Основы программирования

Python

Ресурсы

  • Эта страничка

    • Слайды / блокноты / примеры

    • Список литературы и не литературы

  • Чатик в Discord

Чеклист перед сдачей заданий

Для автоматической проверки потребуется python -m pip install pylint nbqa. Если после установки инструменты не запускаются, пытаемся заменить pylint на python3 -m pylint и т.д.

  1. Запустить (как минимум, в программе нет синтаксических ошибок)

  2. В зависимости от того, программа или блокнот

    • Программа

      1. Проверить, что программа запускается и работает

      2. Проверить, что PyLint
        pylint --disable=no-member,c-extension-no-member,missing-docstring,invalid-name my_program.py
        ставит балл не менее 5.0

      3. Проверить, что файл .py назван по принципу snake_case.py

    • Блокнот

      1. Kernel → Restart kernel and run all cells, и затем проверить, что весь блокнот запускается и работает

      2. Проверить, что NBQA + PyLint
        nbqa pylint --disable=no-member,c-extension-no-member,missing-docstring,invalid-name,wrong-import-position my_notebook.ipynb
        ставит балл не менее 5.0. Тут добавляется послабление wrong-import-position, поскольку для блокнотов требовать все импорты в начале выглядят не очень адекватно.

      3. Проверить, что файл не назван Untitled.ipynb или .... (1).ipynb и т.д.

  3. Перепроверить, что программа делает то, что подразумевалось автором

  4. Перепроверить, что программа делает то, что подразумевалось преподавателем

Лайфхаки

  • Общие для всех ситуаций опции PyLint удобно не указывать каждый раз, а запомнить их в настройках, как написано здесь. Для Windows: pylint --disable=no-member,c-extension-no-member,missing-docstring,invalid-name --generate-rcfile >%HOMEPATH%\.pylintrc

  • Если не уверены в своём вкусе, можно воспользоваться инструментом autopep8, он по крайней мере отформатирует ваш код красиво

Задания (осень 2021)

0. Инсталлировать программное обеспечение из списка ниже

  1. Регистрация, создание репозитория, подключение к Discord

    • До 13.09 зарегистрировать аккаунт на GitHub (или GitLab, или BitBucket, или ещё что найдёте), создать репозиторий и заполнить форму

    • До 13.09 зарегистрироваться в Discord, зайти в чатик, поставить себе там ник в виде фамилии, имени [отчества], со всеми радостно поздороваться

  2. Первая программа — на основе этой — прокомментировать (комментарий — от # до конца строки) каждую строку, которую можно, рекомендуется модифицировать функцию

  3. Публикация кода на GitHub в своём репозитории

    • 29.09.2021 мы не успели посмотреть, как пользоваться Git и GitHub. Минимум есть на слайде, но его явно маловато. Поэтому дедлайн такой далёкий. Но кто чувствует в себе силы — можно сделать самостоятельно.

  4. Сделать блокнот, в котором будет выполняться вычисление функции при помощи частичной суммы ряда Тейлора и проверку того, как ведёт себя график получившейся функции. За основу можно взять этот блокнот

  5. Пользуясь блокнотом Гаубица Д-30 и «Катюша», допрограммировать физическую модель реактивного снаряда (а можно нафантазировать и ещё что-нибудь похитрее).

  6. По жалению вдохновляясь примерами с капустой и борщевиком, нарисовать свой фрактал при помощи черепашьей графики.

  7. Реализовать алгоритм Рабина-Карпа поиска вхождений образца в строку таким образом, чтобы он проходил тесты: дописать содержательную часть тела функции в этом примере.

  8. Пользуясь для вдохновения блокнотом Функции, декораторы, статическая типизация, Lint, сделать, как в нём предлагается, «декоратор с параметром», который из функции делает функцию, применяющуюся заданное количество раз к её же результату.

  9. На основе блокнота «Задача N тел и второй закон Кеплера» сделать класс Universe2D по аналогии с Universe3D, промоделировать движение небесных тел. Желающие могут сделать вектора и всю динамику действительно трёхмерными, но для этого лучше будет сделать отдельную программу, а не блокнот, чтобы matplotlib позволял «крутить» нарисованные орбиты.

  10. На основе блокнота «Задача N тел и второй закон Кеплера» для случая Universe3D численно проверить приблизительное выполнение второго закона Кеплера.

Ресурсы — слайды, листинги, блокноты

Перечисленные блокноты также доступны в режиме предпросмотра GitHub (с некоторыми ошибками, но GiHub умеет их показывать).

  1. Слайды: Python: что это, откуда и зачем

  2. Блокнот: Ответы на вопросы ознакомительного теста

  3. Слайды: Немного практики

  4. Блокнот: Основы

  5. Блокнот: Ряд Тейлора

  6. Блокнот: Кунг фу графиков, поверхностей и гистограмм

  7. Блокнот: Гаубица Д-30 и «Катюша»

  8. Примеры на черепашью графику — капуста, борщевик, а также летящие тела с управлением

  9. Слайды: Статический анализ, анализ типов, модульные тесты

Программное обеспечение

Программное обеспечение для Windows устанавливается с официальных сайтов, для Unix-подобных систем — при помощи системного менеджера пакетов.

  • Python 3.8+ (или 3.9+) https://www.python.org/downloads/, очень желательно 64-битный

    • Для Windows:

      • говорим, что хотим изменить настройки

      • ставим галочку на тему того, что надо внести Python в системные пути

      • настройки можно оставить по умолчанию

  • Пакеты для Python — либо при помощи системного пакетного менеджера, либо (например, для Windows) при помощи менеджера Python:

    • Обновление пакетного менеджера (необязательно) python -m pip install --upgrade pip

      • Если не получлось, то попробовать python -m ensurepip и повторить

    • Инсталляция пакетов python -m pip install ipython scipy numpy pandas jupyterlab matplotlib

      • В дальнейшем, если возникнет желание, можно все установленные пакеты обновлять вот таким способом

  • Git

  • Не вредно — IDE. Популярные варианты:

    • Для маленьких программ (наш случай) — любой текстовый редактор + командная строка или совсем простая среда IDLE (под Windows инсталлируется вместе с Python)

    • Для средних программ (тоже наш случай) или «средни» ПК — Visual Studio Code + плагин для Python

    • Для крупных проектов и мощных ПК — JetBrains PyCharm, при наличии Email в домене университета — Professional Edition

Удобный файловый менеджер, позволяющий быстро бегать по файловой системе и редактировать текстовые файлы, например (но не обязательно) двухпанельные Far Manager или Midnight Commander — научиться пользоваться без мышки

  • Любой современный веб-браузер

Выполненные задания

В таблице ниже лишь сводка. Комментарии доступны по ссылке.

Основы программирования (Python), осень 2018

Содержание курса

Язык программирования Python

  1. История и предназанчение языка, основные свойстваю.

  2. Оболочки Python, IPython, Jupyter Notebook, Jupyter Lab. Система контроля версий Git, основные операции.

  3. Встроенные типы данных языка, операции над ними.

  4. Модули стандартной и внешней библиотек.

  5. Функции. Встроенная документация. Передача параметров, рекурсивные функции. Продвинутая тема — декораторы.

  6. Пользовательские типы данных. Описание классов.

  7. Реализация стандартных операций над пользовательскимим типами. Операции, вызываемые встроенными функциями и операторами.

  8. Реализация собственных модулей.

  9. Промежуточная консультация.

  10. Немного ускоримся: Numba, PyPy, Cython

  11. Работа с массивами данных: чтение/запись CSV, HDF5.

  12. Анализ массивов данных: библиотека Pandas.

  13. Сопроцедуры. AsyncIO — пример того, как Python очень не хочет быть функциональным.

  14. Веб-приложения. Фреймворки для веб-приложений.

  15. Параллельное и распределённое программирование.

Источники

Литература

  1. Mark Lutz. Learning Python, 5th Edition // O'Reilly Media, 2013, 1648 p.

  2. R. Sedgewick, K. Wayne, R. Dondero. Introduction to Programming in Python: An Interdisciplinary Approach // Addison-Wesley Professional, 2015, 792 p.

  3. [перевод предыдущей книги] Роберт Седжвик, Кевин Уэйн, Роберт Дондеро. Программирование на языке Python. Учебный курс / пер. с англ. — СПб.: ООО "Альфа-книга" // М.: Диалектика, 2017, 736 с.

  4. Брайсон Пэйн. Python для детей и родителей. Играй и программируй / пер. с англ. М.А. Райтман // М.: Издательство «Э», 2017. — 352 с. [книжку можно почитать с Google Books]

  5. Сегаран. Т. Программируем коллективный разум. / пер. с англ. – СПб: Символ-Плюс, 2008. – 368 с.

  6. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных / пер. с англ. Introduction to Database Systems. — 8-е изд. — М.: Вильямс, 2005. — 1328 с.

Не литература

Отдельные лекции, комментарии, важные реплики и прочие материалы