Конспект лекцій для початківців "Вивчаємо мову програмування Python"

Урок №1. Моя перша програма.  №1

По традиції вивчення  будь-якої мови програмування починають  з першої написання програми, яка вводить на екран надпис «Привіт, світ!».

Програма на  Python  — це просто текст. Текст, який описує, що має зробити програма. Програмісти називають цей текст вихідним кодом .

Вихідний код програми зазвичай зберігаються в текстовому файлі. Для вашої першої програми ми створили файл автоматично. Він відкритий в редакторі вихідного коду зліва. 

 

Наберіть в редакторі точно такий текст:

print("Привіт, світ!")

Будьте уважні з лапками подвійними і одинарними,  дужками і словом print. Воно повинно починаться з маленької букви.

Зверніть увагу на те, що різні частини вихідного коду підсвічені різними кольорами. 

 Запустіть програму кнопкою і переконайтеся, що на полі «Результат» з'явився надпис

Привіт, світ!

 

Урок №2. Помилки в програмах.  

На минулому урокі ви написали свою першу програму. Спочатку слово print, потім відкриваюча дужка, потім лапки. Потім саме привітання, ще одні лапки і закриваюча дужка. Ви написали програму за правилами мови, і вона запрацювала. Правила, за якими потрібно писати програми, називаються синтаксисом .

Спробуйте зробити помилку в програмі. Наприклад, видаліть одну з лапок або дужок.

Запустіть програму кнопкою і подивіться, що напише Python в результаті роботи програми.

Наприклад, якщо видалити закриваючу дужку та спробувати запустити програму, на екрані буде введено текст:

 

Traceback (most recent call last):

  File hello.py, line 1

    print("Привіт, світ!"

         ^

SyntaxError: unexpected EOF while parsing (hello.py, line 1)

Так Python підказує, де саме і яка помилка виникла: вказує line 1на перший рядок програми, а текст SyntaxError: unexpected EOF while parsing пояснює, що виникла помилка синтаксису (щоб є порушені правила опису) і розбір тексту програми неможливий з‑за того, що файл закінчився, а закриваюча дужка так і не була поставлена.

 

Урок №3. Коротко про Python.
Декілька  наступних уроків, як і попередній, будуть теоретичними. Тобто,  ніяких програм  писати не потрібно. Однак, ознайомитися з цими уроками потрібно особливо уважно.  Понятия і знання з них знадобляться для того, щоб написати програму складніше, чим «Привіт, світ!».

Цей урок буде про саму мову програмування Python. Назва мови читається як «Пайтон», але називати його «Пітон» теж можна. До речі, автор мови, Гвідо Ван Россум, назвав його так не в честь змеї, а в честь комедійного шоу «Літаючий Цирк Монті Пайтона».

Як ви вже зрозуміли з перших уроків програми на Python — це текст, який буквально є командами для комп’ютера, записаними за визначеними правилами. Ці правила називаються синтаксисом. Завдяки простому синтаксису Python чудово підходить для знайомства з програмуванням. З ним можуть справитися новачки  практично будь-якого віку.

Проте, ця  простота  не заважає розробляти на Python по‑справжньому  складні та круті програми. Мільйони людей використовують Python в роботі. Наука, ігри, сайти, штучний інтелект та аналіз даних — цю мову можна зустріти в будь-якій сфері, яка хоч якось перетинається з комп’ютерами. У 2021 році Python став самою популярним мовою  програмуванням.

Програми на Python виконуються за допомогою інтерпретатора. Інтерпретатор — це програма, яка виконує інші програми. Саме інтерпретатор читає файл із вихідним кодом і виконує всі команди, які там записані.

Урок № 4. Що таке змінна п

Комп'ютерна пам'ять складається з комірок. У кожній із них можна зберегти одне з 256 значень (від 0 до 255), тобто, це один байт інформації. 4 гігабайта пам'яті, наприклад, в смартфоні — це 4 мільярди таких комірок.

У кожної комірки є порядковий номер (адреса), за допомогою якого можна записати або прочитати інформацію. Припустимо, потрібно зберегти в пам'яті комп'ютера два числа — 25 і  6800. Уявити, як вони зберігаються в пам'яті, можна так

418414184241843418444184541846418474184841849418504185141852418534185441855418564185741858418594186041861418624186341864418654186641867418684186941870418714187241873418744187541876418774187841879418804188141882418834188441885680025

Щоб використовувати ці дані всередині програми, нам доведеться пам’ятати, за якою адресою ми їх зберегли. Як правило, даних у програмах на багато більше, ніж два числа. Тримати всі потрібні адреси в голові буде досить важко. Та і взагалі не потрібно, адже краще написати корисний код, ніж практикуватися  в запису чисел.

Для спрощення роботи програмістами були придумані змінні. 

Змінна — це ім'я, яке можна використовувати для доступу до даних. Погодьтесь, набагато легче тримати в голові ім'я age, ніж, наприклад, адресу комірки 41861.

 

Урок № 5.Оператор присвоєння
З перших уроків ви вже знаєте , що інтерпретатор Python читає програму і виконує те, що там написано. Так от, якщо в програмі зустрінеться знак =, вийде  наступне:

1. Інтерпретатор знайде вільну клітинку пам'яті;
2. Запише в неї значення, яке знаходиться справа від знаку =
3. Прив’яже  його  з ім'ям, яке знаходиться зліва від знаку =

age = 25

Це зв'язування імені змінної і її значення називається присвоюванням , а знак =називається оператором присвоювання . Виходить, що присвоїти значення змінної в Python — це буквально написати ім'я змінної, оператор присвоювання та значення змінної. Саме в таком порядку.

Крім оператора присвоювання в Python є ще безліч різних операторів, про які буде розповідатися в наступних  уроках. Зараз, однак, важливо розповісти про таке поняття  як операнд . 

Операнд - це те, з чим працює оператор. Наприклад, лівий операнд оператора присвоювання — це назва, а правий операнд — значення змінної.

 

Урок № 6. Імена змінних№ 7
Щоб інтерпретатор Python міг розпізнати змінну, її назву не можна починати з цифри. Наприклад, 5var — це некоректне ім'я для змінної. А от в середині або вкінце назви, цифри цілком можна використовувати.

Для назв змінних використовуйте лише латинські букви та цифри. В імені змінної не можна використовувати пробіли, тому якщо назва складається з двох або більше слів, розділяйте їх знаком нижнього підкреслення,

наприклад, my_age або long_var_name_1.

 Для цього стилю іменування програмісти навіть придумали окреме назву: Snake Case, тобто,  зміїний реєстр. 

 Тобто,  Foo_2, FOO_2 і  foo_2 — разні назви.

Ніколи  не використовуйте символи l— строчну (маленьку) латинську букву «эль», O — прописну (велику) латинську букву «о» або I — прописну (велику) латинську букву «ай» для імені змінних з однієї букви. Тобто,  l, O і  I — погані імена для змінних. У деяких шрифтах ці символи не відрізняються від цифр, один від одного і нуля.

Крім цього, для назви змінних не можна використовувати ключові слова, а назви вбудованих функцій використовувати вкрай  небажано. 

Я

Урок № 7. Як можна назвати змінну? 

назвати змінну? № 8

Виберіть один або кілька варіантів, які ви вважаєте вірними.

 

test

 

3foo

 

my_age

 

 

Урок № 8. Вивід змінних на екран.

 

Для того, щоб вивести значення змінної на екран, можна використовувати саме такий спосіб, як  в першій програмі. Тільки замість привітання потрібно написати ім'я змінної.

Тобто, якщо у нас у програмі є якась  змінна, на екраі її значення можна вивести так

a = 1

print(a)

 

Взагалі,  print — це одна з вбудованих функцій мови Python. 

Функції в програмуванні — це будь-які  дії. Тобто , якщо ви напишете слово print, Python подумає, що потрібно діяти: у цьому випадку вивести що‑то на екран.

Якщо, наприклад, потрібно вивести кілька змінних, можна  використовувати функцію print кілька разів

 

a = 1

b = 2

c = 3

print(a)

print(b)

print(c)

 

так і просто написати імена змінних в дужках, через кому.

a = 1

b = 2

c = 3

print(a, b, c)

 

У першому випадку значення кожної змінної виводиться з нового  рядка, в другому — в одному рядку.

 

Урок № 9.Відступи важливі .

Якщо ви попробуєте запустити програму з «непотрібним» відступом для print

a = 1

 print(a)

вона не працює і закінчиться  помилкою:

IndentationError: unexpected indent

 

Відступи дуже важливі в Пітоні. Тому, про них ще будемо вивчати.  А зараз постарайтесь не думати про це, а просто пишіть кожен рядок  програми без лишних відступів.

 

Урок № 10. Програма з змінними .

Присвойте змінній з ім'ям  first будь-яке значення. Неважливо  яке, важливо, щоб її ім’я було first.

Щоб об’явити змінну, потрібно написати її ім’я, потім оператор присвоювання та значення, з яким ця змінна буде створена.

Наступною строкою надрукуйте значення змінної за допомогою функції print.

