В реальной жизни данные редко хранятся в виде сплошного текста. Чаще всего они представляют собой структурированные данные, например, таблицы или словари, поэтому для их эффективного хранения требуется не просто текстовый формат .txt, а более специализированные форматы, устанавливающие строгие правила для организации данных. Например, для хранения табличных данных часто используются CSV-файлы (от англ. Comma-Separated Values – значения, разделённые запятыми).
Стандартная библиотека Python предоставляет набор модулей, позволяющий работать с файлами различных форматов, в том числе, с CSV-файлами. Для этого предназначен модуль csv, который берёт на себя всю работу по кодированию, декодированию и обработке специальных символов, позволяя программисту сосредоточиться на работе с данными.
Ошибки в программировании неизбежны, однако важно научиться распознавать и грамотно реагировать на них. При одних ошибках код вовсе не запустится, а при других аварийно завершится при выполнении строки с ошибкой. Однако Python – очень дружелюбный язык, и всегда старается подсказать, в чем проблема.
Самый частый гость у начинающих программистов – это синтаксические ошибки, например, опечатки или пропущенные символы. Python в этом плане очень строгий и требует, чтобы код был написан по определенным правилам. Если вы допустите такую ошибку, Python даже не запустит вашу программу, а сразу сообщит, что именно ему не понравилось.
Например, выведем сообщение на экран, но пропустим закрывающую скобку при вызове функции print():
print("Эта инструкция написана не очень правильно"
Запустив этот код, вы увидите примерно такое сообщение о синтаксической ошибке:
Traceback (most recent call last):
File "/home/irina/projects/task.py", line 2
print("Эта инструкция написана не очень правильно"
^
SyntaxError: '(' was never closed
В процессе разработки программ часто возникает необходимость многократно выполнять одни те же действия. Например, представим, что мы управляем роботом на клетчатом поле, и за одно действие можем переместить его только на одну клетку. Чтобы сдвинуть его на 3 клетки, нам придется 3 раза повторить команду перемещения:
step = 0
step += 1
print(f"Шагов сделано: {step}")
# Вывод: Шагов сделано: 1
step += 1
print(f"Шагов сделано: {step}")
# Вывод: Шагов сделано: 2
step += 1
print(f"Шагов сделано: {step}")
# Вывод: Шагов сделано: 3
Но что, если нужно переместить робота на 100 или даже 1000 клеток? Повторять одну и ту же команду столько раз достаточно утомительно. Именно для таких ситуаций в программировании используются циклы – специальные конструкции, позволяющие многократно повторять определенный фрагмент кода, называемый телом цикла. Они существенно упрощают решение задач, связанных с многократным выполнением одинаковых действий.
Ветвление – это фундаментальный механизм в программировании, позволяющий выполнять различные действия в зависимости от условия. Это похоже на принятие решений в реальной жизни: «Если я наберу 100 очков, то перейду на следующий уровень. Иначе мне придётся сыграть ещё раз».
В Python ветвление реализуется с помощью условных операторов if (с англ. – если), elif (от англ. else if – иначе если) и else (с англ. – иначе):
if условие_1:
блок_кода_1
elif условие_2:
блок_кода_2
else:
блок_кода_3
Каждое условие – это логическое выражение, результат которого может быть либо истинным (True), либо ложным (False). Если первое условие в if истинно, то выполняется соответствующий блок кода, иначе – проверяется следующее условие в elif и так далее. Если все условия оказались ложными, то выполняется блок кода else.
Принадлежность кода к блоку if, elif или else определяется обязательным отступом (обычно 4 пробела). Отсутствие или неправильный отступ приведет к ошибке IndentationError.
Логическими выражениями называют утверждения, которые могут быть оценены как истинные или ложные. Например, выражение «Идёт дождь» в зависимости от погоды будет истинным или ложным. Так и в Python результатом вычисления любого логического выражения всегда будет значение логического типа данных True или False.
Логические выражения в сочетании с ветвлением являются фундаментальным инструментом в программировании, позволяя выполнять различные действия в зависимости от того, выполняются ли определенные условия. С их помощью можно реализовать проверку пароля, фильтрацию данных или управление потоком выполнения программы.
Любой объект в Python обладает определенным логическим значением, которое можно получить с помощью встроенной функции bool() (от англ. boolean – булев (логический) тип данных).
Функция bool() возвращает True, если объект считается истинным, и False, если объект считается ложным.
К истинным значениям относятся любые непустые объекты и ненулевые числа:
print(bool("В саду распустились розы"))
# Вывод: True
print(bool({"Имя": "Копатыч", "Место жительства": "Долина Смешариков"}))
# Вывод: True
print(bool(256))
# Вывод: True
Важной частью любой программы являются операции ввода-вывода: получение данных от пользователя и отправка результатов обратно. В самом простом виде в Python это реализуются в виде двух встроенных функций: уже знакомой нам функции print() для вывода данных на экран, и функции input() для получения данных от пользователя.
Функция print() – одна из наиболее используемых функций в Python, позволяющая выводить различные объекты на экран.
По умолчанию все объекты разделяются пробелом, а в конце добавляется символ переноса строки (\n), поэтому каждый следующий вызов функции print() выводит данные на новой строке. Однако такое поведение можно изменить с помощью параметров sep (от англ. separator – разделитель) и end (c англ. – конец).
При изменении параметра sep все значения разделяются между собой его значением, а не пробелом. В качестве разделителя можно передать любую строку:
print(1, 2, 3, sep=" | ")
# Вывод: 1 | 2 | 3
print("Ручка", "Карандаш", "Линейка", sep="_")
# Вывод: Ручка_Карандаш_Линейка
print("x", "y", "z", sep="\t")
# Вывод: x y z
Программирование на Python требует внимания ко многим деталям, особенно когда речь идет о работе с текстом.
В Python некоторые последовательности символов, начинающиеся с обратного слэша (\), интерпретируются особым образом. Такие последовательности называют управляющими символами или escape-последовательностями. Они необходимы для задания специфичных действий в тексте, таких как перенос строки, табуляция или возврат каретки.
Символ переноса строки (\n) позволяет вывести на экран несколько строк текста без использования дополнительных вызовов функции print():
poem = "Духовной жаждою томим,\nВ пустыне мрачной я влачился."
print(poem)
Здесь символ \n указывает Python, что после "Духовной жаждою томим," следует перейти на новую строку:
Строки в Python представлены типом str (от англ. string – строка) и представляют собой упорядоченные последовательности символов, заключённые в кавычки. Строки используются для хранения и обработки текстовой информации. Будь то имена, адреса, тексты книг или любые другие данные, которые можно представить в виде текста, в Python они обычно обрабатываются как строки.
Для создания строковой переменной достаточно заключить любой текст в одинарные (') или в двойные (") кавычки:
message = 'Что на ужин?'
reply_message = "" # Пустая строка – тоже строка
Помимо базовых арифметических операций, Python предлагает набор встроенных функций, которые помогают работать с числами – это функция abs(), возвращающая модуль числа, функция round() для округления чисел, и функция pow(), эквивалентная оператору возведения в степень.
Функция abs() (от англ. absolute — абсолютный) позволяет получить абсолютное значение числа, то есть его модуль. В математике модуль представляет собой расстояние на числовой прямой от этого числа до 0. И так как расстояние не может быть отрицательным, то можно сказать, что модулем числа является это же число, но без учёта знака.
Функция abs() очень проста в использовании и в любом случае возвращает положительное значение этого же числа:
print(abs(5))
# Вывод: 5
print(abs(-10))
# Вывод: 10
print(abs(-3.14))
# Вывод: 3.14
В Python числа поддерживают широкий спектр арифметических операций, которые являются основой для выполнения математических расчетов. Возможны как самые простые операции: сложение, вычитание, умножение и деление, так и более специфичные: получение остатка от деления, целочисленное деление и возведение в степень.
Арифметические операции в Python выполняются как в математике, то есть сначала выполняется возведение в степень (**), затем – умножение (*) и деление (/, // и %), и в последнюю очередь – сложение (+) и вычитание (-). При этом операторы, имеющие одинаковый приоритет, выполняются слева направо.
Однако мы можем явно определить порядок выполнения операций используются круглые скобки. Выражения в скобках всегда вычисляются первыми:
print(2 + 2 * 2)
# Вывод: 6
print((2 + 2) * 2)
# Вывод: 8