Учебное пособие по Python для начинающих: создание проекта с нуля

Если вы новичок в программировании и хотите начать свое путешествие по программированию, вы, вероятно, слышали о Python. Python — один из самых популярных языков, и спрос на него продолжает расти. Это идеальный язык, потому что он интуитивно понятен и прост.

Сегодня мы рассмотрим руководство по Python для новичков и шаг за шагом создадим простой проект игры в кости. Большинство руководств по Python сразу же переходят в библиотеки, но сначала вам нужно твердое понимание основного синтаксиса.

Мы обсудим основы Python, которые вы будете использовать на протяжении всей своей карьеры. Никаких предварительных знаний не требуется, но для наиболее успешной работы с этой статьей полезно базовое понимание программирования.

Что такое Python?

Python — это язык программирования общего назначения, который был впервые разработан в 1990 году. Это один из самых популярных языков программирования во всем мире. Термин «универсальный» означает, что Python можно использовать для множества приложений и целей.

Python очень интуитивно понятен и прост в использовании. Он не только легко освоить, но и любим разработчиками по всему миру.

Python можно использовать для таких вещей, как:

• Разработка веб-приложений и мобильных приложений
• Математический анализ
• Обработка больших данных и наука о данных
• Разработка настольных приложений и программного обеспечения
• Написание системных скриптов
• Разработка видеоигр

Свойства Python

Python строго типизирован, что означает, что тип данных в вашей программе является обязательным. Python также является объектно-ориентированным, что означает, что все элементы ваших программ являются объектами, над которыми вы можете действовать и которыми вы можете манипулировать.

Как и многие языки программирования, Python также чувствителен к регистру. Это означает, что заглавные буквы признаны в качестве различных элементов, чем строчные буквы, т.е. tokenи TOKENявляются различными переменными. Наконец, Python имеет динамическую и неявную типизацию. Это означает, что тип данных применяется при запуске программы.

Популярность Python

Python остается одним из самых популярных языков программирования во всем мире. В опросе StackOverflow 2020 года он занимает 1-е место среди наиболее популярных языков и 1-е место среди наиболее востребованных языков.

Одна из причин, по которой Python так популярен, заключается в том, что на Python написаны важные фреймворки, в первую очередь фреймворки машинного обучения. Это означает, что популярность Python никуда не денется, тем более что наука о данных становится все более обычным явлением в разных отраслях. Изучение этого языка — важный шаг к тому, чтобы стать профессиональным программистом.

Hello World в Python

К настоящему времени мы изучили основные свойства Python. Теперь мы готовы увидеть код. Каждый раз, когда мы изучаем новый язык, есть давняя традиция — начинать с отображения текста «Hello World» на экране.

Поскольку Python — один из самых читаемых языков, мы можем распечатать данные на терминале, просто используя printоператор.

print (data)

Все, что нам нужно напечатать, заключено в круглые скобки после printключевого слова, которое представляет собой команду компьютеру распечатать текст. Взгляните, а затем попробуйте сами с помощью вкладки кода.

print(«Hello World»)

Термины и синтаксис Python

Теперь мы увидели немного кода Python. Давайте узнаем об основах Python, таких как основные термины, семантика и синтаксис Python. Затем мы создадим первую программу на Python ниже.

В программировании семантика относится к значению определенного элемента. Синтаксис относится к структуре языка программирования.

Типы данных и переменные

Тип данных элемента определяет тип и диапазон значений, которые может иметь элемент. Типы данных обладают уникальными свойствами из-за их классификации. Python не уделяет особого внимания определению типа данных объекта. Это значительно упрощает использование. В Python можно использовать три основных типа данных:

• Числа: целые и цифры
• Строки: слова в скобках» «
• Логические значения: данные либо ложны, либо истинны

С другой стороны, переменная — это имя, которое мы присваиваем значению. Это позволяет нам давать значимые имена данным. Для этого мы используем =оператор. Когда дело доходит до именования переменных, существует несколько правил:

• Имя может начинаться с буквы верхнего или нижнего регистра.
• Число может быть в имени, но не в начале.
• _Персонаж может появиться в любом месте имени.
• Пробелы не допускаются. Вместо этого мы должны использовать, snake_caseчтобы сделать имена переменных читаемыми.
• Имя переменной должно быть значимым, описывающим хранимое в ней значение.

