Основы программирования на Python Каширский / методички / Лабораторная работа № 1 2025 без VSC

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Тема. Среды разработки IDLE и Visual Studio Code.

Цель. Познакомиться со средами разработки программ на языке Python.

Теоретический материал 1 Установка Python

Предварительно следует проверить установлен или нет Phython. Для этого запустите командную строку и выполните команду "python --version". Если Python установлен, то будет выведен номер установленной версии Python (рисунок 1).

Рисунок 1 – Определение установленной версии Python в командной строке

В противном случае следует произвести установку Python. Зайдите на официальный сайт Python – https://www.python.org/. Скачайте установочный файл последней версии, пройдя в раздел меню Downloads и выбрав нужную платформу. Например, если вы используете операционную систему Windows, то необходимо выбрать одноименный раздел и скачать установочный файл, нажав на кнопку (рисунок 2).

Рисунок 2 – Страница сайта Phyton с раскрытым разделом меню Downloads

Запустив на выполнение скачанный установочный файл. Обязательно добавьте python.exe в PATH, установив соответствующий флажок в окне установки (рисунок 3). Нажмите на Install Now и следуйте дальнейшим указаниям установщика.

Рисунок 3 – Окно установщика Python

Убедитесь, что установка прошла успешно, выполнив в командной строке команду

"python --version".

2 Среда разработки IDLE

В комплект поставки Python входит интегрированная среда разработки IDLE (Integrated Development and Learning Environment), в которой редактирование программы выполняется намного удобнее, чем в простом текстовом редакторе или терминале. IDLE также имеет встроенную систему отладки, позволяющую запускать программу построчно, что облегчает процесс поиска ошибок.

IDLE написана на языке Python с использованием пакета для создания графического пользовательского интерфейса (Graphical User Interface, GUI) Tkinter. Поэтому IDLE

запускается в любой операционной системе, для которой существует реализация Python. Чтобы запустить IDLE в операционной системе Windows войдите в меню «Пуск» и

найдите раздел «Python 3.x», где x – номер установленной версии Python. В этом разделе находится ярлык для запуска IDLE (рисунок 4). Также можно быстро найти его через «Поиск» около меню «Пуск», набрав в поле поиска «IDLE».

Рисунок 4 – Запуск IDLE через меню «Пуск» операционной системы

Интегрированная среда разработки IDLE имеет два основных режима работы:

−интерактивный режим (Shell Mode);

−сценарный режим или режим редактирования (Edit Mode).

Одновременное использование интерактивного и сценарного режимов при создании

иотладке программы создает предпосылки для наиболее эффективной и качественной работы.

Панель инструментов среды разработки имеет следующие меню, предназначенные для задания различных режимов ее работы:

−меню «File» (окна Shell и Editor):

−New File (Ctrl+N) – создает окно Editor для редактирования нового файла (может быть создано несколько таких окон);

−Open (Ctrl+O) – открывает существующий файл;

−Recent Files – открывает список используемых файлов (нужный файл необходимо отметить щелчком мышки);

−Open Module... (Alt+M) – открывает существующий модуль (поиск ведется в sys.path);

−Class Browser (Alt+C) – показывает функции, классы и методы в виде дерева в текущем окне "Editor";

−Path Browser – показывает sys.path директорий, модулей, функций, классов и методов в виде дерева;

−Save (Ctrl+S) – сохраняет содержимое текущего окна в ассоциированном с ним файле, если он один. Окна, которые были изменены после открытия и последние сохраненные окна отмечаются звездочкой (*) соответственно перед и после наименования окна. Если ассоциированного файла нет, выполняется команда Save As;

−Save As... (Ctrl+Shift+S) – сохраняет содержимое окна в указанном файле. Этот файл становится ассоциированным файлом для окна;

−Save Copy As... (Alt+Shift+S) – сохраняет содержимое окна в другом файле без изменения ассоциированного файла;

−Print Window (Ctrl+P) – печатает содержимое окна на принтере, заданном по умолчанию;

−Close (Alt+F4) – закрывает текущее окно (если содержимое окна не сохранено, спрашивает, нужно ли его сохранять);

−Exit (Ctrl+Q) – закрывает текущие окна и выходит из среды IDLE (если имеются окна с несохраненным содержимым, спрашивает, надо ли его сохранять);

−меню «Edit» (окна Shell и Editor) – содержит описание команд редактора;

−меню «Shell» (только окно Shell):

−View Last Restart (F6) – осуществляет скролирование окна Shell до последнего рестарта;

−Restart Shell (Ctrl+F6) – осуществляет рестарт для очистки окружения;

−Interrupt Execution (Ctrl+C) – прекращает выполнение программы;

−меню «Debug» (только окно Shell) – содержит описание команд отладчика;

−меню «Format» (только окно Editor) – выполняет форматирование текста программы;

−меню «Run» (только окно Editor):

