Pythonin oppiminen: Nollasta sankariin

Ensinnäkin, mikä on Python? Luojan Guido van Rossumin mukaan Python on:

"Korkean tason ohjelmointikieli ja sen suunnittelun perusfilosofia koskee koodin luettavuutta ja syntaksia, jonka avulla ohjelmoijat voivat ilmaista käsitteitä muutamalla koodirivillä."

Minulle ensimmäinen syy oppia Python oli, että se on itse asiassa kaunisohjelmointikieli. Oli todella luonnollista koodata siihen ja ilmaista ajatuksiani.

Toinen syy oli, että voimme käyttää koodausta Pythonissa monin tavoin: datatiede, verkkokehitys ja koneoppiminen loistavat täällä. Kaikki Quora, Pinterest ja Spotify käyttävät Pythonia taustajärjestelmänsä kehittämiseen. Joten oppitaan vähän siitä.

Perusteet

1. Muuttujat

Voit ajatella muuttujia sanoina, jotka tallentavat arvon. Niin yksinkertaista.

Pythonissa on todella helppo määritellä muuttuja ja asettaa sille arvo. Kuvittele, että haluat tallentaa numeron 1 muuttujaan nimeltä yksi. Tehdään se:

one = 1

Kuinka yksinkertaista se oli? Määritit juuri arvon 1 muuttujalle "yksi".

two = 2 some_number = 10000

Ja voit määrittää minkä tahansa muun arvon mille tahansa muulle muuttujalle . Kuten yllä olevasta taulukosta näet, muuttuja " two " tallentaa kokonaisluvun 2 ja " some_number " 10000 .

Kokonaislukujen lisäksi voimme käyttää myös loogisia lukuja (True / False), merkkijonoja, kelluketta ja niin monta muuta tietotyyppiä.

# booleans true_boolean = True false_boolean = False # string my_name = "Leandro Tk" # float book_price = 15.80

2. Ohjausvirta: ehdolliset lauseet

If ” käyttää lauseketta arvioidakseen, onko lause tosi vai väärä. Jos se on tosi, se suorittaa sen, mikä on lausekkeessa "jos". Esimerkiksi:

if True: print("Hello Python If") if 2 > 1: print("2 is greater than 1")

2 on suurempi kuin 1 , joten “ tulostuskoodi ” suoritetaan.

Else ” -lauseke suoritetaan, jos ” if ” -lauseke on väärä .

if 1 > 2: print("1 is greater than 2") else: print("1 is not greater than 2")

1 ei ole suurempi kuin 2 , joten koodi “ else ” -lauseessa suoritetaan.

Voit käyttää myös ” elif-lausetta :

if 1 > 2: print("1 is greater than 2") elif 2 > 1: print("1 is not greater than 2") else: print("1 is equal to 2")

3. Silmukka / iteraattori

Pythonissa voimme toistaa eri muodoissa. Puhun kahdesta: kunja varten .

Vaikka Silmukoiminen: kun väite pitää paikkansa, koodi sisällä lohko toteutetaan. Joten, tämä koodi tulostaa numeron 1 kohteeseen 10 .

num = 1 while num <= 10: print(num) num += 1

Kun taas silmukka tarvitsee ” silmukka kunnossa. ”Jos se pysyy totta, se jatkaa iterointia. Tässä esimerkissä, kun numon silmukka ehto tasavertaisia .11False

Toinen peruskoodi koodin ymmärtämiseksi paremmin:

loop_condition = True while loop_condition: print("Loop Condition keeps: %s" %(loop_condition)) loop_condition = False

Silmukka ehto on Trueniin se pitää iteroimalla - kunnes me aseta se False.

Silmukka : sovellat muuttujaa " num " lohkoon ja " for " -lauseke toistaa sen puolestasi. Tämä koodi tulostaa saman kuin samalla koodi: alkaen 1 kohteeseen 10 .

for i in range(1, 11): print(i)

Näetkö? Se on niin yksinkertaista. Alue alkaa 1ja jatkuu, kunnes 11kolmas elementti ( 10on 10kolmas elementti).

Luettelo: Kokoelma Taulukko | Tietorakenne

Kuvittele, että haluat tallentaa kokonaisluvun 1 muuttujaan. Mutta ehkä nyt haluat tallentaa 2. Ja 3, 4, 5…

Onko minulla muuta tapaa tallentaa kaikki haluamasi kokonaisluvut, mutta ei miljoonina muuttujina ? Arvasit sen - on todellakin toinen tapa tallentaa ne.

List is a collection that can be used to store a list of values (like these integers that you want). So let’s use it:

my_integers = [1, 2, 3, 4, 5]

It is really simple. We created an array and stored it on my_integer.

But maybe you are asking: “How can I get a value from this array?”

Great question. List has a concept called index. The first element gets the index 0 (zero). The second gets 1, and so on. You get the idea.

To make it clearer, we can represent the array and each element with its index. I can draw it:

Using the Python syntax, it’s also simple to understand:

my_integers = [5, 7, 1, 3, 4] print(my_integers[0]) # 5 print(my_integers[1]) # 7 print(my_integers[4]) # 4

Imagine that you don’t want to store integers. You just want to store strings, like a list of your relatives’ names. Mine would look something like this:

relatives_names = [ "Toshiaki", "Juliana", "Yuji", "Bruno", "Kaio" ] print(relatives_names[4]) # Kaio

It works the same way as integers. Nice.

We just learned how Lists indices work. But I still need to show you how we can add an element to the List data structure (an item to a list).

The most common method to add a new value to a List is append. Let’s see how it works:

bookshelf = [] bookshelf.append("The Effective Engineer") bookshelf.append("The 4 Hour Work Week") print(bookshelf[0]) # The Effective Engineer print(bookshelf[1]) # The 4 Hour Work Week

append is super simple. You just need to apply the element (eg. “The Effective Engineer”) as the append parameter.

Well, enough about Lists. Let’s talk about another data structure.

Dictionary: Key-Value Data Structure

Now we know that Lists are indexed with integer numbers. But what if we don’t want to use integer numbers as indices? Some data structures that we can use are numeric, string, or other types of indices.

Let’s learn about the Dictionary data structure. Dictionary is a collection of key-value pairs. Here’s what it looks like:

dictionary_example = { "key1": "value1", "key2": "value2", "key3": "value3" }

The key is the index pointing to thevalue. How do we access the Dictionaryvalue? You guessed it — using the key. Let’s try it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian" } print("My name is %s" %(dictionary_tk["name"])) # My name is Leandro print("But you can call me %s" %(dictionary_tk["nickname"])) # But you can call me Tk print("And by the way I'm %s" %(dictionary_tk["nationality"])) # And by the way I'm Brazilian

I created a Dictionary about me. My name, nickname, and nationality. Those attributes are the Dictionarykeys.

As we learned how to access the List using index, we also use indices (keys in the Dictionary context) to access the value stored in the Dictionary.

In the example, I printed a phrase about me using all the values stored in the Dictionary. Pretty simple, right?

Another cool thing about Dictionary is that we can use anything as the value. In the DictionaryI created, I want to add the key “age” and my real integer age in it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian", "age": 24 } print("My name is %s" %(dictionary_tk["name"])) # My name is Leandro print("But you can call me %s" %(dictionary_tk["nickname"])) # But you can call me Tk print("And by the way I'm %i and %s" %(dictionary_tk["age"], dictionary_tk["nationality"])) # And by the way I'm Brazilian

Here we have a key (age) value (24) pair using string as the key and integer as the value.

As we did with Lists, let’s learn how to add elements to a Dictionary. The keypointing to avalue is a big part of what Dictionary is. This is also true when we are talking about adding elements to it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian" } dictionary_tk['age'] = 24 print(dictionary_tk) # {'nationality': 'Brazilian', 'age': 24, 'nickname': 'Tk', 'name': 'Leandro'} 

We just need to assign a value to a Dictionarykey. Nothing complicated here, right?