Числа

Python особенно подходит для работы с числами. В Python есть три основных типа чисел:

• Целые числа: все положительные и отрицательные целые числа ( 0)
• Числа с плавающей запятой: положительные и отрицательные десятичные числа ( −15.7)
• Комплексные числа: действительные и мнимые числа ( 8j)

Strings

Строка — это набор символов, заключенных в одинарные или двойные кавычки. Самый классический пример — знаменитая струна Hello World. Каждая созданная строка имеет связанный с ней индекс и длину. Индекс — это способ отслеживания позиции символа в строке. Длина может быть найдена с помощью len оператора в Python.

random_string = «I am Batman»  # 11 characters

print(len(random_string))

Условные утверждения

Условный оператор — это логическое выражение. Логическое значение означает истину или ложь. С условным оператором фрагмент кода выполняется только в том случае, если что-то выполняется как истина или ложь. Это отличный способ придать вашей программе некоторую логику, управляющую потоком. Есть три типа условных операторов:

• If: если желаемый результат не достигается, завершить программу.
• If-else: если условие истинно, выполнить код. Если нет, выполните другой фрагмент кода.
• If-elif-else: создать несколько сценариев, если код не выполняется должным образом

Функции

Функция — это многоразовый набор операций, который выполняет определенное действие над кодом. Операторы в нашем коде Python будут выполнять заранее определенные задачи. Это позволяет нам повторно использовать код и упростить наши программы. В Python есть встроенные функции и пользовательские функции, которые вы создаете сами.

Синтаксис для создания функции в Python следующий:

def function name (parameters):

defКлючевое слово указывает программе, что мы определяем новую функцию. Вы можете назвать функцию как хотите. Параметры, которые не являются обязательными, являются входными. Вот как мы передаем данные в функцию. Когда мы передаем значения параметрам, мы называем их аргументами.

Loops

Цикл — это управляющая структура, которая используется для выполнения набора инструкций определенное количество раз. Циклы решают проблему повторения одного и того же набора инструкций снова и снова. Мы называем это перебором данных. Мы можем указать количество раз, которое мы хотим, чтобы код выполнялся.

В Python есть два типа циклов.

1. Цикл forиспользует итератор для просмотра последовательности данных. Он начинается с самого начала и продолжается до тех пор, пока не будет выполнено условие. Цикл всегда начинается с forключевого слова.
2. Цикл whileпродолжает повторяться, пока выполняется определенное условие. Пока это условие выполняется, продолжайте цикл. Они менее распространены, поскольку могут бесконечно зацикливаться и вызывать сбой программы. Например, цикл while может определить максимальную мощность nдо того, как значение превысит 1000.

Структуры данных

Структура данных — это способ хранения и организации данных в соответствии с определенным форматом или структурой. Четыре основных структуры данных Python:

• Списки: хранить элементы разных типов данных в одном контейнере
• Кортежи: как список, но не могут быть изменены (неизменяемы)
• Словари: хранит пары ключ-значение
• Наборы: неупорядоченный набор элементов данных

После определения и использования структуры данных вы можете применять операции к своим структурам, применять их к другим частям вашего кода и т. Д. Например, вы можете объединить два списка или найти nthп т ч целое число в списке.

Посмотрим, как создать список. Это одна из самых распространенных структур данных в Python. Для этого мы используем квадратные скобки [ ].

thislist = [«banana», «carrot», «cherry»]

print(thislist) # print all items in a list

print(thislist[1]) # access and item by referring to its index number

Первые шаги с Python: создание программы

Теперь, когда у нас есть базовое понимание синтаксиса и терминов Python, давайте фактически создадим проект.

В этом проекте мы будем использовать встроенный редактор кода Educative. Вы также можете следовать вместе с текстовым редактором или IDE по вашему выбору. Думайте об этом как о документе Word, в котором вы пишете свою программу. Самыми популярными IDE для Python являются:

• PyCharm (recommended)
• IDLE
• Spyder

Шаг 1. Загрузите Python и вашу IDE

Python — это бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое работает в Linux, Mac и Windows. Он предустановлен на Mac и Linux. Рекомендуется использовать Python 3, самую последнюю версию.

Для создания файлов Python вам понадобится IDE. Обычно они бесплатны. Популярный текстовый редактор — PyCharm. Если вы не готовы что-либо загружать, следуйте инструкциям в среде кода Educative.

Чтобы скомпилировать свой код, вам также необходимо загрузить интерпретатор Python. В этом нет необходимости.

Шаг 2. Создайте свою первую программу

Откройте редактор PyCharm и нажмите «Создать новый проект». Переименуйте проект во что-нибудь вроде «Первый проект». Щелкните «Создать». Перейдите в «Файл»> «Новый»> «Файл Python». Теперь у вас есть проект.

Появится всплывающее окно. Введите имя нужного файла, например «HelloWorld», и нажмите «ОК».

Теперь мы можем написать нашу первую строку кода Python!

Шаг 3. Напишите первую строку кода Python

Чтобы начать писать нашу программу, нам нужно создать файл Python. Первая строка нашей программы «Hello World» будет выглядеть так:

print("Hello World!")

Вы также можете распечатать любой другой текст, который хотите. Пусть программа напечатает ваше имя! Попробуйте это в виджете кода ниже.

Examples

print(«Hello World»)

print(» Your Name»)

print(«Welcome to Educative!»)

Шаг 4. Изучите математику с Python

Теперь, когда у нас есть программа Python, мы можем исследовать и опробовать некоторые из вещей, которые мы узнали выше. Давайте создадим забавные вещи!

Попробуем проделать следующие расчеты с помощью Python. Попробуем добавить 88и 103. Нам нужно будет определить каждую как переменную, а затем вывести их сумму. Попробуйте сами, прежде чем проверять примеры.

Examples

a = 88

b = 103

print(a + b)

Шаг 5. Изучите оператор if с помощью Python

Воспользуемся концепцией if-операторов. Базовая структура выглядит так:

if (condition == value): code to be executed

Помните: если условие истинно, выполните код, который нужно выполнить. В противном случае пропустите его и двигайтесь дальше.

Ниже давайте попробуем пример, в котором мы проверяем значение целого числа. Нам нужно предоставить, numа затем наметить способ проверки, равно ли это число 5 или больше 5. Код должен возвращать a, stringкоторый говорит либо:

• Число равно 5
• Число больше 5

Examples

num = 5

if (num == 5):  # The condition is true

    print(«The number is equal to 5»)  # The code is executed

if num > 5:  # The condtion is false

    print(«The number is greater than 5»)  # The code is not executed

Шаг 6: Создайте функцию на Python

Теперь давайте создадим функцию на Python. Помните, мы используем. defключевое слово, чтобы объявить функцию.

Напишем функцию с именем. my_print_functionкоторый печатает четыре строки текста. У этой функции не будет никаких параметров. Нам тоже нужно. чтобы напечатать функцию в конце. Вы можете выбрать, что будут говорить эти четыре строчки. Пример:

This 
is 
a 
function

Examples

def my_print_function():  # No parameters

    print(«This»)

    print(«is»)

    print(«A»)

    print(«function»)

# Function ended

my_print_function()

Следующие шаги

Поздравляю! Теперь вы изучили основы Python и изучили некоторые из этих основ на практике. Вы на пути к тому, чтобы стать талантливым разработчиком Python. Еще есть чему поучиться. Следующие шаги, которые необходимо предпринять:

• Глубокое погружение в синтаксис Python
• Операторы
• Объем функций
• Концепции объектно-ориентированного программирования Python
• Использование словарей
• Преобразование списков в кортежи
• Библиотеки Python
• Популярные модули Python