Язык программирования Python

Python – это интерпретируемый язык программирования, упор в котором сделан на простоту и чистоту кода, что делает его идеальным кандидатом на роль первого языка для изучения. В этом уроке мы рассмотрим особенности данного языка и погрузим Вас в его экосистему.
Что такое программирование на Python?
Языки программирования можно условно разделить на специализированные и языки общего назначения. Специализированные, как следует из названия, созданы и применяются для каких-либо определённых целей. Языки общего назначения, напротив, призваны выполнять широкий спектр задач. К таким языкам и относится Python. Про этот язык часто говорят, что у него «батарейки внутри». Это означает, что язык включает в себя множество готовых решений и удобных инструментов. Почти любую задачу можно решить, используя встроенные в язык средства либо подключив модуль, разработанный сообществом. На данный момент в индексе PyPi (the Python Package Index – главный агрегатор модулей Python) находится 330826 проектов, 2916363 релиза, 4944653 файла, зарегистрировано 540758 участников, что свидетельствует о зрелом и очень большом сообществе, сформировавшемся вокруг языка.
В языке используется «утиная» типизация, что очень удобно.
В список областей, где применяется Пайтон, входят:

• анализ данных
• машинное обучение
• веб-разработка
• научные и математические исследования
• создание десктопных приложений
  Как уже говорилось, Питон прост в освоении благодаря короткому и выразительному синтаксису, но эта простота обманчива. За ней скрывается мощь языка высокого уровня. Это означает, что он не только лёгок в освоении, позволяет быстро писать код, но и чрезвычайно эффективен.
  Кроме неоспоримых плюсов стоит отметить и ряд минусов:
  Из популярных языков программирования этот – один из самых медленных
  У языка существуют некоторые проблемы с асинхронным программированием
  Особенности типизации и обработки исключений дают большие возможности «выстрелить себе в ногу» — достаточно легко допустить ошибку в коде.

История Python

Питон – язык не новый. Его разработка началась ещё в конце восьмидесятых годов. Релиз первой версии языка произошёл в феврале 1991 года.
Отцом-основателем Питона и, на протяжении многих лет, главным разработчиком являлся голландский программист Гвидо Ван Россум. На момент создания языка Гвидо работал в центре математики и информатики в Нидерландах. В качестве основы для Пайтона Россум взял язык программирования ABC, в разработке которого когда-то участвовал.
Почему выбрали Python
Нет. Он не назван в честь опасной змеи. Россум был фанатом комедийного сериала в конце 70-х. Название “Python” было взято из этого же сериала “Monty Python’s Flying Circus” (Летающий цирк Монти Пайтона).

Происхождение названия

Язык назван в честь телевизионного шоу «Летающий цирк Монти Пайтона», популярного в то время. Не смотря на этот факт, в сообществе прочно укрепилась связь между названием языка и змеями, чему способствует логотип: две змеи.
Как правильно звучит название?
Правильно произносится слово «Python» как «Пайтон». Однако, среди русскоязычных програмистов укоренилось произношение «Питон».

Логотип

На логотипе изображены две змеи, образующие квадрат с выпуклым центром, это часто вводит в заблуждение пользователей, вынуждая ассоциировать название языка с рептилией.

Логотип создал брат создателя языка, Юст ван Россум — программист и шрифтовой дизайнер.

Даты релизов

• В феврале 1991 исходный код языка был опубликован на alt.sources.
• В 2000 году вышла в релиз вторая версия Python. В неё добавили много важных инструментов, включая поддержку Юникода и сборщик мусора.
• 3 декабря 2008 в релиз вышла третья версия Python, которая является основной до сих пор. Многие особенности языка были переделаны и стали несовместимы с предыдущими версиями.
• Официально поддержка второй версии языка прекращена в 2020 году.

Особенности программирования на Python

Простой язык, легкий и доступный в изучении

У Python короткий и выразительный синтаксис, особенно в сравнении с такими императивными языками, как C++, Java, C#. Изюминкой синтаксиса является то, что вложенность обозначается отступами слева, а не фигурными скобками или другими знаками. Можно сказать, что благодаря этому язык диктует хороший стиль оформления кода. Так же существует единый стандарт оформления (PEP-8) и во многих средах программирования можно привести код к этому стандарту при помощи нажатия одной комбинации клавиш.
Простота отчасти обусловлена тем, что Питон написан на основе языка ABC, который использовался для обучения программированию.

Бесплатный и с открытым кодом

Питон можно абсолютно свободно использовать в любом проекте, даже в коммерческом. То, что у этого языка открытый исходный код, а на его будущее сильно влияет мнение широкой общественности – дополнительные драйверы развития.

Портативность

Программа, написанная на Пайтоне, может быть запущенна почти на любой операционной системе. Перенести скрипт с одной платформы на другую – дело нескольких кликов.

Масштабируемый и встраиваемый

Python позволяет с лёгкостью использовать код, написанный на других языках (особенно, на C). Это даёт возможность ускорить Вашу программу в критически важных местах.

Высокоуровневый, интерпретируемый язык

Язык берёт на себя многие нюансы низкого уровня. Главные из них это «сборка мусора», работа с памятью, работа с конкурентностью. Это освобождает от головной боли, но и навязывает некоторые архитектурные решения.

Стандартные библиотеки для решения общих задач

Как уже говорилось, в Питоне есть обширная стандартная библиотека и множество сторонних библиотек. Для их установки и подключения предусмотрены удобные синтаксические конструкции и менеджер пакетов PIP.

Объектно-ориентированный

Несмотря на то, что здесь есть конструкции из функционального программирования, объектно-ориентированный подход в Python достиг своего апогея: всё, начиная от типа и заканчивая строковым литералом, является объектом.

Юмор в Питоне

В языке есть много «пасхалок». К примеру, если выполнить команду «import this», интерпретатор выведет Дзен Питона – своеобразный свод философских постулатов языка. Ещё интереснее становится если выполнить «import antigravity», «from __future__ import braces». Пробуйте!

Приложения на Python

Веб-программирование

Благодаря таким фреймворкам, как Django и Flask Питон прочно закрепился в мире программирования для веба. Этот язык используется на сайтах таких компаний как Instagram, Disqus, Mozilla, The Washington Times, Pinterest, YouTube, Google и др.

Научные и математические вычисления

У Python много библиотек для научных и математических вычислений. Вот короткий список основных из них: SciPy, Pandas и NumPy. Так же стоит отметить пакет Anaconda и Jupyter Notebook —мощный инструмент для разработки и представления проектов Data Science в интерактивном виде.
Также, язык часто используется в машинном обучении, анализе и сборе данных.

Прототипирование

Да, Питон медленный. Но он невероятно прост в применении. Благодаря этому на нём часто пишут прототипы и, если прототип доказывает свою жизнеспособность, переписывают некоторые части программы на более быстрых языках.

Почему стоит начать с Питона?

Простой язык для изучения программирования

Python используется для обучения программированию детей и новичков.
Не смотря на простоту синтаксиса, в Пайтоне реализованы многие прогрессивные идеи и возможности из разных подходов к программированию. В итоге Вы можете быстро и легко изучить функциональное, объектно-ориентированное, конкурентное, асинхронное мета-программирование и много чего ещё.

Не слишком строгий

Не нужно определять тип переменной в Python. Нет необходимости добавлять “;” в конце строки.
Python принуждает следовать методам написания читаемого кода (например, одинаковым отступам). Эти мелочи могут значительно облегчить обучение новичкам.

Первая программа на Python

По традиции, изучение любого языка программирования начинают с программы «Hello, World!». Её суть состоит в том, что на экран надо вывести надпись… «Hello, World!». Давайте сравним как выглядит текст этой простейшей программы на разных языках.

C#:

using System;

namespace HelloWorld
{
class Hello
{
static void Main()
{
Console.WriteLine("Hello World!");
}
}
}
 

package main

import "fmt"

func main() {
fmt.Println("Hello, World!")
}
 

public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello, World");
}
}
 

print("Hello, World!")
 

Программа сложения двух чисел

# Сложение чисел
первое_число = 2
второе_число = 3
сумма = первое_число + второе_число
print(сумма)
# Вывод:
5
 

Как работает эта программа?

Строка 1: # Сложение чисел
Эта строка – комментарий. По своему назначению она сходна с пометкой на полях рабочей тетради.
Строка 2: первое_число = 2
Здесь, «первое_число» — переменная. Она предназначена для хранения какого-либо значения, имеет свой тип и является объектом. В этом случае, 2 сохраняется в переменной «первое_число». И да, Вы можете писать всё, кроме ключевых слов, на русском языке (или любом другом, символы которого входят в utf-8).
Строка 3: второе_чисо = 3
Аналогично, 3 сохраняется в переменной «второе_чисо».
Строка 4: сумма = первое_число + второе_число
Переменная первое_число прибавляется к первое_число с помощью оператора +. Результат сложения сохраняется в другой переменной сумма.
Строка 5: print(сумма)
Функция print() выводит результат на экран. В нашем случае, она выводит на экран 8.

Важные вещи, о которых следует помнить.

В большинстве случаев конец строки означает конец команды. Использование “;” в конце утверждения не требуется (в отличии от многих других, в основном императивных, языков).
Вместо фигурных скобок { }, используются отступы (4 пробела и табуляция) для перехода на новый уровень вложенности.

def родитель():
    ребёнок_1 = 1
    ребёнок_2 = 2
    if ребёнок_1 == ребёнок_2:
        внук = 3
    else:
        внук = 'Значение не присвоено.'
    return внук
print(родитель())
# Вывод:
Значение не присвоено.
 

Научитесь самостоятельно программировать на Python

Изучите Python с помощью pythoninfo.ru

PythonInfo предоставляет бесплатные уроки и примеры, которые помогут Вам изучить программирование с нуля.
Наши уроки ориентированы на начинающих программистов, которые владеют базовыми знаниями о программировании в целом. В каждом уроке мы стараемся дать наглядные примеры и тщательно объясненить каждую рассматриваемую тему.
Программировать на Python – просто, а с нами – ещё проще!

Рекомендуемые книги

Без сомнения, для обучения программированию необходимо пользоваться не только статьями и уроками нашего сайта, но и более фундаментальными и структурированными источниками – книгами. Вот некоторые из тех, что мы можем рекомендовать:

Эрик Мэтиз. Изучаем Python. Программирование игр, визуализация данных, веб-приложения

Руководство по языку Python c многочисленными примерами, которые обучают шаблонам чистого кода. После освоения базы языка обучение продолжается на рабочих проектах с использованием известных библиотек: 1. аркадная игра в стиле Space Invaders (библиотека pygame), 2. интерактивная визуализация данных (библиотеки matplotlib и plotly) и 3. веб-приложение на Django.

Учим Python, делая крутые игры (2017)

Увлекательный самоучитель по языку Python для начинающих. Книга подходит даже читателям с нулевым уровнем. Создавайте собственными руками веселые классические и необычные, продвинутые игры, такие как «Виселица» или «Охотник за сокровищами», – в процессе вы поймете основные принципы программирования и выучите Python играючи!

Билл Любанович. Простой Python. Современный стиль программирования

Возможно, простым в изучении Python делает не его понятный синтаксис или принципы, а большое количество доступной и простой литературы, рассчитанной на начинающих программистов. В этой книге вы узнаете об основах языка, о современных пакетах и библиотеках Python 3. Автор рассматривает такие сложные темы, как отладка, тестирование, повторное использование кода и многое другое. Объяснения автора перемешаны с примерами кода, которые помогут быстро освоить язык и перейти к программированию реальных приложений.

Дэн Бейдер. Чистый Python. Тонкости программирования для профи

Словосочетание «для профи» – выдумка российских издателей. В оригинале книга называется Python tricks, то есть в ней собраны всякие «фишки», которые полезны тем, кто уже успел разобраться с основами языка и попрограммировать на Python. Для чтения достаточно базовых знаний языка. Особенно книга будет полезна тем, кто пришел в мир Python из других языков и некоторые мощные конструкции языка ускользнули от внимания.

Бизли и Джонс. Python. Книга рецептов

Книга соответствует третьему стандарту Python. Приведены рецепты, охватывающие различные темы Python, а также задачи, имеющие широкий спектр областей применения. Каждый рецепт содержит примеры кода, которые можно использовать в своих проектах и обсуждение принципов работы данного решения.

Джульен Данжу. Путь Python

Эта книга предназначена для опытных разработчиков Python. В ней они найдут советы и практические решения, которые помогут максимально эффективно создавать надежные программы. Поскольку предполагается, что сам язык Python читателю уже хорошо знаком, читать книгу от корки до корки не обязательно. Вы вполне можете выбрать отдельные главы, которые вам интересны или нужны по работе.

Джульен Данжу уже больше 20 лет занимается хакингом свободного ПО. Также он занимается и разработкой программ, причем последние 12 лет — на Python. В частности, Джульен был тимлидом проекта в OpenStack — распределенной облачной платформе (это самая большая опенсорсная кодовая база на Python — 2,5 млн. строк кода). В настоящее время Джульен руководит собственной компанией, где тоже ежедневно пишет на Python.
При написании книги «Путь Python» Джульен Данжу консультировался со многими другими специалистами, каждый из которых особенно хорош в какой-то из областей знаний, описанных в «Путь Python». Это уже четвертое издание данной книги.

Марк Лутц «Изучаем Python»

Многие опытные разработчики советуют начинать изучение Python именно с этой книги, так как она содержит информацию, дающую наиболее полное представление и о языке, и о программировании в целом. Отвечает не только на вопрос «как?», но и «почему?».

Марк Лутц «Программирование на Python»

У Марка Лутца, создавшего пособие для новичков, есть и книги для профессионалов. Лутц разбирает сложные случаи, помогает освоить как можно больше возможностей Python и углубить знания языка.