В среде программирования visual c можно следующие типы приложений

Теперь, когда вы все настроены, вы можете начать с самой первой интересной темы. Python-невероятно мощный калькулятор. Используя mathбиблиотекуnumpy, и scipy, Python обычно превосходит предварительно запрограммированные калькуляторы. В последующих главах вы узнаете, как использовать библиотеки numpyandscipy. На данный момент мы представим инструменты калькулятора, которые большинство людей используют ежедневно.

Сложение, вычитание, умножение, делениеи возведение в степень являются основными операциями. В информатике modulusоператор и целочисленное деление также одинаково важны, поэтому мы рассмотрим их здесь.

modulusОператор-это остаток в математическом делении. Модульная арифметика также называется тактовой арифметикой. Например, в mod5котором модуль равен 5, мы считаем 0,1,2,3,4,0,1,2,3,4,0,1… Это происходит по кругу, как стрелки на часах.

Разница между делением и целочисленным делением зависит от языка. При делении целого числа 9 на целое число 4 некоторые языки возвращают 2, другие-2,25. В вашем случае Python вернет 2.25.

Есть много преимуществ в использовании Python в качестве вашего любимого калькулятора. Во-первых, вы не ограничены использованием программ, написанных другими.

Вы можете написать программу для определения наибольшего общего делителя или евклидова расстояния между двумя точками.

Другие преимущества включают надежность, точность и скорость. Python обычно выводит больше десятичных знаков, чем большинство калькуляторов, и всегда делает то, что вы ему приказываете.

Мы рассмотрим небольшую выборку того. Что может вычислить Python. Комплексные числа предварительно просматриваются как тип Python. Такие замечательные mathбиблиотеки , как, например Turtle, которая с легкостью создает многоугольники и окружности. Можно изучить в свое время и упомянуть в главе 6Стандартная библиотекаГлубина математики. Необходимая для анализа данных и машинного обучения. Начинается с заложенных здесь основ.

Примечание

В этой книге скопируйте все, что следует>>>, в ячейку в вашей записной книжке Jupyter; то есть вы исключаете >>>. Чтобы запустить код, убедитесь, что ячейка выделена, затем нажмите Shift + Enter. Вы также можете нажать Runкнопку в верхней части ноутбука, но это займет больше времени. Начните думать как разработчик и вместо этого используйте нажатия клавиш.

Стандартные Математические Операции

Вы можете посмотреть на стандартные математические операции и их символы, которые мы будем использовать при кодировании.

Следующая таблица охватывает эти:

Рисунок 1.2: Стандартные математические операции

Рисунок 1.2: Стандартные математические операции

Примечание

**Символ не является универсальным для экспоненции, но он должен быть. По определению, экспоненция-это повторное умножение. Использование *символа дважды представляет собой повторное умножение. Это лаконично, быстро и эффективно. Другие языки программирования требуют, чтобы функции экспонентировали.

Python предоставляет дополнительный метод из mathбиблиотекиmath.pow(), но **более чистый и простой в использовании.

Основные Математические операции

Мы можем выполнить сложение по двум числам с помощью +оператора. В следующем примере показано добавление 5 и 2:

  1. Здесь мы используем оператор сложения +в коде:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Мы можем выполнить сложение двух чисел с помощью +оператора. В следующем примере показано вычитание 5и 2.

  2. Используя оператор вычитания в коде, мы можем выполнить вычитание двух чисел:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Следующий пример показывает умножение 5 на 2.

  3. Использование оператора *умножения для умножения двух чисел выполняется следующим образом:

    Вы должны получить следующий вывод:

  4. Теперь используйте оператор /деления и наблюдайте за выходом:

    Вы должны получить следующий вывод:

    При делении двух чисел Python всегда возвращает десятичное число.

  5. Теперь то же самое деление можно сделать с помощью //оператора, который называется целочисленным делением. Наблюдайте за изменением выхода:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Результатом целочисленного деления является целое число перед десятичной запятой.

  6. Теперь, используя **экспоненциальный оператор, мы можем выполнить экспоненцию:

    Вы должны получить следующий вывод:

    В следующем примере показано, как использовать оператор модуля.

  7. Наконец, используйте оператор модуля в коде и наблюдайте выход:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Оператор модуля выполняется с помощью %оператора, как показано на шаге 7. Он возвращает остаток, когда первое число делится на второе.

В приведенных выше примерах вы использовали различные математические операторы и выполняли с ними операции в записной книжке Jupyter. Далее вы переходите к порядку операций в Python.

Порядок операций

Скобки имеют значение в Python. Когда дело доходит до вычислений, Python всегда сначала вычисляет то, что находится в скобках.

Язык Python следует тому же порядку операций, что и в мире математики.

Возможно, вы помните аббревиатуру PEMDAS: сначала круглые скобки, затем возведение в степень. Третье умножение/деление и четвертое сложение/вычитание.

Рассмотрим следующее выражение:5 + 2 * -3

Первое, что следует отметить, — это то, что отрицательный знак и знак вычитания в Python одинаковы. Давайте рассмотрим следующий пример:

  1. Python сначала умножит 2и –3, а затем добавит5:

    Вы должны получить следующий вывод:

  2. Если поставить круглые скобки вокруг 5и 2, то мы получим другой результат:

    Вы должны получить следующий вывод:

Если вы сомневаетесь, используйте круглые скобки.

Круглые скобки очень полезны для сложных выражений, и дополнительные скобки не влияют на код.

В следующем упражнении мы углубимся в код Python и будем работать с математическими операциями.

Упражнение 1: Знакомство с порядком операций

Цель этого упражнения-поработать с основными математическими операциями в Python и понять порядок их выполнения. Это упражнение можно выполнить на терминале Python:

  1. Вычтите 5в 3 — й степени, которая равна 53, из 100и разделите результат на5:

    Вы должны получить следующий вывод:

  2. Добавьте 6к остатку 15разделенного4:

    Вы должны получить следующий вывод:

  3. Добавьте 2ко 2-й степени, которая равна 22, целое деление 24и4:

    Вы должны получить следующий вывод:

В этом быстром упражнении вы использовали Python для выполнения основной математики с использованием порядка операций. Как видите, Python-отличный калькулятор. Вы будете часто использовать Python в качестве калькулятора в своей карьере разработчика.

Интервал в Python

Возможно, вы задавались вопросом о пробелах между числами и символами. В Python пробелы после числа или символа не несут никакого значения. Так вот, 5**3и 5 ** 3то и другое приводит к 125тому .

Пробелы предназначены для улучшения читабельности.

Хотя правильного способа разбиения кода на пробелы не существует, обычно рекомендуется использовать пробелы между операндами и операторами. Таким образом, 5 ** 3предпочтительнее.

Попытка следовать определенным условностям вполне приемлема. Если вы выработаете хорошие привычки на ранней стадии, это облегчит чтение и отладку кода позже.

Типы чисел: Целые числа и числа с плавающей точкой

Теперь рассмотрим разницу между целым числом и числом с плавающей точкой. Рассмотрим 8 и 8.0. Вы знаете, что 8 и 8.0 математически эквивалентны. Они оба представляют одно и то же число, но это разные типы.

8 — это целое число, а 8.0-десятичное или плавающее.

Целое число в Python классифицируется как тип int, сокращенно от integer. Целые числа включают в себя все положительные и отрицательные целые числа, включая 0. Примеры целых чисел включают 3, -2, 47 и 10000.

Поплавки, напротив, являются типами Python, представленными в виде десятичных знаков. Все рациональные числа, выраженные дробями, могут быть представлены в виде поплавков. Образцы поплавков включают 3.0, -2.0, 47.45 и 200.001.

Примечание

В этой главе мы рассмотрим только текстовые и числовые типы. Другие типы будут рассмотрены в последующих главах.

Типы Python могут быть получены явно с помощью type()ключевого слова, как вы увидите в следующем упражнении.

Упражнение 2: Целочисленные и плавающие типы

Цель этого упражнения-определить типы, а затем изменить эти типы в нашем коде Python. Это можно сделать в записной книжке Jupyter:

  1. Начните с явного определения типа 6использования следующего кода:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

  2. Теперь введите type(6.0)в следующей ячейке вашего ноутбука:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

  3. Теперь добавьте 5к 3.14. Выведите тип их суммы:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

    Из вывода ясно, что объединение an intи a floatдает нам a float. В этом есть смысл. Если Python вернет 8, вы потеряете информацию. Когда это возможно, Python преобразует типы для сохранения информации.