Iteration: Looping Through Data Structures

As we learned in the Python Basics, the List iteration is very simple. We Pythondevelopers commonly use For looping. Let’s do it:

bookshelf = [ "The Effective Engineer", "The 4-hour Workweek", "Zero to One", "Lean Startup", "Hooked" ] for book in bookshelf: print(book)

So for each book in the bookshelf, we (can do everything with it) print it. Pretty simple and intuitive. That’s Python.

For a hash data structure, we can also use the for loop, but we apply the key :

dictionary = { "some_key": "some_value" } for key in dictionary: print("%s --> %s" %(key, dictionary[key])) # some_key --> some_value

This is an example how to use it. For each key in the dictionary , we print the key and its corresponding value.

Another way to do it is to use the iteritems method.

dictionary = { "some_key": "some_value" } for key, value in dictionary.items(): print("%s --> %s" %(key, value)) # some_key --> some_value

We did name the two parameters as key and value, but it is not necessary. We can name them anything. Let’s see it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian", "age": 24 } for attribute, value in dictionary_tk.items(): print("My %s is %s" %(attribute, value)) # My name is Leandro # My nickname is Tk # My nationality is Brazilian # My age is 24

We can see we used attribute as a parameter for the Dictionarykey, and it works properly. Great!

Classes & Objects

A little bit of theory:

Objects are a representation of real world objects like cars, dogs, or bikes. The objects share two main characteristics: data and behavior.

Cars have data, like number of wheels, number of doors, and seating capacity They also exhibit behavior: they can accelerate, stop, show how much fuel is left, and so many other things.

We identify data as attributes and behavior as methods in object-oriented programming. Again:

Data → Attributes and Behavior → Methods

And a Class is the blueprint from which individual objects are created. In the real world, we often find many objects with the same type. Like cars. All the same make and model (and all have an engine, wheels, doors, and so on). Each car was built from the same set of blueprints and has the same components.

Python Object-Oriented Programming mode: ON

Python, as an Object-Oriented programming language, has these concepts: class and object.

A class is a blueprint, a model for its objects.

So again, a class it is just a model, or a way to define attributes and behavior (as we talked about in the theory section). As an example, a vehicle class has its own attributes that define what objects are vehicles. The number of wheels, type of tank, seating capacity, and maximum velocity are all attributes of a vehicle.

With this in mind, let’s look at Python syntax for classes:

class Vehicle: pass

We define classes with a class statement — and that’s it. Easy, isn’t it?

Objects are instances of a class. We create an instance by naming the class.

car = Vehicle() print(car) # 

Here car is an object (or instance) of the classVehicle.

Remember that our vehicle class has four attributes: number of wheels, type of tank, seating capacity, and maximum velocity. We set all these attributes when creating a vehicle object. So here, we define our class to receive data when it initiates it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

We use the initmethod. We call it a constructor method. So when we create the vehicle object, we can define these attributes. Imagine that we love the Tesla Model S, and we want to create this kind of object. It has four wheels, runs on electric energy, has space for five seats, and the maximum velocity is 250km/hour (155 mph). Let’s create this object:

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250)

Four wheels + electric “tank type” + five seats + 250km/hour maximum speed.

All attributes are set. But how can we access these attributes’ values? We send a message to the object asking about them. We call it a method. It’s the object’s behavior. Let’s implement it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def number_of_wheels(self): return self.number_of_wheels def set_number_of_wheels(self, number): self.number_of_wheels = number

This is an implementation of two methods: number_of_wheels and set_number_of_wheels. We call it getter & setter. Because the first gets the attribute value, and the second sets a new value for the attribute.

In Python, we can do that using @property (decorators) to define getters and setters. Let’s see it with code:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity @property def number_of_wheels(self): return self.__number_of_wheels @number_of_wheels.setter def number_of_wheels(self, number): self.__number_of_wheels = number

And we can use these methods as attributes:

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250) print(tesla_model_s.number_of_wheels) # 4 tesla_model_s.number_of_wheels = 2 # setting number of wheels to 2 print(tesla_model_s.number_of_wheels) # 2

This is slightly different than defining methods. The methods work as attributes. For example, when we set the new number of wheels, we don’t apply two as a parameter, but set the value 2 to number_of_wheels. This is one way to write pythonicgetter and setter code.

