Python за 7 дней. Краткий курс для начинающих E-Book

Эндрю Парк

• Herausgeber: Питер
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Russisch

Seitenzahl: 126

Veröffentlichungsjahr: 2023

Beschreibung

Хотите за одну неделю освоить самый популярный язык программирования? Надоело разбираться в море хаотичной и неструктурированной информации из многочисленных бесплатных онлайн-источников? Хорошая новость! Не нужно тратить время, чтобы осилить сложные академические тексты, неоправданно дорогие онлайн-курсы или видеотуториалы, которые содержат слишком много технических деталей, непонятных для начинающих. Книга «Python за 7 дней» написана специально для новичков в программировании. Ее основные принципы – это простота и практичность Вы познакомитесь с кратким введением в Python, чтобы понять какую пользу можно извлечь, изучая его, узнаете как установить Python и какой дистрибутив лучше использовать, разберетесь с объектами и методами (включая ООП), чтобы эффективно использовать этот удобный язык и его простой синтаксис. Практические упражнения в конце каждой главы идеально подойдут для отработки навыков программирования.

Leseprobe

Эндрю Парк

Python за 7 дней. Краткий курс для начинающих

Переводчик Е. Матвеев

Эндрю Парк

Python за 7 дней. Краткий курс для начинающих. — СПб.: Питер, 2023.

ISBN 978-5-4461-2057-4

© ООО Издательство "Питер", 2023

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

Введение

Компьютеры помогли миру выйти на новый технологический уровень. С нынешнем уровнем производительности и надежности они уже правят миром. Хотя компьютеры иногда называют глупыми машинами, они могут делать то, для чего предназначены, практически идеально. Чтобы компьютеры стали такими производительными, люди, которых мы сегодня называем разработчиками, общались с ними на разных языках программирования годами. Существует несколько разновидностей языков программирования. Подобно тому как люди используют разные языки для разговора в зависимости от региона, компьютеры и разработчики используют языки программирования в зависимости от системы, в которой они работают.

В компьютерной отрасли существует много высокоуровневых языков программирования, но Python особенно популярен и удобен для начинающих. Эта книга, доступно объясняющая базовые идеи Python, поможет начинающим войти в IT-сферу, даже если у них вообще нет опыта программирования.

Что такое Python

Python — высокоуровневый язык программирования, который завоевал популярность в сообществе разработчиков благодаря своей гибкости, простоте и большому количеству сторонних библиотек и фреймворков, помогающих создавать программные продукты в любой области. Кроме того, Python является одним из самых популярных современных языков, потому что он подходит для начинающих.

Во многих университетах Python преподается как вводный язык программирования для студентов бакалавриата по computer science. Многие онлайн-курсы, изучающие основы программирования, часто используют Python для представления материала. Я рад, что вы выбрали эту книгу — она поможет вам быстро и легко освоить Python.

Обо мне

Вероятно, поиск в интернете вернет вам тысячи ресурсов, посвященных языку программирования Python. Однако многие новички заходят в тупик в начале изучения языка, потому что у них нет четкого руководства, которому они могли бы следовать.

Меня зовут Эндрю Парк. Я опытный программист с более чем 20-летним стажем в области разработки ПО на Python. Моя любовь к программированию возникла в то время, когда я увлекся видеоиграми. Все началось с моего желания модифицировать игру Pokemon, за которой я проводил много времени. Попытка написать небольшой блок кода, чтобы почувствовать себя чемпионом, еще в юном возрасте разожгла во мне желание разобраться в программной логике и переменных. Имея опыт создания разных игровых режимов, я понял, как работают программы, и стал экспериментировать с разными языками программирования.

Через несколько лет я стал писать небольшие скрипты, автоматизирующие рабочие задачи. Однако в то время я еще не выбрал язык программирования и вряд ли мог считать себя настоящим разработчиком. Все языки программирования которые я опробовал (включая C и Perl), были довольно сложными, из-за чего я неоднократно со злости чуть не бросал программирование. К счастью, в те бурные времена я открыл для себя Python, который только-только появился. Поначалу реализация Python была весьма несовершенной, так как это был простой любительский проект одного разработчика. Но по мере того, как Python привлекал к себе внимание других программистов, все больше людей начинали участвовать в этом проекте с открытым кодом, и Python стал таким производительным языком программирования, каким мы его знаем сейчас.

Через несколько месяцев изучения азов я начал переписывать свой код на Python. Меня поразило, насколько портируемым и свободным от всего лишнего становился этот код. Когда я освоился с Python, пути назад уже не было. Я начал писать собственные приложения и публиковать их в разных онлайн-магазинах. И хотя моя основная работа была связана с созданием веб-приложений, благодаря Python я успешно реализовал ряд сторонних проектов в других областях.

Хотя сам я неплохо владею Python, мне также хочется помочь другим людям, у которых еще нет такого опыта. Еще с тех времен, когда я занимался простой модификацией игр, мне всегда нравилось помогать другим изучать программирование. Я старался использовать доступные термины для простого объяснения сложных тем и помогал многим своим друзьям и коллегам. Страсть к программированию и обучению подтолкнула меня к тому, чтобы написать эту книгу для тех, кто только начинает знакомство с Python.

В чем эта книга поможет вам

Программы на Python кажутся очень простыми, но это впечатление обманчиво. В принципе, читателю было бы полезно разбираться в фундаментальных темах Python и приемах, которые позволяют применять их для решения практических задач. Книга предоставляет теоретические знания, которые помогут понять основы и накопить практический опыт работы на Python.

Чтобы получить максимум пользы от книги, рекомендую некоторые приемы когнитивного обучения, которые повысят эффективность усвоения материала.

• Используйте графические схемы связей для установления соответствия между различными концепциями и их быстрой реализации в ваших проектах. Графические схемы связей с помощью наглядного представления на тривиальных диаграммах позволяют запомнить большой объем данных.

• Используйте мнемонические приемы (такие как «дворец памяти» или «метод локусов») для осмысленного запоминания данных. Примитивная зубрежка очень сильно отличается от запоминания только необходимой информации с применением когнитивных методов.

• Используйте метод пассивного повторения для быстрого возвращения ко всем темам, которые вы узнаете из книги. Пассивное повторение поможет закрепить основы.

• Используйте метод Фейнмана и объясните все базовые концепции программирования, о которых вы узнаете в книге, кому-то, кто не разбирается в теме. Если вы сможете объяснить концепцию простыми словами, значит, вы достаточно хорошо усвоили основные положения.

• Не ограничивайтесь использованием кода, приведенного в книге. Реализуйте собственный код с использованием аналогичных стратегий. Простое копирование не научит вас создавать собственный код.

Python — язык программирования, который ожидает от вас нового подхода. Отнеситесь к кодированию на Python как к головоломке, и вскоре вы найдете способы заставить ваш мозг создавать сложную логику реальных задач. Эта книга поможет вам эффективно освоить программирование на языке Python. И я собираюсь отправиться в это путешествие вместе с вами. Готовы?

Чем вы можете помочь этой книге

Написать эту книгу было непросто. Иногда мне кажется, что провести много часов за отладкой проще, чем написать книгу. Не буду скрывать, что впервые в своей жизни я испытывал состояние творческого тупика. Думаю, это в основном объяснялось необъятностью тем, которые размещались у меня в голове. Тем не менее изложить их в логичном, компактном и упорядоченном виде оказалось намного сложнее.

Стоит упомянуть о том, что я предпочитаю обходиться без услуг издательств. Таким образом, я могу называть себя «независимым автором». Это мое личное решение.

Но теперь я с гордостью могу сказать, что моя одержимость идеей помочь тем, кто делает первые шаги в мире программирования, победила. Мне доставит огромное удовольствие, если вы оставите положительный отзыв на Amazon. Для меня это очень много значит, и такие отзывы сильно помогут в распространении материала.

Приятного чтения!

Глава 1. Введение в Python

Python — высокоуровневый язык программирования. Он прост, надежен и поддерживает мультипарадигменные рабочие процессы. Python справедливо считается отличной отправной точкой для новичков, желающих приобщиться к миру программирования. Успех Python в основном обусловлен тем, что он избавлен от всего лишнего, а объем рутинного кода сводится к минимуму.

Например, если вы захотите написать простую игру «Змейка» на C или C++, программа будет занимать около 300 строк, а на языке Python количество строк кода удается сократить до 200. Столь заметные различия в программных реализациях помогли Python стать самым популярным языком для проектов с открытым исходным кодом во всем мире. Тысячи энтузиастов создали тысячи библио­­тек для разных компьютерных областей, благодаря чему Python стал важной вехой на пути революции проектов с открытым кодом.

История Python

Создатель Python Гвидо ван Россум реализовал Python как любительский проект во время рождественских праздников. Он использовал свой опыт работы над языком программирования ABC, чтобы создать интерпретируемый язык, интуитивно понятный и удобный для программистов. Имея опыт разработки под UNIX, он прежде всего хотел с помощью Python произвести впечатление на хакеров в онлайн-сообществе.

Однако из-за отклика, полученного от коллег-программистов, он начал доводить проект до ума и через несколько месяцев создал язык программирования, который был лаконичным, простым и быстрым. Вследствие своего вклада в проект Python Гвидо ван Россум получил титул «великодушного диктатора» сообщества Python — высочайшая награда, которую может завоевать разработчик проекта с открытым кодом.

Прямо с момента релиза Python неизменно входит в число десяти самых популярных языков программирования согласно рейтингам TIOBE1. Минималистский подход к решению задач помог Python опередить другие языки программирования (такие как Perl) и стать одним из самых доступных языков для начинающих.

Python использует философию «у задачи есть только одно решение», что противоречит философии таких языков программирования, как Perl: «существует множество решений одной задачи». Python придал сообществу программистов необходимую дисциплину, вследствие чего объем разработки ПО стал расти в геометрической прогрессии.

Чтобы понять, какое влияние оказал Python на программистов по всему миру, взгляните на перечисленные ниже области практического применения этого языка.

Применение Python

Влияние Python проявилось в целом ряде отраслей современной науки и технологий.

Веб-программирование

Большая часть влияния Python пришлась в первую очередь на область веб-технологий. Пока в веб-пространстве правил язык Java, Python не пользовался особой популярностью. Со временем сторонние фреймворки (такие как Django и Tornado) помогли Python завоевать популярность у веб-разработчиков.

По прошествии двух десятилетий Python стал одним из самых популярных скриптовых языков для веб-разработки; единственным его конкурентом может считаться только JavaScript. Многие крупные компании — Google, Facebook, Netflix — используют Python в своих продуктах. Знаменитый фреймворк Django помогает программистам писать бэкенд-код для разных API.

Так как язык Python удобен для автоматизации, он часто используется для разработки различных ботов, а также инструментов автоматического поиска и сбора информации.

Научные вычисления

Язык Python также популярен в научном сообществе из-за своей специфики открытого кода. Такие библиотеки, как Numpy и SciPy, помогают ученым в области компьютерных наук проводить вычислительные эксперименты с меньшим объемом кода. Кроме того, Python лучше других языков работает с математическими вычислениями и математическими программными продуктами, поэтому в наши дни для ученых практически не существует других альтернатив.

Машинное обучение и искусственный интеллект

В наше время машинное обучение и искусственный интеллект предоставляют наибольшее количество вакансий для разработчиков. Для Python существует множество сторонних библиотек (например, TensorFlow), направленных исключительно на реализацию алгоритмов машинного обучения.

Python также прекрасно подходит для глубокого обучения и технологий обработки естественных языков, что делает его одним из основных претендентов на роль лучшего языка для разработки технологий, связанных с искусственным интеллектом.

Linux и управление базами данных

Со стремительным развитием компаний по всему миру растет спрос на инженеров-разработчиков, способных эффективно управлять базами данных и внутренними системами. Хотя инженеры-разработчики должны хорошо разбираться в разных операционных системах (таких как Linux), они также должны хорошо знать Python для автоматизации разных процедур, необходимых для проверки производительности систем во внутренней сети.

Тестирование на проникновение и хакерские атаки

Python также используется хакерами по обе стороны баррикады — как «белыми», так и «черными». «Белые» хакеры используют популярные средства Python для проверки методов противодействия проникновению. «Черные» хакеры же, напротив, используют Python-скрипты для создания эксплойтов2, которые позволяют автоматически добывать конфиденциальную информацию у жертв.

Вследствие высокой адаптируемости Python почти во всех компьютерных областях появился ряд других родственных высокоуровневых языков программирования — таких как Go, Groovy и Swift. Именно благодаря Python минималистская философия программирования стала более популярной.

Разные версии Python

Когда Python только появился в начале 90-х, он еще не был полностью отточен. В библиотеке присутствовал ряд ошибок и нестыковок, так как она разрабатывалась Россумом без чьей-либо помощи. Вследствие немедленного успеха, который Python обрел в сообществе программистов в течение двух лет с момента первого выпуска, сотни независимых разработчиков стали помогать Россуму создать более масштабный проект.

Специфика проекта с открытым кодом также помогла Python объединить множество интеллектуалов, которые проверяли и изменяли код там, где это необходимо. За два последних десятилетия базовая команда разработки Python выпустила две основные версии — Python 2 и Python 3.

В 2022 году Python 2 продолжает использоваться многими программистами, хотя эта версия официально не поддерживается основными разработчиками. Выбор версии полностью зависит от проекта, над которым вы работаете.

Python 2

Python 2 — старая версия, выпущенная в 2000 году. Она считалась самой популярной версией Python на протяжении долгого времени. Python 2 относительно прост, и для него существует намного больше сторонних фреймворков и библиотек для разработки.

Несмотря на отсутствие официальных обновлений с 2021 года, Python 2.7 остается рекомендуемой версией для нескольких программных областей. Миграция всех фреймворков и библиотек с Python 2 на Python 3 — трудоемкий процесс, поэтому многие компании продолжают использовать Python 2.

Python 3

Python 3.11.3 — новейшая версия Python от основной команды разработки Python3. Python 3 работает быстрее и предоставляет множество дополнительных классов программистам, работающим со стандартной библиотекой. Также ее легче поддерживать по сравнению с Python 2.

Какую версию выбрать

Выбор версии Python должен зависеть от области, в которой вы работаете. Например, многие специалисты по анализу и обработке данных используют Python 3, тогда как разработчики, применяющие унаследованное ПО, используют Python 2 для интеграции компонентов.

ПРИМЕЧАНИЕ

Весь код Python, встречающийся в книге, написан для Python 3, так как эта версия более актуальна и новичкам логичнее начинать с последней версии.

Преимущества изучения Python

Популярность Python начала расти в начале 1990-х, когда компании по всему миру стали пользоваться доступностью интернета для построения сложных веб-приложений. Традиционные языки — такие как C и C+ — были достаточно сложными, а программисту было трудно за короткое время написать высококачественный код. В это время некоторые компании применяли Python для создания библиотек, которые могли легко использоваться с существующими библиотеками C и C++. Программисты замечали, как удобно работать на Python по сравнению с другими высокоуровневыми языками, и стали переходить на него, чтобы быстрее получить рабочую версию своего кода.

Понимание преимуществ, которые предоставляет Python, поможет вам осознать, насколько простым и надежным Python может быть для разработчиков из различных областей компьютерных наук.

Python — интерпретируемый язык

В отличие от предшествующих языков программирования, которые пользовались компилятором для выполнения команд, в Python используется новый вычислительный компонент, называемый интерпретатором. Вместо того чтобы тратить время на обработку программы компилятором, интерпретатор применяет современные вычислительные методы для разбора кода еще до итогового выполнения программы. Динамическая обработка кода может сократить время ожидания при выполнении программы. Python также использует элементы естественного языка для исключения любых непроизводительных процедур, увеличивающих время разработки. Специфика структуры программ также упрощает автоматизацию программирования, благодаря чему язык Python выбирают многие системные разработчики и администраторы Linux.

Python — язык с открытым кодом

Python — одна из главных причин революции проектов с открытым кодом. Благодаря его открытому характеру вы можете изменить любой код на Python и распространить его самостоятельно. Культура разработки с открытым кодом помогает программистам по всему миру делиться своими знаниями и ресурсами для разработки библиотек и фреймворков, упрощающих создание новых проектов.

Доступ к сложным и простым проектам с помощью одного щелчка кнопкой мыши поможет начинающим понять логику программирования и создать новые инновационные проекты.

Python поддерживает разные парадигмы

Разные языки программирования используют разные парадигмы создания и развертывания кода. Например, в Java применяется парадигма объектно-ориентированного программирования, тогда как C использует процедурную парадигму. Парадигма программирования изменяет рабочий процесс и методологию, которая применяется разработчиками для решения задачи.

В языке Python поддерживаются различные парадигмы программирования: структурная, функциональная, объектно-­ориентированная и т.д., вследствие чего он становится хорошим вариантом для программистов, применяющих разные подходы для разных задач.

В Python используется механизм сборки мусора

Управление памятью — важнейшая область для разработчиков приложений. В высокоуровневых языках (таких как Java и C) используются сложные механизмы управления данными. Хотя эти механизмы прекрасно работают, их обслуживание требует значительного времени и усилий. В свою очередь, Python для управления памятью использует сборщик мусора. С этой стратегией в программе можно легко использовать данные и переменные, на которые не существует ссылок.

Доступность Python

Одна из главных причин популярности Python среди разработчиков — удобочитаемость кода. Весь код хорошо читается, а следовательно, его легко поддерживать. Удобочитаемость способствует повышению качества кода, написанного на Python, а качество сокращает время отладки.

Портируемость Python

Еще одна важная особенность Python — выполнение в любой операционной системе — позволяет легко развернуть код в разных системах всего за несколько часов. Чтобы программы Python заработали, от пользователя потребуется лишь установить интерпретатор в своей системе.

Например, если разработчик пишет Linux-программу для автоматизации управления базами данных SQL, то каждый пользователь, имеющий доступ к коду, сможет развернуть его на машине с Windows или Mac, изменив всего несколько компонентов кода.

Превосходные специализированные библиотеки

Чтобы любой язык программирования стал действительно популярным в области современных технологий, ему необходимы хорошие библиотеки. Для Python написано очень много библиотек, с которыми можно экспериментировать.

Кроме специализированных библиотек, в распоряжении программистов также имеются стандартные библиотеки, предоставленные основной командой разработки Python, — они тоже помогают создавать перспективные программы.

Поддержка интеграции компонентов