Содержание
- Что такое Python
- Особенности Python
- Основы синтаксиса Python
- Библиотеки Python
- Фреймворки Python
- Плюсы и минусы Python
- Сферы применения Python
- Какие компании программируют на Python
- Как и где изучать Python
Что такое Python
Python — третий по популярности язык программирования согласно статистике Stack Overflow. Он достаточно универсален и применяется для анализа данных, создания сайтов, программного обеспечения и даже искусственного интеллекта.
Его основатель Гвидо ван Россум назвал язык в честь любимого телешоу «Летающий цирк Монти Пайтона». В основу синтаксиса Python лег язык программирования ABC. Он задумывался как доступная база для изучения программирования и удобный язык для новичков. Именно поэтому Python называют языком высокого уровня, то есть специально разработанным для быстроты и удобства использования.
В 1991 году была выпущена тестовая версия, а в 1994-м — версия 1.0, в которой уже были инструменты, позволяющие выполнять различные функции.
Философия языка Python
Главная цель Python — облегчить написание кода. В основе лежат принципы ООП — объектно-ориентированного программирования. Его исходный код открытый: каждый имеет к нему доступ.
Освоите разработку на Python, сможете повысить свою ценность на рынке труда или попробовать себя в новой роли. За 6 месяцев вы получите основные навыки и сможете найти работу в IT.
Особенности Python
Мультиплатформенность. Python — интерпретируемый язык программирования. Это означает, что код может запускаться там, где есть интерпретатор. Python без проблем работает с Linux, а также со стандартными системами Windows и macOS. Различие только в том, как быстро будут запускаться программы, написанные на этом языке.
Множество стандартных библиотек. Все они входят в Python Core — есть отдельные библиотеки, позволяющие обрабатывать базы данных.
Читабельность. Язык визуально понятен: для разделения строк продумана табуляция, синтаксис, существуют негласные правила для написания среди программистов.
import time
def function():
a = 2
b = 3
c = a + b
start_time = time.time()
function()
end_time = time.time() - start_time
print("Program takes (s):", end_time) # Around 0.0sPython vs Java
Программа, написанная на Python, стартует быстрее, чем выполняется, так как типизация в нем динамическая — типы данных определяются во время работы приложения и могут меняться. На Java типизация статическая — типы данных определяются на этапе сборки приложения и не могут меняться во время работы.
Оба языка подходят для системной разработки: на них можно писать код для кросс-платформенных программ. Java позволяет создавать неординарные решения, но это один из сложнейших языков. Python более стандартный и простой, поэтому его легче освоить.
public class Car {
private String color;
private String model;
private int year;
public Car(String color, String model, int year) {
this.color = color;
this.model = model;
this.year = year;
}
public String getColor() {
return this.color;
}
public String getModel() {
return this.model;
}
public String getYear() {
return this.year;
}
}Python vs C и C++
Похожие различия у Python и с языками C и C++. Правда, одно и то же действие в Python порой описывается в несколько раз короче, но цена этому — скорость работы.
#include <iostream>
struct vector {
bool operator==(vector const& other) const = default;
int x, y;
};
int main() {
int x1, y1, x2, y2;
std::cout << "Enter x1, y1, x2, y2: ";
std::cin >> x1 >> y1 >> x2 >> y2;
if (vector{.x = x1, .y = y1} == vector{.x = x2, .y = y2}) {
std::cout << "Vectors equal";
} else {
std::cout << "Vectors not equal";
}
return 0;
}Python vs JavaScript
Оба языка работают по принципам ООП, но JavaScript работает быстрее, поэтому применяется в веб-разработке. Python же подходит для машинного обучения.
// Chrome Dev Tools -> Memory -> Heap Snapshot
function testTypes() {
this.array = [23, 12, 14, 51];
}
const types = new testTypes();Основы синтаксиса Python
Существуют общие характеристики языка Python: он четкий, последовательный, имеет понятные модули и может масштабироваться. Немаловажный фактор, влияющий на популярность языка, — легкая читабельность.
Операторы
Операторы — это символы, которые выполняют операции над переменными и значениями. В Python операторы отвечают за выполнение команд, к примеру:
- if, else — «если», «иначе» — проверяют истинность условий и дают согласие на следующую обработку кода;
- while, for — «пока», «для» — совершают операции, пока выполняется определенное условие;
- class определяет класс данных;
- return — «возврат» — возвращает тип данных.
В Python не добавляются фигурные скобки или операнды начала и конца — begin и end. В результате нужно писать меньше, но следить за пробелами: от них порой зависит выполнение программы.
Выражения
Они могут содержать информацию о команде, логическое сравнение и т. д. К примеру, одной строкой можно сформулировать сразу два сравнения:
2 <= A <= 100 («A» больше или равно 2 и меньше или равно 100) and 9 <= B <= 11.
Получится логическая операция, к которой можно добавить оператора if, чтобы задать команды для выполнения.
print(2 <= a <= 100 and 9 <= b <= 11) # True or FalseСтроки документации
Код можно легко документировать — для этого есть алгоритм pydoc. Чтобы создать такой код, нужно начинать описание классов, функций и модулей со слова docstring, оно обозначает строку документации. Она генерируется по модулю, после чего его можно отдельно протестировать.
def sum(a, b):
"""
Returns sum for two numbers.
"""
return a + b
Библиотеки Python
Библиотека состоит из набора операций, которые нужны для корректной работы программы. Каждый раз выполненная программа обращается к библиотеке, чтобы сэкономить время на написание.
По умолчанию в Python доступна стандартная библиотека, но есть и тысячи дополнительных — около 140 000. Они посвящены отдельным областям программирования, к примеру, Data Science.
Наиболее популярные дополнительные библиотеки:
Requests. Содержит функции для веб-разработчиков. С их помощью отправляются запросы, описываются параметры URL, разметка, заголовки и другие характеристики внутреннего содержимого веб-приложений.
Keras. Данная библиотека включает функции, помогающие обрабатывать входящие данные, а также визуализировать их и создавать нейросети.
Matplotlib. Библиотека упрощает решение научных задач, обеспечивает визуализацию данных и помогает адаптировать их под различные платформы.
Pandas. Помогает оптимизировать данные и форматировать их. Библиотека работает с данными, образующими структуру, и временными рядами. Она полезна для специалистов Data Science и аналитиков.
OpenCV. Работает преимущественно с картинками и видео — обрабатывает их, читает и занимается преобразованием плоских изображений в 3D, анализом видеоматериалов, если нужно поработать с отдельными кадрами.
NumPy. Библиотека, упрощающая работу с массивами. Также она создана для управления фигурами из логики и линейных вычислений.
Фреймворки Python
Призваны облегчить написание кода для бэкенда (запускается на сервере) и фронтенда (отрисовывает пользовательский интерфейс) и упростить создание базовой логики.
У Python есть два основных и наиболее популярных фреймворка, которые доступны даже новичку:
Django. В него включаются интерфейсы без данных, каталожная структура и административная панель. Он подходит для оформления конечного продукта при разработке.
Flask. Упрощает контроль над проектом и обеспечивает гибкость его реализации. Пути его реализации можно выбрать самостоятельно. Flask подходит для новичков и дает больше контроля. На нем стоит обучаться, чтобы освоить больше инструментов.
Курс «Python-разработчик: первые шаги»
За 20 минут создадите свою первую программу на Python, почувствуете себя программистом и поймете, подходит ли вам этот язык.
Плюсы и минусы Python
Плюсы
Читабельность. Синтаксис достаточно понятен, особенно при знании английского языка. Сама логика написания тоже довольно проста: требуется меньше кода, чем для аналогичных операций в других языках.
Производительность. Простая логика языка позволяет уделить больше внимания решению задачи, а не написанию кода.
Интерпретируемость. Код считывается по одной строке. Так легче искать ошибки: если они есть в программе, она прекращает выполнение. Вы сразу можете увидеть, в какой строчке ошибка и к чему она относится.
Динамическая типизация. Сначала запускается программа, потом идентифицируется переменная. Тогда же присваивается и тип данных. Можно не объявлять переменные с типом: это сделает программа, но нужно помнить, что бывают исключения. Есть специальные функции, позволяющие узнать тип данных.
Наличие открытого исходного кода. Python можно изменять под задачи и даже создавать собственные версии языка. За использование и распространение не нужно платить.
Взаимодействие с библиотеками. Почти все функции находятся в стандартной библиотеке, не нужно использовать внешние источники.
Адаптивность. Один и тот же код работает на различных платформах, запустить его можно где угодно.
Минусы
Низкая скорость выполнения программ. Это связано с построчным выполнением (интерпретатором).
Использование большого объема памяти программами. Это обеспечивает простоту для разработчика, но не всегда оптимизировано для выполнения на устройствах.
Недостаточность функционала. Язык больше подходит для серверного программирования, а не для мобильных вычислений.
Ошибки при запуске программы. Из-за динамической типизации сложно определиться с типами данных — они могут меняться самостоятельно. Из-за этого порой сложно разобраться в коде.
Сферы применения Python
Python используют для разработки веб-версий программ, приложений, игр, но этот язык также распространен для создания нейросетей, тестирования и научных исследований.
Веб-разработка
Самая востребованная область применения языка Python. Для него созданы такие фреймворки, как Flask, Django, FastAPI, CherryPy, Tornado и множество других. Благодаря языку собирают аналитику с сайтов и разрабатывают скрипты.
Исследования в науке
Ученые активно используют этот язык для исследований. Python просто изучить, а ряд библиотек создан для упрощения создания графиков и вычислений. Более сложный уровень уже включает в себя разработку искусственного интеллекта.
Проведение тестов
Python применяется для настройки автоматизации работы тестировщиков. Для этого созданы такие модули и фреймворки, как unittest, pytest, nose и другие.
Какие компании программируют на Python
Примеры корпораций и организаций, которые работают с Python для реализации проектов:
Google. На Python частично организован поиск.
Spotify. Язык отвечает за аналитику.
Pixar. С помощью языка создаются анимации.
NASA. Язык используется для анализа и вычислений.
Intel и HP. Тестирование и анализ рынка.
Этот язык также используется в Red Hat, VK, Pinterest, «Яндексе» и многих других компаниях.
Как и где изучать Python
Python — относительно простой в обучении язык программирования. Его можно освоить несколькими путями.
Университет
На факультете «Информатика и вычислительная техника» студенты могут изучить программу по Python-разработке и программированию.
Из плюсов можно выделить структурированность программы, обратную связь от преподавателей и ассистентов, а также возможность обучения смежным направлениям в рамках получения высшего образования.
Изучение Python в университете не обходится и без очевидных минусов: срок освоения языка значительно увеличивается из-за фиксированного расписания и других дисциплин, а обновление учебных программ происходит не так часто, как этого требует динамичное развитие IT-сферы. Также этот формат исключает возможность индивидуального подхода к студенту и выбора персональной траектории обучения. Часто язык преподается как дополнение к основной специальности, поэтому программа оказывается рассчитанной на освоение узкоспециализированных навыков, которые трудно применить в другой области.
Онлайн-курс
В Bang Bang Education программа «Python-разработчик» составлена ведущими экспертами и соответствует требованиям вакансий. Обучение рассчитано на 9 месяцев, но уже через полгода вы получите достаточно знаний, чтобы приступить к поиску первой работы.
Курс состоит из 85 уроков, которые поделены на 8 модулей:
- Основы программирования на Python. Уже на этом этапе сможете сделать калькулятор и простое банковское приложение.
- Работа с Git. Узнаете про основные команды, удаленные репозитории, публикацию и управление проектами на Git.
- Объектно-ориентированное программирование на Python. По итогам этого модуля создадите программу для учета финансов и игру-стратегию.
- Работа с API. После этого модуля научитесь делать программы для анализа текста и генератор паролей.
- Базы данных и SQL. По итогам 4 недель этого модуля вашим проектом станет книжная библиотека с каталогом книг, обработка информации и распределение ее по таблицам баз данных.
- Бэкенд-разработка на Django. Пройдя обучение по этому популярному фреймворку, сможете создать самостоятельный сервер.
- Разворачивание проекта и управление им на удаленном сервере. Упакуете проект в Docker-образ.
- Дипломный проект. Последний модуль, по итогам которого создадите веб-приложение.
В результате обучения у вас будет портфолио из десяти проектов и собственное веб-приложение. После выпуска научим составлять сопроводительные письма и подготовим к собеседованию в нашем карьерном центре Ultimate Education.
Литература
Подборка книг, подходящих для новичков.
- Марк Лутц «Изучаем Python». Узнаете о синтаксисе, объектах и нюансах взаимодействия с ними.
- Марк Саммерфильд «Программирование на Python 3. Подробное руководство». В книге объясняются ключевые особенности Python и более сложные понятия. Узнаете, как устроен синтаксис, как распределять вычислительную нагрузку, создавать интеграции с SQL и не только.
- Брайсон Пэйн «Python для детей и родителей». Книга написана простым языком, поэтому подойдет даже детям. Также в ней есть практические упражнения.
Интерактивные тренажеры
После изучения теории полезно перейти к практике. Собрали сборник практических ресурсов:
Codewars. Найдете как базовые задачи, так и упражнения для продолжающих изучать язык, а также узнаете, что пишут на Python.
ChekiO. Решение задач в формате игры. На сайте представлены отдельные острова, которые отвечают за уровни сложности. С каждым новым уровнем — новый остров. Фактически это браузерная игра.
Python Starter. Это один из онлайн-практикумов, где вы сначала пишете программу, а затем получаете подсказки по ошибкам.
HackinScience. Ресурс содержит множество задач на различные темы и позволяет писать и проверять код на сайте.
Заключение
Возможности Python обширны — он является третьим по популярности языком программирования. Он используется как разработчиками, так и аналитиками, а также научными сотрудниками и DevOps-инженерами. Количество компаний, пишущих программы на этом языке, только растет, а программисты могут найти себе работу в России и за рубежом — главное иметь хорошую базу и постоянно обучаться.
