Язык python: что это такое, как использовать и где применяется

Сравнения

Операторы сравнения используются для сравнения двух значений. Результатом всегда является логическое значение — или .

Список операторов сравнения:

• ==: возвращает True, если оба значения равны.
• ! =: возвращает True, если оба операнда не равны.
• >: возвращает True, если левый операнд больше правого.
• <: возвращает True, если левый операнд меньше правого.
• > =: возвращает True, если левое значение больше или равно правому.
• <=: возвращает True, если левое значение меньше или равно правому значению.

Давайте посмотрим на пример.

x = 10
y = 20

print(f'equals = {x == y}')
print(f'not equals = {x != y}')
print(f'greater than = {x > y}')
print(f'less than = {x < y}')
print(f'greater than or equal to = {x >= y}')
print(f'less than or equal to = {x <= y}')

Вывод:

Эти операторы работают и со строками. Строка считается большей, чем другая строка, если она идет после нее лексикографически. Например, «Привет» больше, чем «Привет» при лексикографическом сравнении.

Major new features of the 3.9 series, compared to 3.8

Some of the new major new features and changes in Python 3.9 are:

• PEP 573, Module State Access from C Extension Methods
• PEP 584, Union Operators in
• PEP 585, Type Hinting Generics In Standard Collections
• PEP 593, Flexible function and variable annotations
• PEP 602, Python adopts a stable annual release cadence
• PEP 614, Relaxing Grammar Restrictions On Decorators
• PEP 615, Support for the IANA Time Zone Database in the Standard Library
• PEP 616, String methods to remove prefixes and suffixes
• PEP 617, New PEG parser for CPython
• BPO 38379, garbage collection does not block on resurrected objects;
• BPO 38692, os.pidfd_open added that allows process management without races and signals;
• BPO 39926, Unicode support updated to version 13.0.0;
• BPO 1635741, when Python is initialized multiple times in the same process, it does not leak memory anymore;
• A number of Python builtins (range, tuple, set, frozenset, list, dict) are now sped up using PEP 590 vectorcall;
• A number of Python modules (_abc, audioop, _bz2, _codecs, _contextvars, _crypt, _functools, _json, _locale, operator, resource, time, _weakref) now use multiphase initialization as defined by PEP 489;
• A number of standard library modules (audioop, ast, grp, _hashlib, pwd, _posixsubprocess, random, select, struct, termios, zlib) are now using the stable ABI defined by PEP 384.

You can find a more comprehensive list in this release’s «What’s New» document.

Расширенные операторы присваивания

Вы видели, что один знак равенства() используется для присвоения значения переменной. Конечно, вполне допустимо, чтобы значение справа от присваивания было выражением, содержащим другие переменные:

>>> a = 10
>>> b = 20
>>> c = a * 5 + b
>>> c
70

Фактически, выражение справа от присваивания может включать ссылки на переменную, которая присваивается:

>>> a = 10
>>> a = a + 5
>>> a
15
>>> b = 20
>>> b = b * 3
>>> b
60

Первый пример интерпретируется как « назначается текущее значение плюс », эффективно увеличивая значение на . Вторая гласит: « присваивается текущее значение раз , что эффективно увеличивает значение тройные.

Конечно, такого рода присваивание имеет смысл, только если рассматриваемой переменной уже было присвоено значение:

>>> z = z / 12
Traceback(most recent call last):
  File "<pyshell#11>", line 1, in <module>
    z = z / 12
NameError: name 'z' is not defined

Python поддерживает сокращенное обозначение присваиваемых назначений для арифметических и битовых операторов:

Арифметические
Битовые

Для этих операторов эквивалентно следующее:

x <op>= y
x = x <op> y

Посмотрите на эти примеры:

