Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные средства разработки программного обеспечения. Учебное пособие
.pdf
21
Таким образом, виртуальные среды позволяют легко управлять несколькими
проектами. Можно работать над веб-приложением, используя Django, с одной стороны, и экспериментировать с анализом данных, используя Pandas, с другой, не беспокоясь о конфликтах версий или загрязнении библиотеками.
2.1.3 Установка IDE
Установка IDE осуществляется по официальному руководству соответствующей IDE. Для лабораторных работ с Python будет использоваться VS Code.
Для настройки среды разработки Python потребуется, в частности установить:
- VS Code.
- VS Code Python extension.
- Интерпретатор Python (если еще не установлен).
Для установки среды разработки Python VS Code следует выполнить указания
в официальном руководстве, расположенном по адресу [7].
В руководстве рассматривается, как редактировать, запускать и отлаживать код
с помощью следующих задач:
- Написать, запустить и отладить приложение Python «Hello World».
- Установить пакеты, создавая виртуальные среды Python.
- Написать простой скрипт на Python для построения рисунков в VS Code.
После ознакомления с основами VS Code, можно ознакомиться с любым учебным пособием по программированию на python.org [8] в контексте VS Code для ознакомления с языком.
2.2 Типы данных
Типы данных – это классификация элементов данных. Они представляют собой
тип значения, который сообщает, какие операции могут быть выполнены с конкрет-
22
ными данными. Поскольку в программировании на языке Python все является объектом, то типы данных на самом деле являются классами, а переменные – экземплярами
(object) этих классов.
Cтандартные или встроенные типы данных в Python подразделяют на группы:
− числовые – Numeric (int, float, complex);
− тип последовательности – Sequence Type (str, tuple, list, range);
− логическое значение – bool;
− множество – Set Types (set, frozenset);
− тип сопоставления – словарь – dict;
− файлы – file;
− двоичные типы – Binary Sequence Types (memoryview, bytearray, bytes);
− пользовательские классы;
− другие типы.
В начале изучения языка используют простые типы данных, таких как:
- int – целочисленные значения;
- float – вещественные (дробные) значения;
- bool – логические значения – истина (True) или ложь (False);
- str – символьная строка или единичный символ.
Числа записываются последовательностью цифр, также перед числом может
стоять знак минус, а строки записываются в одинарных кавычках. Так 2 и '2' – это
разные объекты, первый объект – число, а второй – строка. Операция + для целых
чисел и для строк работает по-разному: для чисел это сложение, а для строк – конкатенация.
Действительные (вещественные числа), представляемые в виде десятичных
дробей. записываются с использованием десятичной точки, например, 2.0.
Определить тип объекта можно при помощи функции type:
>>> type(32)
<class 'int'>
>>> type('32')
<class 'str'>
23
>>> type(11.0)
<class 'float'>
Замечание: type является функцией, аргументы функции указываются в скобках
после ее имени.
Операции с числами
Список основных операций для чисел:
- A+B – сумма;
- A-B – разность;
- A*B – произведение;
- A/B – вещественное деление;
- A//B – целочисленное деление;
- x % y Остаток от целочисленного деления;
- -x Смена знака числа;
- A**B – возведение в степень.
Полезно помнить, что квадратный корень из числа x – это x**0.5, а корень сте-
пени n – это x**(1/n).
В выражении со множеством операций определяется порядок согласно общим
правилам определения приоритетов операций:
1 Выполняются возведения в степень справа налево, то есть 3**3**3 это 3²⁷.
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.
Операции над строками
- A+B – конкатенация;
- A*n – повторение n раз, значение n должно быть целого типа.
Оператор присваивания
24
Оператором присваивания является символ =. Выполняется оператор стандарт-
ным образом: сначала вычисляется выражения справа от знака равенства, а затем полученное значение записывается в переменную, указанную слева от знака равенства.
