pisati in razhroščevati programe.

V interaktivnem načinu se ukazi vnesejo v eno vrstico hkrati, skoraj enako kot operacijski sistem (lupina) sprejema ukaze iz ukazne vrstice. Prav tako lahko ustvarite kratke programe z več linijami ali uvozno kodo iz besedilnih datotek ali vgrajenih modulov Python. Za začetnike je koristno vedeti, da interaktivni način vključuje obsežen sistem pomoči. To je priročen način za učenje sposobnosti programskega jezika.

Razvojno okolje IDLE vključuje interaktivni način in orodja za pisanje in zagon programov, kot tudi ime sledilca. Okolje je napisano v Pythonu in prikazuje obsežne možnosti jezika.

Interaktivni način

Tukaj lahko storite skoraj vse, kar lahko storite v programu, celo napišite več-linijsko kodo. Ta način lahko služi:

• peskovnik za varne poskuse;
• okolje, ki vam omogoča učenje programiranja v Pythonu;
• orodje za iskanje in popravljanje napak.

Treba je opozoriti, da je nemogoče shraniti vhod v interaktivnem načinu. Če želite to narediti, morate napisati kopijo kode in rezultate v datoteki.

Interaktivni način lahko uporabite kot kalkulator, manipulirate z besedilom in dodelite vrednosti spremenljivkam. Uvozite lahko module, funkcije ali dele programov, da jih preskusite. To pomaga pri eksperimentiranju z objekti Python brez pisanja dolgih programov in programov za odpravljanje napak z uvažanjem njihovih delov po eno.

Interaktivno delovanje

Po zagonu Pythona terminalsko okno prikaže informacije o trenutni različici programa, datumu njegove izdaje, več pozivih za nadaljnje ukrepe in povabilo za vpis >>.

Če želite delovati v interaktivnem načinu, vnesite ukaz ali izraz in pritisnite tipko enter.

Python interpretira vhod in odgovori, če je vnesen odgovor, ali pa ga tolmač ne razume.

Naslednji ukaz natisne niz. Ker lokacija za tiskanje ni podana, se prikaže izhod.

• > natisni "Zdravo svet!"
• Pozdravljeni svet!

Ta enolična linija je celoten program! V interaktivnem načinu Python obdeluje vsako vrstico vhodne kode po pritisku na tipko Enter in rezultat se prikaže spodaj.

Oglejte si informacije o objektu

V interaktivnem načinu si lahko ogledate informacije o objektu na dva načina:

• vnesite predmet (ali njegovo ime) in pritisnite tipko enter;
• vnesite ukaz print in predmet (ali njegovo ime) in pritisnite Enter.

Rezultat je odvisen od predmeta.

Pri uporabi nekaterih vrst podatkov (na primer celih števil in seznamov) ti dve metodi omogočata enak rezultat:

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

Za nizov je rezultat vnašanja ukaza "print name" nekoliko drugačen od rezultata, dobljenega za tipkanje imena. V prvem primeru je vrednost priložena v ponudbah in v drugem primeru ne:

• > x = "MyString"
• > x
• "MyString"
• > natisni x
• MyString

Ko se ime nanaša na kodni blok (na primer funkcija, modul ali primerek razreda), ki vnese ime, zagotovi podatke o vrsti podatkov, imenu in lokaciji pomnilnika.

Naslednji primer ustvari razred, imenovan Sporočilo, in prikaže informacije o

njega:

• > razred Sporočilo:
• ... prelaz
• ...
• > Sporočilo
• > tiskano sporočilo
• __main __. Sporočilo

Vrstice

V Pythonu so nizi niza znakov. Besedni niz je ustvarjen z obogatitvijo znakov v posameznih (`), dvojnih (") ali trojnih ("` `ali "") citatih. Naslednji primer dodeli vrednost spremenljivke x:

• > x = "MyString"

Niz Python ima več vgrajenih funkcij. Eden od njih je možnost, da kopijo vrnete vsem male črke. Te možnosti so znane kot metode. Če želite poklicati metodo objekta, uporabite sintakso pike. To pomeni, da po vstopu ime spremenljivke, ki v tem primeru je sklicevanje na niz objekt, boste morali dati operaterja dot, in nato ime metode, ki ji sledi odpiranje in zapiranje oklepaju (.):

• > x.lower ()
• "skrivnost"

Del niza lahko dobite s pomočjo indeksnega operaterja s [i]. Indeksiranje se začne od nič, zato s [0] vrne prvi znak v nizu, s [1] vrne drugi znak in tako naprej:

• > x [0]
• "m"
• > x [1]
• "y"

String metode delujejo tako z običajnimi nizi kot z "Unicode". Izvajajo naslednja dejanja:

• sprememba registra (izkoristite, zgornji, spodnji, swapcase, naslov);
• štetje;
• spreminjanje kodiranja (kodiranje, dekodiranje);
• iskanje in zamenjava (iskanje, zamenjava, spreminjanje, indeksiranje, rindex, prevajanje);
• preveri pogoje (startswith, endswith, isalnum, isalpha, isdigit, islower, isspace, istitle, isupper);
• združiti in deliti (pridružiti, razdeliti, rpartition, split, splitline);
• format (center, ljust, lstrip, rstring, rjust, strip, zfill, expandtabs).

Python: Seznami

Če so nizi Pythona omejeni na znake, potem seznami nimajo nobenih omejitev. Določeni so zaporedja poljubnih predmetov, vključno z drugimi seznami. Poleg tega lahko svoje elemente dodate, izbrišete in zamenjate. Število predmetov, ločenih z vejicami znotraj kvadratni oklepaji, in obstaja seznam Pythona. Kaj predstavlja, je prikazano spodaj - tukaj so primeri podatkov in operacij z njimi:

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

V tem primeru je bil ustvarjen seznam posameznih znakov. Nato je bil na koncu dodan element, vrstni red elementov je bil obrnjen, elementi so bili ekstrahirani na položaju njihovega indeksa, element z vrednostjo "U" je bil izbrisan in elementi so bili razvrščeni. Odstranjevanje predmeta s seznama prikazuje stanje, ko mora metoda remove () zagotoviti dodatne informacije, in sicer vrednost, ki jo želite izbrisati.

Poleg metod, kot je remove (), ima Python še eno podobno funkcijo, imenovano funkcija. Edina razlika med funkcijo in metodo je, da prvi ni povezan z določenim objektom.

Python: Funkcije

Funkcije izvajajo dejanja na eno ali več vrednosti in vrnejo rezultat. Veliko jih je vgrajeno v Python. Primeri vgrajenih funkcij:

• len () - vrne število elementov v zaporedju;
• dir () - vrne seznam nizov, ki predstavljajo atribute objekta;
• seznam () - vrne nov seznam, ki je inicializiran iz nekega drugega zaporedja.
• > pomoč (okrogla)
• Pomoč za vgrajeno funkcijo:
• okrogla (...)
• krog (številka [, ndigits]) -> številka plavajoče točke

Prav tako je mogoče določiti lastne funkcije.

Uporabniško definirane funkcije

Proces ustvarjanja lastne funkcije Python je naslednji. Prva vrstica se začne s ključno besedo def, ki ji sledi ime funkcije in argumenti (pričakovane vhodne vrednosti), zaprto v oklepajih in konča z dvopičjem. Naslednji ukazi tvorijo telo funkcije in jih je treba razčleniti. Če je komentar na začetku funkcijskega telesa, postane del njegove dokumentacije. Zadnja vrstica funkcije vrne rezultat:

• > def transcribe (dna):
• ... "" "Vrni dna niz kot rna niz." "" "
• ... vrnitev dna.replace ("T", "U")
• ...
• > transcribe ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "CCGGAAGAGCUUACUUAG"

V tem primeru je bila ustvarjena funkcija, imenovana transcribe, ki pričakuje niz, ki predstavlja zaporedje DNA. Metoda replace () vrne kopijo izvirnega niza, pri čemer zamenja vse pojavitve enega znaka z drugo. Tri črte kode dovoljujejo prepis DNK v RNK. Inverzna funkcija izgleda takole:

• > def obrat (i):
• ... "" Vrnitev zaporednega niza v obratnem vrstnem redu. ""
• ... črke = seznami
• ... letters.reverse ()
• ... vrnitev ".join (črke)
• ...
• > obratno (`CCGGAAGAGCTTACTTAG`)
• "GATTCATTCGAGAAGGCC"

Reverzna funkcija traja niz, ustvari seznam, ki temelji na njej, in spremeni svoj naročilo. Zdaj moramo narediti obratno transformacijo. Objekt ima metodo join (), ki združuje seznam, tako da vsak element razdeli z vrednostjo niza. Ker omejevalnik ni potreben, se metoda uporablja na prazni vrstici, ki jo predstavljata dva narekovaja ("ali").

Slovarji

In slovar Python - kaj je to? Ima enake prednosti kot klasični slovar za papir. Omogoča hitro iskanje želene vrednosti (definicije), povezane s ključem (besedo). Slovarji so zaprti v zavihkih in vsebujejo zaporedje zaporedij pari ključne vrednosti. Slovarji niso naročeni. Namesto tega so slovarske vrednosti dostopne preko njihovega ključa, ne njihovega položaja.

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

Razredi

Če želite ustvariti lastne predmete, morate definirati nekako predlogo, imenovano razred. V Pythonu se uporablja razredni izpis, ki mu sledi ime in dvopičje. Telo definicije razreda vsebuje lastnosti in metode, ki bodo na voljo vsem primerkom predmetov, ki temeljijo na tem razredu.

Koristi

Večina programskih jezikov ponuja priročne funkcije, vendar nobena od njih nima kombinacije udobja in moči, ki jo ponuja Python. Katere so te prednosti? Tukaj je nekaj:

• Jezik je lahko vgrajen v druge aplikacije in se uporablja za ustvarjanje makrov. Na primer, v Paint Shop Pro 8 in kasneje je to skriptni jezik.
• Python lahko prosto in brezplačno uporablja in distribuira.
• Jezik ima zmogljive možnosti za obdelavo in iskanje besedila, ki se uporablja v aplikacijah, ki delujejo z veliko besedilnimi informacijami.
• Na njem lahko ustvarite velike aplikacije, ne da bi morali preveriti programe, ki jih izvajate.
• Python podpira testiranje in odpravljanje napak posameznih modulov in celotnih programov.