ДополненнаяНазначение

СтандартнаяНазначение

эквивалентно

эквивалентно

эквивалентно

Операторы управления потоком исполнения

В Python операторы управления потоком данных представленны операторам if, for и while. В Python нет оператора switch; вместо этого следует использовать оператор if. Использование для перечисления через членов списка. Чтобы получить список цифр до числа — используйте функцию range(). Вот пример использования операторов:

rangelist = range(10)
>>> print rangelist

for number in rangelist:
    # Check if number is one of
    # the numbers in the tuple.
    if number in (3, 4, 7, 9):
        # «Break» terminates a for without
        # executing the «else» clause.
        break
    else:
        # «Continue» starts the next iteration
        # of the loop. It’s rather useless here,
        # as it’s the last statement of the loop.
        continue
else:
    # The «else» clause is optional and is
    # executed only if the loop didn’t «break».
    pass # Do nothing
 
if rangelist == 2:
    print «The second item (lists are 0-based) is 2»
elif rangelist == 3:
    print «The second item (lists are 0-based) is 3»
else:
    print «Dunno»
 
while rangelist == 1:
    pass

Операторы сравнения Python

Эти операторы сравнивают значения по обе стороны от них и определяют соотношение между ними. Они также называются реляционными операторами.

Предположим, что переменная a содержит 10, а переменная b содержит 20, тогда —

Переопределение операторов ‘==’ и ‘!=’

Операторы и ведут себя так же, как и их противоположности. То есть, возвращает , если объекты не имеют одинаковое значение. Оператор возвращает , если объекты не хранятся в одном и том же адресе памяти.

Еще одно различие между этими операторами заключается в том, что можно переопределить поведение / для пользовательского класса. Но нельзя переопределить поведение .

Если вы реализуете в пользовательском классе собственный метод , то сможете изменить поведение операторов / :

class TestingEQ:
    def __init__(self, n):
        self.n = n

    # используем '==', чтобы проверить четны ли оба числа
    # или нечетны
    def __eq__(self, other):
        if (self.n % 2 == 0 and other % 2 == 0):
            return True
        else:
            return False


print(5 == TestingEQ(1))
print(2 == TestingEQ(10))
print(1 != TestingEQ(2))

Выполнение кода дает следующий результат:

False
True
True

У Python много готовых библиотек для решения задач

Библиотеками в программировании называют инструменты для решения конкретных типов задач. Вот несколько примеров популярных библиотек для Python:

Pygame. Библиотека для создания небольших игр и мультимедийных приложений.

NumPy. Библиотека для работы с искусственным интеллектом и машинным обучением. Используется для сложных математических вычислений.

Pandas. Библиотека для работы с большими данными.

SQLAlchemy. Библиотека для работы с базами данных.

Django, Flask. Библиотеки для разработки серверной части приложений.

Наличие библиотек значит, что под каждую задачу есть свой инструмент. Придумывать что-то сложное с нуля не придется.

Как используется Python

Его можно встретить в вебе и на мобильных устройствах, в приложениях и решениях, связанных с машинным обучением (нейросети и искусственный интеллект), а также в качестве встроенной системы.

Веб-разработка

Чаще всего Python используется в веб-разработке. Для работы с ним подключают фреймворки: Pyramid, Pylons, TurboGears, Flask, CherryPy и — самый популярный — Django.

Существуют и движки для создания сайтов на Python:

• Abilian SBE;
• Ella;
• Saleor;
• Wagtail;
• Django-CMS.

Также на Python пишут парсеры для сбора информации в интернете.

Программы

Хоть язык не компилируется, с помощью него создают десктопные программы. Вот, к примеру, что было разработано на Python:

• GIMP — визуальный редактор на Linux;
• Ubuntu Software Center — центр приложений в ОС Ubuntu (один из дистрибутивов Linux);
• BitTorrent до 6 версии — менеджер торрент-закачек (позже программу переписали на C++, но сети peer-to-peer всё ещё работают на Python);
• Blender — программа для создания 3D-графики.

Мобильные приложения

Мобильная разработка на Python менее популярна. Для Android чаще пишут на Java, C#, C++ или Kotlin, а для iOS — на Swift или Objective-C. На Python обычно программируют серверную часть приложения. Например, клиент Instagram для iOS написан на Objective-C, а сервер — на Python.

Игры

Многие компьютерные игры были полностью или частично написаны на Python. Существует заблуждение, что этот язык не подходит для серьёзных проектов, но на самом деле он использовался в разработке таких хитов, как:

• Battlefield 2;
• World of Tanks;
• Civilization IV;
• EVE Online.

Несмотря на возможность реализации пользовательского интерфейса и работы с графикой, на Python в основном пишут скрипты — например, взаимодействия персонажей, запуска сцен, а также обработки событий.

Встроенные системы (embedded systems)

На Python разрабатывают встроенные системы для различных устройств. Например, язык прижился в Raspberry Pi (компьютер размером с карту памяти) и в «Сбербанке» для управления банкоматами.

Еще проекты со встроенной системой на Python:

• The Owl Embedded Python System;
• Python Embedded Tools;
• Embedded Python.

Язык применяется во встроенных системах станков с ЧПУ, средствах автоматического регулирования (температуры, расхода жидкостей, давления и так далее) и в телекоммуникационном оборудовании.

Операторы сравнения Python

Эти операторы сравнивают значения по обе стороны от них и определяют соотношение между ними. Они также называются реляционными операторами.

Предположим, что переменная a содержит значение 10, а переменная b содержит значение 20, тогда —

8.3. Оператор for¶

Оператор используется для перебора элементов
последовательности (например, строки, кортежа или списка) или другого итерируемого объекта:

for_stmt ::=  "for"  "in"  ":" 
              

Список выражений вычисляется один раз; он должен вернуть итерируемый объект. Итератор
создается для результата . Затем выполняется набор один раз для
каждого элемента, предоставленного итератором, в порядке, возвращенном
итератором. Каждый элемент в свою очередь присваивается целевому списку с
использованием стандартных правил присвоения (см. ), а затем
выполняется набор. Когда элементы исчерпаны (что происходит сразу же, когда
последовательность пуста или итератор вызывает исключение ),
выполняется набор в предложении , если оно присутствует, и цикл
завершается.

Оператор , выполняемый в первом наборе, завершает цикл
без выполнения набора предложения . Оператор ,
выполненный в первом наборе, пропускает остальную часть набора и переходит
к следующему элементу или к предложению , если следующий
элемент отсутствует.

Цикл for выполняет присваивания переменным в целевом списке. Это перезаписывает
все предыдущие присвоения этим переменным, в том числе сделанные в наборе
цикла for

for i in range(10):
    print(i)
    i = 5             # это не повлияет на цикл for
                      # потому что i будет перезаписан следующим
                      # индексом в range

Имена в целевом списке не удаляются после завершения цикла, но если
последовательность пуста, они не будут присвоены циклом. Подсказка: встроенная
функция возвращает итератор целых чисел, пригодный для эмуляции
эффекта Паскаля; например,
возвращает список .

Арифметические Операторы

В следующей таблице перечислены арифметические операторы, поддерживаемые Python:

Оператор
Пример
Смысл
Результат

 (unary)

Положительное значение

Другими словами, он на самом деле ничего не делает. В основном это существует ради дополнения отрицательных значений.

 (binary)

Сложение
Сумма и

 (unary)

Отрицательное значение
Значение равно с обратным знаком

 (binary)

Вычитание

вычитается из

Умножение
Перемножение и

Деление
Частное от деления на . Результат всегда относится к типу .

Модуль
Остаток от деления на

Округляющее деление(также называется Целочисленное деление)
Частное от деления на , округлённое до ближайшего минимального целого

Степень
Возведение в степень

 
Вот несколько примеров использования этих операторов:

>>> a = 4
>>> b = 3
>>> +a
4
>>> -b
-3
>>> a + b
7
>>> a - b
1
>>> a * b
12
>>> a / b
1.3333333333333333
>>> a % b
1
>>> a ** b
64

Результатом обычного деления() всегда является значение типа , даже если операнды делится нацело:

>>> 10 / 5
2.0
>>> type(10 / 5)
<class 'float'>

Если результат деления по полу() положительный, то дробная часть как бы обрезается, оставляя только целую часть. Когда результат отрицательный, результат округляется до следующего наименьшего(большего отрицательного) целого числа:

>>> 10 / 4
2.5
>>> 10 // 4
2
>>> 10 // -4
-3
>>> -10 // 4
-3
>>> -10 // -4
2

Кстати, заметьте, что в сеансе REPL можно увидеть результат вычисления выражения просто набрав его после подсказки не испольуя оператор , точно так же можно увидеть знчение переменной:

>>> 25
25
>>> x = 4
>>> y = 6
>>> x
4
>>> y
6
>>> x * 25 + y
106

Ключевые слова Python

Ключевое слово Python — это уникальный программный термин, предназначенный для выполнения какого-либо действия. В Python насчитывается до 33 таких ключевых слов, каждое из которых служит своей цели. Вместе они создают словарный запас языка Python. Словарный запас Эллочки-людоедочки из «12 стульев» Ильфа и Петрова больше!

