Начинаем программировать на Python
Рассказываем, зачем учить Python и как это поможет при работе в Data Science. Идём пошагово: от установки дистрибутива до первых практических опытов.
Статья подготовлена на основе нашего вебинара с Валентином Пановским.
В бэкграунде — программирование, французский язык, академическое рисование, капоэйра. Сейчас учит финский. Любит путешествия и Балтийское море.
Python — высокоуровневый язык программирования, названный так в честь британского комедийного телешоу «Летающий цирк Монти Пайтона».
Зачем учить Python, где и кому он нужен
Почему именно Python? Причин много:
Data Science, или наука о данных, сочетает в себе математику, статистику, IT и знания о бизнесе. Python фактически стал отраслевым стандартом в Data Science: чаще всего разработка ведётся именно на нём. Специалисты в этой области занимаются анализом данных и работают над их визуализацией. Data Science сейчас быстро развивается, поэтому разработчики нужны компаниям всё чаще.
Особенности Python
Плюсы:
Минусы:
Важная особенность: в Python не указывается тип переменных. Это даёт большую гибкость, потому что в одну переменную можно записать сначала int (целое число), а потом float (число с плавающей точкой) или str (строка, текст), и тип поменяется сам. За эту гибкость, к сожалению, приходится расплачиваться скоростью.
По Python много мануалов как на английском, так и на русском языке. Однако знание английского вам сильно поможет: во-первых, большинство команд переводится с английского буквально (если вы знаете язык, вам не придётся их зубрить), а во-вторых, подсказки к командам и описания ошибок выводятся тоже на английском.
Начало работы в Python
Чтобы начать программировать, нужно скачать и установить дистрибутив. Для новичков хорошо подойдёт Anaconda.
Пример простой программы на Python – пишем с нуля
В этом разделе мы обсудим основной синтаксис и разберем пример Python – запустим простую программу для печати Hello World на консоли.
Python предоставляет нам два способа запуска программы:
Давайте подробно обсудим каждый из них.
Интерактивная подсказка помощника
Python предоставляет нам возможность выполнять инструкции интерактивного помощника. Это предпочтительнее в том случае, когда нас беспокоит вывод каждой строки программы Python.
Чтобы использовать интерактивный режим, откройте терминал(или командную строку) и введите python(python3 в случае, если в вашей системе установлены Python2 и Python3).
Откроется следующее приглашение, в котором мы можем выполнить оператор Python и проверить влияние на консоль.
После написания отчета о печати нажмите клавишу Enter.
Здесь мы получаем сообщение “Hello World!” на консоли.
Использование файла сценария(Программирование в режиме сценария)
Подсказка интерпретатора лучше всего подходит для выполнения однострочных операторов кода. Однако мы не можем писать код каждый раз на терминале. Не рекомендуется писать несколько строк кода.
Чтобы запустить этот файл с именем first.py, нам нужно запустить следующую команду на терминале.
Шаг – 1: Откройте интерактивную оболочку Python и нажмите «Файл», затем выберите «Создать», откроется новый пустой скрипт, в котором мы можем написать наш код.
Шаг 2: Теперь напишите код и нажмите «Ctrl + S», чтобы сохранить файл.
Шаг – 3: После сохранения кода мы можем запустить его, нажав «Выполнить» или «Выполнить модуль». Он отобразит вывод в оболочку.
Результат будет показан следующим образом.
Шаг – 4: Кроме того, мы также можем запустить файл с помощью терминала операционной системы. Но мы должны знать путь к каталогу, в котором мы сохранили наш файл.
Многострочные операторы
Плюсы и минусы режима сценария
Режим сценария также имеет несколько преимуществ и недостатков. Давайте разберемся в следующих преимуществах запуска кода в режиме скрипта:
Посмотрим на недостатки скриптового режима:
Начало работы с PyCharm
В нашей первой программе мы использовали gedit в CentOS в качестве редактора. В Windows у нас есть альтернатива, например блокнот или блокнот ++, для редактирования кода. Однако эти редакторы не используются в качестве IDE для Python, поскольку они не могут отображать предложения, связанные с синтаксисом.
JetBrains предоставляет самую популярную и широко используемую кроссплатформенную IDE PyCharm для запуска программ Python.
Установка PyCharm
Как мы уже говорили, PyCharm – это кроссплатформенная IDE, поэтому ее можно установить в различных операционных системах. В этом разделе руководства мы рассмотрим процесс установки PyCharm в Windows, MacOS, CentOS и Ubuntu.
Windows
Установить PyCharm в Windows очень просто. Чтобы установить PyCharm в операционной системе Windows, перейдите по ссылке https://www.jetbrains.com/pycharm/download/download-thanks.html?platform=windows, чтобы загрузить установщика. Дважды щелкните файл установки(.exe) и установите PyCharm, нажимая «Далее» на каждом шаге.
Чтобы создать первую программу для Pycharm, выполните следующий шаг.
Шаг – 1. Откройте редактор Pycharm. Нажмите на «Создать новый проект», чтобы создать новый проект.
Шаг – 2. Выберите место для сохранения проекта.
Шаг – 3. Щелкните меню «Файл» и выберите «Новый». При нажатии на опцию «Новый» он покажет различные форматы файлов. Выберите «Файл Python».
Шаг – 4. Теперь введите имя файла Python и нажмите «ОК». Мы написали «Первую программу».
Шаг – 5. Теперь введите первую программу – print(«Hello World»), затем нажмите меню «Выполнить», чтобы запустить программу.
Шаг – 6. Результат появится внизу экрана.
Базовый синтаксис Python
Отступы в Python
Отступы – наиболее важная концепция языка программирования Python. Неправильное использование отступов приведет к ошибке “IndentationError” в нашем коде.
Отступы – это не что иное, как добавление пробелов перед оператором, когда это необходимо. Без отступа Python не знает, какой оператор выполнять следующим. Отступ также определяет, какие операторы принадлежат какому блоку. Если нет отступа или отступ неправильный, отобразится «IndentationError» и прервет наш код.
Отступы Python определяют, какая группа операторов принадлежит конкретному блоку. В языках программирования, таких как C, C ++, java, для определения блоков кода используются фигурные скобки <>.
В Python операторы, находящиеся на одном уровне справа, принадлежат одному блоку. Мы можем использовать четыре пробела для определения отступа. Давайте посмотрим на следующие строки кода.
В приведенном выше коде цикл for имеет блоки кода, если оператор имеет блок кода внутри цикла for. Оба с четырьмя пробелами с отступом. Последний оператор print() без отступа; это означает, что он не принадлежит циклу for.
Комментарии в Python
Комментарии необходимы для определения кода и помогают нам и другим людям понять код. Просматривая комментарий, мы можем легко понять назначение каждой строки, написанной нами в коде. Мы также можем очень легко найти ошибки, исправить их и использовать в других приложениях.
В Python мы можем применять комментарии, используя символ решетки #. Интерпретатор Python полностью игнорирует строки, за которыми следует символ решетки. Хороший программист всегда использует комментарии, чтобы сделать код стабильным. Давайте посмотрим на следующий пример комментария.
Мы можем добавить комментарий в каждую строку кода Python.
Хорошая идея – добавить код в любую строку раздела кода, цель которого неочевидна. Это лучший способ изучить при написании кода.
Типы комментариев
Python предоставляет возможность писать комментарии двумя способами – однострочный комментарий и многострочный комментарий.
Однострочный комментарий начинается с символа решетки #, за которым следует текст для дальнейшего объяснения.
Мы также можем написать комментарий рядом с оператором кода. Рассмотрим следующий пример.
Многострочные комментарии – Python не имеет явной поддержки многострочных комментариев, но мы можем использовать символ решетки # для нескольких строк. Например –
Мы также можем использовать другой способ.
Это основное введение в комментарии. Просмотрите наш урок по комментариям Python, чтобы изучить его подробно.
Идентификаторы Python
Идентификаторы Python относятся к имени, используемому для идентификации переменной, функции, модуля, класса, модуля или других объектов. Есть несколько правил, которым нужно следовать при присвоении имени переменной Python.
Мы определили базовый синтаксис языка программирования Python. Мы должны ознакомиться с основной концепцией любого языка программирования. Как только мы запомним концепции, упомянутые выше, изучение Python станет проще.
С чего начать программирование на Python
Python это мощный и высокоуровневый объектно-ориентированный язык программирования, созданный Гвидо ван Россумом. Отличается простым в использовании синтаксисом, что делает его идеальным языком для тех, кто решил впервые научиться программированию.
Перед вами подробное руководство по началу работы с Python, в котором также найдете ответы на вопросы о том, почему нужно изучить его и как его учить. Однако, если вы знаете другие языки программирования и хотите максимально быстро начать работу с Python, посмотрите уроки Python для начинающих.
Что такое программирование на Python?
Перед началом познакомиться с самим языком.
Python — язык общего назначения. Имеет приложения разных направлений: веб-разработки (например, Django и Bottle ), научных и математических вычислений ( Orange, SymPy, NumPy ) для настольных графических пользовательских интерфейсов ( Pygame, Panda3D ).
Синтаксис языка простой, а длина кода относительно короткая. Работать на Python приятно, потому что он позволяет решать задачу, а не фокусироваться на сложном синтаксисе.
История Python
Python старый язык, созданный Гвидо Ван Россумом. Разработка началась в конце 1980-х., и в феврале 1991 года вышла первая версия.
Зачем создан Python?
В конце 1980-ых, Гвидо Ван Россум работал над группой операционных систем Amoeba. Он хотел использовать интерпретируемый язык, такой как ABC (у ABC простой и доступный в понимании синтаксис), который мог бы получить доступ к системным вызовам Amoeba. Поэтому он решил создать масштабируемый язык. Это привело к созданию нового языка, у которого позже появилось название Python.
Почему выбрали Python
Нет. Он не назван в честь опасной змеи. Россум был фанатом комедийного сериала в конце 70-х. Название “Python” было взято из этого же сериала “Monty Python’s Flying Circus” (Летающий цирк Монти Пайтона).
Дата выпуска версий языка
| Версия | Дата выпуска |
|---|---|
| Python 1.0 (первый стандартный выпуск) Python 1.6 (последняя выпущенная версия) | Январь 1994 Сентябрь 5, 2000 |
| Python 2.0 (представлены списки) Python 2.7 (последняя выпущенная версия) | Октябрь 16, 2000 Июль 3, 2010 |
| Python 3.0 (Сделан акцент на удаление дублирующих конструкций и модулей). Python 3.10 (Последняя обновленная версия) | Апрель 4, 2021 настоящее время |
Особенности программирования на Python
Приложения на Python
Сайты, такие как Mozilla, Reddit, Instagram и PBS написаны на Python.
Научные и цифровые вычисления
У Python много библиотек для научных и математических вычислений. Есть библиотеки, такие как: SciPy и NumPy которые используются для общих вычислений. И специальные библиотеки, такие как: EarthPy для науки о Земле, AstroPy для астрономии и так далее.
Также, язык часто используется в машинном обучении, анализе и сборе данных.
Создание прототипов программного обеспечения
Python медленный, в сравнении с компилированными языками, такими как C++ и Java. Это не очень практичный выбор, если ресурсы ограничены и при этом нужна максимальная эффективность.
Тем не менее, Python — прекрасный язык для создания прототипов. Используйте Pygame (библиотека для создания игр), чтобы создать для начала прототип игры. Если прототип понравился, используйте язык C++ для создания реальной игры.
Простой язык для изучения программирования
Python используется для обучения программированию детей и новичков.
Это хороший язык с множеством функций и возможностей. Тем не менее это один из самых простых языков для изучения из-за простого в использовании синтаксиса.
4 причины выбрать Python в качестве первого языка
Первая программа на Python
Часто программа, которая называется “Hello, World!” используется для демонстрации языка программирования новичкам. “Hello, World!” это простая программа, которая выводит “Hello, World!”
Программа сложения двух чисел
Как работает эта программа?
Строка 1: # Сложите два числа
Строка, начинающаяся с # в программировании на Python — комментарий.
Комментарии используются для описания цели строки кода. Это поможет вам, так же как и другим программистам понять смысл кода. Они игнорируются компиляторами и интерпретаторами.
Строка 2: num1 = 3
Здесь, num1 — переменная. Вы можете сохранять значение в переменной. В этом случае, 3 сохраняется в переменной.
Строка 5: print(sum)
Функция print() выводит результат на экран. В нашем случае, она выводит на экран 8.
Важные вещи, о которых следует помнить.
Для представления инструкции в Python, используется новая строка (enter). Использование “;” в конце утверждения не требуется (в отличии C/C++, JavaScript, PHP ).
Вместо фигурных скобок < >, используются отступы (4 пробела) для перехода на новый блок.
Научитесь самостоятельно программировать на Python
Изучите Python с помощью PythonRU.com
PythonRu предлагает уроки и примеры, которые помогут в обучении программированию с нуля.
Наши материалы предназначены для начинающих программистов, которые владеют базовыми знаниями о программировании в целом. В каждом учебном пособии описаны примеры и подробное объяснение.
Также рекомендуем посмотреть наши примеры кода. Как только вы поймете как работает библиотека, попробуйте написать что-то новое. Это лучший способ научиться программированию.
Рекомендуемые книги
Если вы настроены серьезно обучаться программированию, следует обзавестись хорошей книгой.
Чтение книги по программированию требует много терпения и времени. Но вы получите общую картину концепций программирования в книге, которую, возможно, не найдете в другом месте.
| Обложка | Описание |
|---|---|
 | Изучаем Python купить и скачать Третье издание «Изучаем Python» – это учебник, написанный доступным языком, рассчитанный на индивидуальную скорость обучения. В книге представлены основные типы объектов в языке Python, порядок их создания и работы с ними, а также функции как основной процедурный элемент языка. |
 | Программирование на Python 3 купить и скачать Автор начинает с описания ключевых элементов Python, знание которых необходимо в качестве базовых понятий. Затем обсуждаются более сложные темы, поданные так, чтобы читатель мог постепенно наращивать свой опыт: распределение вычислительной нагрузки между несколькими процессами и потоками, использование сложных типов данных, управляющих структур и функций, создание приложений для работы с базами данных SQL и с файлами DBM. |
 | Python и анализ данных купить и скачать Книгу можно рассматривать как современное практическое введение в разработку научных приложений на Python, ориентированных на обработку данных. Описаны те части языка Python и библиотеки для него, которые необходимы для эффективного решения широкого круга аналитических задач: интерактивная оболочка IPython, библиотеки NumPy и pandas, библиотека для визуализации данных matplotlib и др. |
 | Python для детей и родителей купить и скачать Научите своих детей программировать уже сейчас с помощью этой книги! В книге представлен язык Python, один из самых популярных и простых. Вы найдете здесь много упражнений – полезных, интересных и забавных, поэтому ваш ребенок не заскучает. Материал написан доступно и просто, поэтому ему не составит труда освоить азы программирования. |
Python — потрясающий язык. Синтаксис настолько прост, и длина кода настолько коротка, что делает его понятным и легким в написании.
Если вы только начинаете программировать, Python— отличный выбор. Вы будете удивлены тому, сколько задач решает Python как только изучите его основы.
Легко упустить из виду факт, что Python — мощный язык. Хорош для обучения программированию. Воплотите свою идею, создайте игру или начните с Data Science, Python поможет во всем, чтобы вы не затеяли.
Начало работы с Python в Windows для начинающих
Это пошаговое руководство для начинающих работу с Python в Windows 10.
Настройка среды разработки
Для начинающих, которые не знакомы с Python, рекомендуется установить Python из Microsoft Store. При установке из Microsoft Store используется базовый интерпретатор Python3, но в дополнение к автоматическому обновлению также настраиваются параметры пути для текущего пользователя (без необходимости доступа администратора). Это особенно полезно, если вы работаете из среды образовательного учреждения или являетесь частью организации, которая ограничивает разрешения или административный доступ на компьютере.
Если вы используете Python в Windows для разработки веб-приложений, мы рекомендуем настроить среду разработки другим образом. Вместо установки непосредственно в Windows рекомендуется установить и использовать Python через подсистему Windows для Linux. Справочные сведения см. в следующих статьях: Начало работы с Python для разработки веб-приложений в Windows. Если вы заинтересованы в автоматизации общих задач в операционной системе, ознакомьтесь с нашим руководством: Начало работы с Python в Windows для создания сценариев и автоматизации В некоторых сложных сценариях (например, при необходимости модификации или доступа к установленным файлам Python, создания копий двоичных файлов или непосредственного использования библиотек DLL Python) может потребоваться загрузить определенный выпуск Python непосредственно с сайта python.org или установить альтернативное средство, например Anaconda, Jython, PyPy, WinPython, IronPython и т. д. Мы рекомендуем это только в том случае, если вы более продвинутый программист на Python и у вас есть конкретная причина выбрать альтернативную реализацию.
Установка Python
Чтобы установить Python с помощью Microsoft Store, сделайте следующее:
Перейдите в меню Пуск (значок Windows в нижнем левом углу), введите «Microsoft Store» и щелкните ссылку, чтобы открыть магазин.
Когда магазин откроется, выберите Поиск в верхнем правом меню и введите «Python». Выберите, какую версию Python вы хотите использовать, из результатов в разделе «Приложения». Мы рекомендуем использовать самую последнюю версию, если только у вас нет причин для обратного (например, по причине согласования с версией, использованной в уже существующем проекте, над которым вы планируете работать). Определив, какую версию вы хотите установить, выберите Получить.
Установка Visual Studio Code
При использовании VS Code в качестве текстового редактора или интегрированной среды разработки (IDE) вам доступны IntelliSense (помощь в завершении кода), анализ кода (помогает избежать ошибок в коде), поддержка отладки (помогает находить ошибки в коде после запуска), фрагменты кода (шаблоны для небольших повторно используемых блоков кода) и модульное тестирование (тестирование интерфейса кода с различными типами входных данных).
VS Code также содержит встроенный терминал, который позволяет открывать командную строку Python с помощью командной строки Windows, PowerShell или любой другой, создавая простой рабочий процесс между редактором кода и командной строкой.
Чтобы установить VS Code, скачайте VS Code для Windows: https://code.visualstudio.com.
Установив VS Code, необходимо также установить расширение Python. Для установки расширения Python можно выбрать ссылку на VS Code в Marketplace или открыть VS Code и выполнить поиск по фразе Python в меню расширений (Ctrl+Shift+X).
Python — интерпретируемый язык, и для выполнения кода Python необходимо указать VS Code, какой интерпретатор нужно использовать. Мы рекомендуем использовать самую последнюю версию Python, если у вас нет особой причины для обратного. После установки расширения Python выберите интерпретатор Python 3, открыв палитру команд (CTRL+SHIFT+P), и начните вводить команду Python: Select Interpreter (Python: выбор интерпретатора) для поиска, а затем выберите появившуюся команду. Вы также можете использовать параметр Select Python Environment (Выбрать среду Python) в нижней строке состояния, если она доступна (возможно, уже отображается выбранный интерпретатор). Команда предоставляет список доступных интерпретаторов, которые VS Code может найти автоматически, включая виртуальные среды. Если нужный интерпретатор не отображается, перейдите к статье о настройке сред Python.
Чтобы открыть терминал в VS Code, выберите Просмотр Терминал или используйте клавиши CTRL+` (символ обратного апострофа). Терминалом по умолчанию является PowerShell.
В окне терминала VS Code откройте Python, просто введя команду: python
Установка Git (необязательно)
Если вы планируете совместно работать над кодом Python с другими пользователями или размещать проект на сайте с открытым исходным кодом (например, GitHub), примите во внимание, что VS Code поддерживает управление версиями с помощью Git. Вкладка системы управления версиями в VS Code отслеживает все изменения и содержит общие команды Git (добавление, фиксация, принудительная отправка, извлечение) прямо в пользовательском интерфейсе. Сначала необходимо установить Git для включения панели управления версиями.
Скачайте и установите Git для Windows с веб-сайта git-scm.
В комплект входит мастер установки, который задает вам ряд вопросов о параметрах установки Git. Рекомендуется использовать все параметры по умолчанию, если у вас нет конкретной причины изменить какой-либо из них.
Если вы никогда не использовали Git, обратитесь к руководствам по GitHub. Они помогут вам приступить к работе.
Учебник по некоторым основам работы с Python (на примере Hello World)
Python, согласно его создателю Гвидо ван Россуму, — это «язык программирования высокого уровня, и его основная философия проектирования — это удобочитаемость кода и синтаксис, позволяющий программистам выразить концепции в нескольких строках кода».
Python — интерпретируемый язык. В отличие от скомпилированных языков, в которых написанный код необходимо перевести в машинный код для выполнения процессором компьютера, код Python передается непосредственно интерпретатору и запускается напрямую. Просто введите код и запустите его. Попробуем сделать это!
Надеемся, вам понравилось использовать некоторые из встроенных в Python методов модификации строк. Теперь попробуйте создать файл программы Python и запустить его с помощью VS Code.
Учебник по использованию Python с VS Code (на примере Hello World)
Команда VS Code составила отличный учебник по началу работы с Python с пошаговым руководством по созданию программы Hello World с помощью Python, запуску программного файла, настройке и запуску отладчика, а также установке пакетов, таких как matplotlib и numpy, для создания графического изображения в виртуальной среде.
Откройте PowerShell и создайте пустую папку с именем hello, перейдите в эту папку и откройте ее в VS Code:
Продолжайте работу с учебником в документации для VS Code: Сведения о создании файла исходного кода для Hello World на Python.
Создание простой игры с помощью Pygame
Pygame — это популярный пакет Python для создания игр, который позволяет учащимся изучать программирование увлекательным способом. Pygame отображает графические изображения в новом окне, поэтому метод «только командной строки» WSL не подойдет. Но если вы установили Python с помощью Microsoft Store, как описано в этом учебнике, все получится.
Если все в порядке, откроется окно игры. По завершении игры закройте окно.
Вот как начать написание кода собственной игры:
Откройте PowerShell (или командную строку Windows) и создайте пустую папку с именем bounce. Перейдите к этой папке и создайте файл с именем bounce.py. Откройте папку в VS Code:
С помощью VS Code введите следующий код Python (или скопируйте и вставьте его):
Попробуйте изменить некоторые из чисел, чтобы увидеть, как они влияют на прыгающий шарик.
Дополнительные сведения о создании игр с помощью Pygame см. на сайте pygame.org.
Материалы для непрерывного обучения
Мы рекомендуем использовать следующие ресурсы, чтобы продолжить изучение разработки на Python в Windows.
Онлайн-курсы для изучения Python
Введение в Python на Microsoft Learn. Попробуйте интерактивную платформу Microsoft Learn и получите навыки выполнения этого модуля, охватывающего основы написания базового кода Python, объявления переменных и работы с входными и выходными данными консоли. Интерактивная среда песочницы предоставляет эту отличную возможность начать пользователям, у которых еще не настроена среда разработки Python.
Python на Pluralsight: 8 курсов, 29 часов. Схема обучения Python на Pluralsight предлагает онлайн-курсы, охватывающие различные темы, связанные с Python, включая средство для измерения навыков и поиска пробелов в знаниях.
Учебники на сайте LearnPython.org. Приступите к изучению Python без необходимости дополнительной установки или настройки с помощью этих бесплатных интерактивных учебников по Python от DataCamp.
Учебники на сайте Python.org. Предоставляют читателям неформальное описание основных понятий и функций языка и системы Python.
Работа с Python в VS Code
Редактирование Python в VS Code. Узнайте больше о том, как воспользоваться преимуществами автозаполнения VS Code и поддержкой IntelliSense для Python, включая их настройку или отключение.
Анализ кода Python. Анализ кода — это процесс запуска программы, которая будет анализировать код на наличие возможных ошибок. Узнайте о различных формах поддержки анализа кода VS Code для Python и о том, как выполнить его настройку.
Отладка Python. Отладка — это процесс обнаружения и удаления ошибок из компьютерной программы. В статье по этой ссылке описывается инициализация и настройка отладки для Python с помощью VS Code, установка и проверка точек останова, присоединение локального скрипта, выполнение отладки для различных типов приложений или на удаленном компьютере, а также некоторые основные способы устранения неполадок.
Модульное тестирование Python. В статье по этой ссылке содержатся некоторые основные сведения о модульном тестировании, включении платформы тестирования, создании и выполнении тестов, отладке тестов и параметрах конфигурации теста, а также приведено пошаговое руководство с примером.