- •Формальные языки записи алгоритмов
- •Трансляторы и интерпретаторы языков программирования
- •Зачем нужно уметь программировать?
- •Комментарии к коду
- •Комментарии к коду
- •Экзотические языки программирования Специальные, экзотические и эзотерические языки программирования
- •Эзотерические языки программирования
- •О языке Python
- •Рекомендуемая литература
- •Интерпретация и компиляция
- •Алгоритм работы простого интерпретатора:
- •Ввод-вывод в Python Ввод данных
- •Вывод данных
- •Установка Python и сред разработки
- •Установка интерпретатора
- •Установка интегрированной среды разработки
- •Cреда программирования wing ide
- •Ключевые слова и идентификаторы в Python Идентификаторы
- •Ключевые слова
- •Концепция присваивания
- •Функция определения длины строки в Python
- •Литералы строк в Python
- •Срезы строк в Python
- •Примеры срезов
- •Методы строк в Python
- •Методы find и rfind
- •Метод replace
- •Метод count
- •Работа с тестирующей системой
- •Задачи поиска, замены и удаления подстроки в строке в Python
- •Метод replace
- •Метод count
- •Удаление подстроки
- •Числа с плавающей точкой (вещественные)
- •Основные операции с вещественными числами
- •Логический тип (bool) в Python
- •Логические операции
- •Принцип условного исполнения
- •Условная инструкция в Python
- •Вложенные условные инструкции
- •Операторы сравнения
- •Логические операторы
- •Каскадные условные инструкции
- •Инструкция pass в Python
- •Инструкции управления циклом в Python
- •Цикл while в Python
- •Вывод числа с обратным порядком цифр и в заданной системе счисления
- •Тест простоты
- •Проверка простоты перебором делителей
- •Факторизация перебором делителей
- •Факторизация перебором делителей на python
- •Факторизация перебором делителей на pascal
- •Разложение числа на множители в Python
- •Алгоритм Евклида: Python
- •Проверка числа на простоту в Python
- •Функция range
- •Фильтрация потока чисел
- •Поиск числа в потоке на Python
- •Поиск максимального и минимального числа в потоке на Python
- •Генерация псевдослучайных чисел
- •Детерминированные генераторы
- •Обработка исключений
- •Генерация исключений
- •"Страхование" от ошибок
- •Функции в программировании
- •Важное дополнение
- •Как написать хорошую функцию
- •Преимущества структурного программирования
- •Без использования структурного программирования
- •С использованием структурного программирования
- •Задания
- •Данная программа ищет самый популярный фильм среди данных
- •Функции в Python
- •Вызов функции и возврат значения
- •Передача параметров в функцию
- •Примеры
- •Граф вызовов функций
- •Пример на языке си
- •Что вернет функция a() в место своего вызова?
- •В каком порядке будут напечатаны X() started и X() finished для a, b, c, d?
- •Стек вызовов
- •Области видимости переменных в Python
- •Правила видимости имен
- •Пример перекрытия областей видимости
- •Доступ на присваивание к нелокальным именам
- •Полиморфизм функций в Python
- •Контрольные вопросы
- •Решение
- •Решение
- •Математические функции в Python
- •Функции в библиотеке math
- •Степенные и логарифмические функции
- •Тригонометрические функции
- •Радианы в градусы и наоборот
- •Пример программы с математическими функциями
- •Кортежи в Python Кортежи в Python
- •Кортежи в логическом контексте
- •Присваивание нескольких значений за раз
- •Методы split и join для списка строк в Python
- •Списки в Python
- •Сортировка выбором
- •Пример сортировки выбором минимума на си
- •Пример сортировки выбором минимума на python
- •Пример сортировки выбором минимума на pascal
- •Сортировка методом пузырька
- •Реализация сортировки массива методом пузырька на языке python
- •Реализация сортировки массива методом пузырька на языке pascal
- •Модернизация сортировки методом пузырька
- •Случайное перемешивание массива в Python
- •Сортировка подсчетом
- •Пример сортировки подсчетом на python
- •Пример сортировки подсчетом на языке си
- •Пример сортировки подсчетом на языке pascal
- •Генерация псевдослучайных чисел
- •Детерминированные генераторы
- •Вычисление суммы натуральных чисел от 1 до n
- •Проверка строки на палиндромность
- •Суммирование списка
- •Наибольшее значение в списке
- •Числа фибоначчи
- •Быстрое возведение в степень
- •Ханойские башни
- •Ограничение на глубину рекурсии
- •Стиль программирования (для Python)
- •Основные правила pep 8: Форматирование
- •Комментарии
- •Функции
- •Работа с текстовыми файлами в Python открытие файла
- •Чтение данных из файла
- •Вывод данных в файл
- •Закрытие файла
- •Двумерные массивы в Python
- •Создание вложенных списков
- •Ввод двумерного массива
- •Пример обработки двумерного массива
- •Вложенные генераторы двумерных массивов
- •Генераторы таблиц
- •Вычисление произведения матриц
- •Многомерные списки в Python обработка и вывод вложенных списков
- •Создание двумерного списка
- •Ввод двумерного списка
- •Сложный пример обработки двумерной таблицы
- •Множества в Python
- •Создание множества
- •Изменение множества
- •Удаление элементов множества
- •Основные операции с множествами
- •Множества в логическом контексте
- •Множества
- •Задание множеств
- •Работа с элементами множеств
- •Перебор элементов множества
- •Операции с множествами
- •Словари (ассоциативные массивы) в Python
- •Когда нужно использовать словари
- •Создание словаря
- •Работа с элементами словаря
- •Перебор элементов словаря
- •Словари со смешанными значениями
- •Пример хранения списков в словаре
- •Пример дешифрации текста после алфавитной замены
- •Дан текст:
- •Итог всех замен:
- •Итог всех замен:
- •Окончательный вариант:
- •Рекурсивный перебор
- •Перебор всех подмножеств
- •Перебор всех k-элементных подмножеств
- •Перебор всех перестановок
- •Одномерное динамическое программирование: количество способов Задача о кузнечике
- •Рекурсивное решение
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Нерекурсивное решение
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Модификации задачи о кузнечике
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Одномерное динамическое программирование: наилучший способ задача о кузнечике со стоимостями
- •Пример на языке python
- •Пример на языке pascal
- •Восстановление ответа
- •Пример программы на языке python:
- •Пример программы на языке pascal:
- •Пример программы на языке python:
- •Пример программы на языке pascal:
- •Пример программы на языке python
- •Пример программы на языке pascal:
- •Линейные задачи
- •Рекурсивный перебор
- •Перебор всех подмножеств
- •Перебор всех k-элементных подмножеств
- •Перебор всех перестановок
- •Сортировка слиянием
- •Быстрая сортировка Хоара: Python
- •Асимптотика алгоритма
- •Объектно-ориентированное программирование
- •Классы в Python
- •Метод init
- •Создание экземпляров
- •Переменные экземпляра
- •Плановая обработка ошибок при помощи исключений в Python
- •Обработка исключений
- •Генерация исключений
- •“Страхование” от ошибок
- •Юнит-тестирование
- •Тестирование как этап разработки программы
- •Виджеты
- •Происхождение термина «виджет»
- •Типовые элементы интерфейса
- •Модуль tkinter Что такое tkinter?
- •Класс Tk
- •Общее для всех виджетов
- •Методы виджетов
- •"Системные" методы
- •Пример, часы:
- •Пример:
- •Основные виджеты
- •Методы виджета
- •Упаковщики
- •Привязка событий
- •Изображения
- •Пошаговые инструкции
- •Математические функции в Python
- •Функции в библиотеке math
- •Степенные и логарифмические функции
- •Тригонометрические функции
- •Радианы в градусы и наоборот
- •Пример программы с математическими функциями
- •Массивы чисел в модуле math Массивы чисел
- •Векторы
- •Математические операции над векторами
- •Векторные функции
- •Использование списков
- •Основы Numerical Python
- •К слову, о срезах
- •Задание координат и значений функций
- •Векторизация
- •Визуализация функций в Matplotlib
- •Набор точек
- •Функция
- •Украшения
- •Несколько кривых
- •Маркеры
- •Дополнительные аргументы plot()
- •Сохранение файла
- •Гистограммы
- •Модуль os в Python
- •Текущий рабочий каталог
- •Работа с именами файлов и каталогов
- •Получение содержимого каталога
- •Получение сведений о файле
- •Получение абсолютных путей
- •Анализ аргументов командной строки в Python
- •Примеры без использования argparse
- •Использование библиотеки argparse
Степенные и логарифмические функции
exp(x) |
Возвращает ex. |
log(x[, base]) |
При передаче функции одного аргумента x, возвращает натуральный логарифм x (логарифм по основанию e = 2.7182…). При передаче двух аргументов, второй берется как основание логарифма. |
log10(x) |
Возвращает десятичный логарифм x. |
pow(x, y) |
Возвращает x в степени y. В отличие от операции ** приводит оба аргумента к типу float. |
sqrt(x) |
Квадратный корень (square root) из x. |
Тригонометрические функции
acos(x) |
Возвращает арккосинус x, в радианах. |
asin(x) |
Возвращает арксинус x, в радианах. |
atan(x) |
Возвращает арктангенс x, в радианах. |
atan2(y, x) |
Возвращает atan(y/x), в радианах. Результат лежит в интервале [-π, π]. Вектор, конец, которого задается точкой (x, y) образует угол с положительным направлением оси x. Поэтому эта функция имеет более общее назначение, чем предыдущая. Например и atan(1), и atan2(1, 1) дадут в результате pi/4, но atan2(-1, -1) это уже -3*pi/4. |
cos(x) |
Возвращает косинус x, где x выражен в радианах. |
hyp(x, y) |
Возвращает sqrt(x**2+y**2). Удобно для вычисления гипотенузы (hyp) и длины вектора. |
sin(x) |
Возвращает синус x, где x выражен в радианах. |
tan(x) |
Возвращает тангенс x, где x выражен в радианах. |
Радианы в градусы и наоборот
degrees(x) |
Конвертирует значение угла x из радиан в градусы. |
radians(x) |
Конвертирует значение угла x из градусов в радианы. |
Пример программы с математическими функциями
from math import * # Импортируем библиотеку math
def my_function(x): x = fabs(x) # Наша функция будет четной y = sqrt(x) # Извлекаем корень квадратный y = exp(sin(y) + 1) # Берем синус, прибавляем 1, а затем это выражение сразу в показатель экспоненты return y print(my_function(2))
А можно написать эту функцию так (в функциональном стиле):
from math import *
def my_function(x): return exp(sin(sqrt(fabs(x))) + 1) print(my_function(2))
Массивы чисел в модуле math Массивы чисел
Списки — удобный способ хранения табулированных данных. Массив представляет собой объект, близкий к списку, но менее гибкий, а в вычислительном плане более эффективный. Когда мы используем компьютер для математических расчетов, мы часто сталкиваемся с огромным множеством чисел и связанных с ними арифметических операций. Хранение чисел в списках в таких случаях может привести к значительному снижению скорости работы программы, в то время как хранение в виде массивов чисел существенно ускоряет решение. Это может быть не очень важным для примеров этого курса, поскольку мы рассматриваем небольшие программы, работающие и с маленькими объемами данных, которые выдают результат в течение нескольких секунд. Тем не менее, более продвинутые приложения, особенно используемые для расчетов в промышленности и науке, прежде чем дать ответ, могут искать его недели и месяцы. Поэтому любая идея, уменьшающая время получения результата, всегда приветствуется. Однако, стоит сказать, что многие программисты изначально предъявляют слишком большое усердие в увеличении скорости, используя сложные конструкции, приводящие к тому, что программы становится дальше сложно поддерживать и совершенствовать. В первую очередь следует стремиться писать ясные, хорошо структурированные и легкие для понимания программы, а уже после этого, на следующем этапе вам будет гораздо проще разобраться как можно ускорить вычисления. В Python довольно часто самое ясное решение работает быстрее менее ясных.
Этот урок кратко знакомит нас с массивами — как они создаются и как могут использоваться. Работа с массивом обычно заканчивается большим количеством чисел, и довольно трудно понять, что они дают, если просто взглянуть на них. Поэтому такую информацию визуализируют в виде графиков кривых, о чем мы поговорим в следующем уроке. И там мы будем использовать массивы для хранения информации о координатах точек графика. То есть не только массивы требуют визуализации, но и графики требуют для себя массивов.
