Давайте поговорим о Python – том самом языке программирования, который уже несколько лет удерживает звание самого популярного в мире. Его секрет кроется не только в понятном синтаксисе, но и в универсальности. Python успешно используется в самых разных областях – от создания веб-сайтов до разработки искусственного интеллекта.
История Python началась в 1989 году с работы голландского программиста Гвидо ван Россума.
Во время работы в Центре математики и информатики в Амстердаме он работал над созданием языка, который был бы простым в использовании, но при этом достаточно мощным. Его вдохновил язык ABC, разработанный для обучения программированию. От него Python унаследовал такую важную особенность, как обязательное использование отступов для определения блоков кода.
Название Python не связано со змеями, хотя такая ассоциация часто возникает из-за логотипа языка. На самом деле Гвидо ван Россум был большим поклонником британского комедийного шоу «Летающий цирк Монти Пайтона», и именно в честь него был назван язык.
Параметры – это переменные, которые функция использует для получения значений, переданных ей при вызове. Они позволяют функции работать с данными, переданными извне, делая её более гибкой и универсальной. Значения, которые передаются функции при её вызове, называются аргументами.
Например, встроенная функция sum() возвращает сумму всех элементов коллекции. При этом коллекция должна быть передана как первый аргумент функции, а значение параметра start, определяющее начальное значение суммы, может быть не указано вовсе, передано по имени или как второй аргумент функции:
numbers = [1, 2, 3]
print(sum(numbers))
# Вывод: 6
print(sum(numbers, start=10))
# Вывод: 16
print(sum(numbers, 10))
# Вывод: 16
Таким образом, значения параметров, то есть аргументы, могут быть переданы функции по позиции или по имени. А сами параметры функции делятся на обязательные и необязательные. Обязательные параметры должны быть переданы при каждом вызове функции, в то время как необязательные параметры могут быть опущены, и для них будет использовано значение по умолчанию.
Множества в Python пришли из математики, где над ними можно совершать такие операции как объединение и пересечение, а также находить разность и симметричную разность.
Рассмотрим два множества: красные яблоки и зелёные груши. При этом оба множества содержат жёлтые яблоки и груши:
set1 = {"Красные яблоки", "Жёлтые яблоки", "Жёлтые груши"}
set2 = {"Зелёные груши", "Жёлтые груши", "Жёлтые яблоки"}
Объединение двух множеств – это новое множество, которое содержит все элементы обоих множеств. В математике объединение двух множеств A и B обозначается как A ∪ B.
Для того, чтобы наглядно представить множества и отношения между ними, используем круги Эйлера. Каждый круг представляет одно множество, а область внутри него – его элементы. Перекрывающиеся области между кругами показывают элементы, которые являются общими для этих множеств.
Любой объект создаётся на основе класса, который является шаблоном, определяющим свойства и поведение объекта. Поэтому такой объект ещё называют экземпляром класса. Может быть вы помните, что функция type() возвращает конструкцию class <тип>. Это связано с тем, что все встроенные типы данных являются классами. Например, строка "Привет!" является объектом или экземпляром класса str и поддерживает всего его свойства и методы.
И мы можем не только использовать встроенные классы, но и создавать свои собственные. Давайте создадим класс для автомобиля в автосалоне. Для этого нам понадобится ключевое слово class, за которым следует имя класса, написанное с большой буквы. Если названия переменных и функций мы писали в «змеином регистре» snake_case, то классы принято именовать в «верблюжьем регистре» CamelCase. То есть каждое слово начинается с заглавной буквы и без разделителей следует за предыдущим:
class Car:
pass
Здесь мы создали пустой класс Car с помощью уже знакомого нам ключевого слова pass.
Вместе с установкой интерпретатора Python вы получаете большой набор готовых инструментов, собранных в стандартной библиотеке Python. Модули, входящие в неё, считаются неотъемлемой частью языка, что позволяет не устанавливать дополнительные пакеты и решать самые разные задачи: математические вычисления, генерация случайных чисел, работа с датой и временем, и много другое.
