Введение в программирование на Python Гарвардский курс CS50 знакомит с программированием на Python, уделяя особое внимание чтению и написанию кода. Он рассчитан на всех студентов, независимо от их предыдущего опыта, и акцентирует внимание на практических навыках программирования.
Основы работы с функциями и переменными Курс начинается с изучения функций и переменных как фундаментальных строительных блоков для решения задач с помощью составления кода. Понимание этих концепций имеет решающее значение для эффективного программирования.
Понимание условных обозначений в коде Условные выражения позволяют программистам выражать логические решения в своем коде на основе истинных или ложных оценок. Это позволяет получать динамические ответы в зависимости от меняющихся условий во время выполнения.
Эффективное использование циклов Циклы обеспечивают механизм эффективного выполнения повторяющихся задач без многократного переписывания одних и тех же строк кода, повышая производительность при работе с итеративными процессами.
Объяснена "Обработка исключений". "Исключения" относятся к ошибкам, которые могут возникать при запуске программ; правильное обращение с ними гарантирует, что пользователи не столкнутся со сбоями из-за непредвиденных проблем во время выполнения
Вызывать функции для выполнения Определение функций в Python требует их вызова для выполнения любого кода внутри. Поместив вызов 'main' в конец скрипта, вы можете упорядочить свои определения функций, не выполняя их до тех пор, пока это не потребуется.
Понимание области действия переменной Область видимости определяет, где в вашей программе доступны переменные. Если переменная определена внутри одной функции, прямой доступ к ней из другой невозможен, если она не передана в качестве аргумента.
Возвращающие значения из функций Функции "Hello" могут возвращать значения вместо простой печати выходных данных. Используя "return", вы можете отправлять обратно результаты, которые другие части вашей программы могут использовать или отображать позже.
Структурирование кода с помощью основной функции "Main" служит точкой входа в программы и помогает логически структурировать код, определяя, что происходит в первую очередь при выполнении. Такая организация обеспечивает удобство чтения и обслуживания с течением времени.
Итерация динамического списка с использованием длины Чтобы выполнить итерацию по списку в Python, используйте функцию `len()`, чтобы получить его длину. Это позволяет вам создать диапазон индексов от 0 до (но не включая) этой длины. Благодаря вложенным функциям вы можете динамически получать доступ к элементам внутри вашего цикла без жесткого кодирования значений.
Корректировка индекса для удобства чтения человеком При выводе рейтинга учащихся измените индекс, добавив единицу, чтобы он отражал позиции, доступные для восприятия человеком, а не индексацию, основанную на нулевом значении. Таким образом, Гермиона при отображении результатов будет отображаться как первое, а не нулевое место.
Понимание механики контура Цикл `for` выполняет итерацию по числам или элементам в списках и последовательно присваивает им переменную, которая может использоваться внутри тела цикла для таких операций, как печать или эффективная обработка данных без ручного подсчета.
"Словари": Ассоциативные структуры данных "Словари" позволяют сопоставлять ключи со значениями, аналогичными словам и определениям в реальном словаре. Они более эффективны, чем списки, поскольку позволяют создавать двумерные ассоциации между связанными фрагментами информации, такими как студенты и их факультеты в Хогвартсе.
Понимание аргументов командной строки с помощью sys.argv Модуль sys в Python содержит переменную ARG V, которая представляет собой массив аргументов командной строки, передаваемых скрипту. Первый элемент (индекс 0) содержит название выполняемой программы, в то время как последующие элементы содержат любые дополнительные входные данные, предоставляемые пользователями. Это позволяет разработчикам настраивать свои программы на основе пользовательского ввода непосредственно из командной строки.
Создание персонализированных именных меток с помощью Ввода данных из Командной Строки Чтобы продемонстрировать эффективное использование ARG V, можно создать простую программу, которая генерирует персонализированные теги имен на основе пользовательского ввода во время выполнения. Вместо запроса имен во время выполнения через "input()", мы можем получить к ним доступ через `sys.argv`. Например, запуск 'python name.py David' приведет к выводу "Привет, меня зовут Дэвид".
Безопасная обработка индексов списка При обращении к элементам в списках, подобных тем, что содержатся в ARG V, важно помнить, что индексация начинается с нуля; таким образом, индекс 1 соответствует тому, что было введено после выполнения имени файла скрипта. Если дополнительный аргумент не указан и вы пытаетесь получить к нему прямой доступ, не проверяя сначала его существование, произойдет ошибка IndexError из—за попытки доступа за пределы доступных индексов.
Изящная обработка ошибок при отсутствии входных данных "Слишком мало аргументов" или аналогичные сообщения должны отображаться, когда при вызове сценариев, требующих ввода определенных данных от пользователей с помощью командной строки, задано недостаточно параметров, а не вызывать загадочные ошибки, такие как IndexErrors. Реализация обработки исключений помогает управлять этими сценариями изящно и информативно.
Эффективное использование условных операторов Операторы "If-elif-else" предоставляют структурированные способы проверки ожидаемого количества аргументов перед переходом к основной функциональности в рамках логики вашего кода, а не полагаются исключительно на исключения постфактум, поскольку это приводит к более чистой практике программирования в целом.
Настройка тестов с помощью Pytest Создается тест, подтверждающий, что переменная с именем "David" соответствует строке "hello". Для запуска тестов на Python необходимо добавить файл "__init__.py", чтобы рассматривать папку как пакет. Это позволяет запускать pytest для всех файлов в этом каталоге.
Понимание основ файлового ввода-вывода Файловый ввод-вывод (Input/Output) позволяет программам считывать данные из файлов и записывать их в них, обеспечивая сохранение информации после выполнения программы. Использование списков может помочь сохранить несколько значений, но они теряются при завершении работы программы, если не сохранены в файле.
Сбор пользовательских данных с помощью списков "names.py" собирает имена пользователей с помощью подсказок для ввода и сохраняет их в виде списка. Собранные имена затем можно отсортировать в алфавитном порядке перед распечаткой, демонстрируя, как списки эффективно управляют несколькими записями, сохраняя при этом данные после завершения работы.
Постоянное сохранение данных в файлах "names.py" демонстрирует постоянное сохранение пользовательских данных, вводимых пользователем, путем их записи в текстовые файлы с помощью функции open в Python. Однако, если открыть файл неправильно, не добавив mode ("a"), предыдущие записи будут перезаписаны, а не сохранены.
Правильное форматирование выходных данных Чтобы каждое имя отображалось в отдельной строке при записи в текстовый файл, символы новой строки необходимо вводить вручную, поскольку инструкции print автоматически не добавляют новые строки во время записи, в отличие от их поведения по умолчанию при отображении выходных данных.
Использование регулярных выражений Python Модуль re в Python предоставляет мощные функциональные возможности для работы с регулярными выражениями. Функция поиска позволяет пользователям находить шаблоны в строках, что делает ее универсальной для различных приложений, таких как проверка адресов электронной почты. Изначально основное внимание уделялось использованию простых проверок, таких как проверка наличия знака "@" в строке.
Определение сложных паттернов Для повышения точности проверки вводятся более сложные шаблоны регулярных выражений, которые требуют специальных форматов для символа "@" и доменных окончаний, таких как ".edu". Это требует понимания специальных символов, используемых в регулярных выражениях, которые позволяют сопоставлять несколько символов или эффективно определять диапазоны символов.
Эффективное использование символов регулярных выражений Регулярные выражения могут кратко выражать требования, используя такие символы, как '.', '*', '+', '?', и фигурные скобки, для определения повторов или необязательных элементов. Эти инструменты помогают усовершенствовать проверки ввода, выходя за рамки базовых проверок, и преобразовать их в структурированные ожидания, основанные на вводимых пользователем данных.
Уточняющие правила сопоставления символов Синтаксис "звездочка с точками" позволяет использовать любое количество символов до и после указанных точек, но может привести к чрезмерному разрешению совпадений, если не будет доработан с помощью дополнительных ограничений. Корректировки гарантируют, что по крайней мере один символ будет отображаться там, где требуется, при сохранении гибкости в других местах.
Соблюдение минимальных требований "Знаки плюс" обеспечивают минимальное количество повторений предыдущих элементов, гарантируя, что действительные имена пользователей содержат необходимые компоненты, не допуская непреднамеренного заполнения полей "звездочкой". Тестирование различных сценариев помогает подтвердить устойчивость к недопустимым вводам на этапах разработки.
Уточняющее извлечение имени пользователя Речь идет об изменении функции извлечения имени пользователя в Twitter. Идея заключается в том, чтобы настроить шаблон регулярных выражений для повышения точности, гарантируя, что он будет отображать действительные имена пользователей, игнорируя ненужные части URL-адресов.
Работа с несколькими доменами Возникает вопрос о том, как обрабатывать различные типы доменов (.com, .org) в регулярном выражении. Решения включают использование групп без перехвата или захват определенных доменов верхнего уровня (TLD).
Проверка имен пользователей в соответствии со спецификациями Чтобы обеспечить точную проверку имени пользователя в соответствии со спецификациями Twitter, в шаблон регулярных выражений были внесены изменения. В качестве допустимых символов для имен пользователей принимаются только буквенно-цифровые символы и символы подчеркивания.
Обзор библиотечных функций 're' библиотечные функции re, такие как re.search и re.sub, предлагают мощные инструменты, выходящие за рамки простого сопоставления; они могут разбивать строки на основе сложных шаблонов или находить все совпадения в тексте.
Строки - Это Объекты Со Встроенными Методами Рассматривается концепция строк в Python, подчеркивается, что каждая созданная строка или обработанная строка возвращает объект типа 'str'. Такие методы, как .lower() и .strip(), встроены в класс str для изменения этих объектов. Такое понимание показывает, что строки всегда рассматривались как классы с методами с момента их создания.
Понимание списков как классов Списки в Python также определены как класс, позволяющий выполнять различные операции, такие как добавление элементов с помощью метода append. Список может быть инициализирован либо с помощью квадратных скобок, либо с помощью вызова функции list(). Понимание списков таким образом усиливает их природу как объектов в программировании.
Словари: Другой тип класса Словари (dict) функционируют аналогично спискам; они также представляют собой классы, оснащенные методами для манипулирования. Каждый раз, когда использовались словари, базовые механизмы вызывали те же методы, что и dicts, без явного подтверждения до сих пор.
Функция 'Type' Показывает типы переменных Введена функция 'type', полезная для динамического определения типов переменных во время выполнения. Экспериментируя с различными типами данных, такими как целые числа и строки, можно узнать, как Python классифицирует их по определенным классам — int и str соответственно, — что дает представление о его системе динамической типизации.
Понимание возвращаемых функций и побочных эффектов Функция "meow" изначально неправильно понимается как возвращающая строку мяуканий вместо того, чтобы просто выводить их на печать. Это приводит к путанице при попытке присвоить ей выходные данные, что приводит к неожиданному присвоению значения "None". Важность понимания разницы между возвращаемыми значениями и побочными эффектами в функциях становится очевидной.
Использование подсказок по набору текста для большей наглядности Чтобы прояснить поведение функции 'meow', вводятся подсказки по типу. Если указать, что она явно возвращает значение None, используя обозначение со стрелками, такие инструменты, как mypy, могут обнаружить потенциальные ошибки на ранней стадии, до запуска кода. Этот упреждающий подход помогает идентифицировать логические ошибки, связанные с ожидаемыми типами возвращаемых данных.
Возвращаемые Значения Вместо Печати Рефакторинг начинается с изменения функции 'meow' таким образом, чтобы она фактически возвращала строку, содержащую несколько строк, на основе входных данных, а не просто выводила их на печать. Продуманный однострочный алгоритм, использующий умножение, позволяет эффективно генерировать этот вывод без сложных циклов или дополнительной логики.
Улучшение форматирования выходных данных и методов защитного программирования "Meows", который теперь корректно сохраняет возвращаемые строки из измененной функциональности, позволяет избежать перехода на новые строки благодаря тщательному форматированию при печати. Акцент на методах защитного программирования уменьшает количество ошибок, одновременно улучшая читаемость и удобство сопровождения в кодовых базах за счет последовательного использования аннотаций типов в процессе разработки.
"Плюс": Объяснены Операторы Объединения И Умножения. "Плюс", который ранее рассматривался как оператор конкатенации, также служит другой цели: при умножении строк на целые числа эффективно создаются повторяющиеся последовательности — пример, демонстрирующий гибкость Python при работе с операторами разных типов данных, также подчеркивает важность объектно-ориентированных принципов!
.Приведение типов остается необходимым, несмотря на предыдущие обсуждения о присвоении переменных; преобразование входных данных обеспечивает совместимость между различными структурами данных (например, int и str). Понимание этих нюансов помогает разработчикам эффективно справляться со сложностями, присущими динамическим языкам, таким как Python, с течением времени!