Основи програмування

Python – інтерпретована об'єктно-орієнтована мова програмування високого рівня зі строгою динамічною типізацією. Розроблена в 1990 році Гвідо ван Россумом.

Структури даних високого рівня разом із динамічною семантикою та динамічним зв'язуванням роблять її привабливою для швидкої розробки програм, а також як засіб поєднання наявних компонентів. Python підтримує модулі та пакети модулів, що сприяє модульності та повторному використанню коду. Інтерпретатор Python та стандартні бібліотеки доступні як у скомпільованій, так і у вихідній формі на всіх основних платформах.

В мові програмування Python підтримується кілька парадигм програмування, зокрема: об'єктно-орієнтована, процедурна, функціональна та аспектно-орієнтована.

Серед основних її переваг можна назвати такі:

• чистий синтаксис (для виділення блоків слід використовувати відступи);
• переносність програм (що властиве більшості інтерпретованих мов);
• стандартний дистрибутив має велику кількість корисних модулів (включно з модулем для розробки графічного інтерфейсу);
• можливість використання Python в діалоговому режимі (дуже корисне для експериментування та розв'язання простих задач);
• стандартний дистрибутив має просте, але разом із тим досить потужне середовище розробки, яке зветься IDLE і яке написане на мові Python;
• зручний для розв'язання математичних проблем (має засоби роботи з комплексними числами, може оперувати з цілими числами довільної величини, у діалоговому режимі може використовуватися як потужний калькулятор);
• відкритий код (можливість редагувати його іншими користувачами).

Python має ефективні структури даних високого рівня та простий, але ефективний підхід до об'єктно-орієнтованого програмування. Елегантний синтаксис Python, динамічна обробка типів, а також те, що це інтерпретована мова, роблять її ідеальною для написання скриптів та швидкої розробки прикладних програм у багатьох галузях на більшості платформ.

Інтерпретатор мови Python і багата Стандартна бібліотека (як вихідні тексти, так і бінарні дистрибутиви для всіх основних операційних систем) можуть бути отримані з сайту Python www.python.org, і можуть вільно розповсюджуватися. Цей самий сайт має дистрибутиви та посилання на численні модулі, програми, утиліти та додаткову документацію.

Інтерпретатор мови Python може бути розширений функціями та типами даних, розробленими на C чи C++ (або на іншій мові, яку можна викликати із C). Python також зручна як мова розширення для прикладних програм, що потребують подальшого налагодження.

Python портований і працює майже на всіх відомих платформах – від КПК до мейнфреймів. Існують порти під Microsoft Windows, всі варіанти UNIX (включаючи FreeBSD та GNU/Linux), Plan 9, Mac OS та Mac OS X, iPhone OS 2.0 і вище, Palm OS, OS/2, Amiga, AS/400 та навіть OS/390[en], Symbian та Android.

У міру старіння платформи її підтримка в основній гілці мови припиняється. Наприклад, з версії 2.6 припинена підтримка Windows 95, Windows 98 та Windows ME. Однак на цих платформах можна використовувати попередні версії Python – спільнота активно підтримує версії Python починаючи від 2.3 (для них виходять виправлення).

При цьому, на відміну від багатьох портованих систем, для всіх основних платформ Python має підтримку характерних для даної платформи технологій (наприклад, Microsoft COM/DCOM). Навіть більше, існує спеціальна версія Python для віртуальної машини Java – Jython, що дозволяє інтерпретатору виконуватися на будь-якій системі, яка підтримує Java, при цьому класи Java можуть безпосередньо використовуватися з Python й навіть бути написаними на ньому. Також кілька проектів забезпечують інтеграцію з платформою Microsoft.NET, основні з яких – IronPython та Python.Net.

Python підтримує динамічну типізацію, тобто, тип змінної визначається лише під час виконання. З базових типів слід зазначити підтримку цілих чисел довільної довжини і комплексних чисел. Python має багату бібліотеку для роботи з рядками, зокрема, кодованими в юнікоді.

З колекцій Python підтримує кортежі (tuples), списки (масиви), словники (асоціативні масиви) і від версії 2.4, множини.

Система класів підтримує множинне успадкування і метапрограмування. Будь-який тип, включаючи базові, входить до системи класів, й за необхідності можливе успадкування навіть від базових типів.

Подібно Ліспу та Прологу в режимі відлагодження, інтерпретатор Python має інтерактивний режим роботи, при якому введені з клавіатури вирази відразу ж виконуються, а результат виводиться на екран. Цей режим цікавий не тільки новачкам, але й досвідченим програмістам, які можуть протестувати в інтерактивному режимі будь-який фрагмент коду, перш ніж використовувати його в основній програмі, або просто використовувати як калькулятор з великим набором функцій.

Програмне забезпечення (додаток або бібліотека) на Python оформлюється у вигляді модулів, які у свою чергу можуть бути зібрані в пакунки. Модулі можуть розташовуватися як у каталогах, так і в ZIP-архівах. Модулі можуть бути двох типів за своїм походженням: модулі, написані на «чистому» Python, і модулі розширення (extension modules), написані на інших мовах програмування. Наприклад, в стандартній бібліотеці є «чистий» модуль pickle і його аналог на Сі: cPickle. Модуль оформляється у вигляді окремого файлу, а пакет – у вигляді окремого каталогу.

Інтерактивний режим

Для вирішення нескладних завдань на Python можна скористатися інтерпретатором. В основному інтерпретатор виконує команди порядково: пишеться рядок коду, натискається Enter, інтерпретатор виконує його, вивівши результат.

Працювати в інтерактивному режимі в можна в терміналі чи консолі (Linux, macOS) або в командному рядку (Windows). Для цього потрібно виконати команду python3. Запуститься інтерпретатор, де спочатку виведеться інформація про нього, а послідує запит до вводу (>>>).

Можна, наприклад, використовувати інтерпретатор в якості калькулятора, просто ввівши відповідні команди:

2 + 5

3 * (5 - 8)

2.4 + 3.0 / 2

Відповідь видається відразу після натискання Enter.

Інший варіант роботи в інтерактивному режимі – це робота в середовищі розробки IDLE, у якому є інтерактивний режим роботи. На відміну від консольного варіанту тут можна спостерігати підсвічування синтаксису (в залежності від значення синтаксичної одиниці вона виділяється певним кольором).

Створення скриптів

Незважаючи на зручності інтерактивного режиму роботи при написанні програм на Python, зазвичай потрібно зберігати вихідний програмний код для подальшого використання. В такому випадку створюються файли, які пізніше передаються інтерпретатору на виконання. Такий вихідний код в інтерпретованих мовах програмування називають скриптом. Файли з кодом на Python зазвичай мають розширення py.