    Однако вы можете изменить типы с помощью typeключевого слова.

  4. Теперь преобразуйте 7.999999999в anint:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

  5. Преобразовать 6в afloat:

    Вы должны получить следующий вывод:

В этом упражнении вы определили типы с помощью type()ключевого слова и изменили типы между целыми числами и плавающими числами. Как разработчику, вам нужно будет использовать свои знания о типах переменных чаще, чем вы могли бы ожидать.

Не редкость быть неуверенным в типе при работе с сотнями переменных одновременно или при редактировании чужого кода.

Примечание

Изменение типа будет снова рассмотрено в этой главе, называемой литьем.

Типы комплексных чисел

Python включает комплексные числа в качестве официального типа. Комплексные числа возникают при взятии квадратных корней из отрицательных чисел. Не существует действительного числа, квадратный корень которого равен -9, поэтому мы говорим, что оно равно 3i. Другой пример комплексного числа-2i + 3.

Python использует jвместо i.

Вы можете ознакомиться со следующим фрагментом кода, чтобы узнать, как работать со сложными типами чисел.

Разделите 2 + 3jна 1 - 5j, заключив обе операции в круглые скобки:

Вы должны получить следующий вывод:

Для получения дополнительной информации о комплексных числах посетите наш сайт https://docs.python.org/3.7/library/cmath.html.

Ошибки в Python

В программировании ошибок не следует бояться; ошибки следует приветствовать. Ошибки распространены не только для новичков, но и для всех разработчиков. Вы изучите навыки работы с ошибками в главе 4, Расширяющей Python, Файлы, ошибки и графики. Теперь, если вы получите ошибку, просто вернитесь и повторите попытку. Ошибки Python в ноутбуках Jupyter не приведут к сбою компьютера или вызовут серьезные проблемы, но они просто прекратят выполнение кода Python.

Переменные

В Python переменные-это слоты памяти, которые могут хранить элементы любого типа. Переменная name предназначена для того. Чтобы наводить на размышления, поскольку идея переменной заключается в том. Что ее значение может изменяться в течение всей данной программы.

Назначение переменных

В Python переменные вводятся так же, как и в математике, с помощью знака равенства. Однако в большинстве языков программирования порядок имеет значение; то есть x = 3.14 означает, что значение 3.14 присваивается x. Однако 3.14 = x приведет к ошибке, потому что невозможно присвоить переменную числу. В следующем упражнении мы воплотим эту концепцию в коде, чтобы вы лучше ее понимали.

Упражнение 3: Назначение переменных

Цель этого упражнения-присвоить значения переменным. Переменным может быть присвоено любое значение, как вы увидите в этом упражнении. Это упражнение можно выполнить в записной книжке Jupyter:

  1. Установить xравным числу2:

    На первом этапе мы присвоили значение 2xпеременной.

  2. Добавить 1в переменнуюx:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Как только мы добавим 1к x, мы получим результат3, потому что переменная 1добавила к нему.

  3. Изменить xна 3.0и добавить 1вx:

    Вы должны получить следующий вывод:

    На этом шаге мы изменяем значение xto4.0, и , как и в предыдущих 2 шагах, мы будем добавлять 1к xпеременной.

К концу этого быстрого упражнения вы, возможно, заметили, что в программировании вы можете назначить переменную в терминах ее предыдущего значения. Это мощный инструмент, и многие разработчики используют его довольно часто. Кроме того, xизменился тип. x начиналось как an int, но теперь x= 3.0который является a float. Это разрешено в Python, потому что Python динамически типизируется.

Изменение типов

В некоторых языках переменная не может изменять типы. Это означает, что если yпеременная является целым числом, то yвсегда должно быть целое число. Python, однако, динамически типизирован, как мы видели в упражнении 3, Назначение переменных и как показано в следующем примере:

  1. y начинается как целое число:
  2. y становится поплавком:
  3. Проверьте типy:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

В следующем разделе вы будете рассматривать переназначение переменных в терминах самих себя.

Переназначение переменных в терминах самих себя

В программировании принято добавлять 1к переменной, например, x = x + 1. Стенография для этого должна использоваться +=как в следующем примере:

Так что, если xбыло 6, xто есть и сейчас 7. +=Оператор добавляет к переменной число справа и устанавливает переменную равной новому числу.

Действие 1: Присвоение значений переменным

В этом упражнении вы назначите xпеременной число, увеличите его и выполните дополнительные операции.

Выполнив это упражнение, вы научитесь выполнять множество математических операций с помощью Python. Это упражнение можно выполнить в записной книжке Jupyter.

Эти шаги заключаются в следующем:

  1. Во — первых, установите 14значение xпеременной.
  2. А теперь добавь 1x.
  3. Наконец, разделите x5его и возведите в квадрат.

    Вы должны получить следующий вывод:

    Примечание

    Решение для этой деятельности можно найти по этой ссылке.

Имена переменных

Чтобы избежать путаницы, рекомендуется использовать имена переменных, которые имеют смысл для читателей. Вместо using xпеременная может быть incomeor age. Хотя xэто короче, кто-то другой, читающий код, может не понять, о чем xидет речь. Попробуйте использовать имена переменных, которые указывают на значение.

Существуют некоторые ограничения при именовании переменных. Например, переменные не могут начинаться с чисел, большинства специальных символов, ключевых слов или встроенных типов. Переменные также не могут содержать пробелы между буквами.

Согласно соглашениям Python, лучше всего использовать строчные буквы и вообще избегать специальных символов, так как они часто вызывают ошибки.

Ключевые слова Python зарезервированы в языке. Они имеют особое значение. Большинство из этих ключевых слов мы рассмотрим позже.

При выполнении следующих двух строк всегда отображается текущий список ключевых слов Python:

Вы должны получить следующий вывод:

Рис. 1.3: Выходные данные, показывающие ключевые слова Python

Рис. 1.3: Выходные данные, показывающие ключевые слова Python

Примечание

Если вы используете любое из предыдущих ключевых слов в качестве имен переменных, Python выдаст ошибку.

Упражнение 4: Имена переменных

Цель этого упражнения-изучить стандартные способы именования переменных, рассматривая хорошие и плохие практики. Это упражнение можно выполнить в Jupyter:

  1. Создайте переменную с именем 1st_numberи присвойте ей значение1:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Рис. 1.4: Вывод синтаксической ошибки

    Рис. 1.4: Вывод синтаксической ошибки

    Вы получите ошибку, упомянутую на предыдущем скриншоте, потому что вы не можете начать переменную с числа.

  2. Теперь давайте попробуем использовать буквы для начала переменной:
  3. Теперь используйте специальные символы в имени переменной, как в следующем коде:

    Вы должны получить следующий вывод:

    Рис. 1.5: Вывод, выдающий синтаксическую ошибку

    Рис. 1.5: Вывод, выдающий синтаксическую ошибку

    Вы получаете ошибку, упомянутую на рис.1.4, потому что вы не можете включить переменную со специальным символом.

  4. Теперь снова используйте буквы вместо специальных символов для имени переменной:

В этом упражнении вы научились использовать подчеркивания для разделения слов при именовании переменных. А не начинать имена переменных с цифр или включать какие-либо символы. В Python вы быстро привыкнете к этим условностям.

Несколько Переменных

Большинство программ содержат несколько переменных. Действуют те же правила, что и при работе с одиночными переменными. В следующем упражнении вы будете практиковаться в работе с несколькими переменными.

Упражнение 5: Несколько переменных в Python

В этом упражнении вы будете выполнять математические операции, используя более одной переменной. Это упражнение можно выполнить в записной книжке Jupyter:

  1. Назначить 5xкому и 2комуy:
  2. Сложение xxи вычитание yво второй степени:

    Вы должны получить следующие выходные данные:

    В Python есть много интересных ярлыков, и назначение нескольких переменных-один из них. Вот питоновский способ объявления двух переменных.

    Примечание

    Pythonic-это термин, используемый для описания кода, написанного в оптимальном удобочитаемом формате. Об этом будет рассказано в главе 7Становление питонизма.

  3. Назначить 8xкому и 5yкому в одной строке:
  4. Найдите целочисленное деление x и y:

    Вы должны получить следующий вывод:

В этом упражнении вы практиковались в работе с несколькими переменными и даже изучили питоновский способ присвоения значений нескольким переменным в одной строке. На практике редко удается работать только с одной переменной.

Комментарии

Комментарии-это дополнительные блоки кода, которые не выполняются. Они предназначены для разъяснения кода для читателей. В Python любой текст, следующий за #символом в одной строке, является комментарием. Комментарии. За которыми следует #символ. Могут располагаться внутри текста или над ним.

Примечание

Последовательное использование комментариев значительно облегчит просмотр и отладку кода. Настоятельно рекомендуется практиковать это с этого момента.

Упражнение 6: Комментарии в Python

В этом упражнении вы узнаете два различных способа отображения комментариев в Python. Это упражнение можно выполнить в записной книжке Jupyter:

  1. Напишите комментарий. В котором говоритсяThis is a comment:

    Когда вы выполняете эту ячейку. Ничего не должно произойти.

  2. Установите piпеременную равной 3.14. Добавьте комментарий над строкой с указанием того. Что вы сделали:

    Добавление комментария проясняет следующее.

  3. Теперь попробуйте установить piпеременную как равную 3.14снова, но добавьте комментарий, указывающий, что вы сделали в той же строке:

    Хотя комментарии к одной и той же строке кода встречаются реже. Они приемлемы и часто уместны.

    Вы должны получить следующие выходные данные из записной книжки Jupyter:

Рисунок 1.6: Вывод из записной книжки Jupyter с помощью комментариев

Рисунок 1.6: Вывод из записной книжки Jupyter с помощью комментариев

В этом упражнении вы научились писать комментарии на Python. Как разработчик. Написание комментариев необходимо для того. Чтобы ваш код был понятен другим.

Docstrings

Docstrings, сокращение от document strings, определяет, что на самом деле делает данный документ, например программа, функция или класс. Основное различие в синтаксисе между строкой документа и комментарием заключается в том. Что строки документа предназначены для записи в несколько строк. Что может быть достигнуто с помощью тройных кавычек """. Они также вводят данный документ. Поэтому они помещаются сверху.

Вот пример строки документа:

Когда вы выполняете эту ячейку. На самом деле ничего не происходит. Строки документов, как и комментарии, предназначены как информация для разработчиков. Читающих и пишущих код; они не имеют ничего общего с выводом кода.

Упражнение 2: Поиск решения с использованием теоремы Пифагора в Python

В этом упражнении вы будете определять пифагорейское расстояние между тремя точками. Вы будете использовать строку документа и комментарии. Чтобы прояснить процесс.

В этом упражнении вам нужно присвоить числа переменнымx,y, и , возвести zпеременные в квадрат и взять квадратный корень, чтобы получить расстояние. А также предоставить комментарии по пути и строку документа. Чтобы ввести последовательность шагов. Чтобы выполнить это упражнение, вы будете использовать множество переменных. Комментариев и строк документации для определения пифагорейского расстояния между тремя точками.

Эти шаги заключаются в следующем:

  1. Напишите документальную строку. Описывающую то. Что должно произойти.
  2. Установите x, y, и zкак равное 2, 3, и 4.
  3. Определите пифагорейское расстояние между x, y, и z.
  4. Включите комментарии. Чтобы прояснить каждую строку кода.

    Вы должны получить следующий вывод:

    Примечание

    Решение для этой деятельности можно найти по этой ссылке.

До сих пор в этой главе вы использовали Python в качестве базового калькулятора вместе с порядком операций. Вы изучили разницу между intfloatзначениями и и узнали. Как конвертировать между ними. Вы можете реализовать присвоение переменных и переназначение переменных, чтобы заставить программы работать более гладко. Вы также использовали комментарии. Чтобы сделать код более читаемым и научились распознавать синтаксические ошибки. Кроме того, вы изучили несколько классных ярлыков Python, включая назначение нескольких переменных одной строке. В качестве дополнительного бонуса вы изучили сложные типы чисел Python.

Далее вы познакомитесь с другим основным типом Python — strings.