But we can also use methods for other things, like the “make_noise” method. Let’s see it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def make_noise(self): print('VRUUUUUUUM')

Kun kutsumme tätä menetelmää, se palauttaa vain merkkijonon " VRRRRUUUUM.

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250) tesla_model_s.make_noise() # VRUUUUUUUM

Kapselointi: Tietojen piilottaminen

Kapselointi on mekanismi, joka rajoittaa suoraa pääsyä objektien tietoihin ja menetelmiin. Mutta samalla se helpottaa näiden tietojen (esineiden menetelmien) käyttöä.

”Kapselointia voidaan käyttää piilottamaan datajäsenet ja jäsenfunktiot. Tämän määritelmän mukaan kapselointi tarkoittaa sitä, että kohteen sisäinen esitys on yleensä piilotettu näkyviltä kohteen määritelmän ulkopuolella. " - Wikipedia

Kaikki kohteen sisäinen esitys on piilotettu ulkopuolelta. Vain objekti voi olla vuorovaikutuksessa sisäisten tietojensa kanssa.

Ensinnäkin meidän on ymmärrettävä, kuinka publicja non-publicesiintymämuuttujat ja menetelmät toimivat.

Julkisen asteen muuttujat

For a Python class, we can initialize a public instance variable within our constructor method. Let’s see this:

Within the constructor method:

class Person: def __init__(self, first_name): self.first_name = first_name

Here we apply the first_name value as an argument to the public instance variable.

tk = Person('TK') print(tk.first_name) # => TK

Within the class:

class Person: first_name = 'TK'

Here, we do not need to apply the first_name as an argument, and all instance objects will have a class attribute initialized with TK.

tk = Person() print(tk.first_name) # => TK

Cool. We have now learned that we can use public instance variables and class attributes. Another interesting thing about the public part is that we can manage the variable value. What do I mean by that? Our object can manage its variable value: Get and Set variable values.

Keeping the Person class in mind, we want to set another value to its first_name variable:

tk = Person('TK') tk.first_name = 'Kaio' print(tk.first_name) # => Kaio

Siellä me menemme. Asetimme vain toisen arvon ( kaio) first_nameilmentymämuuttujalle ja se päivitti arvon. Niin yksinkertaista. Koska se on publicmuuttuja, voimme tehdä sen.

Muut kuin julkisen asteen muuttuja

Emme käytä termiä ”yksityinen” täällä, koska mikään attribuutti ei ole todella yksityinen Pythonissa (ilman yleensä tarpeetonta työtä). - PEP 8

Kuten public instance variable, voimme määritellä non-public instance variablemolemmat konstruktorimenetelmässä tai luokassa. Syntaksiero on: for non-public instance variables, käytä alaviivaa ( _) ennen variablenimeä.

"Pythonissa ei ole" yksityisiä "ilmentymämuuttujia, joihin ei pääse muuten kuin kohteen sisältä. On kuitenkin olemassa käytäntö, jota useimmat Python-koodit seuraavat: alleviivalla (esim. _spam) Etuliitettyä nimeä tulisi käsitellä API: n ei-julkisena osana (olipa kyseessä sitten funktio, menetelmä tai datajäsen) " - Python Software Foundation

Tässä on esimerkki:

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email

Näitkö emailmuuttujan? Näin määritämme non-public variable:

tk = Person('TK', '[email protected]') print(tk._email) # [email protected]
Voimme käyttää sitä ja päivittää sitä. Non-public variablesovat vain yleissopimus ja niitä tulisi käsitellä API: n ei-julkisena osana.

Joten käytämme menetelmää, jonka avulla voimme tehdä sen luokkamääritelmän sisällä. Toteutetaan kaksi menetelmää ( emailja update_email) sen ymmärtämiseksi:

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email def update_email(self, new_email): self._email = new_email def email(self): return self._email

Nyt voimme päivittää ja non-public variableskäyttää näitä menetelmiä. Katsotaan:

tk = Person('TK', '[email protected]') print(tk.email()) # => [email protected] # tk._email = '[email protected]' -- treat as a non-public part of the class API print(tk.email()) # => [email protected] tk.update_email('[email protected]') print(tk.email()) # => [email protected]
  1. We initiated a new object with first_name TK and email [email protected]
  2. Printed the email by accessing the non-public variable with a method
  3. Tried to set a new email out of our class
  4. We need to treat non-public variable as non-public part of the API
  5. Updated the non-public variable with our instance method
  6. Success! We can update it inside our class with the helper method

Public Method

With public methods, we can also use them out of our class:

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def show_age(self): return self._age

Let’s test it:

tk = Person('TK', 25) print(tk.show_age()) # => 25

Great — we can use it without any problem.

Non-public Method

But with non-public methods we aren’t able to do it. Let’s implement the same Person class, but now with a show_agenon-public method using an underscore (_).

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def _show_age(self): return self._age

And now, we’ll try to call this non-public method with our object:

tk = Person('TK', 25) print(tk._show_age()) # => 25
Voimme käyttää sitä ja päivittää sitä. Non-public methodsovat vain yleissopimus ja niitä tulisi käsitellä API: n ei-julkisena osana.

Tässä on esimerkki siitä, miten voimme käyttää sitä:

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def show_age(self): return self._get_age() def _get_age(self): return self._age tk = Person('TK', 25) print(tk.show_age()) # => 25

Tässä meillä on _get_agenon-public methodja show_agepublic method. Tätä show_agevoi käyttää esineemme (luokastamme) ja _get_ageainoa, jota käytetään luokan määrittelyssä (sisäinen show_agemenetelmä). Mutta jälleen: yleissopimuksessa.

Kapseloinnin yhteenveto

Kapseloimalla voimme varmistaa, että kohteen sisäinen esitys on piilotettu ulkopuolelta.

Perintö: käyttäytyminen ja ominaisuudet

Tietyillä esineillä on joitain yhteisiä asioita: niiden käyttäytyminen ja ominaisuudet.

Esimerkiksi perin isältäni joitain ominaisuuksia ja käyttäytymistä. Perin hänen silmänsä ja hiuksensa ominaisuuksina, ja hänen kärsimättömyytensä ja sulkeutumisensa käyttäytymisenä.

In object-oriented programming, classes can inherit common characteristics (data) and behavior (methods) from another class.

Let’s see another example and implement it in Python.

Imagine a car. Number of wheels, seating capacity and maximum velocity are all attributes of a car. We can say that anElectricCar class inherits these same attributes from the regular Car class.

class Car: def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

Our Car class implemented:

my_car = Car(4, 5, 250) print(my_car.number_of_wheels) print(my_car.seating_capacity) print(my_car.maximum_velocity)

Once initiated, we can use all instance variables created. Nice.

In Python, we apply a parent class to the child class as a parameter. An ElectricCar class can inherit from our Car class.

class ElectricCar(Car): def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): Car.__init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity)

Simple as that. We don’t need to implement any other method, because this class already has it (inherited from Car class). Let’s prove it:

my_electric_car = ElectricCar(4, 5, 250) print(my_electric_car.number_of_wheels) # => 4 print(my_electric_car.seating_capacity) # => 5 print(my_electric_car.maximum_velocity) # => 250

Beautiful.

That’s it!

We learned a lot of things about Python basics:

  • How Python variables work
  • How Python conditional statements work
  • How Python looping (while & for) works
  • How to use Lists: Collection | Array
  • Dictionary Key-Value Collection
  • How we can iterate through these data structures
  • Objects and Classes
  • Attributes as objects’ data
  • Methods as objects’ behavior
  • Using Python getters and setters & property decorator
  • Encapsulation: hiding information
  • Inheritance: behaviors and characteristics

Congrats! You completed this dense piece of content about Python.

Jos haluat täydellisen Python-kurssin, opi lisää reaalimaailman koodaustaitoja ja rakenna projekteja, kokeile One Month Python Bootcampia . Nähdään siellä

Lisää tarinoita ja viestejä matkan oppimisesta ja ohjelmoinnin hallitsemisesta on julkaisussa The Renaissance Developer .

Pidä hauskaa, jatka oppimista ja jatka koodaamista.

Oma Twitter ja Github. ☺