Что такое в пайтоне
Литералы в Python – все известные типы
Литералы Python можно определить как данные, заданные в переменной или константе.
Python поддерживает несколько типов литералов.
Строковые
Строковые литералы можно сформировать, заключив текст в кавычки. Мы можем использовать как одинарные, так и двойные кавычки для создания строки.
В Python поддерживаются два типа строк:
a) Однострочные строки. Строки, которые заканчиваются одной строкой, называются однострочными строками.
б) Многострочная строка. Фрагмент текста, состоящий из нескольких строк, известен как многострочная строка.
Есть два способа создать многострочные строки:
1) Добавление черной косой черты в конце каждой строки.
2) Использование тройных кавычек.
Числовые литералы
Числовые литералы неизменяемы. Числовые литералы могут принадлежать к следующим четырем различным числовым типам.
Пример числовых литералов:
Логические литералы
Логический литерал может иметь любое из двух значений: True или False.
Пример логических литералов:
Специальные литералы
Python содержит один специальный литерал – None.
None используется для указания того поля, которое не создается. Он также используется для конца списков в Python.
Пример специального литерала:
Литеральные коллекции
Python предоставляет четыре типа коллекции литералов, такие как литералы List, литералы Tuple, литералы Dict и литералы Set.
Пример списка литералов:
Операторы * и ** в Питоне. Что это и как использовать
Операторы (operators) * и ** встречаются в питоне очень часто. Иногда они немного непонятны и новичкам, и опытным ребятам, переходящим на питон с ряда других языков программирования (в которых операторы могут использоваться немного иначе). Статья известного питон-коуча Трея Ханнера (Trey Hunner), который помогает девелоперам расширять свои знания. Дата написания статьи: 10.11.2018.
Функционал операторов * и ** развивается уже много лет. Я хочу рассмотреть все способы их использования по состоянию на текущий момент. Буду указывать, что конкретно работает только в современных версиях питона. Поэтому, если вы изучали операторы * и ** еще во времена питона 2 (Python 2), советую хотя бы проглядеть данную статью, потому что в питоне 3 (Python 3) этим операторам добавили много новых возможностей.
Если вы начали изучать питон недавно и еще не освоили аргументы ключевых слов (keyword arguments; также известные как именованные аргументы, named arguments), предлагаю сперва прочитать мою статью про аргументы ключевых слов в питоне.
Что мы обсуждать не будем
В данной статье, говоря про операторы * и **, я имею в виду операторы-префиксы (prefix operators), а не инфиксы (infix). То есть, функции умножения и возведения в степень не входят в тему статьи.
Тогда про что же мы говорим
Мы говорим про операторы-префиксы * и **, которые используются перед переменной (variable). Например:
В данном коде можно увидеть два способа использования оператора *. Оператор ** отсутствует.
В сферу применения рассматриваемых операторов входит:
1. Операторы * и **: передача аргументов в функцию.
2. Операторы * и **: захват аргументов, переданных в функцию.
3. Оператор *: принятие аргументов, содержащих только ключевые слова.
4. Оператор *: захват элементов во время распаковки кортежа (tuple).
5. Оператор *: распаковка итерируемых объектов в списке или кортеже.
6. Оператор **: + распаковка словарей в других словарях.
Даже если вам кажется, что вы освоили все эти способы, позволяющие использовать операторы * и **, рекомендую посмотреть на все нижеприведенные блоки кода, чтобы убедиться, что они все вам знакомы. Последние несколько лет разработчики ядра питона продолжают добавлять этим операторам новые возможности, поэтому какие-то из новых применений можно проглядеть.
Операторы * и ** при распаковке во время вызова функции
При вызове функции оператор * можно задействовать для распаковки итерируемого объекта в аргументах, введенных для вызова:
В строке print(*fruits) производится вызов всех элементов списка fruits в функции print. Они становятся отдельными аргументами. При этом нам даже не надо знать, сколько всего аргументов окажется в списке.
В данном примере оператор * – не просто синтактический выверт (syntactic sugar). Без * отправить все элементы конкретного итерируемого объекта в качестве отдельных аргументов было бы невозможно (это не касается списков с сфиксированной длиной).
В данном случае мы принимаем список со списками в качестве элементов и возвращаем «преобразованный» список со списками:
Функционал оператора ** примерно такой же, просто он применяется к аргументам ключевых слов. Он позволяет нам взять словарь, содержащий пары из ключей и значений, и распаковать его в аргументы ключевых слов при вызове функции.
Скажу из своего опыта. Оператор ** не часто используется для распаковки аргументов ключевых слов при вызове функции. Чаще всего я вижу такие примеры при работе с наследованием: вызовы super() часто включают в себя оба оператора.
Операторы * и ** можно использовать неоднократно при вызове функции. Данная возможность появилась в питоне 3.5. Иногда это может оказаться очень уместным:
Неоднократное использование ** выглядит примерно так же:
Однако не нужно терять бдительности при неоднократном использовании операторов * и **. Неоднократное указание одного и того же аргумента ключевых слов не допускается в функциях питона. Поэтому, если использовать ** для словарей, то ключи должны быть уникальными. В противном случае возникнет исключение.
Операторы * и ** при упаковке аргументов, переданных функции
При определении тела функции можно использовать оператор *, чтобы захватывать неограниченное количество позиционных аргументов, переданных этой функции. Они оформляются в кортеж.
Данная функция принимает любое количество аргументов.
Функции питона print и zip принимают любое количество позиционных аргументов. Такое использование оператора * при упаковке аргументов позволяет нам создавать свои функции, которые (аналогично print и zip) принимают любое количество аргументов.
Кроме того, для оператора ** в данном вопросе предусмотрена еще одна возможность: его можно использовать при определении тела функции, позволяющей захватить в словарь любые аргументы ключевых слов, переданные этой функции:
В данном месте ** захватывает в словарь аргументы ключевых слов, которые мы передаем данной функции. Впоследствии аргументы атрибутов (attributes) данной функции смогут на него ссылаться.
Позиционные аргументы, содержащие аргументы только из ключевых слов
питон 3 ввел специальный синтаксис для передачи аргументов, содержащих только ключевые слова, в функцию. Они представляют собой такие аргументы функции, которые можно определить только с помощью синтаксиса для ключевых слов. Это означает, что их нельзя определить позиционно.
Чтобы принимать аргументы, содержащие только ключевые слова, мы можем поместить именованные аргументы после оператора * при определении тела функции:
Данную функцию можно использовать так:
Аргументы dictionary и default поставлены после *keys. То есть, их можно только в качестве аргументов ключевых слов. Если мы попытаемся определить их позиционно, то увидим ошибку:
Данное поведение внедрено в питон с помощью предложения PEP 3102.
Аргументы, содержащие только ключевые слова и не содержащие позиционные аргументы
Аргументы, содержащие только ключевые слова, – неплохое средство. Но что если вы хотите требовать ввода аргументов, содержащих только ключевые слова, не захватывая неограниченное количество позиционных аргументов?
питон позволяет сделать это с помощью немного странного синтаксиса, когда оператор * как бы сам по себе:
Данная функция принимает аргумент, содержащий итерируемый объект (iterable). Его можно определить позиционно (то есть, первым) или с помощью названия и аргумента fillvalue, который входит в число аргументов, допускающих только ключевые слова. Это означает, что мы можем вызвать функцию with_previous вот так:
Данная функция принимает два аргумента. Один из них, fillvalue, обязательно определяется как аргумент, содержащий ключевое слово.
Обычно я использую аргументы, допускающие только ключевые слова, при захвате неопределенного количества позиционных аргументов. Но иногда я использую данную возможность оператора *, чтобы форсировать исключительно позиционное определение аргумента.
На самом деле, данный подход используется встроенной функцией питона sorted. Если посмотреть справку для sorted, можно увидеть следующее:
Пример использования оператора * как самого по себе прямо в документации по аргументам функции sorted.
Операторы * и ** при распаковке кортежа
Дополнительно к вышенаписанному, в питоне 3 добавлен новый способ применения *, который некоторым образом связан с вышеописанными возможностями этого оператора при определении тела функции и при вызове функции.
Оператор * теперь можно использовать при распаковке кортежа:
Если вы задаете себе вопрос: как же мне использовать это в своем коде, посмотрите примеры в моей статье про распаковку кортежей в питоне. В этой статье я показал, каким образом такое использование оператора * может, в некоторых случаях, стать альтернативой для срезания последовательностей (sequence slicing).
Обычно во время своих лекций об операторе * я говорю, что можно использовать только одно выражение с ним в отдельном вызове многократного присвоения (multiple assignment). Технически это некорректно, потому что можно его использовать два раза при вложенной распаковке (nested unpacking). Данный вопрос я рассмотрел подробно в статье про распаковку кортежей.
Правда, я никогда не встречал хорошего примера такого использования. Не думаю, что стал бы его рекомендовать, даже если бы удалось найти. Он выглядит немного непонятно.
Данная возможность добавлена в питон на основе предложения PEP 3132. Следует отметить, что оно не относится к очень длинным.
Операторы * и ** в литерале списка
В питоне 3.5 добавлено очень много возможностей, связанных с оператором *, на основе предложения PEP 448. Одной из самых заметных новых возможностей стало использование * для вывода итерируемого объекта в новый список.
Допустим, у вас есть функция, которая принимает любые последовательности и возвращает список, содержащий каскад из последовательности и ее реверсивного варианта:
Данная функция должна пару раз провести конвертацию в список, чтобы объединить списки и вернуть результат. Начиная с питона 3.5, мы можем, вместо вышеприведенного примера, написать следующее:
В данном коде больше нет нескольких ненужных вызовов списков. Поэтому он стал эффективнее и лучше читается.
Данная функция возвращает новый список, в котором первый элемент переданного списка (или другой последовательности) перенесен в конец нового списка.
Это очень удачная возможность, позволяющая с помощью оператора * объединять итерируемые объекты различных типов. Оператор * работает с любыми итерируемыми объектами, а оператор + работает только с определенными последовательностями, при чем все из объединяемых должны быть одного типа.
Отмечу, что данная возможность не ограничивается только созданием списков. Мы можем выводить итерируемые объекты в новые кортежи или множества (set):
Обратите внимание, что последняя строка принимает список и генератор (generator), а потом выводит их в новое множество. Перед появлением этой возможности для оператора * было непросто сделать это в одну строку кода. Разумеется, способ сделать это существовал, но его было непросто вспомнить или обнаружить:
Оператор ** в литерале словаря
Помимо вышеприведенного на основе предложения PEP 448 в функционал ** добавлен вывод пар ключ/значение (key/value) из словаря в новый словарь:
Про это я написал еще одну статью. Сейчас ее можно найти под новым названием про идиоматический способ сливать словари в питоне. Данную возможность можно использовать не только для сливания двух словарей. Например, можно скопировать словарь, параллельно добавляя в него новые значения:
Еще можно скопировать или слить словари, переписывая определенные значения:
Операторы * и ** обладают немалыми возможностями в питоне
В питоне операторы * и ** – не просто синтактический выверт. Некоторые из их возможностей реализуются и другими средствами, но доступные альтернативы обычно более громоздкие и потребляют больше ресурсов. Кроме того, некоторые элементы в функционале этих операторов попросту не доступны без их использования. Например, без помощи * невозможно передать в функцию неопределенное количество позиционных аргументов.
Прочитав обо всех возможностях * и **, вы, возможно, удивитесь названиям, под которыми используются эти странные операторы. К сожалению, для них нет лаконичных названий. Я слышал, как * называли оператором для упаковки и распаковки. Еще слышал, как его называли «splat» (это из мира Руби) и просто звездой.
Чаще всего я называю их звездой (star) и двойной звездой (double star) (или звездой-звездой (star star)). В данном случае разделения с их функциями как инфиксов не проводится (речь идет про операции умножения и возведения в степень). Но обычно из контекста очевидно, о чем идет речь, про префиксы или инфиксы.
Если вы не понимаете операторы * и ** или боитесь не запомнить все их возможности, не нужно беспокоиться. Способов использования много, и запоминать каждую конкретную возможность для каждого из них не так важно. Лучше будет осознать, в каких случаях к ним можно обратиться. Предлагать использовать данную статью как чек-лист или создать свой чек-лист, который поможет вам использовать операторы * и ** в питоне.
Функции в Python – руководство для начинающих
Python позволяет разделить большую программу на основные строительные блоки, известные как функции.
Что такое функция в Python?
Функции в Python – это организованный блок многократно используемого кода, который можно вызывать при необходимости.
Функция содержит набор программных операторов, заключенных в <>. Функцию можно вызывать несколько раз, чтобы обеспечить возможность повторного использования и модульность программы Python.
Функция помогает программисту разбить программу на более мелкие части. Она очень эффективно организует код и избегает повторения кода. По мере роста программы функция делает ее более организованной.
Python предоставляет нам различные встроенные функции, такие как range() или print(). Пользователь также может создавать свои функции, которые можно назвать пользовательскими функциями.
В основном есть два типа функций:
В этом руководстве мы обсудим функции, определяемые пользователем.
Преимущество функций в Python
У функций Python есть следующие преимущества:
Создание
Python предоставляет ключевое слово def для определения функции. Синтаксис функции определения приведен ниже.
Давайте разберемся с синтаксисом определения функций.
Вызов функции
В Python после создания функции мы можем вызывать ее из другой функции. Перед вызовом функция должна быть определена; в противном случае интерпретатор Python выдает ошибку. Чтобы вызвать функцию, используйте имя функции, за которым следуют круглые скобки.
Рассмотрим простой пример, который выводит сообщение «Hello World».
Оператор возврата return
Оператор return используется в конце функции и возвращает результат функции. Он завершает выполнение функции и передает результат туда, где функция вызывается. Оператор return не может использоваться вне функции.
Он может содержать выражение, которое оценивается, и значение возвращается вызывающей функции. Если оператор return не имеет выражения или не существует сам по себе в функции, он возвращает объект None.
Рассмотрим следующие примеры:
Выход:
The sum is: 30
В приведенном выше коде мы определили функцию с именем sum, и у нее есть оператор c = a + b, который вычисляет заданные значения, а результат возвращается оператором return вызывающей функции.
Пример 2. Создание функции без оператора возврата
В приведенном выше коде мы определили ту же функцию без оператора return, так как мы видим, что функция sum() вернула объект None вызывающей функции.
Аргументы в функции
Аргументы – это типы информации, которые можно передать функции. Аргументы указаны в скобках. Мы можем передать любое количество аргументов, но они должны быть разделены запятой.
Рассмотрим следующие примеры, содержащий функцию, которая принимает строку в качестве аргумента.
Вызов по ссылке в Python
В Python вызов по ссылке означает передачу фактического значения в качестве аргумента функции. Все функции вызываются по ссылке, т. е. все изменения, внесенные в ссылку внутри функции, возвращаются к исходному значению, на которое ссылается ссылка.
Пример 1. Передача неизменяемого объекта(списка)
Выход:
list inside function = [10, 30, 40, 50, 20, 30]
list outside function = [10, 30, 40, 50, 20, 30]
Пример 2. Передача изменяемого объекта(строки)
Выход:
печать строки внутри функции: Hi I am there Hows you
печать строки вне функции: Hi I am there.
Типы аргументов
Может быть несколько типов аргументов, которые могут быть переданы во время вызова функции.
Обязательные
Мы можем предоставить аргументы во время вызова функции. Обязательные аргументы – это аргументы, которые необходимо передать во время вызова функции с точным совпадением их позиций в вызове функции и определении функции. Если какой-либо из аргументов не указан в вызове функции или положение аргументов изменено, интерпретатор Python покажет ошибку.
Рассмотрим следующие примеры.
Выход:
Введите имя: Джон
привет, Джон
Пример 2.
Выход:
Введите основную сумму: 5000
Введите процентную ставку: 5
Введите время в годах: 3
Простой процент: 750,0
Пример 3
Выход:
TypeError: calculate() отсутствует 1 обязательный позиционный аргумент: ‘b’
Аргументы по умолчанию
Python позволяет нам инициализировать аргументы при определении функции. Если значение любого из аргументов не предоставляется во время вызова функции, то этот аргумент может быть инициализирован значением, указанным в определении, даже если аргумент не указан при вызове функции.
Выход:
My name is John and age is 22
Пример 2.
Выход:
My name is john and age is 22
My name is David and age is 10
Аргументы переменной длины(* args)
В больших проектах иногда мы можем не знать количество аргументов, которые нужно передать заранее. В таких случаях Python предоставляет нам гибкость, предлагая значения, разделенные запятыми, которые внутренне обрабатываются как кортежи при вызове функции. Используя аргументы переменной длины, мы можем передавать любое количество аргументов.
Рассмотрим следующий пример:
Выход:
type of passed argument is
printing the passed arguments.
john
David
smith
nick
В приведенном выше коде мы передали * имена в качестве аргумента переменной длины. Мы вызвали функцию и передали значения, которые внутри обрабатываются как кортежи. Кортеж – это итеративная последовательность, такая же, как и список. Чтобы напечатать заданные значения, мы повторили имена * arg, используя цикл for в Python.
Аргументы ключевого слова(** kwargs)
Python позволяет нам вызывать функцию с аргументами ключевых слов. Такой вызов функции позволит нам передавать аргументы в случайном порядке.
Имя аргументов рассматривается как ключевое слово и сопоставляется при вызове и определении функции. Если такое же совпадение найдено, значения аргументов копируются в определение функции.
Рассмотрим следующие примеры.
Выход:
printing the message with John and hello
Пример 2. С указанием значений в другом порядке при вызове.
Выход:
Simple Interest: 1900.0
Если мы предоставим другое имя аргументов во время вызова функции, будет выдана ошибка.
Рассмотрим следующий пример.
Выход:
TypeError: simple_interest() got an unexpected keyword argument ‘time’
Python позволяет нам предоставлять сочетание необходимых аргументов и аргументов ключевого слова во время вызова функции. Однако обязательный аргумент не должен указываться после аргумента ключевого слова, т. е. после того, как аргумент ключевого слова встречается в вызове функции, следующие аргументы также должны быть аргументами ключевого слова.
Рассмотрим следующие примеры.
Выход:
SyntaxError: positional argument follows keyword argument
Python предоставляет возможность передавать несколько аргументов ключевого слова, которые могут быть представлены как ** kwargs. Похож на * args, но сохраняет аргумент в формате словаря. Этот тип аргументов полезен, когда мы не знаем заранее количество аргументов.
Рассмотрим следующий пример:
Пример 6. Многие аргументы используют аргумент ключевого слова.
Объем переменных
Объем переменных зависит от места, где переменная объявляется. Переменная, объявленная в одной части программы, может быть недоступна для других частей.
В Python переменные определяются с двумя типами областей видимости:
Известно, что переменная, определенная вне любой функции, имеет глобальную область видимости, тогда как переменная, определенная внутри функции, имеет локальную область видимости.
Рассмотрим следующий пример.
Пример 1. Локальная переменная
Выход:
The sum is 60
Value of sum outside the function: 0
Когда и зачем использовать оператор := в Python
Эта нотация берёт своё начало в математике. При записи уравнений можно написать что-то вроде a=5, a+b=7. Тогда, используя простую алгебраическую операцию, легко вычислить, что b=2. В этом контексте знак равенства означает тождество. Переменные a и b являются постоянными числами, и, хотя их значение неизвестно при инициализации задачи, они существуют и не изменяются.
С другой стороны, в математике существует другая нотация для обозначения отношения ‘x определяется как y’. Запись x := y не означает, что x и y равны друг другу. Здесь x определён как любое значение y. Уравнение скорее одностороннее, чем симметричное, что несколько сложно понять. Эта нотация применяется только для длинных списков определений переменных в узкоспециализированных научных статьях.
Однако в самой последней версии Python 3.8 стало общепринятым использование := или оператора “морж” (он действительно похож на голову лежащего моржа). С его помощью можно определить переменную в границах выражения в контексте программирования.
Так разработчики Python обосновали введение оператора “морж”:
Присвоение имени является важной частью программирования, которая позволяет использовать «описательное» имя вместо более длинного выражения, а также упрощает повторное использование значений. В настоящее время это возможно сделать лишь в виде инструкции, что делает эту операцию недоступной при генерации списков, а также в других выражениях.
Это очень технический способ выразить простую идею, которая вскоре станет более понятна. Давайте посмотрим на оператор “морж” в действии.
Будьте осторожны: поскольку версия 3.8 является совсем новой, некоторые не обновлённые среды могут не поддерживать её.
И это неплохое решение — оно делает то, что нужно. Но что, если у вас нет возможности использовать встроенные функции? Не для всех приложений это доступно. Тогда возьмём следующее решение, которое разбивает текст на строки:
Оно тоже работает, но составные функции не настолько просты и понятны, как могли бы быть. Запишем с помощью оператора “морж”:
Здесь мы просто определяем chunk как чтение файла. Просто, коротко и чисто. С другой стороны, запись while chunk = open… была бы неверной, потому что нельзя создавать присвоение переменных при вычислении отдельного выражения.
В качестве следующего примера возьмём заданное выше определение функции f(x), добавлявшей двойку к вводу. Следующая конструкция списка g полностью допустима с использованием оператора “морж”:
Теперь использование оператора морж должно быть довольно ясным.
Оператор := может использоваться для присвоения переменных во время вычисления другого выражения.
Поскольку присвоение переменной в форме var = expr должно записываться в отдельной строке, оператор “морж” позволяет сократить пространство, запуская присвоение переменной с выполнением внутри другого выражения, будь то создание списка или чтение файла.
Конечно, оператор “морж” нельзя использовать везде. Следующее недопустимо:
Со скобками вокруг первого оператора (a := 3) он выполняется корректно, потому что использование скобок помечает всё внутри них как выражение. Операторы “морж” могут использоваться только внутри других выражений.
Давайте немного выйдет за пределы каноничного Python. Здесь мы рассмотрим некоторые полезные способы использования оператора “морж”, которые могут привести в ярость фанатичных последователей Python.
Допустим, нам нужно получить значение четырёх в кубе, сохранив при этом значение степени (3). Воспользуемся оператором “морж”:
Тройка сохраняется в хранилище переменных, функция выполняется нормально, мы сэкономили строку кода и некоторое время выполнения. При широкомасштабном использовании оператора “морж” эта экономия заметно ощутима.
В качестве ещё одного примера кода не в стиле Python, рассмотрим следующую допустимую функцию:
Как бы то ни было, оператор “морж” — это весьма полезная функция.