Основы программирования на Python

Введение в Python и настройка окружения

Python — это язык программирования, который используют для автоматизации, анализа данных, веб-разработки, написания ботов, тестирования и множества других задач. В этом курсе мы начнём с базовых понятий программирования и научимся писать небольшие программы на Python.

Что такое Python

Python — это интерпретируемый язык: ваш код выполняется программой-интерпретатором (Python), которая читает команды построчно и выполняет их.

Важно различать:

Python (язык) — правила записи кода (синтаксис) и смысл команд.

Python (интерпретатор) — программа, которая запускает ваш код.

Версия Python — конкретный выпуск интерпретатора, например Python 3.12.

В рамках курса используйте Python 3.11+ (лучше актуальную стабильную версию).

Как будет устроена работа с Python

Обычно вы будете делать так:

Создаёте папку проекта.

Открываете проект в редакторе кода.

Создаёте виртуальное окружение (чтобы зависимости проекта не мешали другим проектам).

Пишете код в файле .py.

Запускаете файл через Python.

!Схема показывает путь от написания кода до запуска и получения результата

Установка Python

Скачивайте Python только из официального источника:

Python.org — Downloads

Windows

Перейдите на Python.org — Downloads и скачайте установщик для Windows.

Запустите установщик.

Обязательно отметьте галочку Add Python to PATH.

Нажмите Install Now.

Проверка установки:

Если команда python не найдена, попробуйте:

> На Windows часто удобнее использовать py (Python Launcher), он ставится вместе с Python.

macOS

Самый надёжный путь — установить Python с официального сайта:

Скачайте установщик с Python.org — Downloads.

Установите Python.

Проверка установки:

Linux

Во многих дистрибутивах Python уже установлен. Проверьте:

Если Python не установлен, используйте менеджер пакетов вашего дистрибутива (команды зависят от системы). Если вы не уверены, установите Python через инструкции вашего дистрибутива или через официальный сайт.

Терминал и базовые команды

Для запуска Python вы будете использовать терминал (командную строку).

Полезные команды:

Проверка версии Python: python --version или python3 --version

Запуск файла: python main.py или python3 main.py

Проверка pip: pip --version или pip3 --version

Режим интерактивной работы (REPL)

Python можно запускать в интерактивном режиме: вы вводите команды, и Python сразу показывает результат.

Запуск:

или на macOS/Linux:

Пример:

Выход:

Windows: exit() или сочетание клавиш Ctrl + Z, затем Enter

macOS/Linux: exit() или Ctrl + D

Интерактивный режим удобен для быстрых проверок, но программы курса мы будем писать в файлах.

Редактор кода

Вам нужен редактор кода, который умеет работать с Python, подсвечивать ошибки и запускать код.

Рекомендуемые варианты:

Visual Studio Code: бесплатный и популярный редактор

- Visual Studio Code - Python extension for Visual Studio Code

PyCharm Community Edition: бесплатная версия IDE от JetBrains

- PyCharm

На старте достаточно VS Code.

Папка проекта и первый файл

Создайте папку проекта, например python-basics.

Внутри создайте файл main.py:

Запуск из терминала (в папке проекта):

Если у вас macOS/Linux и команда python не работает:

Виртуальное окружение (venv)

Виртуальное окружение — это отдельная папка с собственным Python и установленными пакетами. Оно нужно, чтобы зависимости одного проекта не ломали другой.

Официальная документация:

venv — создание виртуальных окружений

Создание venv

В папке проекта выполните:

На macOS/Linux иногда нужно так:

Активация venv

Windows (PowerShell):

Windows (cmd):

macOS/Linux:

После активации в начале строки терминала обычно появляется имя окружения, например (.venv).

Деактивация venv

!Иллюстрация показывает, где лежит код и где находится виртуальное окружение

pip и установка пакетов

pip — менеджер пакетов Python. С его помощью вы устанавливаете сторонние библиотеки.

Официальная документация:

pip — документация

Пример установки пакета (в активированном venv):

Проверка установленных пакетов:

Файл requirements.txt

Чтобы зафиксировать зависимости проекта, обычно создают файл requirements.txt.

Сохранить текущие зависимости:

Установить зависимости из файла:

На первом занятии вам может быть достаточно venv и pip install .... Подробно про пакеты и зависимости мы ещё поговорим, когда начнём делать проекты.

Частые проблемы и решения

Команда python не найдена

Возможные причины и действия:

Python не установлен.

Python установлен, но не добавлен в PATH (актуально для Windows).

На macOS/Linux команда может быть python3, а не python.

В VS Code не тот интерпретатор

Если VS Code запускает не тот Python:

Откройте палитру команд.

Найдите команду выбора интерпретатора Python.

Выберите интерпретатор внутри .venv.

Справка по Python в VS Code:

VS Code Python — документация

Ошибка прав при активации venv в PowerShell

Иногда PowerShell блокирует выполнение скриптов активации. В таком случае можно активировать окружение через cmd или настроить политику выполнения. Если вы не уверены, используйте активацию через cmd.

Что дальше по курсу

После настройки окружения мы начнём писать код: разберём переменные, типы данных, операции, ввод-вывод и простые условия. Важно, чтобы к следующему занятию у вас уверенно запускались:

python --version

запуск файла python main.py

создание и активация .venv

установка пакета через pip

Переменные, типы данных и преобразования

В прошлой теме вы настроили Python, научились запускать файлы .py, пользоваться терминалом, виртуальным окружением и pip. Теперь перейдём к основам, без которых не получится писать программы: переменные, типы данных и преобразования типов.

Переменные

Переменная в Python — это имя, которое ссылается на значение.

Пример:

Здесь:

name — имя переменной

"Аня" — значение (строка)

age — имя переменной

17 — значение (целое число)

Python читает присваивание справа налево: сначала вычисляет значение справа, затем “привязывает” к нему имя слева.

!Схема показывает, что переменная — это имя, которое ссылается на значение определённого типа.

Правила именования

Имена чувствительны к регистру: age и Age — разные переменные.

Имя может содержать буквы, цифры и _, но не может начинаться с цифры.

Не используйте имена встроенных функций, например print, type, input.

Принятый стиль в Python: snake_case, например total_price.

Типы данных

Тип данных определяет:

какие значения возможны

какие операции доступны

как Python хранит и обрабатывает данные

Встроенные типы данных описаны в документации Python: Встроенные типы данных.

Как узнать тип значения

Используйте функцию type():

Основные типы в начале курса

int

int — целые числа.

float

float — числа с дробной частью.

Особенность: float хранится приближённо, поэтому иногда возможны эффекты округления.

str

str — строки (текст).

Частые операции со строками:

склеивание (конкатенация):

повторение:

bool

bool — логический тип: True или False.

Он часто появляется в сравнениях:

NoneType (значение None)

None означает “нет значения” или “значение отсутствует”.

None полезен как “заглушка”, когда значение появится позже.

Операции с числами

Примеры арифметики:

Важно: оператор / всегда даёт float, даже если делится без остатка.

Преобразования типов

Преобразование типа — это превращение значения одного типа в значение другого типа.

В Python чаще всего используют явные преобразования через функции:

int()

float()

str()

bool()

Документация по встроенным функциям: Встроенные функции Python.

str → int / float

Если строка не похожа на число, будет ошибка ValueError:

int / float → str

Чтобы склеивать число со строкой, нужно преобразовать число в строку (или использовать форматирование):

bool()

bool() превращает значение в True или False.

Неявные преобразования (автоматически)

Иногда Python сам “поднимает” тип, чтобы операция имела смысл.

Пример: если сложить int и float, результат будет float:

Но для строк и чисел автоматического преобразования нет:

Ввод данных: input() всегда возвращает строку

Функция input() читает текст, который ввёл пользователь, и возвращает значение типа str.

Поэтому, если вы ожидаете число, нужно преобразование:

Удобный вывод: f-строки

Чтобы удобно подставлять значения в текст, используйте f-строки:

Документация: Formatted string literals (f-strings).

Мини-пример: небольшая программа

Создайте файл main.py и запустите его через терминал, как вы делали в прошлой теме.

Если при вводе возраста написать не число, программа упадёт с ошибкой ValueError. На следующих темах вы научитесь обрабатывать такие ситуации.

Что важно запомнить

Переменная — это имя, которое ссылается на значение.

Тип данных определяет, какие операции возможны.

input() возвращает строку, даже если ввели цифры.

Преобразования типов делайте явно: int(), float(), str(), bool().

Для удобного вывода используйте f-строки.

Операторы, выражения и ввод-вывод

В прошлой теме вы познакомились с переменными и типами данных, узнали про input(), type() и преобразования через int(), float(), str(). Теперь разберём, как строятся выражения из значений и операторов, а также как аккуратно делать ввод-вывод в консоль.

Операторы и выражения

Оператор — это “действие” в коде (например, сложение + или сравнение >). Выражение — это комбинация значений, переменных и операторов, которая вычисляется в результат.

Примеры выражений:

Официальная справка по выражениям: Python Language Reference — Expressions.

Арифметические операторы

Арифметика работает с числами (int, float).

| Оператор | Пример | Что делает | |---|---|---| | + | 3 + 2 | сложение | | - | 3 - 2 | вычитание | | | 3 2 | умножение | | / | 3 / 2 | деление (результат обычно float) | | // | 3 // 2 | целочисленное деление | | % | 3 % 2 | остаток от деления | | | 3 2 | степень |

Пример:

Операторы сравнения

Операторы сравнения возвращают bool (True или False).

| Оператор | Пример | Смысл | |---|---|---| | == | x == 10 | равно | | != | x != 10 | не равно | | > | x > 10 | больше | | < | x < 10 | меньше | | >= | x >= 10 | больше или равно | | <= | x <= 10 | меньше или равно |

Пример:

Важно различать = и ==:

= — присваивание (положить значение в переменную)

== — сравнение (получить True или False)

Логические операторы: and, or, not

Логические операторы соединяют или меняют булевы значения.

| Оператор | Пример | Когда True | |---|---|---| | and | a and b | когда и a, и b истинны | | or | a or b | когда хотя бы одно истинно | | not | not a | когда a ложно |

Пример:

Короткое замыкание

В Python есть короткое замыкание:

в a and b, если a ложно, b не вычисляется

в a or b, если a истинно, b не вычисляется

Это полезно, чтобы не делать лишнюю работу и не получать ошибки.

Операторы присваивания

Обычное присваивание:

Сокращённые формы (часто говорят присваивание с операцией):

| Запись | Эквивалент | |---|---| | x += 1 | x = x + 1 | | x -= 1 | x = x - 1 | | x = 2 | x = x 2 | | x /= 2 | x = x / 2 | | x //= 2 | x = x // 2 | | x %= 2 | x = x % 2 | | x = 2 | x = x 2 |

Пример:

Приоритет операторов и скобки

Иногда одно выражение содержит много операторов. Тогда Python применяет приоритет.

Практическое правило для старта:

сначала выражения в скобках ( )

затем **

затем *, /, //, %

затем +, -

затем сравнения (>, == и т. п.)

затем not, потом and, потом or

Если сомневаетесь, ставьте скобки: так код легче читать и проще отлаживать.

Пример:

Ввод: input()

input() читает строку из консоли и всегда возвращает str, даже если пользователь ввёл цифры.

Если вы ждёте число, делайте преобразование:

Если пользователь введёт не число, произойдёт ошибка ValueError. Обрабатывать такие ошибки вы научитесь позже.

Документация по встроенным функциям: Python docs — Built-in Functions.

Вывод: print()

print() выводит данные в консоль.

Несколько значений, sep и end

print() умеет выводить несколько значений сразу, разделяя их пробелом.

Вы можете управлять разделителем через параметр sep:

И управлять концом строки через end:

Форматирование вывода

Склеивание строк

Строки можно складывать через +, но числа придётся превращать в строки:

f-строки

Самый удобный способ подставлять значения в текст — f-строки:

Внутри {...} можно писать выражения:

Документация: Python reference — Formatted string literals (f-strings).

Мини-программа: ввод → преобразование → вычисление → вывод

!Схема показывает типичный путь данных в консольной программе

Пример программы, которая считает стоимость покупки:

Что важно запомнить

Выражение вычисляется в значение, оператор выполняет действие.

Сравнения дают bool.

and, or, not работают с логикой и используют короткое замыкание.

input() всегда возвращает str, числа нужно получать через int() или float().

print() поддерживает параметры sep и end.

Для удобного вывода используйте f-строки.

Условия и циклы: управление потоком

В прошлых темах вы научились работать с переменными, типами данных, выражениями, операторами, input() и print(). Теперь добавим в программы управление потоком: научимся принимать решения (условия) и повторять действия (циклы). Это основа почти любой реальной программы.

Управляющие конструкции и блоки кода

Python читает программу сверху вниз, но с помощью условий и циклов вы можете:

выполнить код только если верно некоторое условие

выбрать один из нескольких вариантов действий

повторить действие много раз

Ключевое правило Python: блоки кода выделяются отступами.

Пример блока:

Если отступы нарушены, вы получите ошибку IndentationError.

!Базовая схема ветвления if/else

Условия: if, elif, else

Условие в Python записывается через if. После условия ставится двоеточие : и идёт блок кода с отступом.

if

Если выражение age >= 18 вычислилось в True, блок выполнится. Если в False, блок пропустится.

else

else выполняется, когда условие if ложно.

elif

elif позволяет проверять несколько условий по очереди.

Python проверяет условия сверху вниз и выполняет первый подошедший блок.

Справка в документации:

Инструкция if

Условия строятся на выражениях и bool

Вы уже знаете операторы сравнения (>, <, ==, !=) и логические операторы (and, or, not). Именно они чаще всего и формируют условия.

Примеры:

Важно: скобки не всегда обязательны, но часто повышают читаемость.

Истинность значений: что считается True и False

В if можно писать не только сравнение, но и просто значение. Тогда Python проверит истинность значения.

Ложными считаются:

0 и 0.0

пустая строка ""

None

Почти всё остальное считается истинным.

Пример:

Справка в документации:

Проверка истинности значений

Частые ошибки в условиях

Путать = и ==.

Забывать двоеточие : после условия.

Ломать отступы внутри блока.

Пытаться сравнивать числа, не преобразовав ввод.

Пример проблемы с вводом:

Циклы: повторение действий

Циклы нужны, когда вы хотите повторить один и тот же код много раз.

В Python базовые циклы:

while повторяет, пока условие истинно

for перебирает элементы последовательности (в начале чаще всего используют range())

!Схема работы цикла while

Цикл while

while выполняет блок кода, пока условие даёт True.

Здесь важно, что i += 1 приближает цикл к завершению. Если забыть изменять значение, можно получить бесконечный цикл.

Типичный сценарий: повторный ввод

Например, просим пользователя ввести число, пока он не введёт положительное:

Справка в документации:

Инструкция while

Цикл for и range()

Цикл for в Python чаще всего используют вместе с range(), чтобы повторить действие заданное число раз.

range(n) даёт числа от 0 до n - 1.

Если нужно начать не с нуля, используйте range(start, stop):

Если нужен шаг, используйте range(start, stop, step):

Справка в документации:

Функция range

break и continue

Иногда нужно управлять циклом изнутри.

break завершает цикл полностью

continue пропускает текущую итерацию и переходит к следующей

Пример с break:

Пример с continue:

Справка в документации:

Инструкции break и continue

Мини-пример: простая консольная программа

Пример объединяет ввод, условия и цикл. Программа просит число и выводит сумму чисел от 1 до введённого значения.

Здесь:

if проверяет корректность ввода

for повторяет сложение нужное число раз

total += i использует сокращённое присваивание, которое вы уже видели

Что важно запомнить

if, elif, else управляют ветвлением, а блоки задаются отступами.

Условие должно вычисляться в True или False.

while повторяет код, пока условие истинно, и легко становится бесконечным, если не менять данные.

for часто используют с range() для повторения действий.

break завершает цикл, continue пропускает итерацию.

Функции: параметры, возврат, область видимости

В прошлых темах вы писали код как последовательность команд, использовали условия и циклы. Следующий шаг к более понятным и повторно используемым программам — функции.

Функция — это именованный блок кода, который можно вызвать (запустить) много раз. Функции помогают:

не дублировать один и тот же код

разбивать программу на понятные части

легче тестировать и исправлять ошибки

Официальная справка: Defining Functions — Python Tutorial.

Как объявлять и вызывать функции

Функция создаётся с помощью def, затем идёт имя, круглые скобки с параметрами и двоеточие.

Важно:

код внутри функции выполняется только когда функция вызвана

строки с отступом относятся к телу функции

Параметры и аргументы

Термины:

параметры — переменные в объявлении функции

аргументы — конкретные значения, которые вы передаёте при вызове

Пример:

Здесь name — параметр, а строки "Аня", "Игорь" — аргументы.

Позиционные аргументы

Самый простой вариант: значения передаются по порядку.

Именованные аргументы

Можно явно указать, какой параметр какое значение получает.

Именованные аргументы полезны, когда:

параметров много

хочется повысить читаемость

Значения по умолчанию

Функции могут иметь параметры со значениями по умолчанию. Тогда такой аргумент можно не передавать.

Правило чтения вызова:

если аргумент передан, он заменяет значение по умолчанию

если не передан, используется значение по умолчанию

Возврат значения: return

print() показывает текст пользователю, а return возвращает результат туда, где функция была вызвана.

Это разные вещи.

Функция, которая возвращает значение

Теперь результат сложения можно:

сохранить в переменную

использовать в выражении

передать в другую функцию

Ранний выход из функции

return завершает выполнение функции сразу.

Что возвращает функция без return

Если return не указан, функция возвращает None.

None — это специальное значение “ничего” или “значение отсутствует”, с ним вы уже встречались.

Область видимости: где “живут” переменные

Область видимости определяет, откуда доступна переменная по имени.

В базовом виде достаточно понимать две области:

локальная — внутри функции

глобальная — на уровне файла (вне функций)

Официальная справка: Naming and binding — Python Reference.

!Схема показывает разницу между глобальной и локальной областями видимости

Локальные переменные

Переменные, созданные внутри функции, по умолчанию локальные: вне функции их “не существует” по имени.

Глобальные переменные (и осторожность с ними)

Глобальная переменная объявляется вне функций.

Это работает, но важно:

глобальные переменные могут усложнять понимание программы

изменение глобального состояния из разных функций делает код “хрупким”

Практическое правило для начала: лучше передавать данные в функцию параметрами и возвращать результат через return.

Почему присваивание внутри функции создаёт локальную переменную

Если внутри функции написать x = ..., Python считает x локальной переменной этой функции.

Это не “перезаписало” глобальную x, а создало локальную x.

global: как изменить глобальную переменную

Иногда нужно изменить глобальную переменную. Тогда используется ключевое слово global.

Используйте global редко и осознанно. В большинстве учебных и реальных задач лучше возвращать новое значение через return.

Частые ошибки при работе с функциями

Путать print() и return.

Забывать вызвать функцию (написали def, но нигде не сделали name()).

Делать слишком “большую” функцию, в которой намешано всё сразу.

Ожидать, что переменная внутри функции будет доступна снаружи.

Мини-пример: программа с функциями

Разобьём задачу на функции: одна читает число, другая считает, третья печатает.

Здесь видно ключевую идею: каждая функция делает одну понятную часть работы.

Что важно запомнить

Функция объявляется через def и выполняется только при вызове.

Параметры — в объявлении, аргументы — при вызове.

return возвращает значение и завершает функцию.

Если return нет, возвращается None.

Переменные внутри функции локальные; глобальные доступны, но менять их лучше как можно реже.

Коллекции: списки, кортежи, множества, словари

В прошлых темах вы научились работать с переменными, типами данных, условиями, циклами и функциями. Теперь добавим следующий базовый инструмент: коллекции.

Коллекции позволяют хранить несколько значений в одной переменной и удобно обрабатывать их в циклах и функциях.

!Схема помогает быстро сравнить четыре основные коллекции Python

Что такое коллекция и что важно знать вначале

Коллекция — это структура данных, которая хранит набор элементов.

Для старта важны две идеи:

Упорядоченность: есть ли у элементов порядок и индексы.

Изменяемость: можно ли менять коллекцию после создания.

В Python основные коллекции:

| Тип | Как выглядит | Упорядочено | Можно менять | Уникальность элементов | |---|---|---:|---:|---:| | list | [1, 2, 3] | да | да | нет | | tuple | (1, 2, 3) | да | нет | нет | | set | {1, 2, 3} | нет | да | да | | dict | {"a": 1, "b": 2} | да (порядок добавления) | да | ключи уникальны |

> Начиная с Python 3.7 словари сохраняют порядок добавления ключей как часть языковой спецификации. Это отражено в документации: Built-in Types — Mapping Types — dict

Списки: list

Список — самая универсальная коллекция: хранит элементы по порядку и позволяет изменять содержимое.

Создание списка

Также список можно создать из другой последовательности:

Индексация и срезы

Индексация начинается с 0.

Срез — это получение части списка:

Изменение списка

Списки можно менять:

Частые методы списка

| Операция | Пример | Что делает | |---|---|---| | Добавить в конец | a.append(x) | добавляет один элемент | | Добавить несколько | a.extend([x, y]) | добавляет элементы из другой коллекции | | Вставить по индексу | a.insert(i, x) | вставляет элемент | | Удалить по значению | a.remove(x) | удаляет первое совпадение | | Удалить по индексу | a.pop() или a.pop(i) | удаляет и возвращает элемент | | Очистить | a.clear() | удаляет всё | | Найти индекс | a.index(x) | индекс первого совпадения | | Посчитать | a.count(x) | сколько раз встречается | | Отсортировать | a.sort() | сортирует список на месте |

Пример разницы append и extend:

Перебор списка в цикле

Если нужны индексы:

Кортежи: tuple

Кортеж похож на список, но неизменяем. Это удобно, когда данные должны оставаться фиксированными.

Создание кортежа

Особый случай: кортеж из одного элемента записывается с запятой:

Доступ к элементам

Работают индексация и срезы так же, как у списков:

Почему кортежи полезны

Безопасность: никто случайно не изменит данные.

Удобство передачи: кортеж часто используют как “запись” из нескольких значений.

Пример: функция возвращает сразу два значения (на практике это один кортеж):

Множества: set

Множество — коллекция уникальных элементов без индексов. Её часто используют для проверки “есть ли элемент” и для удаления дублей.

Создание множества

Пустое множество создаётся не так:

Потому что {} — это пустой словарь.

Уникальность и удаление дублей

Операции с множествами

| Операция | Пример | Смысл | |---|---|---| | Объединение | a | b | элементы из обоих множеств | | Пересечение | a & b | элементы, которые есть в обоих | | Разность | a - b | элементы из a, которых нет в b |

Пример:

Методы множества

| Операция | Пример | Что делает | |---|---|---| | Добавить элемент | s.add(x) | добавляет элемент | | Удалить элемент | s.remove(x) | удаляет, если нет — ошибка | | Удалить без ошибки | s.discard(x) | удаляет, если есть |

Словари: dict

Словарь хранит пары ключ → значение. Ключом вы “находите” значение.

Создание словаря

Доступ по ключу и изменение

Если обратиться к несуществующему ключу через user["x"], будет KeyError. Более безопасный вариант — get:

Какие бывают ключи

Ключи должны быть неизменяемыми (например, str, int, tuple). Список (list) ключом быть не может.

Перебор словаря

По умолчанию for перебирает ключи:

Если нужны пары:

Только значения:

Частые операции со словарём

| Операция | Пример | Что делает | |---|---|---| | Проверить ключ | "age" in user | True или False | | Получить с дефолтом | user.get("age", 0) | безопасное получение | | Удалить ключ | user.pop("age") | удаляет и возвращает значение | | Очистить | user.clear() | удаляет всё |

Общие полезные функции и операторы для коллекций

len()

len() возвращает количество элементов.

Оператор in

in проверяет, содержится ли элемент.

Частые ошибки новичков

Путать {} и set() при создании пустого множества.

Ожидать, что у множества есть индексы: s[0] не работает.

Пытаться использовать list как ключ словаря.

Пытаться изменить кортеж: t[0] = ... вызывает ошибку.

Путать dict и list: словарь ищет по ключу, список — по индексу.

Как выбрать подходящую коллекцию

Выбирайте list, если нужны порядок, индексы и изменения.

Выбирайте tuple, если нужен порядок, но данные должны быть фиксированными.

Выбирайте set, если важны уникальность и быстрые проверки “есть ли элемент”.

Выбирайте dict, если нужно хранить и быстро находить данные по ключу.

Мини-пример: подсчёт уникальных слов

Программа читает строку, разбивает на слова, считает уникальные слова и количество повторов с помощью set и dict.

Здесь вы используете сразу несколько тем курса:

ввод через input()

цикл for

коллекции list, set, dict

аккуратное получение значений через dict.get()

Модули, файлы и основы объектного подхода

В прошлых темах вы научились писать программы из переменных, условий, циклов, функций и коллекций. Теперь сделаем следующий шаг к организованным и масштабируемым программам:

разберём, как разделять код по файлам и подключать его как модули

научимся читать и записывать данные в файлы

познакомимся с базовыми идеями объектного подхода (классы и объекты)

!Как код распределяется по файлам и как один файл импортирует другой

Модули и импорт

Что такое модуль

Модуль в Python — это обычный файл с кодом и расширением .py. Например, файл utils.py — это модуль utils.

Зачем нужны модули:

чтобы не держать весь код в одном огромном файле

чтобы повторно использовать функции и константы

чтобы логично группировать задачи (например, io_utils.py, math_utils.py)

Официальная справка: Модули в Python

Как работает import

Когда вы пишете import something, Python:

ищет модуль (файл или пакет) по имени

выполняет код этого модуля один раз при первом импорте

после этого даёт доступ к именам (функциям, переменным, классам) из модуля

Базовые варианты импорта

Примеры:

Практические рекомендации:

если используете много функций из модуля, часто удобно import module и обращаться как module.name

from module import name делает имя доступным напрямую, но может ухудшать читаемость при больших проектах

Свой модуль в проекте

Структура проекта:

main.py

utils.py

utils.py:

main.py:

Важно:

обычно импортируют в начале файла

имена модулей не должны конфликтовать с модулями стандартной библиотеки, например не называйте файл json.py или math.py

Пакеты: папки с кодом

Пакет — это папка с модулями. В классическом варианте пакет содержит файл __init__.py.

Пример структуры:

main.py

tools/

- __init__.py - text.py

Тогда импорт может выглядеть так:

Справка: Пакеты в Python

Зачем нужен блок if __name__ == "__main__"

У любого модуля есть специальное имя __name__.

если файл запускают напрямую, __name__ равно "__main__"

если файл импортируют, __name__ равно имени модуля

Это позволяет сделать так, чтобы тестовый запуск выполнялся только при прямом запуске файла, а при импорте ничего лишнего не происходило.

Пример utils.py:

Работа с файлами

Очень часто программа должна работать не только с вводом через input(), но и с данными из файлов: настроек, текстов, результатов.

Официальная справка: Функция open

Путь к файлу и pathlib

Пути можно хранить строками, но в Python удобно использовать pathlib.Path.

Справка: pathlib — Object-oriented filesystem paths

Пример:

Чтение текстового файла

Главное правило: файл нужно открыть, прочитать и закрыть. Самый безопасный способ — контекстный менеджер with: он закроет файл автоматически.

Частые режимы открытия:

| Режим | Что означает | |---|---| | "r" | чтение (read) | | "w" | запись (write), перезаписывает файл | | "a" | дозапись (append), добавляет в конец |

Почему важно encoding="utf-8":

так вы явно задаёте кодировку

меньше шансов получить проблемы с кириллицей на разных системах

Построчное чтение

Если файл большой, удобно читать построчно:

strip() убирает пробелы и перенос строки по краям.

Запись в файл

Запись (перезапись):

Дозапись:

Важное отличие:

"w" очищает файл перед записью

"a" сохраняет содержимое и дописывает в конец

Обработка ошибок: файл может не существовать

Если файла нет, при чтении будет FileNotFoundError. Пока вы не изучили try/except глубоко, можно хотя бы проверять существование файла:

Справка: Path.exists

Пример: сохранить результаты в файл

Идея из прошлых тем: вы уже умеете считать значения и работать с коллекциями. Теперь добавим сохранение результата.

Основы объектного подхода

Функции помогают разделять логику. Но иногда удобно объединить данные и действия над ними в одну сущность. Для этого в Python есть классы и объекты.

Официальная справка: Классы в Python

Класс и объект

класс — это “чертёж” (описание), какие данные будут у сущности и какие действия она умеет

объект — это конкретный экземпляр класса (созданный по чертежу)

Пример из жизни:

класс: User

объекты: пользователь Аня, пользователь Игорь

!Разница между классом (описание) и объектами (экземпляры)

Как объявить класс

Минимальный класс:

Создание объекта:

Атрибуты объекта

Атрибут — это данные, которые хранятся внутри объекта.

Можно создать атрибут так:

Но чаще делают правильнее: описывают создание объекта через __init__.

Конструктор: __init__

Метод __init__ автоматически вызывается при создании объекта.

Что такое self:

self — это ссылка на конкретный объект, с которым сейчас работает метод

через self.name и self.age вы сохраняете данные внутри объекта

Методы

Метод — это функция, которая “принадлежит” классу и работает с данными объекта.

Обратите внимание:

метод вызывается как u.greet()

self передаётся автоматически

Когда объектный подход особенно удобен

Объектный подход полезен, когда у вас:

много связанных данных, которые логично хранить вместе

операции, которые всегда выполняются над этими данными

несколько экземпляров “одинаковой сущности”

Пример: задача заметок.

у заметки есть заголовок и текст

заметка умеет красиво печататься

Это напрямую связано с прошлыми темами:

notes — список (list)

перебор — цикл for

форматирование — f-строки

логика оформлена в виде класса и методов

Как всё соединяется в мини-проект

Типичная структура консольной программы после изучения этой темы:

main.py — точка входа, общая логика

models.py — классы (например, User, Note)

storage.py — функции чтения и записи файлов

utils.py — небольшие вспомогательные функции

Главная идея: вы используете модули для структуры, файлы для данных, и классы для удобного представления сущностей.

Что важно запомнить

модуль — это файл .py, его подключают через import

импорт выполняет код модуля при первом подключении

if __name__ == "__main__" позволяет отделить запуск файла от импорта

файлы читают и записывают через open, безопаснее всего через with

для путей удобно использовать pathlib.Path

класс — описание, объект — экземпляр; __init__ создаёт и настраивает объект, self ссылается на текущий объект