Python Урок 1. Арифметические действия и конструкции

Среда разработки

Для обучения используется IDLE python 3.4 GUI (возможна и другая среда разработки).

Основным окном IDLE является окно интерпретатора, позволяющее программировать в интерактивном режиме, т.е. после ввода команды, она сразу же исполняется после нажатия [Enter]. Каждая строка начинается с символов >>>, результат выполнения отображается сразу под строкой оператора:

Для полноценной работы и сохранения результатов в файл следует выбрать в меню File пункт New File. После чего в открывшемся окне можно набирать код программы.

Сравнение кода двух языков

Для начала сравним фрагменты кода одной и той же программы, написанной на Python и на C++. Результат показывает, насколько меньше код, написанный на Python:
  
На PYTHON

1

print("Hello, World!")

На С++

1
2
3
4
5

#include <iostream> 
void main() 
{      
cout << "Hello, World!" << endl;  
}

Оператор присваивания

Оператором присваивания является символ =. Выполняется оператор стандартным образом: сначала вычисляется выражения справа от знака равенства, а затем полученное значение записывается в переменную, указанную слева от знака равенства.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

A = 3.14
print(type(A)) # float
A = 'Hello' 
print(type(A)) # str 
a = b = c = 0
a += 1    # a = a + 1 
с = 5//2  # int 
d = 5/2   # float
b = c**2  # b = c^2 (степень) 
a, b = b, a # обмен значениями a=b, b=a

Ввод и вывод данных

• Вывод данных осуществляется при помощи оператора print:

1 2 3 4 5

a = 1 b = 2 print(a) print(a + b) print('сумма = ', a + b)

a = 1 b = 2 print(a) print(a + b) print('сумма = ', a + b)

• Существует возможность записи инструкций в одну строку, разделяя их через ;. Однако не следует часто использовать такой способ, это снижает удобочитаемость:

1 2 3

a = 1; b = 2; print(a) print(a + b) print('сумма = ', a + b)

a = 1; b = 2; print(a) print(a + b) print('сумма = ', a + b)

• Для функции print может задаваться так называемый сепаратор — разделитель между элементами вывода:

1 2 3

x=2 y=5 print ( x, "+", y, "=", x+y, sep = " " )

x=2 y=5 print ( x, "+", y, "=", x+y, sep = " " )

Результат отобразится с пробелами между элементами: 2 + 5 = 7

• Кроме того, можно использовать параметр end:

print(1, 2, 3, sep=', ', end='. ') # 1, 2, 3.

print(1, 2, 3, sep=', ', end='. ') # 1, 2, 3.

• Для форматированного вывода используется format:

1 2	x = 11 print ( "{:4d}".format(x) )

x = 11 print ( "{:4d}".format(x) )

В результате выведется число 11, а перед ним два пробела, так как указано использовать для вывода четыре знакоместа.

• Или с несколькими аргументами:

1 2	x = 2 print ( "{:4d}{:4d}{:4d}".format (x, x+x, x*x) )

x = 2 print ( "{:4d}{:4d}{:4d}".format (x, x+x, x*x) )

В итоге каждое из значений выводится из расчета 4 знакоместа.

• Ввод данных осуществляется при помощи оператора input:

1 2	a = input() print(a)

a = input() print(a)

• В скобках функции можно указать сообщение-комментарий к вводимым данным:

a = input ("Введите количество: ")

a = input ("Введите количество: ")

• Функция input воспринимает входные данные, как поток символов. Поэтому, чтобы принять целочисленное значение, следует воспользоваться функцией int():

a = int (input())

a = int (input())

Арифметические действия и математические функции

x + y Сложение
x - y Вычитание
x * y Произведение
x / y Деление
x // y Целочисленное деление
x % y Остаток от целочисленного деления
x**y Возведение в степень
-x Смена знака числа

• abs(x) модуль числа;
• round(x) – в Python округление числа x к ближайшему целому;
• ceil(x) — округление числа вверх («потолок»);
• floor(x) — округление числа вниз («пол»);
• sqrt(x) – квадратный корень числа;
• exp(x) – экспонента x;
• log(x) – натуральный логарифм x.

Перечисленные функции можно использовать в программе, только подключив специальный модуль (библиотеку функций):

import math
# далее используем какую-либо функцию:
print (math.sqrt(64)) # 8.0

Можно назначить псевдоним для обращения к модулю:

import math as m
# далее используем какую-либо функцию:
print (m.sqrt(64)) # 8.0

Или можно также подключить данную функцию из модуля:

from math import sqrt
# далее используем какую-либо функцию:
print (sqrt(64)) # 8.0

Типы данных и преобразование типов

Перечислим основные типы данных в Python, которые понадобятся на ближайших уроках:

int – целочисленные значения;
float – вещественные (дробные) значения;
bool – логические значения — истина (True) или ложь (False);
str – символьная строка или единичный символ.

