Урок 1: Введение в экосистему Python

Добро пожаловать на первый вводный модуль курса о бэкенд-разработке на Python. Этот модуль называется «Введение в экосистему Python». Сегодня мы поговорим о самых базовых вещах, чтобы у вас было представление о том, что такое Python, где он применяется и чем он так хорош. Также рассмотрим ключевые особенности языка и лучшие практики, которыми пользуются разработчики.

Что такое Python?

Python — это один из самых универсальных и популярных языков программирования. Он используется в различных сферах:

• Машинное обучение и искусственный интеллект: Библиотеки, такие как PyTorch, TensorFlow и Scikit-learn, позволяют создавать сложные модели и алгоритмы.

• Веб-разработка: Фреймворки Django, FastAPI и Flask помогают быстро создавать серверные приложения.

• Анализ данных и визуализация: Инструменты, такие как Pandas, NumPy и Matplotlib, упрощают обработку и представление данных.

• Автоматизация процессов: Используется для DevOps, системного администрирования и выполнения рутинных задач.

• Научные исследования: Библиотеки SciPy и другие инструменты активно применяются в научной среде.

• Разработка игр: Pygame предоставляет возможности для создания игр.

Благодаря своей гибкости и широкому спектру применения, Python является одним из самых востребованных языков в индустрии. Он продолжает развиваться и поддерживаться активным сообществом, что гарантирует его актуальность и в будущем.

Особенности Python

Python обладает рядом особенностей, которые делают его уникальным и удобным для использования в самых разных областях программирования.

Простота и читаемость

Python известен своим лаконичным и интуитивно понятным синтаксисом. Даже человек без опыта программирования может легко понять код на Python. Это делает язык отличным выбором для начинающих разработчиков, а также для тех, кто хочет сосредоточиться на решении задач, а не на изучении сложных конструкций языка.

Интерпретируемый язык

Python является интерпретируемым языком, что означает, что код выполняется построчно интерпретатором, без необходимости предварительной компиляции. Это упрощает процесс разработки, позволяя быстро тестировать и отлаживать программы. Вы можете сразу увидеть результат изменений в коде, что особенно полезно при прототипировании.

Динамическая типизация

Python поддерживает динамическую типизацию, что означает, что вам не нужно явно указывать тип переменной при ее объявлении. Тип данных определяется автоматически во время выполнения программы. Это ускоряет процесс написания кода, но требует внимательности, чтобы избежать ошибок, связанных с неожиданными типами данных.

Copyx = 10  # x - это целое число
x = "Привет, мир!"  # Теперь x - это строка
print(x)

Огромная экосистема библиотек и фреймворков

Python имеет одну из самых больших экосистем библиотек и фреймворков. В официальном репозитории PyPI (Python Package Index) доступно около 700 тысяч пакетов, которые охватывают практически все области программирования: от веб-разработки и анализа данных до машинного обучения и автоматизации. Это позволяет разработчикам быстро находить готовые решения для своих задач.

• NumPy и Pandas для работы с данными.

• Django и Flask для веб-разработки.

• TensorFlow и PyTorch для машинного обучения.

Однопоточность и GIL

Python использует механизм Global Interpreter Lock (GIL), который ограничивает выполнение нескольких потоков одновременно в одном процессе. Это упрощает разработку многопоточных приложений, так как исключает многие проблемы, связанные с синхронизацией потоков. Однако GIL также накладывает ограничения на производительность в многопоточных задачах, что делает Python менее подходящим для вычислительно интенсивных операций. В таких случаях можно использовать многопроцессорность или сторонние библиотеки.

Преимущества Python

• Быстрая разработка: Благодаря простоте синтаксиса и большому количеству библиотек, Python позволяет быстро создавать прототипы и реализовывать сложные проекты.

• Универсальность: Python используется в самых разных областях, включая веб-разработку, анализ данных, машинное обучение, автоматизацию, научные исследования и даже разработку игр.

• Низкий порог входа: Легко изучить основы за несколько месяцев благодаря интуитивно понятному синтаксису и большому количеству обучающих материалов.

• Востребованность: Python активно используется в крупных компаниях, таких как Google, Meta, Instagram, Netflix и Spotify.

• Большое сообщество: Python имеет одно из самых активных сообществ разработчиков.

• Кроссплатформенность: Python работает на всех популярных операционных системах.

Дзен Python

"Дзен Python" — это философия языка Python, состоящая из 19 принципов, которые помогают разработчикам создавать понятный, лаконичный и эффективный код. Эти принципы можно увидеть, выполнив команду import this в интерпретаторе Python. Вот несколько ключевых идей из "Дзена Python":

• Красивое лучше, чем уродливое. (Beautiful is better than ugly.)

  Copy# Красивый и читаемый код
  numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
  squares = [x**2 for x in numbers]
  
  # Уродливый код
  squares = []
  for x in [1, 2, 3, 4, 5]: squares.append(x**2)
  

• Явное лучше, чем неявное. (Explicit is better than implicit.)

  Copy# Явное
  def add_numbers(a: int, b: int) -> int:
      return a + b
  
  # Неявное
  def process(a, b):
      return a + b
  

• Простое лучше, чем сложное. (Simple is better than complex.)

  Copy# Простое решение
  def is_even(number):
      return number % 2 == 0
  
  # Сложное решение
  def is_even(number):
      if number % 2 == 0:
          return True
      else:
          return False
  

• Сложное лучше, чем запутанное. (Complex is better than complicated.)

  Copy# Сложное, но понятное
  def factorial(n):
      if n == 0:
          return 1
      return n * factorial(n - 1)
  
  # Запутанное
  def factorial(n):
      return 1 if n == 0 else n * factorial(n - 1)
  

PEP-8

PEP-8 (Python Enhancement Proposal 8) — это стандарт оформления кода на Python, который содержит набор рекомендаций по стилю написания кода. Следование PEP-8 делает код более читаемым, единообразным и удобным для совместной работы. Линтеры автоматически проверяют и применяют принципы PEP-8 к коду.

• Отступы: Используйте 4 пробела для отступов.

• Длина строки: Ограничьте длину строки до 79 символов.

• Именование:

  • Имена переменных и функций: snake_case (например, my_variable, calculate_sum).

  • Имена классов: CamelCase (например, MyClass).

  • Имена констант: UPPER_CASE (например, MAX_SIZE).

• Пробелы:

  • Вокруг операторов: x = 1 + 2 (а не x=1+2).

  • После запятой: my_list = [1, 2, 3] (а не my_list = [1,2,3]).

• Импорты: Каждый импорт на отдельной строке.

Заключение

Поздравляем с завершением первого урока! Сегодня вы узнали, что такое Python, где он применяется, его особенности и преимущества. Мы также познакомились с философией "Дзен Python" и стандартом оформления кода PEP-8.

Не переживайте, если что-то осталось непонятным — все сложные моменты будут подробно разобраны в следующих уроках. Удачи в изучении Python, и до встречи на следующем занятии!