Was ist Python? Hohe Programmiersprache

Python ist die universelle Sprache des HochsEbene, die erweitert und eingebettet werden kann. Es ist beispielsweise als Makroschreibwerkzeug in der Anwendungssuite enthalten. Dies macht Python zu einer klugen Wahl für viele große und kleine Programmieraufgaben und nicht so gut für eine kleine Anzahl von Rechenaufgaben.

Wo ist das Beste zu verwenden?

Die Python-Sprache ist ideal für Projekteschnelle Entwicklung erfordern. Es unterstützt mehrere Programmierparadigmen, was für Programme gut ist, die Flexibilität erfordern. Die Verfügbarkeit vieler Pakete und Module bietet Vielseitigkeit und Zeitersparnis.

Guido van Rossum - liebevoller Schöpfer von PythonCommunity-verliehen den Titel "großzügiger lebenslanger Diktator". In den späten 1980er Jahren mochte Guido die Funktionen einiger Programmiersprachen, aber keine von ihnen hatte alle Funktionen, die er gerne hätte. Insbesondere musste die Sprache die folgenden Eigenschaften aufweisen.

Skriptsprache

Ein Skript ist ein Programm, dasverwaltet andere Programme. Skriptsprachen eignen sich gut für die schnelle Entwicklung und das Prototyping, da sie Daten von einer Komponente zur anderen übertragen und den Programmierer vor dem Aufwand der Speicherverwaltung bewahren.

Die Benutzergemeinschaft zieht es vor, Python als dynamische Programmiersprache zu bezeichnen.

Einzug zum Gruppieren von Operatoren

Python bestimmt, zu welchen Ausdrücken gehöreneine Gruppe mit Einrückung. Eine solche Gruppe wird als Codeblock bezeichnet. Andere Sprachen verwenden hierfür eine andere Syntax oder Satzzeichen. In C beispielsweise bezeichnet das Symbol {den Beginn und} das Ende einer Befehlssequenz. Das Einrücken wird auch in anderen Sprachen als bewährte Methode angesehen, aber Python war eines der ersten Unternehmen, das das Einrücken erzwang. Was tut es? Das Einrücken erleichtert das Lesen von Code, und Codeblöcke erfordern weniger Start- / Stoppmarkierungen und Satzzeichen, die Sie versehentlich weglassen können. All dies führt zu weniger Fehlern.

Übergeordnete Datentypen

Computer speichern Daten in Einsen und Nullen, aberMenschen brauchen komplexere Formen wie Text. Eine Sprache, die komplexe Daten unterstützt, soll Datentypen auf hoher Ebene unterstützen. Diese Datentypen sind leicht zu manipulieren. In Python können Zeichenfolgen beispielsweise geteilt, verkettet, in Groß- oder Kleinbuchstaben konvertiert, durchsucht usw. Datentypen auf hoher Ebene wie Listen und Wörterbücher, in denen andere Daten gespeichert werden können, verfügen über wesentlich mehr Funktionen als andere Sprachen.

Erweiterbarkeit

Eine erweiterbare Programmiersprache kann seinergänzt. Solche Sprachen sind sehr leistungsfähig, da sie durch Add-Ons für eine Vielzahl von Anwendungen und Betriebssystemen geeignet sind. Erweiterungen können Datentypen oder Konzepte, Module und Plugins hinzufügen. Die Python-Sprache wird auf verschiedene Arten erweitert. Die Hauptgruppe der Programmierer arbeitet daran, es zu ändern und zu verbessern, und Hunderte von anderen schreiben Module für bestimmte Zwecke.

Deutung

Interpretierte Sprachen laufendirekt aus dem von Menschen geschriebenen Quellcode, und Programme, die in kompilierten Sprachen wie C ++ geschrieben wurden, müssen in Maschinencode übersetzt werden. Interpretierte Sprachen sind langsamer, weil sie im laufenden Betrieb übersetzt werden. Das Schreiben und Debuggen von Programmen ist jedoch schneller, da nicht auf den Abschluss des Compilers gewartet werden muss. Sie sind plattformübergreifender leichter zu transportieren.

Man kann darüber streiten, ob Python isteine interpretierte oder kompilierte Sprache. Obwohl es in vielerlei Hinsicht wie interpretiert funktioniert, wird sein Code (wie in Java) kompiliert, bevor er ausgeführt wird, und viele seiner Komponenten werden mit voller Maschinengeschwindigkeit ausgeführt, wie sie in C geschrieben sind.

Guido begann zu Weihnachten Python zu schreibenUrlaub im Jahr 1989, und im nächsten Jahr verfeinerte er die Sprache auf der Grundlage der Rückmeldungen seiner Kollegen. Die breite Öffentlichkeit sah das Ergebnis im Februar 1991, als es in einer Usenet-Newsgroup veröffentlicht wurde.

Python für Anfänger

Um mit dem Schreiben von Python-Programmen zu beginnen,Sie müssen es installieren. Python 2.7 und Python 3.5 weisen erhebliche Unterschiede auf, die darin geschriebene Programme inkompatibel machen.

Auf Macintosh-Computern diese Sprachevorinstalliert und seine Version hängt vom Alter des Betriebssystems ab. Wenn Sie Windows verwenden, müssen Sie Python selbst installieren. Die Installationspaketdateien können unter python.org ausgewählt werden.

Zwei Möglichkeiten zur Interaktion

Einer der Gründe, warum die Python-Programmierung so einfach ist, besteht darin, dass sie Tools enthält, mit denen Sie Programme entwerfen, schreiben und debuggen können.

Im interaktiven Modus werden Befehle einzeln eingegebenZeile für Zeile, ähnlich wie das Betriebssystem (Shell) Befehle von der Befehlszeile akzeptiert. Sie können auch kurze mehrzeilige Programme erstellen oder Code aus Textdateien oder integrierten Python-Modulen importieren. Für Anfänger ist es hilfreich zu wissen, dass der Online-Modus ein umfangreiches Hilfesystem enthält. Dies ist eine bequeme Möglichkeit, die Funktionen einer Programmiersprache zu erlernen.

Die IDLE-Entwicklungsumgebung enthält interaktive FunktionenModus und Tools zum Schreiben und Ausführen von Programmen sowie ein Namensverfolgungssystem. Die Umgebung ist in Python geschrieben und demonstriert die umfangreichen Funktionen der Sprache.

Interaktiver Modus

Hier können Sie fast alles tun, was in einem Programm möglich ist, sogar mehrzeiligen Code schreiben. Dieser Modus kann dienen:

• Sandkasten für sichere Experimente;
• eine Umgebung zum Erlernen der Python-Programmierung;
• ein Tool zum Auffinden und Beheben von Fehlern.

Bitte beachten Sie, dass es nicht möglich ist, Ihre Online-Eingabe zu speichern. Dazu müssen Sie eine Kopie des Codes und der Ergebnisse in eine Datei schreiben.

Der interaktive Modus kann als verwendet werdenRechner, bearbeiten Sie Text und weisen Sie Variablen Werte zu. Sie können auch Module, Funktionen oder Teile von Programmen importieren, um sie zu testen. Es hilft Ihnen, mit Python-Objekten zu experimentieren, ohne lange Programme zu schreiben und Programme zu debuggen, indem Sie Teile davon einzeln importieren.

Interaktive Arbeit

Nach dem Start von Python werden im Terminalfenster Informationen zur aktuellen Version des Programms, das Veröffentlichungsdatum, mehrere Eingabeaufforderungen für weitere Aktionen und eine Eingabeaufforderung >>> angezeigt.

Um im interaktiven Modus zu arbeiten, geben Sie einen Befehl oder Ausdruck ein und drücken Sie die Eingabetaste.

Python interpretiert die Eingabe und antwortet, wenn für die Eingabe eine Antwort erforderlich ist oder der Interpreter sie nicht versteht.

Der folgende Befehl druckt eine Zeile. Da kein Druckort angegeben ist, erfolgt die Ausgabe auf dem Bildschirm.

• >>> drucke "Hallo Welt!"
• Hallo Welt!

Diese einzelne Zeile ist das ganze Programm! Im interaktiven Modus verarbeitet Python jede Zeile des eingegebenen Codes nach dem Drücken der Eingabetaste. Das Ergebnis wird unten angezeigt.

Anzeigen von Informationen zu einem Objekt

Im interaktiven Modus gibt es zwei Möglichkeiten, Informationen zu einem Objekt anzuzeigen:

• Geben Sie das Objekt (oder seinen Namen) ein und drücken Sie die Eingabetaste.
• Geben Sie den Befehl print und das Objekt (oder seinen Namen) ein und drücken Sie die Eingabetaste.

Das Ergebnis hängt vom Objekt ab.

Bei Verwendung einiger Datentypen (z. B. Ganzzahlen und Listen) führen diese beiden Methoden zum gleichen Ergebnis:

• >>> x = [3.2]
• >>> x
• [3, 2]
• >>> x drucken
• [3, 2]

Bei Zeichenfolgen unterscheidet sich das Ergebnis der Eingabe von "Druckname" geringfügig vom Ergebnis der Eingabe eines Namens. Im ersten Fall wird der Wert in Anführungszeichen gesetzt, im zweiten Fall jedoch nicht:

• >>> x = "MyString"
• >>> x
• "MyString"
• >>> x drucken
• MyString

Wenn sich der Name auf einen Codeblock bezieht (z. B. eine Funktion, ein Modul oder eine Klasseninstanz), liefert die Eingabe des Namens Informationen zu Datentyp, Name und Speicherort.

Im folgenden Beispiel wird eine Klasse mit dem Namen "Nachricht" erstellt und Informationen zu angezeigt

Deutsche:

• >>> Klasse Nachricht:
• ... bestehen
• ...
• >>> Nachricht
• <Klasse ___ Haupt ___. Nachricht bei 0x58db0>
• >>> Nachricht drucken
• __main __. Botschaft

Saiten

In Python sind Zeichenfolgen SequenzenFiguren. Ein Zeichenfolgenliteral wird erstellt, indem Zeichen in einfache ("), doppelte (") oder dreifache ("" oder "") Anführungszeichen eingeschlossen werden. In diesem Beispiel wird der Variablen x ein Wert zugewiesen:

• >>> x = "MyString"

Python-String hat mehrere eingebauteChancen. Eine davon ist die Möglichkeit, Ihre Kopie mit allen Kleinbuchstaben zurückzubekommen. Diese Funktionen werden als Methoden bezeichnet. Sie müssen die Punktsyntax verwenden, um eine Methode für ein Objekt aufzurufen. Das heißt, nachdem Sie den Namen der Variablen eingegeben haben, die in diesem Fall auf das Zeichenfolgenobjekt verweist, müssen Sie den Punktoperator (.) Und dann den Namen der Methode eingeben, gefolgt vom Öffnen und Schließen der Klammern:

• >>> x.lower ()
• "mystring"

Sie können einen Teil einer Zeichenfolge mit dem Indexierungsoperator s [i] abrufen. Die Indizierung beginnt bei Null, also gibt s [0] das erste Zeichen in der Zeichenfolge zurück, s [1] gibt das zweite zurück und so weiter:

• >>> x [0]
• "m"
• >>> x [1]
• "y"

String-Methoden funktionieren sowohl mit regulären Strings als auch mit Unicode-Strings. Sie machen folgendes:

• Groß- / Kleinschreibung ändern (Groß- und Kleinschreibung, Groß- und Kleinschreibung, Swapcase, Titel);
• Zählen (zählen);
• Ändern der Codierung (Codierung, Decodierung);
• suchen und ersetzen (suchen, ersetzen, finden, indexieren, indexieren, übersetzen);
• Überprüfen Sie die Erfüllung der Bedingungen (beginnend mit, endend mit, isalnum, isalpha, isdigit, islower, isspace, istitle, isupper);
• Join und Split (Join, Partition, Rpartition, Split, Splitlines);
• Format (Mitte, Just, Lstrip, Rstring, Rjust, Strip, Zfill, Expandtabs).

Python: Listen

Wenn Python-Zeichenfolgen zeichenbeschränkt sind, dannDie Listen unterliegen keinen Einschränkungen. Sie sind geordnete Sequenzen beliebiger Objekte, einschließlich anderer Listen. Darüber hinaus können Sie deren Elemente hinzufügen, entfernen und ersetzen. Eine Reihe von Objekten, die in eckigen Klammern durch Kommas getrennt sind, ist eine Python-Liste. Was es ist, wird unten gezeigt - hier sind Beispiele für Daten und Operationen mit ihnen:

• >>> Basen = ["A", "C", "G", "T"]
• >>> Basen
• ["A", "C", "G", "T"]
• >>> base.append ("U")
• >>> Basen
• ["A", "C", "G", "T", "U"]
• >>> base.reverse ()
• >>> Basen
• ["U", "T", "G", "C", "A"]
• >>> Basen [0]
• "U"
• >>> Basen [1]
• "T"
• >>> base.remove ("U")
• >>> Basen
• ["T", "G", "C", "A"]
• >>> base.sort ()
• >>> Basen
• ["A", "C", "G", "T"]

In diesem Beispiel eine Liste von PersonenFiguren. Dann wurde am Ende ein Element hinzugefügt, die Reihenfolge der Elemente wurde umgekehrt, die Elemente wurden anhand ihrer Indexposition abgerufen, das Element mit dem Wert "U" wurde entfernt und die Elemente wurden sortiert. Das Entfernen eines Elements aus einer Liste zeigt eine Situation, in der die remove () -Methode zusätzliche Informationen bereitstellen muss, nämlich den zu entfernenden Wert.

Neben Methoden wie remove (), Pythonhat eine andere ähnliche Funktion, die als Funktion bezeichnet wird. Der einzige Unterschied zwischen Funktion und Methode besteht darin, dass erstere keinem bestimmten Objekt zugeordnet ist.

Python: Funktionen

Funktionen führen Aktionen für einen oder mehrere Werte aus und geben ein Ergebnis zurück. Eine große Anzahl von ihnen ist in Python integriert. Beispiele für integrierte Funktionen:

• len () - gibt die Anzahl der Elemente in einer Sequenz zurück;
• dir () - gibt eine Liste von Zeichenfolgen zurück, die die Attribute des Objekts darstellen.
• list () - Gibt eine neue Liste zurück, die aus einer anderen Sequenz initialisiert wurde.
• >>> Hilfe (rund)
• Hilfe zur eingebauten Funktionsrunde:
• rund (...)
• rund (Zahl [, Ziffern]) -> Gleitkommazahl

Es ist auch möglich, eigene Funktionen zu definieren.

Benutzerdefinierte Funktionen

Der Prozess zum Erstellen Ihrer eigenen Python-Funktion ist wie folgt.Die erste Zeile beginnt mit dem Schlüsselwort def, gefolgt vom Funktionsnamen und den Argumenten (erwartete Eingaben) in Klammern und endet mit einem Doppelpunkt. Nachfolgende Befehle bilden den Hauptteil der Funktion und müssen eingerückt werden. Befindet sich der Kommentar am Anfang des Funktionskörpers, wird er Teil seiner Dokumentation. Die letzte Zeile der Funktion gibt das Ergebnis zurück:

• >>> def transcribe (dna):
• ... "" DNA-Zeichenfolge als RNA-Zeichenfolge zurückgeben. "" "
• ... return dna.replace ("T", "U")
• ...
• >>> transkribieren ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "CCGGAAGAGCUUACUUAG"

In diesem Beispiel wurde eine Funktion namens aufgerufentranskribieren, die einen String erwartet, der eine DNA-Sequenz darstellt. Die Methode replace () gibt eine Kopie der ursprünglichen Zeichenfolge zurück und ersetzt alle Vorkommen eines Zeichens durch ein anderes. Drei Codezeilen ermöglichten die Transkription von DNA in RNA. Die Umkehrfunktion sieht folgendermaßen aus:

• >>> def reverse (s):
• ... "" Geben Sie die Sequenzzeichenfolge in umgekehrter Reihenfolge zurück. "" "
• ... Buchstaben = Liste (n)
• ... buchstaben.umkehren ()
• ... "" zurückgeben .join (Buchstaben)
• ...
• >>> rückwärts ("CCGGAAGAGCTTACTTAG")
• "GATTCATTCGAGAAGGCC"

Die Umkehrfunktion nimmt eine Zeichenfolge, erstellt eine Liste,basierend darauf und ändert seine Reihenfolge. Jetzt müssen wir die umgekehrte Transformation durchführen. Das Objekt verfügt über eine join () -Methode, die die Liste verkettet, indem jedes ihrer Elemente durch einen Zeichenfolgenwert getrennt wird. Da kein Trennzeichen benötigt wird, wird die Methode für eine leere Zeichenfolge verwendet, die durch zwei Anführungszeichen ("" oder "") dargestellt wird.

Wörterbücher

Und was ist ein Python-Wörterbuch?Es hat die gleichen Vorteile wie ein normales Papierwörterbuch. Ermöglicht es Ihnen, schnell den gewünschten Wert (Definition) zu finden, der einem Schlüssel (Wort) zugeordnet ist. Wörterbücher sind in geschweiften Klammern eingeschlossen und enthalten eine durch Kommas getrennte Folge von Schlüssel-Wert-Paaren. Die Wörterbücher sind nicht bestellt. Stattdessen wird auf Wörterbuchbedeutungen über ihren Schlüssel und nicht über ihre Position zugegriffen.

• >>> basecomplement = {"A": "T", "C": "G", "T": "A", "G": "C"}
• >>> basecomplement.keys ()
• ["A", "C", "T", "G"]
• >>> basecomplement.values ​​()
• ["T", "G", "A", "C"]
• >>> Grundkomplement ["A"]
• "T"

Klassen

Eigene erstellenObjekte müssen Sie eine Art Vorlage definieren, die als Klasse bezeichnet wird. In Python erfolgt dies mithilfe der Klassenanweisung, gefolgt von einem Namen und einem Doppelpunkt. Der Hauptteil einer Klassendefinition enthält Eigenschaften und Methoden, die allen auf dieser Klasse basierenden Objektinstanzen zur Verfügung stehen.

Vorteile

Die meisten Programmiersprachen bietenBequeme Funktionen, aber keine von ihnen bietet die Kombination aus Komfort und Leistung, die Python bietet. Was sind diese Vorteile? Hier sind einige davon:

• Die Sprache kann in andere Anwendungen eingebettet und zum Erstellen von Makros verwendet werden. In Paint Shop Pro 8 und höher handelt es sich beispielsweise um eine Skriptsprache.
• Python kann kostenlos verwendet und vertrieben werden, kommerziell oder nicht.
• Die Sprache verfügt über leistungsstarke Funktionen zum Verarbeiten und Suchen von Text, die in Anwendungen verwendet werden, die mit einer großen Menge an Textinformationen arbeiten.
• Darauf können Sie große Anwendungen erstellen, ohne die laufenden Programme überprüfen zu müssen.
• Python unterstützt das Testen und Debuggen einzelner Module und ganzer Programme.