Python бағдарламалау тіліне кіріспе

Міне, жаңартылған оқу ноталары:

• Python - бұл жоғары деңгейлі, жалпы мақсаттағы бағдарламалау тілі.
• Python-ның дизайн философиясы маңызды шегіністерді қолдану арқылы кодтың оқылуын баса көрсетеді.
• Python динамикалық түрде теріледі және қоқыс жиналады.
• Ол құрылымдық (процедуралық), нысанға бағытталған және функционалды бағдарламалауды қоса алғанда, бірнеше бағдарламалау парадигмаларын қолдайды.
• Python көбінесе оның жан-жақты стандартты кітапханасына байланысты «батареялар кіреді» тілі ретінде сипатталады.
• Python 1980-ші жылдардың аяғында Нидерландыдағы Математика және информатика бойынша ұлттық зерттеу институтында Гвидо ван Россумның идеясы болды.
• Python 2.0 2000 жылы шығарылды және тізімді түсіну және қоқыс жинау жүйесі сияқты мүмкіндіктерді енгізді.
• Python 3.0, ірі, кері үйлесімсіз шығарылым, 2008 жылы дизайн кемшіліктері мен қауіпсіздік мәселелерін шеше отырып енгізілді.
• Python 2-нің өмірлік циклі 2020 жылы аяқталды, бұл Python 3-ке көшуге ықпал етті.

Негізгі ерекшеліктері

• Таза синтаксис пен шегініс арқасында оқылатын және техникалық қызмет көрсетуге жарамды код.
• Негізгі платформалармен және операциялық жүйелермен үйлесімді.
• Тұрақты стандартты кітапхана оны жан-жақты етеді.
• Күрделі мәселелерді шешу үшін масштабтауға болады.
• Ашық бастапқы код және коммерциялық мақсаттарда да тегін қолдануға болады
• Python-да нысанға бағытталған бағдарламалау қолдау көрсетеді.

Қолдану

• Веб-әзірлеме (сервер тарапы), бағдарламалық қамтамасыз етуді әзірлеу, математика, сценарийлеу Python-ның кейбір қолданбалары болып табылады.
• Деректер ғылымында, машиналық оқытуда және жасанды интеллектте қолданылады.
• Жаңадан бастаушылар үшін оңай үйренуге болатындықтан қолданылады.
• Қарапайым синтаксисіне байланысты жылдам прототиптеу үшін қолданылады.

Синтаксис және семантика

• Код блоктарын анықтау үшін шегіністерді пайдаланады, жақшаларды немесе кілт сөздерді ауыстырады.
• Динамикалық түрде терілген, яғни айнымалы түрлері орындалу уақытында тексеріледі.
• Нысанға бағытталған, императивті және функционалды бағдарламалау стильдерін қоса алғанда, бірнеше бағдарламалау парадигмаларын қолдайды.
• Қателерді өңдеу үшін ерекшеліктерді пайдаланады.
• Тізімді түсінуді, генераторларды және декораторларды қолдайды.

Деректер түрлері

• Сандар: Бүтін сандар, қалқыма нүктелі сандар және комплекс сандар.
• Жолдар: Юникод таңбаларының өзгермейтін тізбектері.
• Логикалық мәндер: True және False мәндері.
• Тізімдер: Элементтердің реттелген, өзгермелі тізбектері.
• Кортеждер: Элементтердің реттелген, өзгермейтін тізбектері.
• Сөздіктер: Кілт-мән жұптарының ретсіз жинақтары.
• Жиындар: Бірегей элементтердің ретсіз жинақтары.

Операторлар

• Арифметикалық операторлар: +, -, *, /, // (еденді бөлу), % (модуль), ** (дәрежелеу).
• Салыстыру операторлары: ==, !=, >, <, >=, <=.
• Логикалық операторлар: and, or, not.
• Тағайындау операторлары: =, +=, -=, *=, /= және т.б.
• Биттік операторлар: &, |, ^, ~, <<, >>.
• Идентификатор операторлары: is, is not.
• Мүшелік операторлары: in, not in.

Басқару ағыны

• Шартты орындау үшін if, elif, else операторлары.
• Тізбектер бойынша итерациялау үшін for циклдері.
• Шартқа негізделген қайталанатын орындау үшін while циклдері.
• Циклден шығу үшін break операторы.
• Циклдің келесі итерациясына өту үшін continue операторы.
• Толтырғыш ретінде pass операторы.

Функциялар

• def кілт сөзі арқылы анықталады.
• Аргументтерді қабылдай алады және мәндерді қайтара алады.
• Әдепкі аргумент мәндерін және кілт сөз аргументтерін қолдайды.
• Позициялық аргументтердің айнымалы санын қабылдау үшін *args қолдана алады.
• Кілт сөз аргументтерінің айнымалы санын қабылдау үшін **kwargs қолдана алады.
• Lambda функцияларын (анонимді функциялар) қолдайды.

Модульдер мен пакеттер

• Модульдер - Python кодын қамтитын файлдар.
• Пакеттер - байланысты модульдерді каталог иерархиясына ұйымдастыру тәсілдері.
• Модульдер мен пакеттер import операторы арқылы импортталады.
• Нақты объектілерді from module import object арқылы модульден импорттауға болады.
• Модульден барлық объектілерді from module import * арқылы импорттауға болады (ұсынылмайды).

Нысанға бағытталған бағдарламалау

• Кластар class кілт сөзі арқылы анықталады.
• Объектілер - кластардың даналары.
• Мұрагерлікті, полиморфизмді және инкапсуляцияны қолдайды.
• Әдістер - класс ішінде анықталған функциялар.
• self класс данасын білдіреді.
• Конструкторлар __init__ әдісі арқылы анықталады.

Стандартты кітапхана

• Операциялық жүйемен (os), файлдық жүйемен (os.path), желімен (socket) және т.б. өзара әрекеттесуге арналған модульдерді қамтиды.
• Тұрақты өрнектер (re), күні мен уақыты (datetime) және математика (math) үшін модульдерді ұсынады.
• JSON (json) және CSV (csv) сияқты деректерді сериялау форматтарын ұсынады.
• Тестілеу (unittest) және түзету (pdb) үшін құралдарды қамтиды.

Жалпы кітапханалар

• NumPy: Массивтер мен матрицаларға арналған сандық есептеу кітапханасы.
• Pandas: Деректерді манипуляциялау және талдауға арналған деректерді талдау кітапханасы.
• Matplotlib: Визуализацияларды жасауға арналған сызу кітапханасы.
• Scikit-learn: Классификация, регрессия, кластеризация және т.б. үшін машиналық оқыту кітапханасы.
• TensorFlow және PyTorch: Нейрондық желілерді құруға арналған терең оқыту фреймворктары.
• Requests: HTTP сұрауларын жасауға арналған кітапхана.
• Flask және Django: Веб-қосымшаларды құруға арналған веб-фреймворктар.

Файлдармен жұмыс істеу

• Файлдар open() функциясы арқылы ашылады, ол файл объектісін қайтарады.
• Режимдер: 'r' (оқу), 'w' (жазу), 'a' (қосу), 'b' (екілік), '+' (жаңарту).
• Файлдарды тиісті ресурс басқаруын қамтамасыз ету үшін close() әдісін немесе with операторын пайдаланып жабу керек.
• Деректерді файлдан read(), readline() немесе readlines() арқылы оқуға болады.
• Деректерді файлға write() немесе writelines() арқылы жазуға болады.

Қателерді өңдеу

• Қателер try, except, finally блоктары арқылы өңделеді.
• try блогында ерекшелікті тудыруы мүмкін код бар.
• except блогы нақты ерекшеліктерді ұстап алады және өңдейді.
• finally блогы ерекшелік тудырылғанына қарамастан әрқашан орындалады.
• Ерекшеліктерді raise операторы арқылы тудыруға болады.

Бір уақытта орындау

• threading модулін пайдаланып көп ағындылықты қолдайды.
• multiprocessing модулін пайдаланып көп процестілікті қолдайды.
• Асинхронды бағдарламалау asyncio модулі арқылы қолдау көрсетіледі.
• Global Interpreter Lock (GIL) көп ағынды қолданбалардағы шынайы параллелизмді шектейді.

Жадты басқару

• Python қоқыс жинау арқылы автоматты жадты басқаруды пайдаланады.
• Жад автоматты түрде бөлінеді және босатылады.
• Әзірлеушілер жадыны қолмен бөлуі немесе босатуы қажет емес.
• Қоқыс жинау негізінен сілтеме санына негізделген.
• Циклдық қоқыс жинаушы сілтеме циклдерін өңдейді.

Метакластар

• Метакластар - кластар кластары.
• Кластарды жасауды басқару үшін пайдаланылады.
• type мұрагерлікке алу арқылы анықталады.
• Класты жасауды теңшеу үшін __new__ әдісі қолданылады.

Декораторлар

• Декораторлар функциялардың немесе әдістердің мінез-құлқын өзгерту немесе кеңейту үшін қолданылады.
• @ синтаксисін пайдаланып жүзеге асырылады.
• Бірге тізбектелуі мүмкін.
• Әдетте журналдау, кіруді басқару немесе құралдар үшін қолданылады.

Виртуалды орталар

• Виртуалды орталар Python жобалары мен олардың тәуелділіктерін оқшаулайды.
• venv модулі немесе virtualenv сияқты құралдарды пайдаланып жасалады.
• Әртүрлі жобаларға бір кітапхананың әртүрлі нұсқалары болуына мүмкіндік береді.
• Виртуалды ортаның bin (немесе Windows-тағы Scripts) каталогындағы сценарийді пайдаланып белсендіріледі.

Танымал реализациялар

• CPython: C тілінде жазылған Python-ның анықтамалық реализациясы.
• Jython: Java виртуалды машинасының (JVM) үстінде жұмыс істейтін Python реализациясы.
• IronPython: .NET Common Language Runtime (CLR) үстінде жұмыс істейтін Python реализациясы.
• PyPy: Жылдамдық пен икемділікке бағытталған Python реализациясы.

Үздік тәжірибелер

• Айқын және қысқа код жазыңыз.
• PEP 8 стиль нұсқаулығын орындаңыз.
• Жобаны оқшаулау үшін виртуалды орталарды пайдаланыңыз.
• Кодтың дұрыстығын қамтамасыз ету үшін бірлік тесттерін жазыңыз.
• Кодты docstrings көмегімен құжаттаңыз.
• Ерекшеліктерді ойдағыдай өңдеңіз.
• Жаһандық айнымалылардан аулақ болыңыз.
• Мағыналы айнымалы атауларды пайдаланыңыз.
• Файлдар мен желі қосылымдарын дұрыс жабыңыз.
• Қысқа код үшін тізімді түсіну мен генераторларды пайдаланыңыз. Kazakh

Python - жоғары деңгейлі, жалпы мақсаттағы бағдарламалау тілі. Оның дизайны кодтың оқылуын жақсартуға бағытталған. Python әртүрлі бағдарламалау парадигмаларын қолдайды, соның ішінде құрылымдық, нысанға бағытталған және функционалдық бағдарламалау.