Рассмотрим примеры использования основных типов в Python:
Целые числа (int):

num = 13
print(num)  # 13
 
num = 0
print(num)  # 0
 
num = -10
print(num)  # -10
 
num = 500_000_000  # для удобства чтения
print(num) # 500000000

Вещественные числа (float):

num = 13.4
print(num) # 13.4
 
num = 0.0
print(num) # 0.0
 
num = -15.2
print(num) # -15.2
 
num = 100_000.000_002 # для удобства чтения
print(num) # 100000.000002
 
num = 1.7e2 # 1.7 умножить на 10 в степени 2
print(num) # 170

Логический тип (bool):

print(15 == 15) # True
 
print(1 != 3) # True
 
print(3 > 4) # False
 
print(3 <= 3) # True
 
print(6 >= 6) # True
 
print(6 < 5) # False
 
x = 2
print(1 < x < 3) # True

Строки (str):

example_string = "Очень интересно"
print(example_string) # Очень интересно
 
example_string = 'Пьеса "На дне"'
print(example_string) # Пьеса "На дне"
 
example_string = "Пьеса \"На дне\"
print(example_string) # Пьеса "На дне"
 
example_string = "Как " \
                 "разбить " \
                 "объявление длинной строки"
print(example_string) # Как разбить объявление длинной строки
 
example_string = """
                 Как  
                 оставить сроку
                 в несколько строк
                 """
print(example_string) 
# Как  
# оставить сроку
# в несколько строк

# Как объединить две строки в одну
print("Можно их" + " сложить") # Можно их сложить 
 
print("Можно и так!" * 3) # Можно и так!Можно и так!Можно и так!

Рассмотрим примеры того, как используется преобразование типов в Питон:

• преобразование в символьную строку:

1 2 3

a = 1.7 a=str(a) print(a) # '1.7'

a = 1.7 a=str(a) print(a) # '1.7'

• преобразование в целое:

1 2 3

x = 1.7 x=int(x) print(x) # 1

x = 1.7 x=int(x) print(x) # 1

• преобразование в вещественное:

1 2 3

y=1 y=float(y) print(y) # 1.0

y=1 y=float(y) print(y) # 1.0

Python для систем счисления

• bin(y) — целое число преобразовывается в двоичную строку.
• hex(y) — целое число преобразовывается в шестнадцатеричную строку.
• oct(y) — целое число преобразовывается в восьмеричную строку.

Рассмотрим примеры работы с системами счисления:

bin(17) # '0b10001'
oct(17) # '0o21'
hex(17) # '0x11'

L=2*pi*R, S=pi*R2.

✍ Решение:

import math
print('Введите двузначное число: ')
A = int(input())
Res = (A // 10) + math.fmod(A, 10)
print('Сумма его цифр равна: ', int(Res))
Res = (A // 10) * math.fmod(A, 10)
print('Произведение его цифр равно: ', int(Res))

Условный оператор

Стандартная запись условной инструкции Python if else выглядит следующим образом:

if условие1: оператор1 elif условие2: оператор2 else: оператор3

if условие1: оператор1 elif условие2: оператор2 else: оператор3

1
2
3
4

if x > 0:
  if x < 2:
else:
  оператор

1
2
3
4
5
6

if x < 0:
  блок1
elif x == 0: # сравнение!
  блок2
else:
  блок3

Другой пример использования условия:

1
2
3
4
5
6

if x < 0:
    print('мало')
elif x == 0:
    print('средне')
else:
    print('много')

Сложные условия

• Использование двойных неравенств разрешено:

1 2 3 4

if 0 < x < 2: if 0 < y < 2: else: оператор

if 0 < x < 2: if 0 < y < 2: else: оператор

• Пример использования условия c elif:

1 2 3 4 5 6

if x < 0: print('мало') elif -0 <= x <= 0: print('средне') else: print('много')

if x < 0: print('мало') elif -0 <= x <= 0: print('средне') else: print('много')

Логические операторы
• Вместо сложных условий можно применять логические операторы:
• and (И):

if x >= 30 and x <= 40: ...

if x >= 30 and x <= 40: ...

• or (ИЛИ):

if x > 30 or x = 30: ...

if x > 30 or x = 30: ...

• not (НЕ):

if not (x < 0): # если x - не отрицательный ...

if not (x < 0): # если x - не отрицательный ...

---

Аналог тернарного оператора:

uchenik_1 = 5 uchenik_2 = 2   otlichnik = "первый ученик" if uchenik_1 > uchenik_1 else "второй ученик"   print(otlichnik) # первый ученик

uchenik_1 = 5 uchenik_2 = 2 otlichnik = "первый ученик" if uchenik_1 > uchenik_1 else "второй ученик" print(otlichnik) # первый ученик

---

• Использование с оператором in:

site = "my.ru"   if "ru" in site: print("Условие выполнено!") # Условие выполнено!

site = "my.ru" if "ru" in site: print("Условие выполнено!") # Условие выполнено!

• Кроме того, можно применять логический оператор OR (ИЛИ):

site = "my.ru"   if "my" in site or site.endswith(".ru"): # заканчивается на ... print("Условие выполнено!")

site = "my.ru" if "my" in site or site.endswith(".ru"): # заканчивается на ... print("Условие выполнено!")

✍ Решение: