Роман Сузи - Язык программирования Python

• Название: Язык программирования Python
• Автор: Роман Сузи
• Жанр: Программирование

Курс посвящен одному из бурно развивающихся и популярных в настоящее время сценарных языков программирования — Python. Язык Python позволяет быстро создавать как прототипы программных систем, так и сами программные системы, помогает в интеграции программного обеспечения для решения производственных задач. Python имеет богатую стандартную библиотеку и большое количество модулей расширения практически для всех нужд отрасли информационных технологий. Благодаря ясному синтаксису изучение языка не составляет большой проблемы. Написанные на нем программы получаются структурированными по форме, и в них легко проследить логику работы. На примере языка Python рассматриваются такие важные понятия как: объектно–ориентированное программирование, функциональное программирование, событийно–управляемые программы (GUI–приложения), форматы представления данных (Unicode, XML и т.п.). Возможность диалогового режима работы интерпретатора Python позволяет существенно сократить время изучения самого языка и перейти к решению задач в соответствующих предметных областях. Python свободно доступен для многих платформ, а написанные на нем программы обычно переносимы между платформами без изменений. Это обстоятельство позволяет применять для изучения языка любую имеющуюся аппаратную платформу.

---

Последовательности

Ниже обобщены основные методы последовательностей. Следует напомнить, что последовательности бывают неизменчивыми и изменчивыми. У последних методов чуть больше.

Синтаксис Семантика len(s) Длина последовательности s x in s Проверка принадлежности элемента последовательности. В новых версиях Python можно проверять принадлежность подстроки строке. Возвращает True или False x not in s = not x in s s + s1 Конкатенация последовательностей s*n или n*s Последовательность из n раз повторенной s. Если n < 0, возвращается пустая последовательность. s[i] Возвращает i–й элемент s или len(s)+i–й, если i < 0 s[i:j:d] Срез из последовательности s от i до j с шагом d будет рассматриваться ниже min(s) Наименьший элемент s max(s) Наибольший элемент s

Дополнительные конструкции для изменчивых последовательностей:

s[i] = x i–й элемент списка s заменяется на x s[i:j:d] = t Срез от i до j (с шагом d) заменяется на (список) t del s[i:j:d] Удаление элементов среза из последовательности Некоторые методы для работы с последовательностями

В таблице приведен ряд методов изменчивых последовательностей (например, списков).

Метод Описание append(x) Добавляет элемент в конец последовательности count(x) Считает количество элементов, равных x extend(s) Добавляет к концу последовательности последовательность index(x) Возвращает наименьшее i, такое, что s[i] == x. Возбуждает исключение ValueError, если x не найден в s insert(i, x) Вставляет элемент x в i–й промежуток pop(i) Возвращает i–й элемент, удаляя его из последовательности reverse() Меняет порядок элементов s на обратный sort([cmpfunc]) Сортирует элементы s. Может быть указана своя функция сравнения cmpfunc Взятие элемента по индексу и срезы

Здесь же следует сказать несколько слов об индексировании последовательностей и выделении подстрок (и вообще — подпоследовательностей) по индексам. Для получения отдельного элемента последовательности используются квадратные скобки, в которых стоит выражение, дающее индекс. Индексы последовательностей в Python начинаются с нуля. Отрицательные индексы служат для отсчета элементов с конца последовательности (-1 — последний элемент). Пример проясняет дело:

>>> s = [0, 1, 2, 3, 4]

>>> print s[0], s[-1], s[3]

0 4 3

>>> s[2] = -2

>>> print s

[0, 1, -2, 3, 4]

>>> del s[2]

>>> print s

[0, 1, 3, 4]

Примечание:

Удалять элементы можно только из изменчивых последовательностей и желательно не делать этого внутри цикла по последовательности.

Несколько интереснее обстоят дела со срезами. Дело в том, что в Python при взятии среза последовательности принято нумеровать не элементы, а промежутки между ними. Поначалу это кажется необычным, тем не менее, очень удобно для указания произвольных срезов. Перед нулевым (по индексу) элементом последовательности промежуток имеет номер 0, после него — 1 и т.д.. Отрицательные значения отсчитывают промежутки с конца строки. Для записи срезов используется следующий синтаксис:

последовательность[нач:кон:шаг]

где нач — промежуток начала среза, кон — конца среза, шаг — шаг. По умолчанию нач=0, кон=len(последовательность), шаг=1, если шаг не указан, второе двоеточие можно опустить.

А теперь пример работы со срезами:

>>> s = range(10)

>>> s

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

>>> s[0:3]

[0, 1, 2]

>>> s[-1:]

[9]

>>> s[::3]

[0, 3, 6, 9]

>>> s[0:0] = [-1, -1, -1]

>>> s

[-1, -1, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

>>> del s[:3]

>>> s

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

Как видно из этого примера, с помощью срезов удобно задавать любую подстроку, даже если она нулевой длины, как для удаления элементов, так и для вставки в строго определенное место.

Тип dict

Словарь (хэш, ассоциативный массив) — это изменчивая структура данных для хранения пар ключ–значение, где значение однозначно определяется ключом. В качестве ключа может выступать неизменчивый тип данных (число, строка, кортеж и т.п.). Порядок пар ключ–значение произволен. Ниже приведен литерал для словаря и пример работы со словарем:

d = {1: 'one', 2: 'two', 3: 'three', 4: 'four'}

d0 = {0: 'zero'}

print d[1] # берется значение по ключу

d[0] = 0   # присваивается значение по ключу

del d[0]   # удаляется пара ключ–значение с данным ключом

print d

for key, val in d.items(): # цикл по всему словарю

 print key, val

for key in d.keys(): # цикл по ключам словаря

 print key, d[key]

for val in d.values(): # цикл по значениям словаря

 print val

d.update(d0) # пополняется словарь из другого

print len(d) # количество пар в словаре

Тип file

Объекты этого типа предназначены для работы с внешними данными. В простом случае — это файл на диске. Файловые объекты должны поддерживать основные методы: read(), write(), readline(), readlines(), seek(), tell(), close() и т.п.

Следующий пример показывает копирование файла:

f1 = open("file1.txt", "r")

f2 = open("file2.txt", "w")

for line in f1.readlines():

 f2.write(line)

f2.close()

f1.close()

Стоит заметить, что кроме собственно файлов в Python используются и файлоподобные объекты. В очень многих функциях просто неважно, передан ли ей объект типа file или другого типа, если он имеет все те же методы (и в том же смысле). Например, копирование содержимого по ссылке (URL) в файл file2.txt можно достигнуть, если заменить первую строку на

import urllib

f1 = urllib.urlopen("http://python.onego.ru")

О модулях, классах, объектах и функциях будет говориться на других лекциях.

Выражения

В современных языках программирования принято производить большую часть обработки данных в выражениях. Синтаксис выражений у многих языков программирования примерно одинаков. Синтаксис выражений Python не удивит программиста чем–то новым. (Разве что цепочечные сравнения могут приятно порадовать.)

Приоритет операций показан в нижеследующей таблице (в порядке уменьшения). Для унарных операций x обозначает операнд. Ассоциативность операций в Python — слева–направо, за исключением операции возведения в степень (**), которая ассоциативна справа налево.

Операция Название lambda лямбда–выражение or логическое ИЛИ and логическое И not x логическое НЕ in, not in проверка принадлежности is, is not проверка идентичности <, <=, >, >=, !=, == сравнения | побитовое ИЛИ ^ побитовое исключающее ИЛИ & побитовое И <<, >> побитовые сдвиги +, - сложение и вычитание *, /, % умножение, деление, остаток +x, -x унарный плюс и смена знака ~x побитовое НЕ ** возведение в степень x.атрибут ссылка на атрибут x[индекс] взятие элемента по индексу x[от:до] выделение среза (от и до) f(аргумент, ...) вызов функции ( ... ) скобки или кортеж [ ... ] список или списковое включение {кл:зн, ...} словарь пар ключ–значение `выражения` преобразование к строке (repr)

Таким образом, порядок вычислений операндов определяется такими правилами: