Основы языка программирования Python: синтаксис и базовые конструкции

Введение в Python: установка окружения, переменные и функции ввода-вывода

Добро пожаловать в курс «Основы языка программирования Python». Это первая статья, с которой начнется ваше погружение в мир разработки. Python — это мощный, гибкий и, что самое главное, дружелюбный к новичкам язык программирования. Он используется везде: от создания веб-сайтов и искусственного интеллекта до анализа данных и автоматизации рутинных задач.

В этой статье мы разберем фундамент: как подготовить компьютер к работе, что такое переменные, как программы «общаются» с пользователем и как написать свой первый код.

Почему именно Python?

Python относится к категории интерпретируемых языков высокого уровня. Это означает, что вам не нужно тратить время на сложную компиляцию кода в машинные инструкции вручную — за вас это делает специальная программа-интерпретатор. Вы пишете код на языке, близком к английскому, а компьютер выполняет его строка за строкой.

!Схематичное изображение того, как интерпретатор преобразует исходный код в действия программы

Основные преимущества: * Читаемость: синтаксис Python лаконичен и понятен. * Богатая стандартная библиотека: «батарейки в комплекте» — так говорят о Python, потому что многие инструменты уже встроены в язык. * Кроссплатформенность: ваш код будет работать и на Windows, и на macOS, и на Linux.

Установка окружения

Прежде чем писать код, нам нужно установить инструменты. Нам понадобятся две вещи: сам интерпретатор Python и среда разработки (редактор кода).

Шаг 1: Установка интерпретатора

Перейдите на официальный сайт python.org.

В разделе Downloads скачайте последнюю версию для вашей операционной системы (например, Python 3.x).

ВАЖНО: При установке на Windows обязательно поставьте галочку напротив пункта Add Python to PATH. Это позволит запускать Python из командной строки.

Шаг 2: Выбор среды разработки (IDE)

Писать код можно хоть в «Блокноте», но это неудобно. Специальные редакторы подсвечивают синтаксис, подсказывают ошибки и помогают запускать программы. Для начала обучения мы рекомендуем:

* VS Code (Visual Studio Code): легкий, мощный и самый популярный редактор в мире. * PyCharm Community Edition: профессиональная среда разработки, созданная специально для Python. * IDLE: простая среда, которая устанавливается вместе с Python (подойдет для самых первых шагов).

Первая программа: Hello, World!

Традиционно изучение любого языка начинается с вывода приветствия на экран. В Python для вывода информации используется функция print().

Откройте ваш редактор кода, создайте файл с названием hello.py (расширение .py обязательно) и напишите следующую строку:

Запустите программу. В консоли вы увидите: Hello, World!

Разберем, что произошло:

print — это имя функции (команды), которая говорит компьютеру: «Напечатай то, что внутри скобок».

Скобки () — обязательный элемент вызова функции.

Кавычки " " — показывают, что мы передаем текст (строку), а не команду или число.

Переменные: хранение данных

Программы редко просто выводят текст. Обычно они обрабатывают данные. Чтобы сохранить данные в памяти компьютера для дальнейшего использования, нужны переменные.

Представьте переменную как коробку, на которую вы наклеили этикетку с именем. В эту коробку вы можете положить какое-то значение.

!Метафора переменных как коробок с именами, хранящих значения

Создание переменной

В Python создание переменной происходит в момент присваивания ей значения. Для этого используется оператор присваивания =.

Здесь мы создали две переменные: * В переменную name мы положили строку "Алексей". * В переменную age мы положили число 25.

Правила именования переменных

Чтобы ваш код был понятен и работал корректно, следуйте правилам:

Имя переменной может содержать буквы (a-z, A-Z), цифры (0-9) и знак подчеркивания _.

Имя не может начинаться с цифры.

Имя не должно содержать пробелов.

Python чувствителен к регистру: score, Score и SCORE — это три разные переменные.

В Python принято использовать стиль snake_case (змеиный регистр): слова пишутся маленькими буквами и разделяются подчеркиванием.

Правильно:* user_name, total_score, my_variable * ~~Неправильно:~~ User Name, 2nd_player, class (зарезервированные слова использовать нельзя)

Базовые типы данных

В коробку-переменную можно положить разные вещи. В программировании это называется типами данных. Python определяет тип автоматически (это называется динамической типизацией).

Рассмотрим основные типы:

1. Целые числа (int)

Используются для счета предметов, индексов, количества.

2. Вещественные числа (float)

Числа с плавающей точкой (дробные). В программировании для разделения целой и дробной части используется точка, а не запятая.

3. Строки (str)

Текстовая информация. Строки всегда заключаются в кавычки (одинарные ' или двойные ").

4. Логический тип (bool)

Имеет всего два значения: Истина (True) и Ложь (False). Используется для проверки условий.

Чтобы узнать тип переменной, можно использовать функцию type():

Ввод данных: общение с пользователем

Мы уже умеем выводить данные с помощью print(). Теперь научимся получать их от пользователя. для этого существует функция input().

Можно сделать код короче, передав текст-подсказку прямо в input():

Важная особенность input()

Функция input() всегда возвращает строку (str). Даже если пользователь введет цифры, для программы это будет просто текст.

Пример проблемы:

Результатом будет не 15, а 510. Почему? Потому что мы сложили две строки: "5" + "10" склеились в "510".

Преобразование типов

Чтобы работать с введенными данными как с числами, их нужно преобразовать. Для этого используются функции int() (в целое) и float() (в дробное).

Исправленный пример:

Практический пример: Калькулятор индекса массы тела (ИМТ)

Давайте объединим все знания и напишем программу, которая рассчитывает индекс массы тела. Это отличный пример использования переменных, ввода-вывода и простой математики.

Формула расчета ИМТ выглядит так:

где — индекс массы тела, — масса тела в килограммах, — рост в метрах.

Напишем код:

Если вы введете вес 70 и рост 1.75, программа подставит значения в формулу и выдаст результат.

Комментарии в коде

В примере выше вы могли заметить строки, начинающиеся с символа #. Это комментарии. Python игнорирует всё, что написано после # в той же строке. Комментарии нужны программистам, чтобы пояснять сложные участки кода или оставлять заметки для себя и коллег.

Заключение

Поздравляем! Вы сделали первый шаг в изучении Python. Сегодня мы:

Установили Python и выбрали редактор кода.

Написали первую программу.

Узнали, что переменные — это именованные хранилища данных.

Познакомились с типами данных: int, float, str, bool.

Научились вводить и выводить информацию.

В следующей статье мы углубимся в математические операции и научимся управлять потоком выполнения программы с помощью условных конструкций.

Базовые типы данных и операторы: числа, строки и логические значения

В предыдущей статье мы установили окружение, написали первую программу «Hello, World!» и познакомились с концепцией переменных как «коробок» для хранения данных. Однако, как вы могли заметить, данные бывают разными: имена — это текст, возраст — это число, а состояние «включено/выключено» — это логический переключатель.

Сегодня мы подробно разберем три кита, на которых держится обработка информации в Python: числа, строки и логические значения. Мы научимся производить математические вычисления, склеивать текст и сравнивать величины.

Числа: математика и арифметика

В Python работа с числами интуитивно понятна, но имеет свои нюансы. Как мы уже упоминали, существуют два основных типа чисел:

Целые числа (int): 1, 10, -5, 1000000.

Числа с плавающей точкой (float): 1.5, 3.14, -0.001.

Арифметические операторы

Python поддерживает все стандартные математические операции. Рассмотрим их в таблице:

| Операция | Символ | Пример кода | Результат | | :--- | :---: | :--- | :--- | | Сложение | + | 10 + 5 | 15 | | Вычитание | - | 10 - 5 | 5 | | Умножение | | 10 5 | 50 | | Деление | / | 10 / 2 | 5.0 | | Целочисленное деление | // | 10 // 3 | 3 | | Остаток от деления | % | 10 % 3 | 1 | | Возведение в степень | | 2 3 | 8 |

Обратите внимание на деление. Обычное деление / всегда возвращает тип float, даже если число делится нацело.