Напишіть програму і обов'язково перевірте, як вона виконується.

 

first = "MARAT"

print(first)

 

Урок № 11. Додавання і віднімання. и вычитание  № 14

Змінним можна присвоювати  не тільки прості значення, 13або, наприклад, 22. Такі значення, до речі, називаються літералами .

Літерал —  це значення, на пряму записане в вихідному коді.

Так от, змінним можна присвоювати  не тільки фіксовані значення - літерали. Їм можна присвоювати  результат роботи інших операторів. У цій програмі, наприклад, a зміннїй  буде присвоєний результат роботи оператора додавання, а змінній  b — результат роботи оператора віднімання.

a = 13 + 5

b = 13 - 5

print(a, b)

 

Замість чисел можна поставити імена змінних і це теж працює.

Ця програма, наприклад, виводить на екран 26

a = 13 + 5

b = 13 - 5

c = a + b

print(c)

 

У цих прикладах правим операндом для оператора присвоєння є віднімання , це є частина коду, яка вираховується у значення. 

 

Урок № 12. Перевіримо!
Створіть файл для своєї наступної програми. Назвіть його,  як вам подобається.

Напишіть програму в якій:

• Змінній  a присвоїти  значення, яке обчислюється як віднімання 667 і 13,
• Змінній  b присвоєно значення, яке на 101 більше ніж значення змінної a,
• Змінній c присвоєно значення, яке дорівнює сумі значень змінних a і b,
• Змінні a, b і  c вивести на екран одним рядком.

Якщо ви щось забули, можна повернутися до попередніх уроків і знайти там потрібну інформацію.

Головне пам’ятайте, що програмування — річ точна й умови задачі повинні бути точно встановлені для того, щоб пройти перевірку. 

 

a = 667 - 13

b = a + 101

c = a + b

print(a, b, c)

 

Урок № 13. Множення і діленняи деление  # 16
Пітон уміє не тільки додавати і віднімати. Він вміє множити і ділити!
Наприклад, ось ця програма виводить на екран 12 і  2.4

a = 2 * 6

b = a / 5

print(a, b)

 

Результат множення надрукувався без крапки (12), а результат ділення (2.4) — з крапкою між цілою та дробовою частиною.

Тобто, в Пітоні  є як цілі числа, так і числа дробові. Виходить, що змінній можна присвоїти не тільки ціле, але і дробове значення:

Наприклад,

pi = 3.14

e = 2.7182

Урок № 13.Інші операції.
З порядком обчислення  краще ознайомитися на прикладі:

a = 2 + 3 * 4

Що обчислюється  раніше: додавання або множення?

Шкільний курс математики говорить нам, що множення повинно виконуватися  в першу чергу. Це означає, що оператор множення має більш високий пріоритет, ніж  оператор додавадання.
Найбільшпріоритетна  з арифметичних операций — піднесення до степеня. Потім ідуть множення,  ділення, ділення націло і остача від ділення. А в самому кінці — додавання і віднімання.
Для зміни порядку  обчислення можна використовувати дужки. Наприклад,  якщо додавання необхідно виконати раніше множення,  можна записати це так

a = (2 + 3) * 4

Урок № 14. Скласти програму.емного практики  № 18

Створіть файл для своєї наступної програми. Назвіть його як вам подобається.

Напишіть програму в якій:

• Змінній a присвоєно значення, яке дорівнює добутку 10.5 і  2
• Змінній b присвоєно значення, яке дорівнює сумі а і а/3
• Змінній с присвоєно значення, яке дорівнює сумі змінних a і  b, помноженій на 2
• Змінні a, b і  c виведені на екран одним рядком

 

a = 10.5*2

b = a+a/3

c = (a+b)*2

print(a,b,c)

 

Урок № 15. Що таке PEP8?

PEP8 — це документ із рекомендаціями,  як написати код для мови Python.

Ключова ідея створення мови, Гвідо Ван Россума, в тому, що код програми читається набагато більше, ніж пишеться.  Рекомендації щодо стилю написання коду направлені на те, щоб покращити читання коду і зробити його узгодженим перед  великим числом проектів. В ідеалі, весь код буде написаний в єдиному стилі, і він зможе легко його прочитати.

Ми будемо ці  рекомендації  поступово, по мірі проходження курсу,  для того,  щоб ваш код не тільки працював, але й відповідав PEP8.

Одна з перших речей, про яких говорить PEP8 — це використання пробілів.  Не використовуйте пробіли в наступних ситуаціях:

1. Беспосередньо всередині круглих дужок.

Правильно print(1, 2, 3)

Неправильно print( 1, 2, 3 )

2. Беспосередньо перед комою.

Правильно print(1, 2, 3)

Неправильно print(1 , 2 , 3)

Зразу перед відкриваючою дужкою, після якої починається список аргументів при виклику функції

Правильно print(1, 2, 3)

Неправильно print (1, 2, 3)

Не використовуйте більше одного пробілу навколо оператора присвоєння (або будь-якого іншого) для того, щоб вирівняти його з іншим. Рекомендується використовувати по одному пробулу перед і після оператора.

Правильно x = 1, y = 2, long_variable = 3

Неправильно

x             = 1

y             = 2

long_variable = 3

Перегляньте програми, які ви вже написали і виправте, якщо вони не відповідають PEP8. У наступних програмах дотримуйтесь цих рекомендацій.

 

Урок № 16. Що таке стрічки.

Змінній в Пітоні можна присвоїти не тільки число, але і стрічку:

a = "Приклад стрічки"

Питон розуміє, що це стрічка по лапках з двох сторін від стрічки. Це теж частина синтаксису мови — з двох сторін від стрічки повинні бути лапки.

Якщо лапки не закрити
a = "Приклад стрічки
Пітон видасть помилку

SyntaxError: EOL while scanning string literal

Лапки  можуть бути як подвійні, так і одинарні. Головне, щоб закриваюча лапка була такою ж, як і відкриваюча.

a = "приклад строки"

b = ' Другий приклад з одинарними лапками'

 

Урок № 17. Тест 

Які стрічки правильні з точки зору Пітона?

⃝ 'строка №1

⃝ "строка №2"

⃝ 'строка №3'

⃝ строка №4"

Урок № 18. Програма зі стрічками.

№ 22

Присвойте змінної з іменем string  будь-який текст . Це  значення для string повинно бути створено за допомогою лапок.

Наступним рядком програми  надрукуйте значення змінної string за допомогою  функції print.

 

string = "Стрічка"
print(string)

Урок № 18. Детальніше про функції .

У своїх програмах ви вже використовували вбудовану функцію print.  І ви вже розумієте, що змінні зберігають дані, а функції -  що з цими даними роблять.

Так от, щоб функція зробила те, що повинна, її треба запустити або іншими словами викликати . Python розуміє, що функція повинна викликати по дужках, які ми пишемо після назви функції. Все, що знаходиться всередині дужок, називається аргументами або параметрами функції.

Тут наприклад a, b і  c — це аргументи функції print

print(a, b, c)

Ці два поняття потрібно запам’ятати, так як в подальшому ми будемо використовувати тільки їх. Тобто, замість «поставити дужки  після імені функції», ми будемо говорити «викликати функцію», а замість «написати в дужках назву змінних через кому », ми будемо говорити «передати аргументи ».

При виклику функції, код основної програми відновлюється, управління передається функції і її код починає виконуватися. Після того як виконання закінчено, управління повертається в основну програму разом з результатом, якщо він є.

Вбудована  функція print не повертає результат. Вона просто виводить текст на екран. Функція abs, наприклад, повертає в основну програму модуль переданного в якості аргумента числа.

m = abs(-10)

Тут в змінну m буде записано число 10, тобто, результат (модуль числа −10), який повернула функцію abs. Значення, що повертається -  це ще одне поняття,  яке потрібно запам’ятати в цьому урокі. В подальшому ми так і будем говорити — «функція така‑то повертає те‑то».

 

Урок № 19. Користувацький вхід

Вбудована в Python функція input повертає стрічку, введену користувачем.

Це означає, що після запуску такої програми

a = input()

у полі «Результат» замигає курсор і програма буде відображатися до того часу, поки ви введете будь-який текст і натиснете клавішу ⏎ (Enter/Ввод).

Все, що ви туди введете, буде повернено функцією input. 

 Також можна задати текст, який буде використано в очікуванні вводу. А змінною, в яку записаний результат виклику , можна вивести input на екран:

 

name = input("Як Вас звати? ")

print('Привіт,', name)

 

Зверніть увагу, що текст для користувача також закритий у дужки.

Попробуйте запустити таку програму і погляньте, як вона працює.

Функція input завжди повертає стрічку. Тобто, навіть якщо користувач ввів число 13, input поверне стрічку "13"

Для того, щоб «перетворити» таку стрічку в число, потрібно перетворити  її тип. Про це буде розказано в одному з наступних уроків. 

 

Урок № 20. Програма з input().

Присвойте змінній з іменем string значення, отримане за допомогою функції input.

Наступним рядком  надрукуйте значення змінної функції .

string=input("Ваше і’мя?")

print(string)

Алгоритм і