[Python]Instant Hacking.pdf

Instant Hacking : Nauka programowania na przykładzie Pythona

http://www.linuxpl.org/teksty/python/instant_hacking.html

Instant Hacking

Nauka programowania na przykładzie Pythona

Magnus Lie Hetland

tłum. Wojciech Warczakowski

Jest to krótkie wprowadzenie do sztuki programowania, z wykorzystaniem przykładów

napisanych w języku Python . (Jeśli już wiesz jak programować, a potrzebujesz krótkiego

wprowadzenia do języka Python, możesz skorzystać z mojego artykułu Instant Python .) Artykuł

ten został przetłumaczony na język włoski i obecnie trwa tłumaczenie wersji koreańskiej.

Strona ta nie traktuje o włamywaniu się do systemów komputerowych innych ludzi. Jeśli jesteś

zainteresowany tym tematem zobacz stronę Happy Hacker .

Uwaga : Aby zamieszczone przykłady działały poprawnie pisz je do pliku tekstowego a następnie

uruchamiaj interpreterem; nie próbuj uruchamiać programów w trybie interaktywnym - nie

wszystkie będą działać. (Nie pytaj mnie dlaczego. Sprawdź dokumentację ).

( Pochwała za artykuł. Main Python page )

1. Środowisko

Aby móc programować w Pythonie musisz mieć zainstalowany interpreter. Jest on dostępny na

wielu platformach (włącznie z Macintoshem, Uniksem i Windows). Więcej informacji na ten

temat znajdziesz na stronie Pythona . Powinieneś również mieć edytor tekstowy (np. emacs ,

notepad lub podobny).

2. Czym jest programowanie?

Programowanie komputera oznacza przekazywanie mu zestawu instrukcji mówiących co

powinien zrobić. Program komputerowy bardzo przypomina przepis na ciasto. Przykład [1]:

Sernik na kruchym cieście

Składniki:

Ciasto:

30 dag (1 1/2 szklanki) mąki

13 dag margaryny

5 dag (3 łyżki) cukru

4 żółtka

Masa serowa:

50 dag sera twarogowego tłustego

20 dag (niepełna szklanka) cukru

13 dag margaryny

4-5 jaj

2 dag (1 łyżka) kaszy manny

cukier waniliowy lub esencja zapachowa

Sposób przyrządzenia:

Margarynę posiekać nożem z mąką, a następnie połączyć z żółtkami i

1 z 12

2010-05-23 17:35

Instant Hacking : Nauka programowania na przykładzie Pythona

http://www.linuxpl.org/teksty/python/instant_hacking.html

cukrem. Ciasto szybko wyrobić ręką i schłodzić w lodówce (co najmniej

30 min). Schłodzone ciasto rozwałkować na grubość 1/2 cm i przenieść

wałkiem na blachę. Ciasto lekko podpiec w gorącym piekarniku (15-20

min). Przyrządzić masę serową: ser przepuścić przez maszynkę.

Margarynę utrzeć z cukrem, żółtkami, kaszą manną i stopniowo dodawanym

serem. Ubić sztywną pianę z białek i delikatnie połączyć z masą

serową. Masę wyłożyć na podpieczony spód i piec 30-40 min w

umiarkowanie gorącym piekarniku.

Oczywiście, żaden komputer tego nie zrozumie... A większość komputerów nie byłaby zdolna do

zrobienia sernika nawet, jeśli zrozumiałyby ten przepis. Zatem, co musimy zrobić, aby przepis

stał się bardziej przyjazny dla komputera? Zasadniczo dwie rzeczy. Musimy (1) mówić w taki

sposób, aby komputer nas zrozumiał, i (2) mówić o rzeczach, które jest on w stanie wykonać.

Pierwszy punkt oznacza, że musimy użyć języka - języka programowania zrozumiałego dla

naszego interpretera (tłum. programu tłumaczącego), a drugi punkt oznacza, że nie możemy

oczekiwać, aby komputer zrobił sernik - ale możemy oczekiwać, aby dodawał liczby i wypisywał

różne teksty na ekranie.

3. Witaj...

Tradycją jest, aby w tutorialach o programowaniu zaczynać zawsze od programu wypisującego

na ekranie "Witaj, świecie!". W Pythonie jest to dość proste:

print "Witaj, świecie!"

Zasadniczo program ten jest podobny do przedstawionego wcześniej przepisu na sernik

(oczywiście jest on znacznie krótszy!). Program mówi komputerowi, co ma zrobić: wypisać na

ekranie "Witaj, świecie!". Łatwizna. A jeśli chcielibyśmy, aby komputer wykonał coś

trudniejszego.

print "Witaj, świecie!"

print "Żegnaj, świecie!"

Niezbyt trudne, nieprawdaż? I niezbyt interesujące... Chcemy zrobić coś ze składnikami , tak jak

w przepisie na sernik. No dobrze - jakie mamy składniki? Mamy ciągi znaków, jak "Witaj,

świecie!" , ale również mamy liczby . Zlećmy, więc komputerowi, aby obliczył nam pole

prostokąta. Musimy, więc dać mu przepis jak powinien to wykonać:

# Pole prostokąta

# Składniki:

szerokosc = 20

wysokosc = 30

# Sposób przyrządzenia:

pole = szerokosc*wysokosc

print pole

Widzisz zapewne podobieństwo (choć niewielkie) do przepisu na sernik. Ale w jaki sposób działa

ten program? Po pierwsze, linie rozpoczynające się # nazywane są komentarzem i są ignorowane

przez komputer. Jednakże, użycie takich komentarzy jest niezwykle ważne dla ludzi, którzy

analizują twoje programy.

Linie takie jak foo = bar nazywane są przypisaniami . Poprzez wyrażenie szerokosc = 20

mówimy komputerowi, że szerokosc od tej chwili będzie równe 20. Co znaczy, że "szerokosc jest

równe 20"? Znaczy to, że zostanie utworzona (bądź ponownie wykorzystana, jeśli już istnieje)

zmienna o nazwie "szerokosc" i zostanie jej nadana wartość 20. Zatem, jeśli później użyjemy tej

zmiennej komputer będzie już znał jej wartość. Dlatego

2 z 12

2010-05-23 17:35

Instant Hacking : Nauka programowania na przykładzie Pythona

http://www.linuxpl.org/teksty/python/instant_hacking.html

szerokosc*wysokosc

jest w zasadzie tym samym co

20*30

które z kolei równe jest 600. Wartość ta następnie zostaje przypisana zmiennej "pole". Ostatnie

wyrażenie programu wypisuje na ekran wartość zmiennej "pole"

600

Uwaga: W niektórych językach już na początku programu musisz powiedzieć komputerowi

jakich zmiennych będziesz używał (jakich składników użyjesz do przygotowania sernika) - w

Pythonie zmienne możesz wymyślać w trakcie pisania programu.

4. Komunikacja z komputerem

Teraz możesz już przeprowadzać zarówno proste, jak i dość zaawansowane obliczenia. Na

przykład, chcesz obliczyć pole koła zamiast prostokąta:

promien = 30

print promien*promien*3.14

Jednak program ten, podobnie jak poprzedni, jest mało interesujący - przynajmniej moim

zdaniem. Jest on mało elastyczny. No bo, co będzie jeśli interesujące nas koło ma promień 31

stopni? Czy komputer może o tym wiedzieć? Sytuacja przypomina trochę przepis na sernik:

"Masę serową wyłożyć na podpieczony spód i piec 30-40 min. w umiarkowanie gorącym

piekarniku." Skąd możemy wiedzieć czy po 30 minutach sernik jest już upieczony? Musimy to

sprawdzić . W jaki sposób komputer dowie się o promieniu naszego koła? Musi nas o to zapytać...

My zaś musimy w programie powiedzieć mu, aby zapytał się o promień:

promien = input("Jaki jest promień?")

print promien*promien*3.14

input jest funkcją . (Niedługo nauczysz się tworzyć własne funkcje. input jest funkcją

wbudowaną w język Python.) Zwykłe napisanie

input

nie zrobi wiele... Musisz wstawić parę nawiasów na końcu słowa input. Zatem input() powinno

zadziałać - po prostu funkcja będzie czekać, aż użytkownik wpisze promień. Jeśli w nawiasy

funkcji wpiszemy pytanie "Jaki jest promień?" program stanie się przyjaźniejszy dla

użytkownika. To co wpisujemy w nawiasy funkcji nazywane jest parametrami . Wpisanie pytania

do funkcji input powoduje wypisanie tegoż pytania na ekranie i oczekiwanie odpowiedzi od

użytkownika.

Ale w jaki sposób odpowiedź trafia do zmiennej promien ? Funkcja input , kiedy zostanie

wywołana, zwraca wartość (tak jak inne funkcje). Nie musisz wykorzystywać tej wartości,

jednak w naszym przypadku chcemy z niej skorzystać. Zatem poniższe dwa wyrażenia mają

całkiem różne znaczenie:

foo = input

bar = input()

foo zawiera funkcję input dosłownie ją samą (zatem możesz użyć takiego wyrażenia foo("Ile

masz lat?") ; takie zjawisko nazywane jest dynamicznym wywołaniem funkcji), podczas gdy

bar zawiera to, co wpisze użytkownik jako odpowiedź.

3 z 12

2010-05-23 17:35

Instant Hacking : Nauka programowania na przykładzie Pythona

http://www.linuxpl.org/teksty/python/instant_hacking.html

5. Sterowanie

Możemy już pisać programy wykonujące proste działania (arytmetyczne i drukujące) jak również

komunikujące się z użytkownikiem. Jest to użyteczne, jednak nadal jesteśmy ograniczeni do tzw.

sekwencyjnego wykonania programu - rozkazy w programie wykonywane są w określonym

porządku. Przepisy na ciasta są pisane właśnie w takim sekwencyjnym lub liniowym porządku. A

gdybyśmy chcieli powiedzieć komputerowi w jaki sposób powinien sprawdzić, czy sernik jest już

upieczony? Jeśli jest, powinien go wyciągnąć z piekarnika, w przeciwnym razie powinien go

pozostawić w piekarniku na kolejne pięć minut. W jaki sposób to zrobimy?

To czego potrzebujemy nazywa się sterowaniem programem. Program może wykonać dwa

działania - albo wyciągnąć sernik z piekarnika, albo pozostawić go. Możemy wybierać, a

warunkiem jest, czy sernik jest już upieczony, czy nie. Technika ta nazywana jest warunkowym

wykonaniem programu. Program może wyglądać tak:

temperatura = input("Jaka jest temperatura sernika?")

if temperatura > 30:

print "Sernik jest już upieczony."

else:

print "Musisz troszkę poczekać na sernik."

Znaczenie programu powinno być oczywiste: Jeśli temperatura jest wyższa niż 30st.C, wówczas

wypisz komunikat mówiący użytkownikowi, że sernik jest już upieczony, w przeciwnym razie

powiedz użytkownikowi, że musi jeszcze troszkę poczekać.

Uwaga: Wcięcia w języku Python są ważne. Bloki w wykonaniu warunkowym (i pętle oraz

definicje funkcji - patrz niżej) muszą mieć wcięcia (wcięcia z tą samą liczbą białych znaków;

jeden <tab> liczy się jako 8 spacji) aby interpreter wiedział, w którym miejscu rozpoczynają się,

a w którym kończą. Wcięcią również czynią program bardziej czytelny dla ludzi.

Wróćmy do naszych obliczeń pola. Czy widzisz, co ten program robi?

# Program obliczający pole

print "Witamy w programie obliczającym pole"

print "------------------------------------"

# Wydrukuj menu:

print "Wybierz figurę:"

print "1 Prostokąt"

print "2 Koło"

# Czekaj na wybór użytkownika:

figura = input("> ")

# Oblicz pole:

if figura == 1:

wysokosc = input("Wpisz wysokość: ")

szerokosc = input("Wpisz szerokość: ")

pole = wysokosc*szerokosc

print "Pole wynosi", pole

else:

promien = input("Wpisz promien: ")

pole = 3.14*(promien**2)

print "Pole wynosi", pole

Nowe rzeczy w tym przykładzie...

print użyte samo drukuje pustą linię

== sprawdza, czy dwie rzeczy są równe, w przeciwieństwie do = , które przypisuje wartość

z prawej strony do zmiennej po lewej stronie. Jest to ważna różnica !

4 z 12

2010-05-23 17:35

Instant Hacking : Nauka programowania na przykładzie Pythona

http://www.linuxpl.org/teksty/python/instant_hacking.html

** jest pythonowskim operatorem potęgowania - dlatego promień podniesiony do

kwadratu jest zapisany jako promien**2

print może wydrukować więcej niż jedną rzecz. Po prostu oddziel te rzeczy przecinkami.

(Na ekranie będą one oddzielone pojedynczą spacją.)

Program ten jest dosyć prosty: Pyta o liczbę, która mówi mu, czy użytkownik chce obliczyć pole

prostokąta, czy koła. Następnie, korzysta z if -wyrażenia (wykonanie warunkowe), aby

zdecydować, który blok wykorzystać do obliczenia pola. W zasadzie te dwa bloki są takie same

jak te, które używaliśmy w poprzednich przykładach. Zauważ, że komentarze czynią kod

bardziej czytelnym. Można powiedzieć, że pierwszym przykazaniem programowania jest

"Będziesz pisał komentarze!". W każdym bądź razie - jest to pożądany nawyk.

Ćwiczenie:

Rozszerz program o opcję obliczania pola kwadratów, tak aby użytkownik podawał długość

jednego boku. Jest jedna rzecz, którą musisz wiedzieć, aby wykonać to ćwiczenie - jeśli masz

więcej niż dwa wybory, możesz zapisać to w taki sposób:

if foo == 1:

# Zrób coś...

elif foo == 2:

# Zrób coś innego...

elif foo == 3:

# Zrób coś zupełnie różnego...

else:

# Jeśli żaden z warunków nie został spełniony...

elif jest tajemniczym kodem, który oznacza "else if" :) . Zatem, jeśli foo równa się jeden, zrób

coś; w przeciwnym razie, jeśli foo równa się dwa, zrób coś innego, itd. Możesz chcieć dodać do

programu również inne opcje - jak trójkąty lub wielokąty. Wszystko zależy od ciebie.

6. Pętle

Sekwencyjne i warunkowe wykonania są tylko dwoma z trzech fundamentalnych elementów

budujących program. Trzecim jest pętla . Proponowałem wcześniej rozwiązanie sprawdzające,

czy sernik upiekł się. Jednak nie było ono dosyć wystarczające. No bo, jeśli sernik nie będzie

gotowy, to jak następnym razem sprawdzimy czy już się upiekł. Skąd będziemy wiedzieć ile razy

musimy to sprawdzać? Prawda jest taka, że nie będziemy wiedzieć. Powinniśmy móc zlecić

komputerowi, aby sprawdzał sernik do czasu, aż będzie on upieczony. W jaki sposób to zrobić?

Zgadłeś - użyjemy pętli, lub wykonania powtarzanego .

Python ma dwa rodzaje pętli: while -pętle i for -pętle. For-pętle są chyba najprostsze. Na

przykład:

for jedzenie in "ciasto", "jajka", "pomidory":

print "Kocham", jedzenie

Co oznacza: dla każdego elementu w liście "ciasto", "jajka", "pomidory" wypisz tekst, że

go kochasz. Block wewnątrz pętli jest wykonywany raz dla każdego elementu, i za każdym

razem, bieżący element jest podstawiany do zmiennej jedzenie (w tym przypadku). Inny

przykład:

for liczba in range(1,100):

print "Witaj, świecie!"

print "Tylko", 100 - liczba, "pozostało..."

print "Witaj, świecie"

print "To był ostatni... Fju!"

Funkcja range zwraca listę liczb w podanym przedziale (włącznie z pierwszą, bez ostatniej... W

tym przypadku, [1..99]). Zatem, parafrazując:

5 z 12

2010-05-23 17:35

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: