Интерактивный интерпретатор

Данный курс будет посвящен изучению программирования с использованием языка Python. Это — современный язык программирования, работающий на всех распространённых операционных системах. Также существует специальная модификация питона, работающая на микроконтроллерах — MicroPython.

В настоящее время существует две версии языка Python: более старая, но пока ещё широко распространённая версия 2 и современная версия 3. Они не вполне совместимы друг с другом: программа, написанная для одной версии языка, может оказаться невыполнимой для другой версии. Но в основном обе версии очень похожи.

Мы будем использовать версию 3 данного языка, некоторые из используемых примеров не будут работать с версией 2. Последняя версия языка, доступная в июне 2017 года — 3.6.1. О том, что и как нужно установить дома, будет написано ниже (в 10-й задаче). Первые эксперименты удобно провести в интерактивной консоли на страничке https://www.python.org/shell/.

Итак, в интерактивной консоли вы увидите примерно следующее приглашение командной строки:

Python 3.6.0 (default, Jan 13 2017, 00:00:00)
[GCC 4.8.4] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

Смело вводите команды и наслаждайтесь результатом. А что можно вводить? Несколько примеров:

>>> 2 + 2
4
>>> 2 ** 100
1267650600228229401496703205376
>>> 123454321**0.5
11111.0
>>> 'Hello' + 'World'
'HelloWorld'
>>> 'ABC' * 10
'ABCABCABCABCABCABCABCABCABCABC'

Первая команда вычисляет сумму двух чисел, вторая команда вычисляет 2 в степени 100, третья команда извлекает квадратный корень из числа 123454321, четвёртая команда выполняет операцию конкатенации (склейку) для строк, а пятая команда печатает строку 'ABC', повторенную 10 раз.

Типы данных

Итак, мы видим, что Питон умеет работать как минимум с двумя видами данных — числами и строками. Числа записываются последовательностью цифр, также перед числом может стоять знак минус, а строки записываются в одинарных кавычках. 2 и '2' — это разные объекты, первый объект — число, а второй —строка. В питоне вообще все данные называются объектами. Число 2 представляется объектом «число 2», строка 'hello' – это объект «строка 'hello'». Каждый объект относится к какому-то типу. Строки хранятся в объектах типа str, целые числа хранятся в объектах типа int. Тип объекта определяет, какие действия можно делать с объектами этого типа. Так операция + для целых чисел и для строк работает по-разному: для чисел это сложение, а для строк —конкатенация.

Кроме целых чисел есть и другой класс чисел: действительные (вещественные числа), представляемые в виде десятичных дробей. Они записываются с использованием десятичной точки, например, 2.0. В каком-то смысле, 2 и 2.0 имеют равные значение, но это —разные объекты. Например, можно вычислить значения выражения 'ABC' * 10 (повторить строку 10 раз), но нельзя вычислить 'ABC' * 10.0.

Определить тип объекта можно при помощи функции type:

>>> type(2)
<class 'int'>
>>> type('2')
<class 'str'>
>>> type(2.0)
<class 'float'>

Обратите внимание —type является функцией, аргументы функции указываются в скобках после ее имени.

Вот список основных операций для чисел:
A + B — сумма;
A - B — разность;
A * B — произведение;
A / B — частное;
A ** B — возведение в степень. Полезно помнить, что квадратный корень из числа x — это x ** 0.5, а корень степени n это x ** (1 / n).

Есть также унарный вариант операции -, то есть операция с одним аргументом. Она возвращает число, противоположное данному. Например: -A.

В выражении может встречаться много операций подряд. Как в этом случае определяется порядок действий? Например, чему будет равно 1 + 2 * 3 ** 1 + 1? В данном случае ответ будет 8, так как сначала выполняется возведение в степень, затем — умножение, затем — сложение.

Более общие правила определения приоритетов операций такие:
1. Выполняются возведения в степень справа налево, то есть 3 ** 3 ** 3 это \(3^{(3^3)}\).
2. Выполняются унарные минусы (отрицания).
3. Выполняются умножения и деления слева направо. Операции умножения и деления имеют одинаковый приоритет.
4. Выполняются сложения и вычитания слева направо. Операции сложения и вычитания имеют одинаковый приоритет.

Основные операции над строками:
A + B — конкатенация;
A * n — повторение n раз, значение n должно быть целого типа.

Преобразование типов

Иногда бывает полезно целое число записать, как строку. И, наоборот, если строка состоит из цифр, то полезно эту строку представить в виде числа, чтобы дальше можно было выполнять арифметические операции с ней. Для этого используются функции, одноименные с именем типа, то есть int, float, str. Например, int('123') вернет целое число 123, а str(123) вернет строку '123'.

Пример:

>>> str(2 + 2) * int('2' + '2')
'4444444444444444444444'

Результатом будет строка из числа 4, повторенная 22 раза.

Упражнения

Вопросы