A =2.18
A ='Number'
a = b = c =0
a +=1 # a = a + 1
с=5//2 #int, c=2
d =5/2 # float, d=2.5
b = c**2 # b = c^2 (возведение в степень 2)
a, b = b, a # обмен значениями a=b, b=a
Математические функции
Некоторые стандартные математические функции в Python:
- abs(x) – модуль числа;
- round(x) – в Python округление числа x к ближайшему целому;
- sqrt(x) – квадратный корень числа;
- exp(x) – экспонента x;
- log(x) – натуральный логарифм x.
Перечисленные функции можно использовать в программе, подключив специальный модуль math, для abs(x) не требуется.
Пример.
import math
x=math.sqrt(64))# x=8.0
Преобразование типов
Преобразование типов в Питон:
- преобразование в символьную строку:
a =3.9
a=str(a)
print(a)# '3.9'
- преобразование в целое:
x =3.9
x=int(x)
25
print(x)# 3
- преобразование в вещественное:
y=11
y=float(y)
print(y)# 11.0
Python для системы счисления
- bin(y) – целое число преобразовывается в двоичную строку.
- hex(y) – целое число преобразовывается в шестнадцатеричную строку.
- oct(y) – целое число преобразовывается в восьмеричную строку.
Примеры работы с системами счисления:
bin(17)# '0b10001'
oct(17)# '0o21'
hex(17)# '0x11'
Ввод и вывод данных
Вывод данных осуществляется при помощи функции print:
a =11
b =22
print('сумма = ', a + b)
Функция print имеет несколько параметров, имеющих значения по умолчанию,
которые можно менять, например, может задаваться сепаратор sep – разделитель
между элементами вывода:
x=3
y=6
print( x,"+", y, "=", x+y, sep="")
Результат отобразится с пробелами между элементами: 3+6=9
Для форматированного вывода используется метод строк format:
x =73
print("{:5d}".format(x))
Для вывода числа x в примере отводится пять позиций. В результате выведется
число 73, а перед ним три пробела.
Или с несколькими аргументами, перечисляемыми в методе format в через запятую:
26
x =5
print("{:3d}{:3d}{:3d}".format(x,x+x, x*x))
В итоге каждое из значений отводится по три позиции.
Ввод данных с консоли осуществляется при помощи функции input:
x =input()
print(x)
В скобках функции можно указать сообщение-комментарий к вводимым данным:
n =input("Введите число: ")
Функция input воспринимает входные данные, как поток символов. Поэтому,
чтобы ввести данные другого типа, требуется выполнить преобразование типов,
например, чтобы получить целочисленное значение, следует выполнить преобразование функцией int():
n =int(input())
2.3 Лабораторная работа
2.3.1 Цель и задания
Цель. Научиться работать с простыми базовыми типами данных в Python.
Задания
1 Установить и настроить интерпретатор.
2 Разработать программное средство для реализации следующих задач:
Задача 1. Задать две переменные: x и y. Запросить их значение с консоли. Вы-
полнить основные арифметические действия с переменными, целочисленное деление, возведение в квадрат. Осуществить перевод в системы счисления. Результаты
выводить на консоль.
Задача 2. Задание по базовым операциям над данными. Выполнить простую обработку числовых данных с помощью стандартных операций и математических функций по индивидуальному варианту задания. Результаты выводить на консоль.
2.3.2 Порядок выполнения лабораторной работы
27
1 Ознакомиться с целью, задачами, содержанием лабораторной работы, об-
щими методическими указаниями к выполнению.
2 Установить и настроить интерпретатор.
3 Изучить простые типы данных в Python, базовые операции с числовыми дан-
ными и математические функции.
4 Подготовить исходные данные к работе.
5 В оболочке Python IDLE выполнить как практические примеры, представ-
ленные в тексте теоретических предпосылок, так и практические задания согласно
индивидуальному варианту, вариант выбирается по номеру списка студентов в
группе.
6 Оформить отчет.
2.3.3 Индивидуальные варианты заданий к лабораторной работе
1 Напишите программу, при помощи которой можно рассчитать доход по
вкладу. Исходные данные для расчета – сумма, срок вклада (1, 3, 6 или 12 месяцев),
величина годовой процентной ставки.
2 Напишите программу, при помощи которой можно подсчитать цену бензина на автозаправочной станции. Исходные данные для расчета – число литров, стоимость одного литра и процент скидки.
3 Программа пересчитывает расстояние из миль в километры. К справке: 1
миля =1609,344 км.
4 Программа Фунты-килограммы (рис. 1.2, листинг 1.2) пересчитывает вес из
фунтов в килограммы. К справке: 1 фунт = 409,5 грамма.
5 Напишите программу, при помощи которой можно рассчитать цену за материал, продаваемый по метражу. Исходные данные для расчета – длина покупаемого
материала (покупать можно не целыми метрами) и стоимость за 1 метр.
6 Даны два числа. Найти среднее арифметическое и среднее геометрическое
их модулей.
28
7 Даны стороны прямоугольника. Найти его периметр и длину диагонали.
8 Даны длины сторон прямоугольного параллелепипеда. Найти его объем и
площадь боковой поверхности.
9 Известны координаты на плоскости двух точек. Составить программу вы-
числения расстояния между ними.
10 Даны основания и высота равнобедренной трапеции. Найти периметр тра-
пеции.
11 Даны основания равнобедренной трапеции и угол при большем основании.
Найти площадь трапеции.
12 Треугольник задан координатами своих вершин. Найти периметр и площадь
треугольника.
13 Известен объем и масса тела. Определить плотность материала этого тела.
14 Известно количество жителей в государстве и площадь его территории.
Определить плотность населения в этом государстве.
15 Составить программу решения линейного уравнения ax + b = 0 (a ≠ 0).
16 Даны катеты прямоугольного треугольника. Найти его гипотенузу.
17 Найти площадь кольца по заданным внешнему и внутреннему радиусам.
18 Даны катеты прямоугольного треугольника. Найти его периметр.
19 Дано расстояние в сантиметрах. Найти число полных метров в нем.
20 Дана масса в килограммах. Найти число полных центнеров в ней.
21 Дана масса в килограммах. Найти число полных тонн в ней.
22 Дано расстояние в метрах. Найти число полных километров в нем.
23 С некоторого момента прошло 234 дня. Определить: сколько полных недель
прошло за этот период.
24 С начала суток прошло n секунд. Определить: сколько полных часов прошло
с начала суток.
25 Дан прямоугольник с размерами 543×130 мм. Определить: сколько квадра-
тов со стороной 130 мм можно отрезать от него.
29
2.4 Контрольные вопросы
1 Какие существуют способы запуска Python?
2 Перечислите основные типы данных в Python.
3 При помощи какой функции можно определить тип объекта в Python?
4 Перечислите стандартные математические функции в Python.
5 Как используется преобразование типов в Python?
6 При помощи каких операторов осуществляется ввод и вывод данных в кон-
соли в Python?
30
3 Базовый синтаксис языка Python. Условия, циклы и функции
3.1 Условные операторы
Условные операторы позволяют выбрать один из вариантов выполнения действий в зависимости от каких-либо условий. Условие – это логическое выражение,
т.е. выражение, результатом которого является логическое значение True (истина)
или False (ложь) [9].
Условный оператор if в Python выбирает один из двух вариантов последователь-
ности вычислений, имеет несколько форм использования.
Неполная форма инструкции if имеет следующий синтаксис:
if <условие>:
#run this code if expression evaluates to True
<операторы кода>
Замечание. Обязательно сделать отступ в коде внутри инструкции if.
Суть инструкции if : запустить следующий код только один раз, тогда и только
тогда, когда выражение принимает значение True. Когда выражение принимает значение False, то вообще не запускать этот код, пропустить и перейти к следующему
оператору.
Полная форма инструкции if имеет следующий синтаксис:
if <условие>:
#run this code if expression is True
<операторы кода 1>
else:
# if the expression above is False run this code
<операторы кода 2>
Код внутри инструкции else запускается тогда и только тогда, когда условие, в
инструкции if, принимает значение False.
Каскадная форма инструкции if
Операторы elif используются при необходимости проверки более одного условия.
if <условие 1>:
#if expression is True run this code
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]