Они представляют синтаксис и структуру программы Python. Так как все они зарезервированы, вы не можете использовать их имена для определения переменных, классов или функций.

Все ключевые слова в Python чувствительны к регистру. Таким образом, вы должны быть осторожны при использовании их в своем коде. Мы только что сделали снимок возможных ключевых слов Python. Попробуйте в консоли Python набрать следующий код:

>>> words = keyword.kwlist
>>> words

>>> len(words)
33

Всего 33 слова надо запомнить. Вот здесь о них поробнее:

1. False — Ложь
2. None — Пусто
3. True — Истина
4. and — И
5. as — менеджер контекста
6. assert  — возбуждает исключение при ложном значении условия
7. break — прервать
8. class — пользовательский тип данных, включающий атрибуты и методы манипулирования ими
9. continue — продолжить
10. def — определение функции
11. del — удаление объекта
12. elif — элемент конструкции выбора
13. else — элемент конструкции выбора
14. except — элемент конструкции исключений
15. finally — элемент конструкции исключений
16. for — цикл с известным количеством повторений
17. from — импорт функций из пакета
18. global — описание глобальной переменной внутри функии
19. if — элемент конструкции выбора
20. import — импорт пакета
21. in — включение
22. is — принадлежность
23. lambda — описание лямбда-фунции
24. nonlocal —
25. not — логическое отрицание НЕТ
26. or — логическое ИЛИ
27. pass — пусто, заглушка
28. raise — элемент конструкции исключений
29. return — возврат в вызывающую функцию
30. try — элемент конструкции исключений
31. with — менеджер контекста
32. while — цикл с неизвестным количеством повторений
33. yield — элемент конструкции исключений

Арифметические операторы Python

Предположим, что переменная a содержит 10, а переменная b содержит 20, тогда —

Перегрузка оператора Python

Python поддерживает перегрузку оператора. Существуют определенные методы для перегрузки оператора для объекта.

Посмотрим, что произойдет, когда оператор не поддерживается для класса.

class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i


d1 = Data(10)
d2 = Data(20)

d3 = d1 + d2
print(d3.id)

Выход:

Traceback (most recent call last):
  File "/Users/pankaj/Documents/PycharmProjects/PythonTutorialPro/hello-world/operators_examples.py", line 9, in 
    d3 = d1 + d2
TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'Data' and 'Data'

Если мы должны поддерживать + оператор для класса данных, мы должны определить метод __add __ () для него. Давайте посмотрим обновленный код и вывод.

class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i

    def __add__(self, other):
        return Data(self.id + other.id)


d1 = Data(10)
d2 = Data(20)

d3 = d1 + d2
print(d3.id)

Выход: 30.

Ниже таблица предоставляют методы переопределения для перегрузки оператора в Python.

Функции ввода ()

Многое временем в программе нам нужен какой-то вход от пользователя. Принимая входы от пользователя заставляет программу чувствовать себя интерактивными. В Python 3, чтобы принять вклад от пользователя, у нас есть функция Отказ Если вызывается функция ввода, поток программы будет остановлен до тех пор, пока пользователь не дал ввод и закончил вход с ключом возврата. Давайте посмотрим некоторые примеры:

Когда мы просто хотим взять вклад:

INP ()

Запустите код

Дать подсказку с сообщением:

Подскажите с сообщение(”)

Запустите код

3. Когда мы хотим взять целочисленный вход:

number = int(input('Please enter a number: '))

Запустите код

Если вы вводите не целочисленное значение, то Python бросит ошибку Отказ Поэтому, когда вы используете это, пожалуйста, убедитесь, что вы тоже поймаете. В противном случае ваша программа неожиданно прекратится после подсказки.

number = int(input('Please enter a number: '))
# Please enter a number: as
# Enter a string and it will throw this error
# ValueError: invalid literal for int() with base 10 'as'

4. Когда мы хотим ввод строки:

string = str(input('Please enter a string: '))

Запустите код

Хотя входы хранятся по умолчанию как строка. Используя Функция делает его понятно для читателя кода, что вход будет «строка». Хорошей практикой, чтобы упомянуть, какой тип ввода будет предпринят заранее.

Официальные документы

Типы данных

В Python доступны следующие структуры данных: списки (), кортежи () и словари (). Наборы доступны в библиотеке sets (но, она встроенна только в Python 2.5 и более поздние версии). Списки похожи на одномерные массивы (но вы также можете создавать списки, состоящие из других списков и получить многомерный массив), словари — ассоциативные массивы (так называемые хэш-таблицы, индексом в которых может быть любой тип данных), а кортежи представляют собой неизменяемые одномерные массивы (в Python «массивы» могут быть любого типа, так что вы можете смешивать например, целые числа, строки и т.д. в списках/словарях/кортежах). Индексом первого элемента в массивах всех типов является 0, а последний элемент можно получить по индексу -1. Переменные могут указывать на функции. Использование описанных типов данных выглядит следующим образом:

>>> sample = , ("a", "tuple")]
>>> mylist = 
>>> mylist = "List item 1 again" # Здесь происходит изменение элемента 0.
>>> mylist = 3.21 # Здесь вы назначаете последнему элементу списка значение 3.21
>>> mydict = {"Key 1": "Value 1", 2: 3, "pi": 3.14}
>>> mydict = 3.15 # Здесь вы изменяете значение элемента словаря. 
>>> mytuple = (1, 2, 3)
>>> myfunction = len
>>> print myfunction(mylist)
3

Вы можете работать только с частью элементов массива используя двоеточие (:). В таком случае, индекс до двоеточия указывает на первый элемент используемой части массива, а индекс после двоеточия — на элемент идущий ПОСЛЕ последнего элемента используемой части массива (он в подмассив не включается). Если первый индекс не указан — используется первый элемент массива, если не указан второй — последним элементом будет последний элемент массива. рассчитывать Отрицательные значения определяют положение элемента с конца. Пример:

>>> mylist = 
>>> print mylist

>>> print mylist

>>> print mylist

>>> print mylist

# Добавляя третий параметр «шаг» для вывода элементов списка
# Теперь индекс увеличивается не 1, как это принято в Python.
# Например, здесь будет напечатан первый элемент, затем третий (элементы 0 и 2, отсчет индекса начинается с 0).
>>> print mylist

Функция Len ()

Встроенный в Python 3. Этот метод возвращает длину (количество элементов) объекта. Требуется один аргумент Отказ

Аргументы

Требуется один аргумент, Отказ Этот аргумент может представлять собой последовательность (например, строку, байты, кортеж, список или диапазон) или коллекцию (например, словарь, набор или замороженный набор).

Образец кода

list1 =  # list
print(len(list1)) # prints 3 as there are 3 elements in the list1

str1 = 'basketball' # string
print(len(str1)) # prints 10 as the str1 is made of 10 characters

tuple1 = (2, 3, 4, 5) # tuple 
print(len(tuple1)) # prints 4 as there are 4 elements in the tuple1

dict1 = {'name': 'John', 'age': 4, 'score': 45} # dictionary
print(len(dict1)) # prints 3 as there are 3 key and value pairs in the dict1

Запустите код

Официальные документы

Циклы в Python:

В Python есть три цикла:

While Loop: Здесь сначала проверяется условие, и если оно истинно, управление будет перемещаться внутри цикла и выполнять операторы внутри цикла до тех пор, пока условие не станет ложным. Мы используем этот цикл, когда не уверены, сколько раз нам нужно выполнить группу операторов, или вы можете сказать это, когда мы не уверены в количестве итераций.

Рассмотрим пример:

count = 0
while (count < 10): print ( count ) count = count + 1 print ("Good bye!")

Output = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Good bye!

Цикл For: Как и цикл While, цикл For также позволяет повторять блок кода определенное количество раз. Разница в том, что в цикле For мы знаем необходимое количество итераций, в отличие от цикла While, где итерации зависят от условия. Вы получите лучшее представление о разнице между ними, посмотрев на синтаксис:

for variable in Sequence: statements

Обратите внимание, что здесь мы указали диапазон, это означает, что мы знаем, сколько раз будет выполняться блок кода. Рассмотрим пример:

Рассмотрим пример:

fruits =  for index in range(len(fruits)): print (fruits)

Output = Banana Apple Grapes

Вложенные циклы: Это в основном означает цикл внутри цикла. Это может быть цикл For внутри цикла While и наоборот. Даже цикл For может находиться внутри цикла For или цикла While внутри цикла While.

Рассмотрим пример:

count = 1
for i in range(10): print (str(i) * i) for j in range(0, i): count = count +1

Output = 1
22
333
4444
55555
666666
7777777
88888888
999999999

Сейчас самое подходящее время для введения функций в этот учебник по Python.

Логический оператор AND в Python

Вот простой пример логического оператора and.

x = 10
y = 20

if x > 0 and y > 0:
    print('Both x and y are positive numbers')

Вывод: и x, и y – положительные числа.

Перед выполнением логической операции выражения оцениваются. Таким образом, приведенное выше условие if аналогично приведенному ниже:

if (x > 0) and (y > 0):
    print('Both x and y are positive numbers')

В Python каждая переменная или объект имеет логическое значение.

if x and y:
    print('Both x and y have boolean value as True')

Вывод: И x, и y имеют логическое значение True, потому что функция len() ‘x’ и ‘y’ вернет 2, т.е.> 0.

Давайте подтвердим приведенное выше утверждение, определив настраиваемый объект. Python использует функцию __bool __() для получения логического значения объекта.

class Data:
    id = 0

    def __init__(self, i):
        self.id = i

    def __bool__(self):
        print('Data bool method called')
        return True if self.id > 0 else False


d1 = Data(-10)
d2 = Data(10)
if d1 and d2:
    print('Both d1 and d2 ids are positive')
else:
    print('Both d1 and d2 ids are not positive')

Вывод:

Data bool method called
At least one of d1 and d2 ids is negative

Обратите внимание, что функция __bool __() вызывается только один раз, что подтверждается выводом оператора печати. На диаграмме ниже изображена логическая блок-схема и схема работы

На диаграмме ниже изображена логическая блок-схема и схема работы.

Ввод и вывод данных

• Вывод данных осуществляется при помощи оператора print:

1
2
3
4
5

a = 1
b = 2
print(a)
print(a + b)
print('сумма = ', a + b)

Существует возможность записи инструкций в одну строку, разделяя их через . Однако не следует часто использовать такой способ, это снижает удобочитаемость:

1
2
3

a = 1; b = 2; print(a)
print(a + b)
print('сумма = ', a + b)

Для функции print может задаваться так называемый сепаратор — разделитель между элементами вывода:

1
2
3

x=2
y=5
print ( x, "+", y, "=", x+y, sep = " " )

Результат отобразится с пробелами между элементами: 2 + 5 = 7

Для форматированного вывода используется format:

1
2

x = 11
print ( "{:4d}".format(x) )

В результате выведется число 11, а перед ним два пробела, так как указано использовать для вывода четыре знакоместа.

Или с несколькими аргументами:

1
2

x = 2
print ( "{:4d}{:4d}{:4d}".format (x, x+x, x*x) )

В итоге каждое из значений выводится из расчета 4 знакоместа.

Ввод данных осуществляется при помощи оператора :

1
2

a = input()
print(a)

В скобках функции можно указать сообщение-комментарий к вводимым данным:

a = input ("Введите количество: ")

Функция input воспринимает входные данные, как поток символов. Поэтому, чтобы принять целочисленное значение, следует воспользоваться функцией int():

a = int (input())

Задание Python 1_1:
Используя операторы input и print, выведите значения целых переменных x=5 и y=3 в следующих форматах:
3+5=?
3 | 5 | 8
Z(5)=F(3)
x=5; y=3;
Ответ: (5;3)