Как научиться программировать на Python 3.10: основы для начинающих с PyCharm Professional Edition

Привет, начинающий программист! Хочешь освоить Python, один из самых популярных языков программирования? Отлично! Именно Python отлично подходит для новичков, ведь он прост в изучении, универсален и широко применяется в различных сферах: от веб-разработки до анализа данных и машинного обучения.

А чтобы сделать процесс изучения максимально комфортным и эффективным, нам понадобится PyCharm — мощная интегрированная среда разработки (IDE) от JetBrains, которая отлично подходит для Python.

Почему же Python и PyCharm — идеальный тандем для старта в программирование?

• Python — простой и понятный язык: Синтаксис Python максимально приближен к естественному языку, что делает его легким для понимания даже для начинающих. Статистика подтверждает: в 2023 году Python был признан самым популярным языком в мире.
• PyCharm — дружелюбный помощник: Эта IDE предоставляет все необходимые инструменты для эффективной разработки на Python: от автозавершения кода и подсветки синтаксиса до отладчика и встроенных средств тестирования.
• Универсальность Python: Он используется в самых разных сферах: веб-разработка, анализ данных, машинное обучение, скрипты для автоматизации задач и многое другое. По данным Stack Overflow, более 48% разработчиков используют Python.
• Большое сообщество: У Python огромное сообщество разработчиков, готовых помочь с решением проблем и ответить на вопросы. Это означает, что вы всегда сможете найти поддержку и ответы на свои вопросы.

Итак, Python и PyCharm — отличный выбор для начала вашего программистского пути. Давайте же установим все необходимое и приступим к освоению основ.

Установка Python 3.10

Прежде чем мы окунемся в мир Python-программирования, нам нужно установить саму “душу” нашего кода – интерпретатор Python. Рекомендую использовать Python 3.10. Он стабилен, совместим с PyCharm и предлагает новые функции, которые упрощают разработку.

Для установки Python 3.10 перейдите на официальный сайт Python https://www.python.org/. Выберите версию для вашей операционной системы (Windows, macOS, Linux) и скачайте установочный файл.

Инструкция по установке Python 3.10:

1. Запустите установочный файл.
2. Примите лицензионное соглашение.
3. Выберите папку установки.
4. Обязательно установите “Add Python to PATH.” Это позволит запускать Python из командной строки.
5. Выберите дополнительные компоненты (например, “pip” – пакетный менеджер Python).
6. Завершите установку.

Чтобы проверить успешность установки, откройте командную строку (Windows) или терминал (macOS/Linux) и введите:

python – version

Если все установлено правильно, на экране должна отобразиться информация о версии Python.

Теперь у вас есть интерпретатор Python 3.10, и мы готовы устанавливать PyCharm Professional Edition!

Установка PyCharm Professional Edition

Пора оснастить свой “арсенал” программиста мощной интегрированной средой разработки (IDE) — PyCharm Professional Edition. Она предоставляет все необходимые инструменты для эффективной разработки на Python, особенно для веб-разработки и анализа данных.

Чтобы установить PyCharm Professional Edition, перейдите на официальный сайт JetBrains: https://www.jetbrains.com/pycharm/. Выберите “Download” и скачайте установочный файл для вашей операционной системы.

Важно отметить, что PyCharm Professional Edition — платная программа, но вы можете воспользоваться бесплатной 30-дневной пробной версией, чтобы оценить все ее возможности.

Инструкция по установке PyCharm Professional Edition:

1. Запустите установочный файл.
2. Примите лицензионное соглашение.
3. Выберите папку установки.
4. Выберите дополнительные компоненты (например, “Create Desktop Shortcut” — создание ярлыка на рабочем столе).
5. Завершите установку.

После установки запустите PyCharm. Вам будет предложено активировать программу с помощью лицензионного ключа или воспользоваться бесплатной пробной версией.

Поздравляю! Теперь у вас есть полноценная IDE PyCharm Professional Edition, готовая помогать вам в разработке на Python.

Создание проекта в PyCharm

Теперь, когда Python и PyCharm установлены, мы готовы к первому шагу в мир программирования — созданию проекта. Проект — это своеобразная “папка” для всех файлов и папок, связанных с вашим приложением.

Запустите PyCharm и в окне “Welcome to PyCharm” выберите “Create New Project”.

