Изучаем Python. Программирование игр, визуализация данных, веб-приложения

Команда cd (Change Directory) используется для перемещения по файловой системе в окне командной строки. Команда dir (DIRectory) выводит список всех файлов в текущем каталоге.

Откройте новое терминальное окно и введите следующие команды для запуска программы hello_world.py:

(1) C:\> cd Desktop\python_work

(2)C:\Desktop\python_work> dir

. .hello_world.py

(3)C:\Desktop\python_work> python hello_world.py

. .Hello Python world!

Команда cd используется для перехода к папке python_work, находящейся в папке Desktop (1) . Затем команда dir проверяет, что файл hello_world.py действительно находится в этой папке (2). Далее файл запускается командой python hello_world.py (3).

Если вы еще не настроили свою систему для использования простой команды python, возможно, вам придется использовать более длинную версию этой команды:

C:\$ cd Desktop\python_work

C:\Desktop\python_work$ dir

hello_world.py

C:\Desktop\python_work$ C:\Python35\python hello_world.py

Hello Python world!

В основном ваши программы будут нормально запускаться прямо из редактора. Со временем ваша работа станет более сложной, и может оказаться, что какие-то программы придется запускать в режиме терминала.

Упражнения

Упражнения этой главы в основном направлены на самостоятельный поиск информации. Начиная с главы 2, упражнения будут ориентированы на решение задач по изложенному материалу.

1-1. Python.org: изучите домашнюю страницу Python (http://python.org/) и найдите темы, которые вас заинтересуют. Со временем вы лучше узнаете Python, и другие разделы этого сайта покажутся вам более полезными.

1-2. Опечатки в Hello World: откройте только что созданный файл hello_world.py. Сделайте где-нибудь намеренную опечатку и снова запустите программу. Удастся ли вам сделать опечатку, которая приводит к ошибке? Поймете ли вы смысл сообщения об ошибке? Удастся ли вам сделать опечатку, которая не приводит к ошибке? Как вы думаете, почему на этот раз выполнение обходится без ­ошибки?

1-3. Бесконечное мастерство: если бы вы были программистом с неограниченными возможностями, за какой проект вы бы взялись? Вы сейчас учитесь программировать. Если у вас имеется ясное представление о конечной цели, вы сможете немедленно применить свои новые навыки на практике; попробуйте набросать общие описания тех программ, над которыми вам хотелось бы поработать. Заведите «блокнот идей», к которому вы сможете обращаться каждый раз, когда вы собираетесь начать новый проект. Выделите пару минут и составьте описания трех программ, которые вам хотелось бы создать.

Итоги

В этой главе вы познакомились с языком Python и установили поддержку Python в своей системе, если это было необходимо. Также вы установили текстовый редактор, упрощающий работу над кодом Python. Вы научились выполнять фрагменты кода Python в терминальном сеансе и запустили свою первую настоящую программу hello_world.py. Скорее всего, попутно вы кое-что узнали о поиске и исправлении ошибок.

В следующей главе рассматриваются структуры данных, с которыми вы будете работать в программах Python. Кроме того, вы научитесь пользоваться переменными Python.

2. Переменные и простые типы данных

В этой главе представлены разные виды данных, с которыми вы будете работать в своих программах Python. Вы также научитесь хранить данные в переменных и использовать эти переменные в программах.

Что происходит при запуске hello_world.py

Давайте повнимательнее разберемся с тем, что же делает Python при запуске hello_world.py. Оказывается, даже для такой простой программы Python проделывает достаточно серьезную работу:

hello_world.py

print("Hello Python world!")

При выполнении этого кода выводится следующий текст:

Hello Python world!

Суффикс .py в имени файла hello_world.py указывает, что файл является программой Python. Редактор запускает файл в интерпретаторе Python, который читает программу и определяет, что означает каждое слово в программе. Например, когда интерпретатор обнаруживает слово print, он выводит на экран текст, заключенный в скобки.

Во время написания программы редактор выделяет цветом разные части программы. Например, он понимает, что print является именем функции, и выводит это слово синим шрифтом. С другой стороны, “Hello Python world!” не является кодом Python, поэтому этот текст выделяется оранжевым цветом. Этот механизм, называемый цветовым выделением синтаксиса, очень вам пригодится, когда вы возьметесь за самостоятельное программирование.

Переменные

Попробуем использовать переменную в программе hello_world.py. Добавьте новую строку в начало файла и измените вторую строку:

message = "Hello Python world!"

print(message)

Запустите программу и посмотрите, что получится. Программа выводит уже знакомый результат:

Hello Python world!

В программу добавилась переменная с именем message. В каждой переменной хранится значение, то есть данные, связанные с переменной. В данном случае значением является текст “Hello Python world!”.

Добавление переменной немного усложняет задачу интерпретатора Python. Во время обработки первой строки он связывает текст “Hello Python world!” с переменной message. А когда интерпретатор доберется до второй строки, он выводит на экран значение, связанное с именем message.

Давайте немного расширим эту программу hello_world.py, чтобы она выводила второе сообщение. Добавьте в hello_world.py пустую строку, а после нее еще две строки кода:

message = "Hello Python world!"

print(message)

message = "Hello Python Crash Course world!"

print(message)

Теперь при выполнении hello_world.py на экране должны появляться две строки:

Hello Python world!

Hello Python Crash Course world!

Вы можете в любой момент изменить значение переменной в своей программе; Python всегда отслеживает его текущее состояние.

