Klasa 8

W Pythonie są trzy struktury danych, które są sekwencjami, to znaczy przechowują dane w postaci uporządkowanych szeregów wartości. W sekwencji każda wartość jest na określonej pozycji. Dzięki temu możesz odwołać się do pojedynczej wartości w sekwencji używając numeru jej pozycji, czyli indeksu. 

Indeks elementu sekwencji podaje się w nawiasach kwadratowych po samej sekwencji lub po nazwie zmiennej, która na tę sekwencję wskazuje. Najprostszymi sekwencjami są łańcuchy znaków - składają się bowiem z uporządkowanego szeregu znaków, z których każdy ma swoją określoną pozycję. Elementy w sekwencjach numerowane są od 0 (zera) np.

tekst = "informatyka"

print(tekst[2])

da wynik:

f

Dlaczego? Bo element łańcucha "informatyka" i indeksie [2] jest tak naprawdę trzecim elementem w tym łańcuchu znaków. Numeracja zaczyna się od zera!

Do elementów sekwencji możemy odwołać się także od prawej strony uzywając indeksów ujemnych.

tekst = "informatyka"

print(tekst[-2])

da wynik:

k

----

a = "abcdef"
a # "abcdef"
a[-1] # "f"
a[:] # "abcdef"
a[::] # "abcdef"
a[3:] # "def" (od index 3, do końca)
a[:4] # "abcd" (od początku do pozycji 4)
a[2:4] # "cd" (od pozycji 2, do pozycji 4)

Ponadto można zastosować dowolną z powyższych opcji ze zdefiniowanym rozmiarem kroku:

a[::2] # "ace" (co drugi element)
a[1:4:2] # "bd" (od index 1, do index 4, co drugi element)

Indeksy mogą być ujemne, w takim przypadku są obliczane od końca sekwencji

a[:-1] # "abcde" (od index 0, do ostatniego elementu)
a[:-2] # "abcd" (od index 0, do drugiego elementu od końca)
a[-1:] # "f" (od ostatniego elementu do końca)

Rozmiary kroków mogą być również ujemne, w takim przypadku iterujemy listę w odwrotnej kolejności:

a[::-1] # "fedcba" (całość od końca)

---

Możemy łączyć łańcuchy.

Pętlę for znacie ze Scratcha. Tam wyglądało to tak:

Iteracja (łac. iteratio – powtarzanie) – czynność powtarzania tej samej operacji w pętli z góry określoną liczbę razy lub aż do spełnienia określonego warunku. Mianem iteracji określa się także operacje wykonywane wewnątrz takiej pętli.

np. 

for i in [0, 5, 2, 8, 4]:
    print(i)

W wyniku działania tego programu zmienna i przybierze najpierw wartość 0, w następnym kroku 5, później 2 itd.

Każda z tych wartości zostanie wyprowadzona instrukcją wyjścia (print) na ekran. ZWRÓĆ UWAGĘ na znak dwukropka na końcu oraz cztery spacje wcięcia!

for i in range(5):
    print(i)

uwaga! range oznacza zakres

W tym przypadku zamiast wypisywać listę wartości korzystamy z funkcji range(), która wygeneruje kolejne liczby całkowite od 0 aż do napotkania na koniec czyli 5.

W wyniku działania tego programu wyświetlą się na ekranie kolejno 0, 1, 2, 3 i 4. Funkcja range() z wpisanym wewnątrz nawiasu jednym argumentem traktuje go jako koniec pętli i nie wyświetla.

 Jeżeli chcemy wyświetlić jakiś konkretny przedział liczb to możemy w range() podać początek i koniec tego przedziału. Koniec znów się nie wyświetli.

for i in range(5, 10):
    print(i)

Ten program wyświetli kolejno: 5, 6, 7, 8, i 9.

Ale range() może mieć 3 argumenty: początek, koniec i krok.

for i in range(5, 16, 5):
    print(i)

W tym przypadku program wyświetli kolejno: 5, 10 i 15, bo koniec to 16, a krok to 5.

Jeżeli chciałbym wyświetlić na ekranie liczby całkowite, ale w odwrotnej kolejności to mogę zastosować krok ujemny, oczywiście należy wpisać również początek i koniec.

for i in range(15, 4, -5):
    print(i)

W tym przypadku zmienna i będzie przybierała w kolejnych krokach następujące wartości: 15, 10, 5. Koniec to 4, a krok jest ze znakiem minus.

p = int(input("Podaj wartość całkowitą zmiennej p: "))
k = int(input("Podaj wartość całkowitą zmiennej k: "))
step = int(input("Podaj wartość całkowitą zmiennej krok: "))

for i in range(p, k, step):
    print(i)

A w tym programie pytam użytkownika o początek, koniec i krok dla funkcji range().

for i in range(5):
    a = int(input("Podaj wartość a: "))

Taki program zapyta użytkownika 5 razy o wartość zmiennej a.

for i in range(5):
    print("Ala ma kota")

A ten program napisze 5 razy Ala ma kota.

napis = "szkola"

for litera in napis:

    print(litera)

W tym programie zdefiniowano zmienną typu string o nazwie napis. A następnie w pętli odczytujemy litera po literze zmienną napis i drukujemy litery na ekranie. 

# ustawienie jak ma wyglądać żółw (classic, turtle, triangle, square, circle)
t = turtle.Turtle('triangle')
# ustawienie grubości kreski
t.width(5)
#ustawienie koloru kreski
t.color('red')
#idź do przodu 100 kroków
t.forward(100)
#obróć się w lewo, w prawo o kąt 90 stopni
t.left(90)
t.right(90)
#podnieś pisak
t.penup()
#opuść pisak
t.pendown()
#rozpocznij wypełnianie
t.begin_fill()
#zakończ wypełnianie
t.end_fill()

W języku Python do przechowywania wielu danych w jednej zmiennej służą listy. Elementami listy mogą być liczby, napisy, inne listy. Możemy stworzyć listę podając obiekty, z których się składa.

Tak możemy utworzyć listę, w której zapiszemy liczby:

liczby = [33, 56, 77]

print(liczby)

A tak tworzymy listę z napisami:

napisy = ['Ala', 'Ola', 'Ewa']

print(napisy)

Przy pomocy poznanego wcześniej indeksowania możemy odwołać się do konkretnego obiektu w liście.

liczby = [33, 56, 77]

print(liczby[1])

wynik:

56

lub

napisy = ['Ala', 'Ola', 'Ewa']

print(napisy[-1])

wynik:

Ewa

Aby odczytać ciąg elementów na liście, należy podać numer indeksu, od którego mają zostać odczytane elementy z listy oraz dwukropek. Wówczas odczytane zostaną wszystkie elementy, zaczynając od wskazanego indeksu aż do końca listy np.

napisy = ['Ala', 'Ola', 'Ewa', 'Marta', 'Anna']

print(napisy[1:])

da wynik:

['Ola', 'Ewa', 'Marta', 'Anna']

Jeśli potrzebujemy uzyskać dostęp do części listy, możemy skorzystać z dwukropka. Po nazwie listy należy podać w nawiasach kwadratowych pozycję pierwszego elementu, dwukropek oraz liczbę o jeden większą od ostatniego elementu w wybranym fragmencie. 

napisy = ['Ala', 'Ola', 'Ewa', 'Marta', 'Anna']

print(napisy[1:4])

da wynik:

['Ola', 'Ewa', 'Marta']

Jeśli wyodrębniany fragment zaczyna się od początku listy lub kończy się ostatnim elementem, liczbę pomijamy.

napisy = ['Ala', 'Ola', 'Ewa', 'Marta', 'Anna']

print(napisy[:4])

da wynik:

['Ala', 'Ola', 'Ewa', 'Marta']

Zmienne znacie już od dawna. Tworzyliśmy je w Scratchu np. po to żeby w grach wykorzystać licznik punktów.

Tworzeniezmiennych

Zmienna (ang. variable), to miejsce w pamięci komputera, w którym możemy zapisywać dane i do którego możemy mieć łatwy dostęp poprzez nadaną nazwę. 

Tworzenie zmiennej w Pythonie polega na określeniu jej nazwy, oraz - po operatorze przypisania =  podaniu danych, na które zmienna ma wskazywać, np.:

masa = 120

W taki sposób utworzyliśmy zmienną o nazwie masa i przypisaliśmy do niej wartość 120.

Nazwy  zmiennych

Zmiennych można używać w wyrażeniach,  w funkcji print(), np.:

masa = 10

print( masa * 2 )

20

Wymyślając nazwy zmiennych w Twoich programach pamiętaj o następujących regułach:

► nazwy mogą się składać tylko z liter, cyfr i znaku podkreślenia _

► nazwy nie mogą zawierać spacji

► nazwy nie mogą zaczynać się od cyfry

► wielkość liter ma znaczenie, tzn. zmienna masa to inna zmienna niż Masa

Poza tymi żelaznymi zasadami, warto stosować się do poniższych konwencji:

1. nie zaczynaj nazw zmiennych od podkreślnika _
2. w nazwach zmiennych stosuj tylko małe litery (z zastrzeżeniem punktu 4)
3. stosuj nazwy opisowe, w taki sposób, aby było jasne do czego odnosi się zmienna, np.: imie, wzrost, masa, kolor itp. 
4. w nazwach wieloczłonowych, kolejne człony zaczynaj wielką literą lub oddzielaj od siebie człony podkreślnikiem, np.: cenaNetto, id_pracownika itp. 

Poniżej znajduje się lista zastrzeżonych słów kluczowych, które nie mogą być nazwami zmiennych 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'

Zmienne w wyrażeniach

Do zmiennych możesz przypisywać wartości wyrażeń, także takich, w których są inne zmienne, np.:

droga = 45

czas = 15

predkosc = droga / czas

print (predkosc)

3

Instrukcję wejścia znacie ze Scratcha. 

Zmiennej możemy nadać wartość za pomocą instrukcji przypisania, wprowadzając wartość z klawiatury po uruchomieniu programu. W tym celu stosujemy instrukcję wejścia - funkcję input()

Na przykład:

nazwisko = input('Podaj nazwisko: ') 

Typy zmiennych cz. 1 

Teksty

String jest sekwencją znaków, a zazwyczaj przechowują słowa, zdania. 

Liczby

Liczby w Pythonie mogą być dwojakiego typu – int (integer = l. całkowita) i float (floating point number = l. zmiennoprzecinkowa).

Liczbą typu int będzie 4, która jest liczbą całkowitą, natomiast 4.4 jest już liczbą z przecinkiem, czyli float.

Przykład instrukcji wejścia z jednoczesnym określeniem typu zmiennej:

liczba = int(input('Podaj liczbę: '))

Instrukcją wyjścia w Pythonie jest funkcja print()

Jej użycie powoduje wyświetlenie komunikatu na ekranie np.

print("Hello world!")

lub

print('Hello world')

W pierwszym przypadku użyłem znaków " ", w które wstawiłem tekst do wyświetlenia na ekranie. W drugim przykładzie zastąpiłem cudzysłów - apostrofami. Wynik jest identyczny!

Dlaczego akurat Python w szkole?

Kto używa Pythona w swoich aplikacjach?
Google, Dropbox, Spotify, Netflix, Facebook, Instagram, Yahoo, Quora, Pinterest, Disqus.

Python jest, lub może być używany jako język skryptowy m. in. w tych programach:

Blender
Cinema 4D
Corel Paint Shop Pro
GIMP
Inkscape
Minecraft
Notepad++

Top 20 – najpopularniejsze języki do programowania
wg. RedMonk – dane za koniec stycznia 2020:

1. JavaScript
2. Python
2. Java
4. PHP
5. C#
6. C++
7. Ruby
7. CSS
9. TypeScript
9. C
11. Swift
12. Objective-C
13. Scala
13. R
15. Go
15. Shell
17. PowerShell
18. Perl
19. Kotlin
20. Haskell

słowniczek terminów:

kod źródłowy - (ang. source code): program komputerowy, zwykle zapisany w pliku tekstowym, w formie czytelnej dla człowieka.

kompilacja - (ang. compilation): zwykle proces tłumaczenia kodu źródłowego na język maszynowy, który jest przetwarzany bezpośrednio przez procesor.

łańcuch znaków (ang. string) - zestaw znaków umieszczony w cudzysłowie lub w apostrofach

instrukcja: element języka programowania, którego celem jest wywołanie jakiegoś działania.

instrukcja wyjścia (ang. output): instrukcja w programie, która powoduje przesłanie danych na zewnątrz programu.

instrukcja wejścia (ang. input): instrukcja, która umożliwia uzytkownikowi wpisanie danych do prorgramu

zmienna: konstrukcja programistyczna, która umożliwia odwoływanie się poprzez jej nazwę do wartości (dokładniej mówiąc: do miejsca jej przechowywania).

****

Linia zaczynającą się od znaku # w Pythonie to komentarz.
Komentarz to linia kodu, która nie jest kompilowana ani wykonywana, służy jedynie programiście, zwykle do opisu działania kodu.

Aby wyświetlić łańcuch znaków należy umieścić go w cudzysłowie lub w apostrofach wewnątrz nawiasów po funkcji print(), np:

print("SP10")
lub
print('SP10')
spowoduje wyświetlenie na ekranie tekstu: SP10

print('SP\n10')

spowoduje wyświetlenie na ekranie SP, zejście do nowej linii i wyświetlenie napisu 10.

\n - zejście do nowej linii

Podobny efekt zejścia do nowej linii uzyskamy stosując parametr end.

print('Dzień', end='\n')
print('dobry!')

Dzień
dobry!