В диалоговом окне “New Project” вы увидите следующие настройки:

• Location: Укажите путь к папке, где будет создан ваш проект.
• Interpreter: Выберите версию Python, которую вы установили. В списке должен быть Python 3.10, который мы установили ранее.
• Inherit global site-packages: Эта опция позволяет использовать библиотеки, установленные глобально в вашей системе. В большинстве случаев ее можно оставить неотмеченной.

Если вы хотите создать проект с определенным типом фреймворка (например, Django, Flask), вы можете выбрать его в списке “Project type”.

Нажмите “Create” — и ваш проект будет создан.

PyCharm создаст основные файлы и папки для проекта, включая файл “main.py” (или аналогичный), который будет использоваться для написания вашего кода.

Теперь у вас есть “пустое полотно” для создания вашего первого Python-приложения. В следующих разделах мы разберемся с основами синтаксиса Python и научимся писать простые программы.

Основы синтаксиса Python

Теперь, когда у вас есть проект и вы готовы писать код, пора узнать о основах синтаксиса Python. Это как алфавит и грамматика любого языка программирования.

Python — язык с простым и интуитивно понятным синтаксисом. Он стремится сделать код максимально читаемым и легко удобоваримым даже для начинающих.

5.1. Типы данных в Python

В Python каждая переменная имеет свой тип данных. Это как “ярлык”, который указывает компьютеру, как обрабатывать информацию. Основные типы данных в Python:

• Integer (целое число): Целое число без дробной части. Например, 10, -5, 0.
• Float (число с плавающей точкой): Число с дробной частью. Например, 3.14, -2.5, 1.0.
• String (строка): Последовательность символов, ограниченная кавычками. Например, “Привет”, ‘Мир’.
• Boolean (логический тип): Может принимать два значения: True (истина) или False (ложь).
• List (список): Упорядоченная коллекция данных разных типов, заключенная в квадратные скобки. Например, [1, “Hello”, 3.14].
• Tuple (кортеж): Неизменяемая коллекция данных, заключенная в круглые скобки. Например, (1, “Hello”, 3.14).
• Dictionary (словарь): Неупорядоченная коллекция данных в виде пар “ключ-значение”, заключенная в фигурные скобки. Например, {“name”: “John”, “age”: 30}.

Примеры использования типов данных:

age = 25 # Integer

price = 19.99 # Float

message = "Hello, world!" # String

is_active = True # Boolean

numbers = [1, 2, 3] # List

coordinates = (10, 20) # Tuple

person = {"name": "John", "age": 30} # Dictionary

Понимание типов данных — основа любой программы. Python автоматически определяет тип данных при инициализации переменной, но важно помнить о них, чтобы правильно обрабатывать информацию в своем коде.

5.2. Операторы в Python

Операторы — это “действия”, которые вы можете выполнять с данными в Python. Они помогают создавать логические выражения и манипулировать информацией.

Основные типы операторов в Python:

• Арифметические операторы:
  • + (сложение)
  • - (вычитание)
  • (умножение)
  • / (деление)
  • % (остаток от деления)
  • // (целочисленное деление)
  • * (возведение в степень)
• Операторы сравнения:
  • == (равно)
  • != (не равно)
  • > (больше)
  • (меньше)
  • >= (больше или равно)
  • (меньше или равно)
• Логические операторы:
  • and (и)
  • or (или)
  • not (отрицание)
• Операторы присваивания:
  • = (присваивание)
  • += (сложение с присваиванием)
  • -= (вычитание с присваиванием)
  • *= (умножение с присваиванием)
  • /= (деление с присваиванием)
  • %= (остаток от деления с присваиванием)
  • //= (целочисленное деление с присваиванием)
  • **= (возведение в степень с присваиванием)
• Операторы членства:
  • in (проверка наличия элемента в последовательности)
  • not in (проверка отсутствия элемента в последовательности)
• Операторы идентичности:
  • is (проверка идентичности объектов)
  • is not (проверка неидентичности объектов)

Примеры использования операторов:

sum = 5 + 3 # сложение

is_equal = 5 == 5 # сравнение

is_active = True and is_logged_in # логический оператор

count += 1 # присваивание

is_in_list = "hello" in ["hello", "world"] # членство

is_same_object = a is b # идентичность

Операторы являются неотъемлемой частью любого языка программирования, и Python не исключение. Их понимание позволит вам создавать более сложные и интересные программы.

5.3. Условия в Python

Условия в Python — это "решения", которые позволяют программе выбирать путь выполнения в зависимости от того, истинно или ложно условие. Они делают программы более гибкими и "интеллектуальными".

В Python для условий используется конструкция if-elif-else:

if условие:

действие1

elif условие2:

действие2

else:

действие3

Пример:

age = 20

if age >= 18:

print("Вы совершеннолетний")

elif age >= 13:

print("Вы подросток")

else:

print("Вы ребенок")

В этом примере программа сперва проверяет, больше ли возраст age 18 лет. Если да, то выводится сообщение "Вы совершеннолетний". Если нет, то проверяется, больше ли возраст 13 лет. Если да, то выводится сообщение "Вы подросток". Если ни одно из условий не выполняется, то выводится сообщение "Вы ребенок".

В блоках if, elif, else может быть любой код: вывод данных, вызовы функций, циклы и т.д.

Условия — фундаментальный элемент программирования. Они позволяют делать программы интерактивными, реагировать на ввод пользователя и принимать разные решения в зависимости от ситуации.

5.4. Циклы в Python

Циклы в Python — это "повторы", которые позволяют выполнять один и тот же код несколько раз, пока не будет выполнено определенное условие. Они помогают автоматизировать повторяющиеся действия и делать программы более эффективными.

В Python есть два основных типа циклов:

• Цикл for: Этот цикл используется для итерации по последовательности (например, списку или строке).

  for элемент in последовательность:

  действие

  Пример:

  numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

  for number in numbers:

  print(number)

  В этом примере цикл for проходит по каждому элементу списка numbers и выводит его на консоль.

• Цикл while: Этот цикл выполняет код пока условие истинно.

  while условие:

  действие

  Пример:

  count = 0

  while count

  print(count)

  count += 1

  В этом примере цикл while выполняет код пока переменная count меньше 5. В каждой итерации цикла значение count увеличивается на 1 и выводится на консоль.

Циклы — мощный инструмент, который позволяет автоматизировать многократные действия и создавать более сложные программы.

Модули в Python

Модули в Python — это как "кирпичики" для строительства программ. Они представляют собой файлы с кодом, которые содержат функции, классы и другие элементы, которые можно использовать в других программах.

Модули делают разработку на Python более эффективной и структурированной. Вместо того чтобы писать один огромный файл кода, можно разбить его на несколько модулей, которые будут отвечать за конкретные задачи.

Python поставляется с множеством встроенных модулей, которые предоставляют функции для работы с файлами, сетевыми соединениями, математическими расчетами и многого другого.

Кроме встроенных модулей, существуют еще и модули сторонних разработчиков, которые можно установить с помощью пакетного менеджера pip.

Чтобы использовать модуль в своей программе, нужно импортировать его с помощью оператора import:

import имя_модуля

Пример:

import math

print(math.sqrt(25)) # вывод корня из 25

В этом примере мы импортируем модуль math, который содержит математические функции. Затем мы используем функцию sqrt из этого модуля для расчета корня из 25.

Также можно импортировать конкретные функции или классы из модуля:

from имя_модуля import имя_функции

Пример:

from math import sqrt

print(sqrt(25)) # вывод корня из 25

Модули — важный инструмент для организации кода и использования готовых решений. Они помогают сделать программы более мощными и удобными в разработке.

Примеры кода на Python

Давайте посмотрим на несколько простых примеров кода на Python, чтобы закрепить полученные знания и увидеть, как все это работает на практике.

Пример 1: Приветствие

print("Hello, world!")

Этот код выводит на консоль текст "Hello, world!". Функция print — один из самых базовых инструментов в Python для вывода информации.

Пример 2: Сумма двух чисел

num1 = 10

num2 = 5

sum = num1 + num2

print(sum)

В этом примере мы создаем две переменные num1 и num2 с значениями 10 и 5 соответственно. Затем мы складываем их с помощью оператора + и присваиваем результат переменной sum. Наконец, мы выводим значение sum на консоль с помощью функции print.

Пример 3: Проверка возраста

age = int(input("Введите ваш возраст: "))

if age >= 18:

print("Вы совершеннолетний")

else:

print("Вы не совершеннолетний")

В этом примере мы спрашиваем пользователя ввести его возраст с помощью функции input. Затем мы преобразуем введенное значение в целое число с помощью функции int и присваиваем его переменной age. Далее мы проверяем, больше ли возраст 18 лет, и выводим соответствующее сообщение с помощью условий if-else.

Пример 4: Цикл для вывода чисел

for i in range(1, 6):

print(i)

В этом примере мы используем цикл for, чтобы вывести на консоль числа от 1 до 5. Функция range(1, 6) создает последовательность чисел от 1 (включительно) до 6 (не включительно). В каждой итерации цикла переменная i принимает значение следующего числа из последовательности и выводится на консоль.

Пример 5: Импорт модуля math

import math

print(math.sqrt(16))

В этом примере мы импортируем модуль math, который содержит математические функции. Затем мы используем функцию sqrt из этого модуля для расчета корня из 16.

Эти простые примеры показывают основные концепции программирования на Python: переменные, операторы, условия, циклы и модули. Попробуйте запустить эти примеры в PyCharm и поэкспериментировать с ними. Это поможет вам углубить понимание основ Python и подготовиться к более сложным задачам.

Дополнительные ресурсы

Помните, что путь программиста — это постоянное обучение. Изучение основ Python — это лишь первый шаг. В дальнейшем вам потребуются дополнительные ресурсы для расширения знаний и развития навыков.

Вот несколько полезных ресурсов, которые могут вам помочь:

• Официальная документация Python: https://docs.python.org/3/. Это самый полный и достоверный источник информации о Python. Здесь вы найдете все необходимые сведения о языке, библиотеках и инструментах.
• Курсы и учебные материалы на Coursera, Udemy, Stepik: На этих платформах представлено множество курсов по Python для различных уровней подготовки. Вы можете выбрать подходящий вам курс и систематизировать свои знания.
• Книги по Python: Существует множество отличных книг по Python для начинающих и продвинутых разработчиков. Например, "Python Crash Course" (Эрик Мэтис), "Automate the Boring Stuff with Python" (Эл Свенсон).
• Сообщество разработчиков Python на Stack Overflow, Reddit: На этих платформах вы можете задавать вопросы и получать помощь от опытных разработчиков.
• Блог "Хабр": На сайте "Хабр" опубликовано много статей и уроков по Python.
• YouTube-каналы по Python: На YouTube вы найдете множество каналов, которые предоставляют видеоуроки и обзоры по Python.

Не бойтесь исследовать новые ресурсы и учиться у опытных разработчиков. Помните, что программирование — это постоянный процесс обучения и совершенствования.

Чтобы лучше представить и сравнить разные типы данных в Python, предлагаю вам таблицу с основными характеристиками каждого типа:

Тип данных	Описание	Пример	Изменяемость
Integer (целое число)	Целое число без дробной части	10, -5, 0	Неизменяемый
Float (число с плавающей точкой)	Число с дробной частью	3.14, -2.5, 1.0	Неизменяемый
String (строка)	Последовательность символов, ограниченная кавычками	"Привет", 'Мир'	Неизменяемый
Boolean (логический тип)	Может принимать два значения: True (истина) или False (ложь)	True, False	Неизменяемый
List (список)	Упорядоченная коллекция данных разных типов, заключенная в квадратные скобки	[1, "Hello", 3.14]	Изменяемый
Tuple (кортеж)	Неизменяемая коллекция данных, заключенная в круглые скобки	(1, "Hello", 3.14)	Неизменяемый
Dictionary (словарь)	Неупорядоченная коллекция данных в виде пар "ключ-значение", заключенная в фигурные скобки	{"name": "John", "age": 30}	Изменяемый

Важно обратить внимание на столбец "Изменяемость". Он указывает, можно ли изменить значение переменной данного типа после ее создания. Например, списки (list) и словари (dict) изменяемы, а целые числа (int), числа с плавающей точкой (float), строки (str) и кортежи (tuple) — нет.

Изучение типов данных — фундаментальная часть программирования на Python. Помните, что Python автоматически определяет тип данных при инициализации переменной, но важно понимать их особенности для правильной обработки информации в вашем коде.

Чтобы вы смогли сравнить возможности двух популярных IDE для Python — PyCharm Community Edition и PyCharm Professional Edition — я составил сравнительную таблицу, которая поможет вам выбрать самый подходящий вариант для ваших нужд.