Выбор имен и использование переменных

При работе с переменными в языке Python необходимо соблюдать некоторые правила и рекомендации. Нарушение правил приведет к ошибке; рекомендации всего лишь помогают писать более понятный и удобочитаемый код. Работая с переменными, помните о следующем.

• Имена переменных могут состоять только из букв, цифр и символов подчеркивания. Они могут начинаться с буквы или символа подчеркивания, но не с цифры. Например, переменной можно присвоить имя message_1, но не 1_message.

• Пробелы в именах переменных запрещены, а для разделения слов в именах переменных используются символы подчеркивания. Например, имя greeting_message допустимо, а имя greeting message вызовет ошибку.

• Не используйте имена функций и ключевые слова Python в качестве имен переменных; иначе говоря, не используйте слова, которые зарезервированы в Python для конкретной цели, например слово print (см. раздел «Ключевые слова и встроенные функции Python», с. <469>).

• Имена переменных должны быть короткими, но содержательными. Например, имя name лучше n, имя student_name лучше s_n, а имя name_length лучше length_of_persons_name.

• Будьте внимательны при использовании строчной буквы l и прописной буквы O, потому что они похожи на цифры 1 и 0.

Вероятно, вы не сразу научитесь создавать хорошие имена переменных, особенно когда ваши программы станут более сложными и интересными. Но когда вы начнете писать свои программы и читать код, написанный другими разработчиками, ваши имена переменных станут более содержательными.

примечание

Пока ограничьтесь именами переменных, записанными в нижнем регистре. Использование символов верхнего регистра не приведет к ошибке, и все же пока лучше обойтись без них.

Предотвращение ошибок в именах при использовании переменных

Каждый программист совершает ошибки, а большинство программистов ошибается ежедневно. И хотя даже опытный программист не застрахован от ошибок, он знает, как эффективно реагировать на них. Рассмотрим типичную ошибку, которую вы довольно часто будете совершать на первых порах, и выясним, как ее исправить.

Для начала напишем код с намеренно внесенной ошибкой. Введите следующий фрагмент (неправильно написанное слово mesage выделено жирным шрифтом):

message = "Hello Python Crash Course reader!"

print(mesage)

Когда в программе происходит ошибка, интерпретатор Python всеми силами старается помочь вам в поиске причины. Если программа не выполняется нормально, интерпретатор предоставляет данные трассировки — информацию о том, в каком месте кода находился интерпретатор при возникновении проблем. Ниже приведен пример трассировки, которую выдает Python после случайной опечатки в имени переменной:

Traceback (most recent call last):

(1) File "hello_world.py", line 2, in <module>

(2) . . print(mesage)

(3) NameError: name 'mesage' is not defined

Строка (1) сообщает, что ошибка произошла в строке 2 файла hello_world.py. Интерпретатор выводит номер строки, чтобы вам было проще найти ошибку (2), и сообщает тип обнаруженной ошибки (3). В данном случае была обнаружена ошибка в имени: переменная с указанным именем (mesage) не определена. Другими словами, Python не распознает имя переменной. Обычно такие ошибки возникают в том случае, если вы забыли присвоить значение переменной перед ее использованием или ошиблись при вводе имени.

Конечно, в данном примере в имени переменной во второй строке пропущена буква s. Интерпретатор Python не проверяет код на наличие опечаток, но следит за тем, чтобы имена переменных записывались одинаково. Например, вот что происходит, если имя message будет неправильно записано еще в одном месте кода:

mesage = "Hello Python Crash Course reader!"

print(mesage)

На этот раз программа выполняется успешно!

Hello Python Crash Course reader!

Компьютеры не отличаются гибкостью, но орфография их совершенно не волнует. Как следствие, вам не нужно следить за тем, чтобы в именах переменных идеально соблюдались правила орфографии английского языка.

Многие ошибки программирования сводятся к простым опечаткам – случайной замене одного символа в одной строке программы. Если вы потратили много времени на поиск одной из таких ошибок, знайте, что вы не одиноки. Многие опытные и талантливые программисты тратят долгие часы на поиск подобных мелких ошибок. Нечто подобное будет часто происходить в ходе вашей работы – поэтому просто посмейтесь и идите дальше.

примечание

Как лучше всего освоить новые концепции программирования? Попытайтесь использовать их в своей программе. Если в ходе работы над упражнением вы зайдете в тупик, попробуйте на какое-то время заняться чем-нибудь другим. Если это не поможет, перечитайте соответствующую часть этой главы. Если и это не помогло, обращайтесь к рекомендациям из приложения В.

Упражнения

Напишите отдельную программу для выполнения каждого из следующих упражнений. Сохраните каждую программу в файле, имя которого подчиняется стандартным правилам Python по использованию строчных букв и символов подчеркивания – например, simple_message.py и simple_messages.py.

2-1. Простое сообщение: сохраните текстовое сообщение в переменной и выведите его на экран.

2-2. Простые сообщения: сохраните сообщение в переменной и выведите это сообщение. Затем замените значение переменной другим сообщением и выведите новое сообщение.

Строки

Так как многие программы определяют и собирают некие данные, а затем делают с ними что-то полезное, желательно выделить основные разновидности данных. Начнем со строковых данных. На первый взгляд строки достаточно просты, но с ними можно работать многими разными способами.

Строка представляет собой простую последовательность символов. Любая последовательность символов, заключенная в кавычки, в Python считается строкой; при этом строки могут быть заключены как в одиночные, так и в двойные кавычки:

"This is a string."

'This is also a string.'

Это правило позволяет использовать внутренние кавычки и апострофы в строках:

'I told my friend, "Python is my favorite language!"'

"The language 'Python' is named after Monty Python, not the snake."