Шпаргалка на русском языке по Python 3

Python 3 — это интерпретируемый язык программирования высокого уровня, который отличается простотой и читаемостью кода. Он широко используется для создания веб-приложений, игр, научных вычислений, анализа данных и многого другого. Python 3 является последней версией Python, которая постепенно заменяет Python 2.

В этой шпаргалке вы найдете основные конструкции языка Python 3, которые необходимы для начала работы с ним. Мы рассмотрим типы данных, операторы, условные конструкции, циклы и функции. Кроме того, мы подробно рассмотрим работу с файлами, регулярными выражениями и модулями.

Шпаргалка представляет собой компактное руководство, которое может быть использовано как справочник во время написания кода. Независимо от того, новичок вы или опытный программист, вам будет полезно иметь ее под рукой для быстрого поиска необходимой информации и решения задач в Python 3.

Основные концепции

Python — это интерпретируемый язык программирования, который позволяет писать код быстро и эффективно. Он имеет простой синтаксис и обширную библиотеку для решения различных задач.

Переменные — это именованные ячейки памяти, в которых можно хранить данные. В Python не нужно объявлять тип переменной заранее, он определяется автоматически в процессе выполнения программы.

Операторы — это специальные символы или ключевые слова, которые выполняют операции над переменными. Например, арифметические операторы (+, -, *, /) позволяют производить математические вычисления.

Условные конструкции — это блоки кода, которые выполняются в зависимости от условия. Например, конструкция if…else позволяет выполнить один блок кода, если условие истинно, и другой блок кода, если условие ложно.

Циклы — это блоки кода, которые выполняются несколько раз. Например, цикл for позволяет перебрать элементы в списке или кортеже и выполнить для каждого из них определенные действия.

Функции — это блоки кода, которые могут быть вызваны из других частей программы для выполнения определенной задачи. Они позволяют избежать дублирования кода и сделать программу более модульной и понятной.

Модули — это файлы с дополнительным кодом, которые можно подключить в программу для использования их функций и переменных. В стандартной библиотеке Python содержится множество модулей для решения различных задач.

Классы и объекты — это основы объектно-ориентированного программирования. Класс определяет структуру объекта, а объект — экземпляр класса, который содержит данные и методы для их обработки.

Переменные

В Python переменные используются для хранения значений различных типов данных, таких как целочисленные, вещественные, строковые и т.д. Каждая переменная имеет своё название, которое можно использовать для доступа к ней и изменения её значения.

Для создания переменной в Python используется оператор присваивания (=). Например, чтобы создать переменную с именем «x» и присвоить ей значение 5, нужно написать:

x = 5

Здесь переменной «x» было присвоено значение 5. Можно использовать любое другое значение или выражение вместо числа 5.

Тип переменной можно узнать при помощи функции type. Например, чтобы узнать тип переменной «x», нужно написать:

print(type(x))

Результат выполнения этой команды будет выглядеть примерно так:

Здесь указывается имя класса, к которому принадлежит тип переменной. В данном случае это тип «int», что означает целочисленное значение.

Названия переменных в Python могут состоять из букв, цифр и символов подчёркивания. Важно помнить, что имя переменной не может начинаться с цифры. Обычно в качестве имён переменных используются слова, описывающие значение, которое они хранят.

Функции

Функции — это блоки кода, которые могут быть использованы повторно в программе для выполнения определенных задач. Функции упрощают написание кода и позволяют избежать дублирования.

В Python функции определяются с помощью ключевого слова def, за которым идет имя функции и скобки, в которых указываются аргументы функции. В теле функции можно выполнять необходимые операции и возвращать результат с помощью ключевого слова return.

При вызове функции указываются аргументы, которые передаются в функцию. Если функция не требует аргументов, скобки все равно нужно указать.

Кроме того, в Python функции могут возвращать несколько значений одновременно, используя кортежи. Кроме того, можно использовать аргументы по умолчанию, чтобы задать значения, которые используются, если не указаны другие значения.

• Пример определения функции:
• def my_function(name):
• print(«Привет, » + name + «!»)
• Пример вызова функции:
• my_function(«Иван») # выводит «Привет, Иван!»

Функции являются важной частью программирования и использование их позволяет писать более эффективные и легко читаемые программы.

Условные выражения

Условные выражения — это выражения, которые позволяют программе принимать решения на основе определенных условий. В Python есть два основных условных выражения:

• if
• else

If позволяет проверить одно условие и выполнить определенный блок кода, если это условие истинно. Кроме того, вы можете использовать ключевое слово elif (от else if) для проверки нескольких условий последовательно.

Else используется вместе с if и позволяет выполнить определенный блок кода, если предыдущее условие не было истинным. Его можно использовать по желанию и максимум один раз в каждом условном выражении.

Для более сложных проверок условий можно использовать логические операторы and, or и not. And означает «и», or — «или», а not — «не».

Условные выражения очень полезны во многих программах, таких как игры, в которых нужно реагировать на действия пользователя, или веб-приложения, где нужно проверять данные, введенные пользователем. Зная, как использовать условные выражения в Python, вы можете писать более эффективный и функциональный код.

Массивы и списки

Массивы в Python являются структурами данных, позволяющими хранить набор элементов одного типа под одним именем. Создать массив можно с помощью функции array модуля array.

Для обращения к элементам массива используется индексация, то есть каждый элемент имеет свой порядковый номер, начиная с нуля. Например, для обращения к первому элементу массива a используется выражение a[0].

Списки в Python позволяют хранить набор элементов разного типа под одним именем. Создать список можно с помощью квадратных скобок и запятых между элементами. Например, список может быть создан следующим образом: [1, 2, «hello», 3.5].

Для обращения к элементам списка также используется индексация. Кроме того, для работы со списками доступны такие методы, как append, insert, remove, pup, sort и другие. Эти методы позволяют добавлять, удалять, изменять и сортировать элементы списка.

Списки также могут содержать вложенные списки, что позволяет создавать многомерные структуры данных.

Для удобства работы с элементами списка и массива можно использовать циклы for и while, а также функции, такие как len, max, min.

Создание массивов

В Python массивы называются списками. Для создания списка используется квадратные скобки [] и запятые, разделяющие элементы массива:

my_list = [1, 2, 3, "four", 5.5]

В этом примере список my_list содержит пять элементов: целые числа 1, 2, 3, строку «four» и число с плавающей точкой 5.5. Можно создать пустой список:

empty_list = []

Массивы могут содержать элементы разных типов данных, в том числе и другие списки:

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]

Для добавления элемента в конец списка используется метод append():

my_list.append(6)

Теперь список my_list содержит шесть элементов, последним из которых является целое число 6.

Чтобы создать список, состоящий из повторяющихся значений, можно использовать функцию repeat() из модуля itertools:

from itertools import repeat

repeated_list = list(repeat("hello", 3))

В этом примере получается список repeated_list, состоящий из трех строк «hello».

Работа со списками

Список в Python – это упорядоченная коллекция элементов, которые могут быть разных типов данных. Элементы списка могут быть изменяемыми, т.е. можно изменять элементы списка, добавлять или удалять их, а также создавать новые списки на основе старых.

Создание списка осуществляется с помощью квадратных скобок [] и разделения элементов запятыми. Например:

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

Для доступа к элементу списка используется индекс, который указывает на положение элемента в списке. Индексы начинаются с нуля. Например, если мы хотим обратиться к первому элементу, мы используем индекс 0:

first_element = my_list[0]

Кроме индексации доступ к элементам списка может осуществляться с помощью срезов. Срез – это подмножество списка, которое выбирается с помощью последовательности индексов. Например, если мы хотим получить первые три элемента списка, мы можем использовать срез:

first_three_elements = my_list[:3]

К спискам можно добавлять новые элементы с помощью метода append(). Например:

my_list.append(6)

Также можно удалять элементы с помощью метода pop() или del. Метод pop() удаляет последний элемент списка и возвращает его, а del удаляет элемент по индексу:

last_element = my_list.pop()

del my_list[0]

Для перебора элементов списка можно использовать цикл for:

for element in my_list:

print(element)

Чтобы проверить, содержится ли элемент в списке, можно использовать ключевое слово in:

if 3 in my_list:

print("3 is in the list")

Списки можно сортировать с помощью метода sort(). Например:

my_list.sort()

Использование списков в Python дает возможность удобно хранить и обрабатывать данные, а также упрощает написание программ и повышает их читаемость.

Циклы

Циклы в Python 3 позволяют выполнять действия многократно. Существует два типа циклов: цикл for и цикл while.

Цикл for используется для выполнения действий над последовательностью элементов (списком, строкой, кортежем и т.д.). Количество итераций определяется длиной последовательности.

• Пример цикла for для вывода элементов списка:

lst = [1, 2, 3, 4, 5]

for i in lst:

print(i)

• Вывод:

1

2

3

4

5

Цикл while используется для выполнения действий до тех пор, пока условие не перестанет быть истинным. Важно не забыть указать условие выхода из цикла, чтобы не создать бесконечный цикл.

• Пример цикла while для вывода чисел до 5:

i = 1

while i <= 5:

print(i)

i += 1

• Вывод:

1

2

3

4

5

Важно учитывать, что в Python 3 также существуют операторы break и continue, которые позволяют прервать цикл или перейти к следующей итерации.

While-циклы

While-цикл является одним из типов циклов в Python и используется в тех случаях, когда требуется выполнить действия в цикле до тех пор, пока определенное условие истинно. Формат записи while-цикла выглядит следующим образом:

while условие:

    # блок кода

Важно помнить, что блок кода, который находится внутри while-цикла, должен быть отделен от условия отступами, обычно в количестве 4-х пробелов. Также необходимо следить за определением условия, чтобы цикл не привел к бесконечному выполнению.

Пример while-цикла:

i = 0

while i < 5:

    print(«Значение переменной i =», i)

    i += 1

В данном примере условие, заданное в while-цикле, будет истинным до тех пор, пока значение переменной i меньше 5. Внутри цикла выводится значение переменной i и увеличивается значение переменной на единицу при каждом проходе. Цикл будет выполняться 5 раз, до тех пор, пока значение переменной i не достигнет 5.

While-циклы могут быть использованы для выполнения различных задач, например, для обработки больших массивов данных или повторного выполнения операций до тех пор, пока условие не будет выполнено. Но следует быть осторожным, так как неправильное использование while-циклов может привести к бесконечному выполнению операций и потреблению большого количества ресурсов.

For-циклы

For-циклы — это один из наиболее широко используемых видов циклов в языке Python. Они позволяют повторять блок кода определенное количество раз или до выполнения определенного условия.

Самый простой пример использования for-цикла — это перебор элементов списка. Для этого в конструкции for указываем переменную, которая будет принимать значения элементов списка по очереди.

Например:

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]

for number in my_list:

    print(number)

В результате выполнения данного кода будут выведены числа от 1 до 5 по очереди.

Кроме перебора элементов списка, for-циклы можно применять для работы с другими типами данных, такими как строки, кортежи, множества и словари.

В Python также есть возможность использовать внутри цикла конструкцию break, которая прерывает выполнение цикла при выполнении определенной команды, а также конструкцию continue, которая пропускает оставшиеся итерации цикла и переходит к выполению следующей.

В целом, for-циклы — это мощный инструмент, который может существенно упростить и ускорить решение многих задач в Python.

Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это методология программирования, основанная на использовании объектов. Объекты — это экземпляры классов, которые объединяют данные и функциональность и позволяют создавать модель реального мира в программном коде.

Принципы ООП включают инкапсуляцию, наследование и полиморфизм. Инкапсуляция позволяет скрывать данные и функциональность объекта от внешнего мира, обеспечивая доступ только через определенные методы. Наследование позволяет создавать новые классы, наследуя свойства и методы существующих классов. Полиморфизм позволяет использовать один и тот же интерфейс для работы с разными типами объектов.

В Python 3 ООП реализуется через классы. Класс — это шаблон для создания объектов, который определяет свойства и методы объектов. При создании объекта этот шаблон используется для инициализации его свойств и вызова методов.

• Классы объявляются с помощью ключевого слова class.
• Создание объектов осуществляется при помощи ключевого слова class и вызова метода __init__.
• Доступ к свойствам и методам объекта осуществляется через оператор «.».

ООП позволяет создавать более структурированный, понятный и легко поддерживаемый код. Он позволяет исключить повторение кода и создавать модульный код, что повышает его надежность и гибкость.

В Python 3 ООП является ключевой темой и ее знание необходимо для создания высококачественного программного обеспечения.

Классы и объекты

Класс в Python — это шаблон или абстракция для создания объектов, объединяющая в себе данные и методы их обработки.

Чтобы создать класс, используйте ключевое слово class и определите нужную вам структуру:

class MyClass:

variable = "Hello, world!"
def my_function(self):
print("This is a message inside the class.")

После определения класса мы можем создавать объекты этого класса:

my_object = MyClass()

Объект создается путем вызова имени класса с круглыми скобками, как если бы это была функция или метод.

Мы можем получить доступ к атрибутам и методам объекта через точку:

print(my_object.variable)

my_object.my_function()

Доступ к атрибутам объекта можно получить через ключевое слово self:

class MyClass:

def __init__(self, name):
self.name = name
def say_hello(self):
print(f"Hello, {self.name}!")

Метод __init__ — это метод-конструктор, который будет вызываться при создании объекта класса. Здесь мы передаем имя в конструктор, и оно становится атрибутом объекта. Метод say_hello выведет на экран «Hello, имя!»

В Python доступны еще многие другие возможности для работы с классами и объектами, такие как наследование и полиморфизм.

Наследование

Наследование в Python — это механизм, который позволяет создать новый класс на основе уже существующего, при этом новый класс наследует все свойства и методы родительского.

Синтаксис наследования:

• class Child(Parent):
• ….

Здесь Child — дочерний класс, а Parent — базовый (родительский).

В Python есть несколько типов наследования:

• Одиночное наследование: Дочерний класс наследует свойства и методы только от одного родительского класса.
• Множественное наследование: Дочерний класс наследует свойства и методы от нескольких родительских классов.
• Абстрактное наследование: Базовый класс не имеет реализации метода, его задача — определить интерфейс метода, который будут реализовывать дочерние классы.

На практике наследование позволяет существенно упростить написание кода и избежать дублирования. Например, можно создать основной класс «Животное» и для каждого подтипа животных создать дочерний класс.

Полиморфизм

Полиморфизм — это способность объектов различных классов проявлять себя по-разному при выполнении одного и того же действия.

Это значит, что операции, методы и функции могут принимать в качестве параметра несколько типов данных, а работать с ними как с одним.

Примером полиморфизма может служить операция сложения «+», которая может складывать как числа, так и строки.

Статический и динамический полиморфизм

Статический полиморфизм применяется на этапе компиляции программы, когда определяется тип данных и методы, которые могут быть применены к этому типу данных.

Динамический полиморфизм, наоборот, применяется на этапе выполнения программы и позволяет выбирать методы в зависимости от типа объекта.

• Наследование и полиморфизм

Одним из механизмов полиморфизма является наследование. Потомок может переопределить методы родительского класса, что дает ему возможность изменить поведение базовой реализации.

Также существует понятие «виртуальных методов», которые в родительском классе могут быть объявлены с ключевым словом «Virtual», а в наследнике переопределены при помощи ключевого слова «Override».

В данном примере мы можем переопределить метод «calculate_area» в каждом потомке, что позволит нам вычислить площадь круга и прямоугольника.

1. Полиморфизм в Python

Python — язык со строгой типизацией на этапе выполнения программы. Использование подтипов (классов-потомков) позволяет нам использовать различные типы данных в качестве параметров различных методов.

Примером полиморфизма в Python является функция «len()», которая работает со многими типами данных — списками, строками, словарями и даже кастомными классами, если они реализуют метод «__len__».

Работа с исключениями

Исключения позволяют обрабатывать ошибки и неожиданные ситуации в программе, чтобы она не завершалась аварийно. В Python для обработки исключений используется блок try-except.

Синтаксис блока try-except выглядит следующим образом:

try:

# код, который может вызвать ошибку
except:
# блок, который выполнится при возникновении ошибки

Также можно указать конкретный тип исключения в блоке except:

try:

# код, который может вызвать ошибку
except TypeError:
# блок, который выполнится при возникновении TypeError
except ValueError:
# блок, который выполнится при возникновении ValueError

Блок finally позволяет выполнить код независимо от того, было ли исключение выброшено или нет:

try:

# код, который может вызвать ошибку
except:
# блок, который выполнится при возникновении ошибки
finally:
# блок, который выполнится всегда

Иногда необходимо выбросить исключение вручную, для этого используется ключевое слово raise:

if x < 0:

raise Exception('x не может быть отрицательным') # выбрасываем исключение

Для создания собственных исключений можно создать новый класс, наследуясь от класса Exception:

class MyCustomException(Exception):

pass

Использование блоков try-except

В Python блок try-except используется для обработки исключительных ситуаций в коде программы. Он позволяет выполнить определенный блок кода, который может вызвать ошибку, и в случае ее возникновения перейти к выполнению другого блока кода.

Блок try содержит код, который может вызвать исключение, а блок except определяет, какое исключение будет обрабатываться и какие действия нужно выполнить в этом случае.

Пример:

try:
num1 = int(input("Введите первое число: "))
num2 = int(input("Введите второе число: "))
result = num1 / num2
print(result)
except ZeroDivisionError:
print("Деление на ноль невозможно.")
except ValueError:
print("Введенное значение не является числом.")

В данном примере блок try пытается получить значения двух чисел от пользователя, выполнить операцию деления и вывести результат. Однако, если второе число будет равно нулю, возникнет исключение ZeroDivisionError. Также возможно, что пользователь введет не число, а строку, тогда возникнет исключение ValueError. В этом случае блок except с соответствующим типом исключения перехватывает ошибку и выводит соответствующее сообщение.

Использование блоков try-except позволяет более гибко управлять ошибками в коде программы и делать ее более устойчивой к непредвиденным ситуациям.

Обработка исключений

Исключения — это ошибки, которые возникают во время выполнения программы. При возникновении исключения выполнение программы прерывается, и Python пытается найти соответствующий обработчик.

С помощью конструкции try-except можно обработать исключение и предотвратить прерывание программы. Можно указать несколько блоков except для обработки различных типов исключений.

Например:

try:

x = int(input("Введите число: "))
result = 10 / x
print(result)
except (ValueError, ZeroDivisionError) as e:
print("Ошибка:", e)

В этом примере мы пытаемся преобразовать ввод пользователя в число и затем делить 10 на это число. Если пользователь вводит некорректное значение (например, текст вместо числа) или вводит ноль, то возникает исключение ValueError или ZeroDivisionError. Блок except обрабатывает оба исключения и выводит соответствующее сообщение об ошибке.

Кроме того, можно использовать блок finally, который будет выполнен в любом случае, независимо от того, возникло исключение или нет.

Например:

try:

f = open("file.txt")
# работа с файлом
finally:
f.close()

В этом примере мы открываем файл file.txt и затем выполняем некоторые операции с его содержимым. Блок finally закрывает файл в любом случае, даже если возникло исключение.

Для создания собственных исключений можно использовать классы исключений. Например:

class MyException(Exception):

pass
try:
x = int(input("Введите число: "))
if x < 0:
raise MyException("Число должно быть положительным")
result = 10 / x
print(result)
except MyException as e:
print("Ошибка:", e)

В этом примере мы создаем класс MyException, который наследуется от базового класса Exception. Затем мы проверяем ввод пользователя и, если число меньше нуля, возбуждаем исключение MyException с соответствующим сообщением. Блок except обрабатывает только исключения типа MyException и выводит сообщение об ошибке.

Работа с файлами

Python 3 предоставляет широкие возможности для работы с файлами. Файлы могут быть открыты для чтения, записи, добавления данных в конец файла и других операций.

Для открытия файла используется функция open(), которая принимает в качестве аргументов имя файла и режим доступа (на чтение, запись или дополнение данных). Если файл не существует, то он будет создан при указании режима на запись.

Для чтения содержимого файла можно использовать метод read() или readline(), который читает одну строку из файла. Прочитанные данные могут быть затем обработаны или выведены в консоль.

Для записи в файл после его открытия используется метод write(), принимающий в качестве аргумента строку, которую нужно записать. Если файл уже содержит данные, то новые строки будут добавлены в конец файла.

Также, Python 3 поддерживает работу с файлами в формате CSV (Comma Separated Values). Функция csv.writer() позволяет сохранить данные из списка или кортежа в файл в формате CSV.

Для закрытия файла после завершения работы с ним используется метод close(). Это очень важно, так как незакрытые файлы могут привести к ошибкам и непредсказуемому поведению программы.

Открытие и закрытие файлов

Python предоставляет простой способ чтения и записи файлов. Чтобы открыть файл, используйте встроенную функцию open(). Функция открывает файл и возвращает объект файла, который вы можете использовать для чтения, записи и изменения данных.

Простейший вариант открытия файла выглядит так:

• файл = open(‘имя_файла.txt’)

Вы можете использовать параметр mode для указания режима открытия файла, например, для чтения, записи или модификации файла. Примеры:

• файл = open(‘имя_файла.txt’, ‘r’) — открывает файл для чтения
• файл = open(‘имя_файла.txt’, ‘w’) — открывает файл для записи
• файл = open(‘имя_файла.txt’, ‘a’) — открывает файл для добавления новых данных в конец файла

После того, как вы закончили работу с файлом, не забудьте закрыть его, вызвав метод close(). Это очень важно, так как незакрытые файлы могут привести к проблемам в работе вашей программы.

Пример закрытия файла:

• файл.close()

Чтение и запись файлов

В Python 3 существует несколько способов чтения и записи файлов. Для начала работы с файлом нужно открыть его с помощью функции open().

Функция open() принимает два параметра: имя файла и режим доступа. Режимы доступа могут быть: ‘r’ — чтение, ‘w’ — запись, ‘a’ — добавление к концу файла и ‘x’ — создание нового файла для записи.

Пример:

file = open(‘example.txt’, ‘r’)

Прочитать содержимое файла можно несколькими способами. Один из них — использовать метод read(). Он читает весь файл целиком и возвращает его содержимое в виде строки.

Пример:

content = file.read()

Также можно прочитать файл построчно, используя методы readline() и readlines(). readline() читает файл до первого символа новой строки, а readlines() возвращает список всех строк из файла.

Пример:

line = file.readline()

lines = file.readlines()

Запись в файл производится с помощью метода write(). Он принимает строку и записывает ее в файл. Чтобы записать несколько строк, можно использовать метод writelines(), который принимает список строк.

Пример:

file.write(‘Это пример записи в файл.’)

file.writelines([‘Первая строка’, ‘Вторая строка’])

После окончания работы с файлом его нужно закрыть, чтобы освободить ресурсы.

Пример:

file.close()

Также можно использовать конструкцию with для работы с файлами. Она автоматически закрывает файл после окончания работы.

Пример:

with open(‘example.txt’, ‘r’) as file:

  content = file.read()

FAQ

Какая версия Python рассматривается в статье?

В статье рассматривается шпаргалка по Python 3.

Какая цель статьи?

Цель статьи — дать краткое описание основных функций и операторов в Python 3.

Можно ли использовать Python 2 вместо Python 3?

Да, можно, но в статье рассматривается только Python 3.

Какие преимущества есть у Python перед другими языками программирования?

Python является высокоуровневым языком программирования, что упрощает написание кода. Python также отлично подходит для разработки веб-приложений, машинного обучения и обработки данных. Кроме того, существует большая поддержка сообщества и множество библиотек для Python.

Какие операторы Python рассматриваются в статье?

В статье рассматриваются основные операторы Python, включая арифметические, сравнения, логические, присваивания и т.д.