Функция	PyCharm Community Edition	PyCharm Professional Edition
Цена	Бесплатно	Платная (бесплатная 30-дневная пробная версия)
Поддержка Python	Полная поддержка	Полная поддержка
Автозавершение кода	Да	Да
Подсветка синтаксиса	Да	Да
Отладчик	Да	Да
Тестирование	Да	Да
Поддержка веб-разработки	Ограниченная (поддержка фреймворков Django, Flask)	Полная поддержка веб-разработки, включая фреймворки Django, Flask, FastAPI и другие.
Поддержка Data Science	Ограниченная (поддержка библиотеки NumPy, Pandas)	Полная поддержка Data Science, включая библиотеки NumPy, Pandas, SciPy, Matplotlib, Jupyter Notebook.
Поддержка баз данных	Ограниченная (поддержка SQLite)	Полная поддержка SQL и NoSQL баз данных, включая PostgreSQL, MySQL, MongoDB и другие.
Поддержка Docker	Да	Да
Поддержка Kubernetes	Нет	Да
Поддержка remote development	Да	Да
Поддержка рефакторинга	Да	Да
Поддержка плагинов	Да	Да
Поддержка VCS	Да	Да
Поддержка профилирования	Да	Да
Поддержка интеграции с Jira	Нет	Да
Поддержка интеграции с YouTrack	Нет	Да

Как вы видите, PyCharm Professional Edition предлагает более широкий набор функций, включая поддержку веб-разработки, Data Science, баз данных, Docker, Kubernetes, интеграции с Jira и YouTrack.

Рекомендации по выбору:

• PyCharm Community Edition — отличный выбор для начинающих разработчиков, которые изучают основы Python и еще не занимаются веб-разработкой или Data Science.
• PyCharm Professional Edition — идеальный вариант для профессиональных разработчиков, которые занимаются веб-разработкой, Data Science, и нуждаются в полной поддержке баз данных, Docker, Kubernetes и интеграции с Jira и YouTrack.

Выбор за вами! Надеюсь, эта таблица помогла вам сделаться более осведомленными о возможностях PyCharm Community Edition и PyCharm Professional Edition.

FAQ

В процессе изучения Python и PyCharm у вас могут возникнуть вопросы. Вот ответы на некоторые из самых частых:

Как установить Python 3.10 на Windows?

1. Перейдите на официальный сайт Python: https://www.python.org/.

2. Выберите "Downloads" и скачайте установочный файл для Windows.

3. Запустите установочный файл.

4. Примите лицензионное соглашение.

5. Выберите папку установки (рекомендуется оставить по умолчанию).

6. Обязательно установите "Add Python to PATH." Это позволит запускать Python из командной строки.

7. Выберите дополнительные компоненты (например, "pip" — пакетный менеджер Python).

8. Завершите установку.

Как установить PyCharm Professional Edition на macOS?

1. Перейдите на официальный сайт JetBrains: https://www.jetbrains.com/pycharm/.

2. Выберите "Download" и скачайте установочный файл для macOS.

3. Запустите установочный файл.

4. Перетащите иконку PyCharm в папку "Applications".

5. Запустите PyCharm. Вам будет предложено активировать программу с помощью лицензионного ключа или воспользоваться бесплатной пробной версией.

Как создать проект в PyCharm?

1. Запустите PyCharm и в окне "Welcome to PyCharm" выберите "Create New Project".

2. В диалоговом окне "New Project" установите следующие настройки:

• Location: Укажите путь к папке, где будет создан ваш проект.
• Interpreter: Выберите версию Python, которую вы установили. В списке должен быть Python 3.10, который мы установили ранее.
• Inherit global site-packages: Эта опция позволяет использовать библиотеки, установленные глобально в вашей системе. В большинстве случаев ее можно оставить неотмеченной.

3. Если вы хотите создать проект с определенным типом фреймворка (например, Django, Flask), вы можете выбрать его в списке "Project type".

4. Нажмите "Create" — и ваш проект будет создан.

Как установить модуль с помощью pip?

1. Откройте командную строку (Windows) или терминал (macOS/Linux).

2. Введите команду pip install имя_модуля, заменив имя_модуля на имя модуля, который вы хотите установить.

3. Нажмите Enter.

Как запустить программу в PyCharm?

1. Откройте файл с кодом в PyCharm.

2. Щелкните правой кнопкой мыши по файлу и выберите "Run 'имя_файла'".

3. Или нажмите зеленую кнопку "Run" в верхней части окна PyCharm.

Где можно найти дополнительные ресурсы по Python?

Вот несколько полезных ресурсов, которые могут вам помочь:

• Официальная документация Python: https://docs.python.org/3/.
• Курсы и учебные материалы на Coursera, Udemy, Stepik:
• Книги по Python:
• Сообщество разработчиков Python на Stack Overflow, Reddit:
• Блог "Хабр":
• YouTube-каналы по Python: