Języki skryptowe Python

Wykład 3

Sterowanie: spacja + shift-spacja || page down + page up || strzałki || esc

Typ logiczny (boolowski, boolean)

  • przyjmuje wartości: prawda lub fałsz
  • w Pythonie następujące wartości są utożsamiane z fałszem:
    • False
    • None
    • zero dowolnego typu (0, 0.0, 0j)
    • pusta sekwencja '', (), [] lub mapowanie {}
  • pozostałe wartości uznawane są za prawdę

Operacje logiczne

Operacja Wynik
x or y jeśli x jest fałszem, to y, inaczej x
x and y jeśli x jest fałszem, to x, inaczej y
not x jeśli x jest fałszem, to True, inaczej False

Operacje logiczne - or

print("0 or 0 -> " + str(0 or 0))
print("1 or 0 -> " + str(1 or 0))
print("0 or 1 -> " + str(0 or 1))
print("1 or 1 -> " + str(1 or 1))
0 or 0 -> 0
1 or 0 -> 1
0 or 1 -> 1
1 or 1 -> 1

Operacje logiczne - and

print("0 and 0 -> " + str(0 and 0))
print("1 and 0 -> " + str(1 and 0))
print("0 and 1 -> " + str(0 and 1))
print("1 and 1 -> " + str(1 and 1))
0 or 0 -> 0
1 or 0 -> 0
0 or 1 -> 0
1 or 1 -> 1

Operacje logiczne - not

not True
False
not False
True

Dygresja - słowa kluczowe / zastrzeżone

x = 1     # zmiennej x przypisz wartość 1
y = 2     # zmiennej y przypisz wartość 2
False = 3 # zmiennej False przypusz wartość 3
False = 3 # zmiennej False przypusz wartość 3
SyntaxError: can't assign to keyword
import keyword
print(keyword.kwlist)  # lista słów kluczowych w Pythonie
['False', 'None', 'True', 'and', 'as', 'assert', 'break', 'class', 'continue', 'def', 'del', 'elif', 'else', 'except', 'finally', 'for', 'from', 'global', 'if', 'import', 'in', 'is', 'lambda', 'nonlocal', 'not', 'or', 'pass', 'raise', 'return', 'try', 'while', 'with', 'yield']

Dygresja - niedozwolone nazwy zmiennych

  • słowa kluczowe
  • zaczynające się od cyfry
  • zawierające polskie znaki
  • zawierające cokolwiek innego niż litery, cyfry i _

Porównania

== równe
!= różne
< mniejsze
> większe
<= mniejsze lub równe
>= większe lub równe
is ten sam identyfikator
is not inny identyfikator

Porównania

1 > 0  # większy niż
True
"Prowadzący" > "Student"  # znak po znaku
False
"prowadzący" > "Student"  # wielkość ma znaczenie
True
"prowadzący" > "2 studentów"  # litera > cyfra
True

Paradygmaty programowania

  • w Pythonie możliwe jest:

    • programowanie strukturalne (typowe dla Fortran, C)
    • programowanie obiektowe (typowe dla C++, Java)
    • programowanie funkcyjne (typowe dla Lisp, Haskell)

Programowanie strukturalne

  • trzy struktury sterujące:

    • sekwencja - wykonanie instrukcji w zadanej kolejności
    • wybór - wykonanie instrukcji w zależności od stanu
    • iteracja - wykonywanie instrukcji dopóki (nie)spełniony jest warunek

Instrukcja blokowa

  • wydzielona część kodu źródłowego (traktowana jak pojedyncza instrukcja)
  • w C++ wykorzystuje się klamry
int x = 0;

{
    int y = 10; // zmienna lokalna
    x = y + 2;
}

cout << x; // OK
cout << y; // ERROR: nieznana zmienna

Składnia Pythona

  • instrukcje blokowe wprowadza się za pomocą wcięć
// przykład C++
double bezpieczne_dzielenie (int a, int b)
{
    if (b != 0) return a / b;
    else return 0;
}
# przykład Python
def bezpieczne_dzielenie (a, b):
    if b != 0:
        return a / b
    else:
        return 0

Wcięcia

  • spacje (zalecane) lub tabulacje
  • w Pythonie 3 nie wolno mieszać (w Pythonie 2 się nie zaleca)
  • najczęściej wcięce = 4 spacje (czytelność)
  • wiele edytorów umożliwia zamianę tab na spacje

Instrukcja warunkowa if

  • wykonaj instrukcje, jeśli spełniony jest warunek
if warunek: # zwróć uwagę na :
    instrukcja1
    instrukcja2
    ...

przykład:

if 2 > 1:
    print("2 jest większe od 1")
2 jest większe od 1

Instrukcja warunkowa if else

  • wykonaj instrukcje, jeśli spełniony jest warunek, lub wykonaj inne
if warunek:
    instrukcja1
    instrukcja2
    ...
else:
    instrukcja3
    instrukcja4
    ...

przykład:

if 2 > 3:
    print("2 jest większe od 3")
else:
    print("2 nie jest większe od 3")
2 nie jest większe od 3

Instrukcja warunkowa if elif else

  • wykonaj jeśli, lub wykonaj jeśli, …, lub wykonaj
if warunek1:
    instrukcja1
    instrukcja2
    ...
elif warunek2:
    instrukcja3
    instrukcja4
    ...
.
.
.
else:
    instrukcja5
    instrukcja6

Instrukcja warunkowa if elif else - przykład

if 2 > 3:
    print("2 jest większe od 3")
elif 2 == 3:
    print("2 jest równe 3")
else:
    print("2 jest mniejsze od 3")
2 jest mniejsze od 3

Przykład zastosowania instrukcji warunkowej

print("Podaj liczbę:", end=' ')

raw_x = input()  # pobierz stringa z wejścia standardowego
x = eval(raw_x)  # zinterpretuj jako wyrażenie Pythona

# x % 2 zwraca resztę z dzielenia
# każda wartość != 0 jest traktowana jako prawda
if x % 2:
    print("Podana liczba jest nieparzysta.")
else:
    print("Podana liczba jest parzysta.")
Podaj liczbę: 2
Podana liczba jest parzysta.

Dygresja: input vs raw_input

  • w Pythonie 2

    • raw_input pobiera “surowego” stringa
    • input dodatkowo go parsuje

  • w Pythonie 3

    • input pobiera “surowego” stringa
    • eval(input) odtworzy zachowanie input z Pythona 2

Dygresja: input i eval

help(input)
Help on method raw_input in module ipykernel.kernelbase:

raw_input(prompt='') method of ipykernel.ipkernel.IPythonKernel instance
    Forward raw_input to frontends
    
    Raises
    ------
    StdinNotImplentedError if active frontend doesn't support stdin.
type(input())  # pobiera wejście jako string
2
str

Dygresja: input i eval

help(eval)
Help on built-in function eval in module builtins:

eval(source, globals=None, locals=None, /)
    Evaluate the given source in the context of globals and locals.
    
    The source may be a string representing a Python expression
    or a code object as returned by compile().
    The globals must be a dictionary and locals can be any mapping,
    defaulting to the current globals and locals.
    If only globals is given, locals defaults to it.
type(eval(input()))  # parsuje wejście jako komendę
2
int

Iteratory

  • iterator wskazuje element sekwencji oraz umożliwia dostęp do następnego
help(iter)
Help on built-in function iter in module builtins:

iter(...)
    iter(iterable) -> iterator
    iter(callable, sentinel) -> iterator
    
    Get an iterator from an object.  In the first form, the argument must
    supply its own iterator, or be a sequence.
    In the second form, the callable is called until it returns the sentinel.

iter(iterable)

lista = ['a', 'b', 'c', 'd']  # zwykła lista

it = iter(lista)  # iterator listy (wskazuje na początek)

print(next(it))  # zwraca 1 element i przesuwa "wskaźnik"
print(next(it))  # zwraca 2 element i przesuwa "wskaźnik"
print(next(it))  # zwraca 3 element i przesuwa "wskaźnik"
print(next(it))  # zwraca 4 element i przesuwa "wskaźnik"
a
b
c
d

iter(callable, sentinel)

i = 0

# funkcje omówimy w przyszłości
def funkcja():
    """Z każdym wywołaniem zwraca kolejną liczbę całkowitą."""
    global i  # użyj globalnej zmiennej i
    i += 1    # zwiększ
    return i  # i zwróć

# kolejne wartości zwracane przez funkcję
# iterowane aż zwróci 4
it = iter(funkcja, 4)

print(next(it))
print(next(it))
print(next(it))
# print(next(it)) # StopIteration
1
2
3

Pętla for

  • pętla po sekwencji
  • np. w Pascalu pętla po (arytmetycznym) ciągu liczb
  • np. w C++ obie możliwości
// przykład w C++
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
{
    // wykonaj coś na i-tym elemencie
}

for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
{
    // wykonaj coś na iteratorze it
}

for po liście

lista = ['a', 'b', 'c', 'd']

for element in lista:  # pętla po liście, w każdym kroku
    print(element)     # element zmienia swoją wartość
a
b
c
d

for “krok po kroku”

lista = ['a', 'b', 'c', 'd']

it = iter(lista)

element = next(it)
print(element)
element = next(it)
print(element)
element = next(it)
print(element)
element = next(it)
print(element)
a
b
c
d

for i next

lista = ['a', 'b', 'c', 'd']

it = iter(lista)

# pętla po iteratorze it
# wewnątrz "ręcznie" wywołujemy next()
for i in it:
    print("i = " + str(i))
    print("next(it) = " + str(next(it)))
i = a         # pierwszy obieg pętli, pierwszy print
next(it) = b  # pierwszy obieg pętli, drugi print, iterator przesunięty
i = c         # w drugim obiegu pętli iterator wskazuje już na trzeci element
next(it) = d  # pętla po czterech elementach kończy się w dwóch obiegach

for po wycinkach

lista = ['a', 'b', 'c', 'd']

for element in lista[-2:]:
    print(element, end=' ')
c d 
for i in range(10)[::2]:
    print(i, end=' ')
0 2 4 6 8

for po krotce

krotka = ('a', 'b', 'c', 'd')

for element in krotka:  # pętla po krotce
    print(element)      # działa jak po liście
a
b
c
d

for po stringu

slowo = "Python"

for litera in slowo:  # pętla po stringu
    print(litera)     # iteruje po literach
P
y
t
h
o
n

for po range

for liczba in range(5):  # pętla po range
    print(liczba)        # "odpowiednik" for (i = 0; ...)
0
1
2
3
4

Zagnieżdzona pętla

# sekwencja sekwencji
slowa = ['Ala', 'Ma', 'Kota']

for slowo in slowa:             # pętla po słowach
    for litera in slowo:        # pętla po literach w kolejnych słowach
        print(litera, end=' ')
    
    print()
A l a 
M a 
K o t a

Pętla while

  • wykonuj blok instrukcji dopóki warunek jest spełniony
while warunek:
    instrukcje

przykład:

i = 0

while i < 5:  # wykonuj dopóki i < 5
    i += 1    # bez tego mamy nieskończoną pętlę
    print(i, end=' ')
1 2 3 4 5

while - przykład

  • Dzięki instrukcji sterującej if możemy sprawdzić, czy podano takie dane, jakich oczekujemy
n = input("Podaj liczbę całkowitą: ")

if n.isdigit():
    print("Twoja liczba to:", n)
else:
    print(n, "nie jest liczbą całkowitą...")
Podaj liczbę całkowitą: 23
Twoja liczba to: 23

while - przykład

  • Wykorzystując pętlę while możemy wymusić, aby podano takie dane, jakich oczekujemy
n = input("Podaj liczbę całkowitą: ")

while not n.isdigit():
    n = input("Spróbuj jeszcze raz: ")
    
print("Twoja liczba to:", n)
Podaj liczbę całkowitą: a
Spróbuj jeszcze raz: 2
Twoja liczba to: 2

while - nieskończona pętla

  • Korzystając z pętli while należy zachować ostrożność - łatwo stworzyć nieskończoną pętlę
i = 1

while i != 10:
    i += 2

Dodatkowe instrukcje sterujące

  • break - przerwij pętlę
  • continue - przerwij obecną iterację
  • pass - nie rób nic
  • else - wykonuj jeśli pętla zakończyła się inaczej niż break

break

for i in range(10):  # drukuj liczby z range(10)
    print(i, end=' ')
    if i > 5:        # przerwij pętlę jeśli i > 5
        break
0 1 2 3 4 5 6 
i = 0

while True:    # wykonuj w niekończoność
    print(i, end=' ')
    if i > 5:  # przerwij pętlę jeśli i > 5
        break
    i += 1     # bez tego byłaby nieskończona pętla zer 
0 1 2 3 4 5 6

continue

for i in range(10):
    if i % 2:     # jeśli i jest nieparzyste
        continue  # pomiń
    print(i, end=' ')
0 2 4 6 8

znowu uwaga na nieskończone while

i = 0

# pętla wydrukuje 0 i utknie na 1
while i < 10: 
    if i % 2:
        continue
    print(i, end=' ')
    i += 1

pass

for i in range(10):
    if i % 2:    # jeśli i jest nieparzyste
        pass     # nie rób nic
    else:        # w innej sytuacji drukuj
        print(i, end=' ')
0 2 4 6 8 
i = 0

# w praktyce napisalibyśmy: if not i % 2: print...
while i < 10:
    if i % 2:
        pass
    else:
        print(i, end=' ')
    i += 1
0 2 4 6 8

else

for i in range(10):
    if i < 5:  # drukuj mniejsze od 5
        print(i, end=' ')
    else:      # dla pozosyałych nie rób nic
        pass
else:  # wykonaj po zakończeniu pętli
    print("Koniec pętli.")
0 1 2 3 4 Koniec pętli.
for i in range(10):
    if i < 5:  # drukuj mniejsze od 5
        print(i, end=' ')
    else:      # przerwij pętlę
        break
else:  # pętla nie doszła do końca przez break
    print("Koniec pętli.")
0 1 2 3 4

Przykład na koniec

for element in (1, 2, 3, 4.0, "python"):
    # jeśli string to drukuj litera po literze
    if type(element) is str:
        for litera in element:
            print(litera)
    # jeśli liczba całkowita
    # to drukuj wszystkie liczby naturalne <= x
    elif type(element) is int:
        while element > 0:
            print(element)
            element -= 1
    # w przeciwnym wypadku nie rób nic
    else:
        continue
    
    print()