Среди всего многообразия модулей стандартной библиотеки модуль math является незаменимым помощником, когда речь заходит о более сложных математических вычислениях, которые выходят за рамки базовых арифметических операций, рассмотренных ранее.
Для использования функций и констант из этого модуля его следует импортировать:
import math
Возможности перегрузки операторов в Python не ограничиваются базовыми арифметическими операциями и сравнением объектов, так как существуют методы, позволяющие создать свою собственную коллекцию, то есть класс, представляющий собой контейнер элементов, как список или словарь. Объекты такого класса могут быть перебраны в цикле for, использовать оператор in и функцию len(), а также синтаксис обращения по индексу или ключу через квадратные скобки.
Методы __iter__() и __next__() лежат в основе механизма итерации в Python и позволяют перебирать объекты в цикле for или использовать их в других функциях, которые принимают итерируемый объект, например, sum() или zip(). Также эти методы можно явно вызывать с помощью функций iter() и next(), как мы уже делали для встроенных типов данных, когда рассматривали работу итерируемых объектов.
Метод __iter__() превращает объект в итератор. В простейшем случае, сам итерируемый объект часто выступает в роли своего итератора, поэтому __iter__() просто возвращает self.
Многие программы должны учитывать дату и время, например, при регистрации нового пользователя, создании заказа в интернет-магазине или планировании каких-то событий.
Модуль datetime в Python является основным инструментом для работы с датой и временем. Он предоставляет классы, которые позволяют хранить и манипулировать датой и временем. Для этого в нём определены четыре основных класса:
date – датаtime – времяdatetime – дата и времяtimedelta – временной промежуток
Для использования этих классов их следует импортировать из модуля datetime:
from datetime import date, time, datetime, timedelta
Программируя на Python, мы уже сталкивались как с функциями, так и с методами. Функции не привязаны к объектам и вызываются независимо от них. Например, функция id() возвращает уникальный идентификатор объекта, а функция print() выводит данные на экран.
Однако методы, напротив, принадлежат определённым типам данным (классам) и используются только совместно с объектом, к которому относятся. Например, уже рассмотренный метод dict.values() возвращает последовательность значений словаря dict.
Строки имеют большое количество методов, позволяющих совершать разные действия над ними, например, привести все символы строки к верхнему регистру или обрезать пробелы в начале и конце строки.
Но строки являются неизменяемым типом данных, поэтому методы, преобразующие строку, на самом деле не изменяют её, а возвращают изменённую копию исходной строки, которую следует сразу использовать в работе или присвоить какой-либо переменной.
Рекурсия – это способ решения задачи, при котором функция вызывает сама себя, и такая функция называется рекурсивной.
Рекурсия позволяет, не используя цикл, разбить задачу на более мелкие, идентичные части и решать каждую из них с помощью того же самого алгоритма. Это похоже на ситуацию, когда для выполнения задания часть работы передаётся тому же исполнителю, но в более простом виде.
Рекурсия состоит из двух ключевых компонентов:
- Базовый случай – это условие, при котором функция прекращает вызывать саму себя. Он является точкой выхода и предотвращает бесконечные вызовы.
- Рекурсивный случай – это часть, где функция вызывает саму себя, но с измененными аргументами, чтобы каждый следующий вызов приближал функцию к базовому случаю.
Модуль os (от англ. Operating System – операционная система) является одним из наиболее часто используемых модулей в Python. Он предоставляет программам возможность взаимодействовать с операционной системой (ОС), на которой они запущены.
Это означает, что с помощью модуля os вы можете выполнять те же операции, которые обычно делаете через командную строку или Проводник, но программно, прямо из вашего кода Python.
Главное преимущество модуля os заключается в его кроссплатформенности: он скрывает различия между операционными системами. Например, функция os.remove() удалит файл как в Windows, так и в Linux, хотя базовая системная команда для этого на этих ОС разная. Это позволяет писать код один раз, и он будет работать везде, где установлен Python.