−Check Module (Alt+X) – проверяет синтаксис только что открытого модуля в окне Editor. Если модуль не сохранен, спрашивает, надо ли сохранять. Если обнаружена ошибка, указывается в окне Editor ее приблизительное местоположение;

−Run Module (F5) – осуществляет проверку модуля (как в пункте Check Module). Если ошибок не обнаружено, выполняет модуль. Результаты выполнения помещаются в окно Shell, которое остается активным. В это время можно использовать полученные результаты;

−меню «Options» (окна Shell и Editor):

−Configure IDLE – выполняет конфигурирование среды IDLE (задает шрифт, его размер, цвет и др.);

−Zoom height (Alt+2) – изменяет высоту окна;

−меню «Window» (окна Shell и Editor):

−*IDLE Shell 3.x* – возвращает к окну Shell;

−меню «Help» (окна Shell и Editor):

−About IDLE – содержит общие сведения о среде IDLE;

−IDLE Doc – описывает режимы работы и возможности среды IDLE;

−Python Docs (F1) – указывает ссылки на документацию языка Python;

−Turtle Demo – демонстрирует возможности модуля turtle, который разработан как средство обучения программированию.

Чтобы облегчить работу с кодом, IDLE предлагает несколько функций, которые доступны в обоих режимах:

– Автоматическая расстановка отступов. IDLE автоматически добавляет отступы с учетом предыдущего уровня вложенности. По умолчанию используется отступ в четыре пробела. Стандартный отступ можно настроить, задав необходимое количество пробелов в

«Options» → «Configure IDLE» → «Windows» → «Indent spaces». При нажатии на клавиатуре «Enter» в нужных конструкциях, отступы создаются автоматически. Для того

чтобы сдвинуться на предыдущий уровень необходимо нажать на клавиатуре «Backspace» или стрелку «Влево». Если же наоборот необходимо сдвинуться вправо, то нажмите «Tab» или стрелку «Вправо». При нажатии «Enter» после инструкции pass, return, break, continue или raise каретка автоматически возвращается к прежнему отступу.

– Подсветка синтаксиса. IDLE осуществляет визуальное выделение элементов кода, при котором его части окрашиваются в разные цвета в зависимости от своего функционального назначения (таблица 1), что в свою очередь упрощает чтение кода.

Таблица 1 – Стандартная синтаксическая подсветка кода в IDLE

Параметры подсветки синтаксиса можно настроить в «Options» → «Configure IDLE» → «Highlighting». В открывшемся окне (рисунок 5) можно изменить цвет частей кода и фона, создать собственный стиль подсветки или выбрать готовый. Чтобы сохранить изменения, нажмите «Apply» или «Ok».

Рисунок 5 – Окно настройки подсветки синтаксиса

– Подсказки к коду. При вызове функции или метода, после открывающейся скобки (где далее будут прописаны аргументы) IDLE отображает подсказку, в которой описаны

ожидаемые функцией аргументы (рисунок 6). Чтобы выбрать предложенный аргумент из списка необходимо нажать «Enter». Подсказка отображается до тех пор, пока не закрыта скобка.

Рисунок 6 – Подсказка при вызове функции

– Автозавершение фраз и конструкций. Благодаря этой функции нет необходимости писать названия переменных и конструкций полностью, что позволяет увеличить скорость написания кода. Начните вводить название переменной или функции и нажмите на клавиатуре «Tab» или «Alt + /», и IDLE предложит дополнить его. Если есть несколько вариантов, то они будут показаны в виде списка (рисунок 7). Для выбора нужного элемента из него необходимо нажать горячую клавишу ещё раз.

Рисунок 7 – Список вариантов автозавершения вводимой фразы

– Вывод истории команд. IDLE позволяет повторно использовать предыдущие команды без их перепечатывания. Чтобы полистать историю введенных ранее команд, установите курсор после «>>>» и нажмите комбинацию клавиш «Alt + N», чтобы листать вперед, или «Alt + P», для пролистывания назад. Чтобы использовать найденную команду, установите курсор в её конец и нажмите «Enter».

2.1 Работа в интерактивном режиме

Чтобы начать работу в интерактивном режиме, просто кликните на ярлык IDLE и запустите программу. Открывшееся окно Shell (рисунок 8) будет похоже на терминал или командную строку.

Рисунок 8 – Начальный вид окна Shell

Окно Shell содержит:

–панель инструментов, включающую в себя следующие меню: «File», «Edit», «Shell», «Debug», «Options», «Windows» и «Help»;

–информацию: о версии языка, о дате ее создания, об используемой разрядности;

–приглашение к работе в виде трех символов «>>>».

Интерактивную оболочку можно перезапускать, не закрывая и не перезагружая всю среду IDLE. Для этого выберите в главном меню «Shell» → «Restart Shell» или используйте горячие клавиши «Ctrl + F6». Весь предыдущий вывод, переменные и состояние будут утеряны, и вы начнёте работу с чистого листа.