Деление с остаток и целочисленное деление

Эти две операции часто вызывают вопросы у новичков, но они крайне полезны. Например, чтобы узнать, является ли число четным, мы проверяем остаток от деления на 2.

Математически это можно записать так:

Где — делимое, — делитель, — частное (результат //), а — остаток (результат %).

!Визуализация работы операторов // и % на примере деления 13 на 4

Пример в коде:

Порядок действий

Python соблюдает стандартный математический порядок операций (приоритет):

Скобки ()

Возведение в степень **

Умножение *, деление /, //, % (слева направо)

Сложение + и вычитание - (слева направо)

Строки: работа с текстом

Строки (str) в Python — это последовательности символов, заключенные в кавычки. Вы можете использовать как одинарные ', так и двойные " кавычки, главное — чтобы открывающая и закрывающая совпадали.

Операции над строками

С текстом нельзя проводить арифметические вычисления в привычном смысле, но некоторые операторы работают и здесь.

1. Конкатенация (Склеивание) Знак + объединяет две строки в одну.

2. Дублирование Знак * позволяет повторить строку указанное количество раз.

Экранирование символов

Иногда внутри строки нужно использовать специальные символы, которые трудно ввести с клавиатуры или которые имеют служебное значение. Для этого используется обратный слэш \.

* \n — перевод строки (Enter). * \t — табуляция (отступ). * \' или \" — кавычка внутри строки.

F-строки: форматирование

Начиная с версии Python 3.6, появился самый удобный способ вставки значений переменных внутрь строки — f-строки. Перед открывающей кавычкой ставится буква f, а переменные пишутся в фигурных скобках {}.

Это делает код чище и избавляет от необходимости вручную преобразовывать числа в строки.

Логические значения и операторы сравнения

Тип данных bool назван в честь математика Джорджа Буля. Он может принимать только два значения: True (Истина) и False (Ложь). Эти значения являются результатом проверок и сравнений.

Операторы сравнения

Эти операторы сравнивают два значения и возвращают bool.

| Оператор | Описание | Пример | Результат | | :---: | :--- | :--- | :--- | | == | Равно | 5 == 5 | True | | != | Не равно | 5 != 3 | True | | > | Больше | 10 > 20 | False | | < | Меньше | 10 < 20 | True | | >= | Больше или равно | 5 >= 5 | True | | <= | Меньше или равно | 4 <= 5 | True |

Важно: Не путайте оператор присваивания = (положить значение в переменную) и оператор сравнения == (сравнить два значения).

Логические операторы

Часто нам нужно проверить несколько условий одновременно. Для этого используются операторы and, or и not.

!Аналогия логических операторов с электрическими цепями

1. and (И) Возвращает True, только если оба условия истинны.

2. or (ИЛИ) Возвращает True, если хотя бы одно из условий истинно.

3. not (НЕ) Инвертирует значение: True превращает в False и наоборот.

Преобразование типов

Иногда Python не может автоматически понять, как взаимодействовать разным типам данных. Например, нельзя сложить число и строку.

Для решения этой проблемы используются функции явного преобразования типов:

* int() — преобразует в целое число (отбрасывает дробную часть, если она есть). * float() — преобразует в дробное число. * str() — преобразует в строку. * bool() — преобразует в логическое значение (0 и пустая строка станут False, остальное — True).

Исправленный пример:

Пример преобразования строки в число:

Практический пример: Конвертер валют

Давайте напишем программу, которая конвертирует рубли в доллары. Мы используем переменные, ввод данных, преобразование типов и арифметические операции.

Формула конвертации проста:

Где — сумма в долларах, — сумма в рублях, — текущий курс обмена.

Если пользователь введет 5000, программа разделит 5000 на 92.5 и выведет аккуратный результат, например: У вас есть 54.05 долларов.

Заключение

В этой статье мы заложили прочный фундамент для дальнейшего программирования. Теперь вы умеете: * Различать целые и дробные числа, выполнять математические операции. * Работать со строками: склеивать их, дублировать и форматировать через f-строки. * Использовать логические значения и операторы сравнения для проверки условий. * Преобразовывать одни типы данных в другие.

Эти знания понадобятся нам в следующей статье, где мы научимся управлять ходом программы: заставим код принимать решения с помощью условной конструкции if-else.

Управление потоком выполнения: условные конструкции if-else и циклы

В предыдущих статьях мы научились создавать переменные, работать с числами и строками, а также взаимодействовать с пользователем через ввод и вывод. Однако до сих пор наши программы были линейными: они выполнялись строго сверху вниз, строка за строкой, без возможности выбора или повторения действий.

В реальной жизни мы постоянно принимаем решения: «Если идет дождь, я возьму зонт, иначе пойду в кепке». Или выполняем повторяющиеся действия: «Пока не выучу урок, буду читать книгу».

Сегодня мы научим программы думать и принимать решения. Мы разберем две фундаментальные концепции программирования: условные конструкции (ветвление) и циклы (повторение).

Условные конструкции: if, elif, else

Условные конструкции позволяют программе выбирать, какой блок кода выполнить, в зависимости от истинности определенного условия. В Python для этого используются ключевые слова if (если), elif (сокращение от else if — иначе если) и else (иначе).

!Блок-схема, показывающая принцип работы условного ветвления

Синтаксис и отступы

Python отличается от многих других языков (C++, Java, JavaScript) тем, что отступы (пробелы в начале строки) в нем являются обязательной частью синтаксиса. Они определяют вложенность блоков кода.

Стандартный отступ в Python — 4 пробела.

Конструкция if

Самая простая проверка состоит только из блока if. Если условие истинно (True), код внутри блока выполняется. Если ложно (False) — пропускается.

В этом примере, так как переменная age равна 20, условие age >= 18 истинно. Программа выведет приветствие. Если бы age было равно 15, строки с отступом были бы проигнорированы.

Конструкция if-else

Часто нам нужно предусмотреть альтернативное действие, если условие не выполнилось. Для этого используется else.

Конструкция if-elif-else

Если вариантов больше двух, мы используем elif. Проверка идет сверху вниз. Как только находится первое истинное условие, выполняется его блок, и программа выходит из всей конструкции.

Здесь score равно 85.

Проверяется score >= 90 (85 >= 90) — Ложь.

Проверяется score >= 75 (85 >= 75) — Истина. Выполняется print("Оценка: B").

Остальные проверки (elif score >= 60 и else) игнорируются.

Вложенные условия

Внутри одного блока if может находиться другой блок if. Это называется вложенностью.

Циклы: повторение действий

Циклы позволяют выполнять один и тот же блок кода многократно. Это спасает программистов от дублирования кода и позволяет работать с большими объемами данных. В Python есть два основных типа циклов: while и for.

Цикл while (Пока)

Цикл while выполняет блок кода до тех пор, пока условие остается истинным. Это похоже на повторяющийся if.

Математически это можно записать как выполнение действия , пока выполняется условие :

Где — логическое условие, а — тело цикла.

Пример: обратный отсчет.

Важно: Если вы забудете изменить переменную внутри цикла (например, уберете count = count - 1), условие всегда будет истинным, и программа попадет в бесконечный цикл. В этом случае программу придется останавливать принудительно.

Цикл for (Для)

Цикл for в Python устроен иначе, чем в старых языках программирования. Он предназначен для перебора последовательностей (строк, списков, диапазонов чисел).

#### Перебор строки

Строка — это последовательность символов. Мы можем перебрать её по буквам:

На каждой итерации переменная letter будет принимать значение следующего символа: сначала 'P', затем 'y', и так далее.

#### Функция range()

Чаще всего цикл for используют с функцией range(), которая генерирует последовательность чисел. У неё есть три формы использования:

range(stop): от 0 до stop - 1.

range(start, stop): от start до stop - 1.

range(start, stop, step): от start до stop - 1 с шагом step.

Примеры:

Обратите внимание: правая граница в range() никогда не включается в диапазон.

Управление циклами: break и continue

Иногда нам нужно вмешаться в стандартный ход выполнения цикла. Для этого существуют операторы break и continue.

Оператор break

break немедленно прерывает выполнение цикла и передает управление первой строке после него. Это полезно, если мы нашли то, что искали, и продолжать перебор нет смысла.

Оператор continue

continue пропускает оставшуюся часть текущей итерации и переходит к следующей. Это удобно для фильтрации данных.

Вывод будет: r b t

Практический пример: Игра «Угадай число»

Давайте объединим знания о вводе данных, преобразовании типов, условиях и циклах, чтобы написать простую игру. Компьютер «загадывает» число, а пользователь пытается его угадать.

Для генерации случайного числа нам понадобится модуль random. Мы изучим модули подробнее позже, но пока просто используем команду import.

Разбор кода:

while True: создает бесконечный цикл, который будет работать, пока мы не вызовем break.

Мы считываем число пользователя и увеличиваем счетчик попыток.

С помощью if-elif-else мы сравниваем числа и даем подсказки.

Если число угадано, срабатывает break, и программа завершается.

Заключение

Сегодня мы сделали огромный шаг вперед. Теперь ваши программы не просто выполняют набор инструкций, а умеют реагировать на данные и повторять действия.

Мы изучили: * Условные конструкции if, elif, else. * Важность отступов в Python. * Циклы while для условий и for для последовательностей. * Функцию range() для генерации чисел. * Операторы break и continue для тонкой настройки циклов.

В следующей статье мы поговорим о структурах данных: списках, кортежах и словарях, которые позволят нам хранить и обрабатывать большие объемы информации еще эффективнее.

Коллекции данных: работа со списками, кортежами, словарями и множествами

В предыдущих статьях мы научились сохранять данные в переменные. Но что делать, если данных много? Представьте, что вам нужно сохранить список покупок, оценки всех учеников в классе или координаты точек на карте. Создавать для каждого значения отдельную переменную (item1, item2, item3...) — неудобно и неэффективно.

Здесь на помощь приходят коллекции (или структуры данных). Это специальные контейнеры, которые позволяют хранить множество значений под одним именем. В Python существует четыре основных встроенных типа коллекций:

Списки (Lists)

Кортежи (Tuples)

Словари (Dictionaries)

Множества (Sets)

Сегодня мы разберем, чем они отличаются, как с ними работать и в каких ситуациях использовать каждый из них.

Списки (Lists): изменяемые последовательности

Список — это упорядоченная коллекция элементов. Вы можете представить список как поезд, где каждый вагон имеет свой порядковый номер, и в каждый вагон можно положить любой груз.

!Метафора списка как поезда с пронумерованными вагонами

Создание списка

Списки создаются с помощью квадратных скобок []. Элементы разделяются запятыми.

Индексация: доступ к элементам

Важно запомнить: нумерация в Python начинается с нуля. Первый элемент имеет индекс 0, второй — 1 и так далее.

Python также поддерживает отрицательную индексацию. Индекс -1 обращается к последнему элементу, -2 — к предпоследнему.

Срезы (Slicing)

Мы можем получить часть списка, используя срезы. Формат: список[старт:стоп:шаг].

Методы списков

Списки — это изменяемый тип данных. Мы можем добавлять, удалять и менять элементы.

* append(item): добавляет элемент в конец. * insert(index, item): вставляет элемент на указанную позицию. * pop(index): удаляет элемент по индексу и возвращает его. * remove(item): удаляет первое вхождение значения.

Кортежи (Tuples): неизменяемые списки

Кортеж очень похож на список, но с одним критическим отличием: его нельзя изменить после создания. Вы не можете добавить, удалить или заменить элементы в кортеже.

Кортежи создаются с помощью круглых скобок ().

Зачем нужны кортежи?

Защита данных: Если вы передаете в программу набор настроек, которые не должны меняться, используйте кортеж.

Скорость: Кортежи занимают меньше памяти и работают быстрее списков.

Ключи словарей: Кортежи могут быть ключами в словарях (об этом ниже), а списки — нет.

Распаковка кортежей

Очень удобная фишка Python — возможность присвоить значения из кортежа сразу нескольким переменным.

Словари (Dictionaries): пары ключ-значение

Если списки используют числовые индексы для доступа к данным, то словари используют ключи. Это похоже на реальный бумажный словарь: чтобы найти определение (значение), вы ищете слово (ключ).

Словари создаются с помощью фигурных скобок {}, где пары указываются через двоеточие ключ: значение.

!Метафора словаря как хранилища по именованным ключам

Работа со словарем

Методы словарей

* .keys(): возвращает список всех ключей. * .values(): возвращает список всех значений. * .items(): возвращает список пар (ключ, значение).

Множества (Sets): уникальность и математика

Множество — это неупорядоченная коллекция уникальных элементов. В множестве не может быть дубликатов.

Множества также создаются фигурными скобками {}, но без двоеточий, или функцией set().

Математические операции

Множества в Python поддерживают классические операции из теории множеств: объединение, пересечение, разность.

Рассмотрим формулу объединения двух множеств:

Где и — это исходные множества, — знак объединения, — элемент, который попадает в результирующее множество, если он принадлежит () хотя бы одному из исходных множеств.

В Python это делается так:

!Визуализация операций над множествами

Сводная таблица: что выбрать?

| Тип | Синтаксис | Упорядочен? | Изменяем? | Дубликаты? | Для чего нужен | | :--- | :---: | :---: | :---: | :---: | :--- | | Список | [] | Да | Да | Да | Хранение последовательностей данных | | Кортеж | () | Да | Нет | Да | Хранение неизменяемых данных | | Словарь | {k:v} | Нет* | Да | Ключи — нет | Хранение структурированных данных | | Множество | {} | Нет | Да | Нет | Удаление дублей, мат. операции |

Примечание: Начиная с Python 3.7, словари сохраняют порядок вставки элементов, но полагаться на это как на главный принцип работы не стоит.

Практический пример: Анализ текста

Давайте объединим знания. Допустим, у нас есть текст, и мы хотим посчитать количество уникальных слов и частоту их появления.

Заключение

Коллекции данных — это мощный инструмент, который превращает простые переменные в сложные структуры.

* Используйте списки, когда важен порядок и возможность изменений. * Используйте кортежи для защиты данных от изменений. * Используйте словари для связи ключей и значений. * Используйте множества для проверки уникальности.

В следующей статье мы перейдем к одной из самых важных тем в программировании — функциям. Мы научимся упаковывать логику в переиспользуемые блоки кода.

Модульность кода: объявление функций, аргументы и импорт модулей

Мы прошли долгий путь: от установки Python и переменных до сложных циклов и коллекций данных. Теперь ваши программы могут хранить информацию, принимать решения и повторять действия. Но по мере того как код становится сложнее, возникает новая проблема: он начинает напоминать «спагетти» — длинный, запутанный список инструкций, в котором трудно разобраться.

Представьте, что вам нужно вычислить площадь круга в пяти разных местах программы. Копировать формулу пять раз? А если формула изменится? Вам придется искать и исправлять её везде. Это нарушает главный принцип программирования — DRY (Don't Repeat Yourself), или «Не повторяйся».

Решение этой проблемы — функции и модули. Сегодня мы научимся разбивать код на логические блоки, переиспользовать их и подключать инструменты, написанные другими разработчиками.

Что такое функция?

Функция — это именованный блок кода, который выполняет определенную задачу. Вы уже пользовались встроенными функциями Python: print(), input(), len(), type(). Теперь пришло время создавать свои собственные.

Функцию можно представить как «черный ящик» или специализированный станок на заводе. Вы подаете в него сырье (аргументы), внутри происходит какая-то магия (выполнение кода), и на выходе вы получаете готовый продукт (возвращаемое значение).

!Метафора работы функции: входные данные преобразуются в результат

Объявление функции

В Python создание функции начинается с ключевого слова def (от английского define — определить). За ним следует имя функции, круглые скобки и двоеточие.

Обратите внимание: этот код не выполняется сразу. Мы просто научили программу новой команде. Чтобы код сработал, функцию нужно вызвать:

Аргументы и параметры

Функция say_hello из примера выше всегда делает одно и то же. Чтобы функция стала гибкой, ей нужны входные данные. Переменные, которые мы указываем при создании функции, называются параметрами. Реальные значения, которые мы передаем при вызове, называются аргументами.

Позиционные и именованные аргументы

Когда параметров несколько, важен порядок их передачи.

Если перепутать местами, получится ерунда: «У меня есть Гарри по кличке хомяк». Чтобы этого избежать, можно использовать именованные аргументы:

Значения по умолчанию

Вы можете сделать некоторые параметры необязательными, задав им значение по умолчанию.

Возврат значения: return

До сих пор наши функции просто печатали текст на экран. Но в реальном программировании функции чаще должны возвращать результат, чтобы программа могла использовать его дальше (например, сохранить в переменную или использовать в математической формуле).

Для этого используется оператор return.

Рассмотрим пример с вычислением площади круга. Математическая формула выглядит так:

Где — площадь круга, — математическая константа (примерно 3.14159), а — радиус круга.

Важное отличие print от return: * print — это как крикнуть ответ в окно. Все услышали, но записать и использовать это в вычислениях программа не может. * return — это как передать записку с ответом лично в руки. Программа берет это значение и работает с ним дальше.

Если функция не имеет return, она неявно возвращает специальное значение None (ничего).

Область видимости переменных (Scope)

Одна из самых частых ошибок новичков связана с пониманием того, где живут переменные. В Python существует понятие области видимости.

Локальные переменные: Переменные, созданные внутри функции, видны только внутри этой функции. Снаружи их не существует.

Глобальные переменные: Переменные, созданные в основном коде (вне функций), видны везде.

Представьте, что функция — это дом с тонированными стеклами. Изнутри дома (функции) видно, что происходит на улице (глобальные переменные). Но с улицы невозможно увидеть, что происходит внутри дома (локальные переменные).

Модули: использование чужого кода

Python называют языком с «батарейками в комплекте» (batteries included). Это значит, что вместе с языком устанавливается огромная библиотека готовых решений для самых разных задач: от математики до работы с интернетом.

Эти решения упакованы в модули. Модуль — это просто файл с расширением .py, который содержит функции и переменные.

Чтобы использовать модуль, его нужно импортировать с помощью команды import.

Модуль math

Вернемся к нашему примеру с кругом. Вместо того чтобы вручную задавать число Пи, лучше взять его из модуля math.

Модуль random

В прошлой статье мы уже использовали его для генерации чисел. Давайте вспомним:

Способы импорта

Импорт всего модуля:

Импорт конкретной функции (чтобы не писать название модуля):

Импорт с псевдонимом (сокращение имени):

Практика: Рефакторинг кода

Рефакторинг — это улучшение структуры кода без изменения его поведения. Давайте возьмем задачу конвертации валют из второй статьи и перепишем её с использованием функций.

Было (линейный код):

Стало (модульный код):

Кажется, что кода стало больше. Зачем это нужно?

Тестируемость: Мы можем проверить работу функции convert_rub_to_usd отдельно, не вводя данные с клавиатуры.

Переиспользование: Если нам понадобится конвертировать валюту в другой части программы, мы просто вызовем функцию.

Читаемость: Основная логика (внизу) читается как оглавление книги.

Заключение

Сегодня вы перешли на новый уровень программирования. Вы больше не просто пишете скрипты, которые выполняются сверху вниз. Вы создаете архитектуру приложения.

Мы изучили: * Как создавать функции с помощью def. * Разницу между параметрами и аргументами. * Зачем нужен return и чем он отличается от print. * Как работают локальные и глобальные переменные. * Как подключать мощные модули math и random.

Функции — это кирпичики, из которых строятся огромные небоскребы программ. В следующих уроках мы узнаем, как работать с файлами, чтобы сохранять результаты работы наших функций навсегда.