Интерактивный режим также называется Python REPL (read-eval-print loop): read –

интерпретатор считывает команды, eval – выполняет их, print – выводит результат, loop – повторяет этот цикл. Таким образом все что будет написано в нем после «>>>» будет сразу же выполнено построчно.

Интерактивный режим можно использовать в качестве калькулятора: например, набрав после приглашения 2+3 и нажав Enter, получаем на экране 5 (рисунок 9).

Рисунок 9 – Сложение двух чисел в интерактивном режиме

Но основным назначением интерактивного режима является непосредственное выполнение операторов языка Python. Это может быть использовано для проверки работоспособности отдельных фрагментов программы.

Рассмотрим в качестве примера два двухстрочных фрагмента программы, введенных в интерактивном режиме работы IDLE (рисунок 10).

Рисунок 10 – Фрагменты программ, введенные в окне Shell

Первая строка этих фрагментов программы начинается с символа # и является комментарием, который не обрабатывается интерпретатором. Комментарий продолжается до конца строки, т.е. в языке Python все комментарии являются однострочными, при этом не допускается использование перед символом # кавычек.

Вторая строка первого фрагмента содержит встроенную функцию print(), которая осуществляет вывод переданного в качестве аргумента в эту функцию сообщения «Привет, Мир» в окно среды разработки. После нажатия клавиши «Enter» программа начнет выполняться и на экране появится сообщение «Привет, Мир» (рисунок 11). Во втором фрагменте программы используется встроенная функция input(), которая выводит в окно среды разработки «Введите число» и ожидает ввода данных. После ввода данных (число 5) и нажатия клавиши «Enter» введенные данные появляются на экране.

Рисунок 11 – Результат выполнения двух фрагментов программы в окне Shell

Необходимо отметить, что в отличие от большинства других языков программирования язык Python для разделения операторов использует перевод строки.

Интерпретатор Phyton имеет внутреннюю систему оказания помощи. Для того чтобы воспользоваться ее необходимо в окне Shell вызвать встроенную функцию help(). Если ни один аргумент функции не задан, то на экран выводится текст, поясняющий работу функции (рисунок 12).

Рисунок 12 – Результат выполнения функции help

Для получения полного списка ключевых слов языка необходимо после приглашения

«help>» ввести keywords (рисунок 13).

Рисунок 13 – Список ключевых слов Phyton

Чтобы получить информацию о необходимом ключевом слове следует набрать его имя после приглашения «help>». Для возврата в интерактивный режим интерпретатора необходимо набрать quit. После этого следует небольшой текст, сообщающий о том, что осуществлен переход к интерпретатору языка Python (рисунок 14).

Рисунок 14 – Результат выполнения quit

Если необходимо получить справку о некотором объекте, нужно вызвать функцию help с указанием имени объекта в качестве ее аргумента. Например, для получения справочной информации о функции print необходимо вызвать help("print"). На экране появится информация о назначении функции и ее аргументах (рисунок 15).

Рисунок 15 – Документация по функции print

1.2 Работа в сценарном режиме

При работе в интерактивном режиме система отвечает мгновенно. С одной стороны, это хорошо, так как сразу можно видеть результат. Но для создания программ, которые сохранялись бы в памяти и могли быть запущены позднее, этот режим не подходит. Для этой

цели в среде разработки предусмотрен сценарный режим. В нем можно создавать, редактировать, сохранять и загружать программу.

В сценарный режим можно перейти из интерактивного, выбрав в меню «File» пункт «New File» либо воспользовавшись горячей клавишей «Cntr + N». В результате чего появится новое окно Editor (рисунок 16).

Рисунок 16 – Окно Editor

После ввода в окне Editor программы следует сохранить ее в файл. Для этого необходимо выбрать в меню «File» пункт «Save As», задать путь к файлу, который должен иметь расширение «.py» (например, «1.py») и нажать «Save».

Для запуска программы с предварительной проверкой нужно выбрать пункт «Run Module» в меню «Run» или нажать клавишу клавиатуры «F5». В результате чего в окне Shell добавится строка RESTART и результат работы программы (рисунок 17).

Рисунок 17 – Результат работы программы в сценарном режиме

Для последующего запуска этой программы из интерактивного режима необходимо, выбрав в меню «File» пункт «Open», загрузить программу из файла «1.py» в окно Editor и запустить ее на выполнение, как было указано выше.

Если по результатам выполнения программы необходимо внести в нее изменения, то они вносятся в окне Editor и сохраняются в памяти путем выбора в меню «File» пункта

«Save».

Следует отметить, что, если попытаться запустить эту программу не из среды разработки Python, а по двойному щелчку мышки по файлу с расширением «.py», то на экране промелькнет консольное окно и исчезнет. Чтобы удержать результат работы программы на экране, необходимо добавить в программу функцию input() (рисунок 18). В этом случае программа перейдет в режим ожидания ввода с клавиатуры и консольное окно не закроется пока не будет нажата клавиша «Enter» (рисунок 19).