Бұл тарауда сіз бірінші Python бағдарламаңызды, hello_world.py іске қосасыз. Алдымен компьютерде Python бағдарламасының соңғы нұсқасы орнатылғанын тексеру керек; олай болмаса, оны орнатасыз. Сондай-ақ Python бағдарламаларымен жұмыс істеу үшін мәтіндік редакторды орнатасыз. Мәтіндік редакторлар Python кодын таниды және сіз жазған кезде бөлімдерді бөлектейді, бұл код құрылымын түсінуді жеңілдетеді.

Бағдарламалау ортасын орнату

Python әр түрлі операциялық жүйелерде аздап ерекшеленеді, сондықтан бірнеше нәрсені есте ұстаған жөн. Келесі бөлімдерде Python жүйеңізде дұрыс орнатылғанына көз жеткіземіз.

Python нұсқалары

Жаңа идеялар мен технологиялар пайда болған сайын әрбір бағдарламалау тілі дамиды және Python әзірлеушілері тілді үнемі жан-жақты және қуатты етіп жасайды. Осы жазу кезінде ең соңғы нұсқасы Python 3.11, бірақ бұл кітаптағы барлық код Python 3.9 немесе одан кейінгі нұсқаларында жұмыс істеуі керек. Бұл бөлімде жүйеде Python орнатылғанын және жаңарақ нұсқасын орнату қажет пе екенін анықтаймыз. Қосымша А (Appendix A алда жазылып, толықтырылады) әрбір негізгі операциялық жүйеде Python бағдарламасының соңғы нұсқасын орнату туралы қосымша мәліметтерді қамтиды. (көп жағдайда оқушыларда Windows ОЖ-сі. Сондықтан бірінші кезекте сол қарастырылады және Windows-та Python-ды орнату аса күрделі емес)

Python кодының үзінділерін іске қосу

Python интерпретаторын (interpreter) терминал терезесінде іске қосуға болады, бұл сізге Python кодының бүкіл бағдарламасын сақтап, іске қосудың қажетінсіз, кішкентай код биттерін сынап көруге мүмкіндік береді.

Осы кітапта сіз келесідей код үзінділерін көресіз:

          >>> print("Hello Python interpreter!")
          Hello Python interpreter!
        

Мына үш бұрышты (>>>) белгішелер промпт, біз оны Python prompt деп атайтын боламыз, бұл сізге терминалды пайдалануыңыз керек дегенді білдіреді. Бірінші қатардағы мәтін - теріп, ENTER пернесін басу арқылы орындау керек код. Бұл кітаптағы мысалдардың көпшілігі терминалдан емес, мәтіндік редактордан іске қосылатын шағын, дербес бағдарламалар болып табылады, өйткені сіз кодтың көп бөлігін мәтіндік редакторда жазасыз. Бірақ кейде негізгі ұғымдар белгілі бір тұжырымдамаларды тиімдірек көрсету үшін Python терминал сеансы арқылы орындалатын үзінділер сериясында көрсетіледі. Кодтар тізімінде үш бұрыштық жақшаны көргенде, сіз терминал сеансының кодын және шығысын қарап жатырсыз. Кітаптың келесі бөлімдерінде жүйеңіздегі интерпретаторда кодтар жазып көреміз.

Сонымен қатар біз бағдарламалауды үйренудің негізгі құралына айналған Hello World! деп аталатын қарапайым бағдарламаны жасау үшін мәтіндік редакторды қолданамыз. Бағдарламалау әлемінде бұрыннан бір дәстүр бар: Hello world! хабарын экранға жаңа тілдегі бірінші бағдарлама ретінде басып шығару сізге сәттілік әкеледі. Мұндай қарапайым бағдарлама өте нақты мақсатқа қызмет етеді. Егер ол жүйеде дұрыс жұмыс істесе, сіз жазған кез-келген Python бағдарламасы да жұмыс істеуі керек.

VS Code мәтін редакторы (VS Code Text Editor)

VS Code - бұл тегін және бастаушыға ыңғайлы қуатты, кәсіби сапалы мәтіндік редактор. VS Code қарапайым да, күрделі де жобалар үшін тамаша, сондықтан Python тілін үйрену кезінде оны пайдалану ыңғайлы болса, үлкенірек және күрделі жобаларға өту кезінде оны пайдалануды жалғастыра аласыз. VS Code-ты барлық заманауи операциялық жүйелерге орнатуға болады және ол Python-ды қоса алғанда, басқа да көптеген бағдарламалау тілдерін қолдайды.

B қосымшасы басқа мәтін өңдегіштері туралы ақпаратты береді. Егер басқа опциялар сізді қызықтырса, осы уақытта қосымшаны қарап шығуды қалауыңыз мүмкін. Бағдарламалауды жылдам бастағыңыз келсе, бастау үшін VS Code пайдалануға болады. Бағдарламашы ретінде біраз тәжірибе жинақтағаннан кейін басқа редакторларды қарастыруға болады. Бұл тарауда мен сізге операциялық жүйеңізге VS Code орнату арқылы көрсетемін.

Python әртүрлі Операциялық жүйелерде

Python - бұл кросс-платформалық бағдарламалау тілі, яғни ол барлық негізгі операциялық жүйелерде жұмыс істейді. Сіз жазған кез-келген Python бағдарламасы Python орнатылған кез-келген заманауи компьютерде жұмыс істеуі керек. Дегенмен, әртүрлі операциялық жүйелерде Python орнату әдістері сәл өзгереді.

Бұл бөлімде жүйеде Python орнату жолын үйренесіз. Алдымен жүйеңізде Python бағдарламасының соңғы нұсқасы орнатылғанын тексеріп, егер ол орнатылмаған болса, оны орнатыңыз. Содан кейін VS Code орнатасыз. Бұл әр операциялық жүйе үшін әр түрлі болатын екі ғана қадам.

Келесі бөлімдерде hello_world.py іске қосып, жұмыс істемейтін кез-келген ақаулықты түзетіңіз. Мен сізге әр операциялық жүйе үшін осы процесті көрсетемін, осылайша сізде сенуге болатын Python бағдарламалау ортасы болады.

Windows жүйесіндегі Python

Windows әдетте Python-мен бірге келмейді, сондықтан оны орнатып, содан кейін VS Code орнату қажет болуы мүмкін.

Python орнату

Біріншіден, жүйеде Python орнатылғанын тексеріңіз. Бастау мәзіріне (Пуск) command енгізу және Command Prompt қолданбасын басу арқылы пәрмен терезесін ашыңыз. Терминал терезесінде python сөзін кіші әріппен енгізіңіз. Жауап ретінде Python шақыруын (>>>) алсаңыз, Python жүйеңізде орнатылған. python танылған пәрмен емес екенін көрсететін қате хабарын көрсеңіз немесе Microsoft дүкені ашылса, Python орнатылмаған. Егер ашылған болса, Microsoft дүкенін жабыңыз; Microsoft нұсқасын пайдаланғаннан гөрі ресми орнатушыны жүктеп алған дұрыс.

Жүйеде Python орнатылмаған болса немесе Python 3.9 нұсқасынан ертерек нұсқаны көрсеңіз, Windows жүйесіне арналған Python орнатушысын жүктеп алуыңыз қажет. https://python.org сайтына өтіп, меңзерді Downloads сілтемесінің үстіне апарыңыз. Python бағдарламасының соңғы нұсқасын жүктеп алу түймешігін көруіңіз керек. Жүйеңізге дұрыс орнатушыны автоматты түрде жүктеп алуды бастау керек түймені басыңыз. Файлды жүктеп алғаннан кейін орнатушыны іске қосыңыз. Жүйені дұрыс конфигурациялауды жеңілдететін PATH жүйесіне Python қосу опциясын таңдағаныңызға көз жеткізіңіз. 1-1-сурет таңдалған осы опцияны көрсетеді.

Терминал сеансында Python іске қосу

Жаңа пәрмен терезесін ашып, python деп кіші әріппен енгізіңіз. Python шақыруын (>>>) көруіңіз керек, яғни Windows сіз орнатқан Python нұсқасын тапты.

          C:\> python
          Python 3.x.x (main, Jun . . . , 13:29:14) [MSC v.1932 64 bit (AMD64)] on win32
          Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
          >>>

Python сеансында келесі жолды енгізіңіз:

        >>> print("Hello Python interpreter!")
        Hello Python interpreter!
        >>>

Сіз Hello Python interpreter! шығысын көруіңіз керек. Python кодының үзіндісін кез-келген уақытта іске қосқыңыз келсе, пәрмен терезесін ашыңыз және Python терминал сеансын бастаңыз. Терминал сеансын жабу үшін CTRL-Z пернелерін басыңыз, содан кейін ENTER пернесін басыңыз немесе exit() пәрменін енгізіңіз.

VS Code орнату

VS Code үшін орнатушыны https://code.visualstudio.com сайтынан жүктеп алуға болады.Windows жүйесіне арналған жүктеп алу түймесін басып, орнатушыны іске қосыңыз. macOS және Linux туралы келесі бөлімдерді өткізіп жіберіп, Hello World бағдарламасын іске қосу" бөліміндегі қадамдарды орындаңыз.

$ python3
          Python 3.x.x (v3.11.0:eb0004c271, Jun . . . , 10:03:01)
          [Clang 13.0.0 (clang-1300.0.29.30)] on darwin
          Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
          >>>

>>> print("Hello Python interpreter!")
        Hello Python interpreter!
        >>>

$ python3
        Python 3.10.4 (main, Apr  . . . , 09:04:19) [GCC 11.2.0] on linux
        Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
        >>>

>>> print("Hello Python interpreter!")
        Hello Python interpreter!
        >>>

Hello World бағдарламасын іске қосу

Python және VS Code-тың соңғы нұсқасы орнатылған болса, сіз мәтіндік редакторда жазылған алғашқы Python бағдарламаңызды іске қосуға дайынсыз. Бірақ мұны жасамас бұрын, VS Code үшін Python кеңейтімін орнату керек (install the Python extension for VS Code).

VS Code үшін Python кеңейтімін орнату

VS Code көптеген әртүрлі бағдарламалау тілдерімен жұмыс істейді; Python бағдарламашысы ретінде оны барынша пайдалану үшін сізге Python кеңейтімін орнату қажет. Бұл кеңейтім Python бағдарламаларын жазу, өңдеу және іске қосу үшін қолдауды қосады.

Python кеңейтімін орнату үшін VS Code қолданбасының төменгі сол жақ бұрышындағы тетікке ұқсайтын Басқару(Manage) белгішесін басыңыз. Пайда болған мәзірде Extenstions (Кеңейтімдер) түймесін басыңыз. Іздеу жолағына python енгізіп, Python кеңейтімін басыңыз. (Егер Python деп аталатын бірнеше кеңейтімді көрсеңіз, Microsoft ұсынған кеңейтімді таңдаңыз.) Орнату түймесін басып, орнатуды аяқтау үшін жүйеге қажет кез-келген қосымша құралдарды орнатыңыз. Python орнату керек деген хабарды көрсеңіз және оны әлдеқашан орындаған болсаңыз, бұл хабарды елемеуіңізге болады.

hello_world.py бағдарламасын іске қосу

Бірінші бағдарламаңызды жазбас бұрын, жобаларыңыз үшін жұмыс үстеліңізде python_work деп аталатын каталогты жасаңыз. Файл және каталог атауларындағы бос орындар үшін кіші әріптерді және астын сызуды қолданған дұрыс, өйткені Python осы атау конвенцияларын пайдаланады. Бұл каталогты жұмыс үстелінен басқа жерде жасауға болады, бірақ python_work каталогын тікелей жұмыс үстелінде сақтасаңыз, кейінгі қадамдарды орындау оңайырақ болады.

VS Code-ты ашыңыз не әлі ашық болса, Get Started қойындысын жабыңыз. File▶New File түймесін басу немесе CTRL-N (macOS жүйесінде ⌘-N) пернелерін басу арқылы жаңа файл жасаңыз. Файлды hello_world.py ретінде python_work каталогында сақтаңыз. .py кеңейтімі VS Code-қа файлыңыздың Python тілінде жазылғанын айтады және бағдарламаны қалай іске қосу және мәтінді пайдалы жолмен бөлектеу керектігін айтады.

hello_world.py

Файлды сақтағаннан кейін редакторға келесі жолды енгізіңіз:

        print("Hello Python world!")

Бағдарламаны іске қосу үшін Run▶Run Without Debugging опциясын таңдаңыз немесе CTRL-F5 пернелерін басыңыз. VS Code терезесінің төменгі жағында бағдарламаның шығысын көрсететін терминал экраны пайда болуы керек:

        Hello Python world!

Бағдарламаны іске қосу үшін пайдаланылған Python интерпретаторын көрсететін қосымша шығыстарды көресіз. Бағдарламаның нәтижесін ғана көру үшін көрсетілетін ақпаратты жеңілдеткіңіз келсе, B қосымшасын қараңыз. Сондай-ақ, VS Code-ты тиімдірек пайдалану туралы пайдалы ұсыныстарды B қосымшасынан таба аласыз.

Бұл нәтижені көрмесеңіз, бағдарламада бірдеңе дұрыс болмады. Енгізілген Тіркестегі әрбір таңбаны тексеріңіз. Сіз print-ды байқаусызда бас әріппен жаздыңыз ба? Тырнақшалардың немесе жақшалардың біреуін немесе екеуін де ұмыттыңыз ба? Бағдарламалау тілдері өте нақты синтаксисті күтеді және оны бермесеңіз, қателер аласыз. Бағдарламаны іске қоса алмасаңыз, келесі бөлімдегі ұсыныстарды қараңыз.

Терминалдан Python бағдарламаларын іске қосу

Бағдарламалардың көпшілігін тікелей мәтіндік редакторда іске қосасыз. Дегенмен, кейде оның орнына терминалдан бағдарламаларды іске қосу пайдалы. Мысалы, жазылып қойған, бар бағдарламаны, редакторда ашпай-ақ бірден іске қосқыңыз келуі мүмкін.

Бағдарлама файлы сақталған каталогқа кіру жолын білсеңіз, мұны Python орнатылған кез-келген жүйеде жасауға болады. Мұны істеу үшін жұмыс үстеліңіздегі python_work каталогында hello_world.py файлын сақтағаныңызды тексеріңіз.

Windows жүйесінде

Пәрмен терезесінде файлдық жүйеде шарлау үшін каталогты өзгерту үшін cd терминал пәрменін пайдалануға болады. Каталог үшін dir пәрмені ағымдағы каталогта бар барлық файлдарды көрсетеді.

Жаңа терминал терезесін ашыңыз және hello_world.py іске қосу үшін келесі пәрмендерді енгізіңіз:

        C:\> cd Desktop\python_work
        C:\Desktop\python_work> dir
        hello_world.py
        C:\Desktop\python_work> python hello_world.py
        Hello Python world!

Біріншіден,Жұмыс үстелі каталогындағы python_work каталогына өту үшін cd пәрменін пайдаланыңыз. Одан кейін hello_world.py осы каталогта екеніне көз жеткізу үшін dir пәрменін пайдаланыңыз. Содан кейін файлды python hello_world.py пәрмені арқылы іске қосыңыз.

Бағдарламаларыңыздың көпшілігі тікелей редакторыңыздан жақсы жұмыс істейді. Дегенмен, жұмысыңыз күрделене түскен сайын, кейбір бағдарламаларды терминалдан іске қосқыңыз келеді.

~$ cd Desktop/python_work/
        ~/Desktop/python_work$ ls
        hello_world.py
        ~/Desktop/python_work$ python3 hello_world.py
        Hello Python world!

Қорытынды

Бұл тарауда сіз жалпы Python туралы аздап білдіңіз және Python әлі жоқ болса, жүйеңізге орнаттыңыз. Сондай-ақ Python кодын жазуды жеңілдету үшін мәтіндік редактор орнатқансыз. Терминал сеансында Python кодының үзінділерін іске қостыңыз және hello_world.py алғашқы бағдарламаңызды іске қостыңыз. Ақаулықтарды жою туралы аздап білген шығарсыз.

Келесі тарауда Python бағдарламаларында жұмыс істеуге болатын деректердің әртүрлі түрлерімен танысасыз және айнымалы мәндерді де пайдалана бастайсыз.

Бұл тарауда Python бағдарламаларында жұмыс істеуге болатын деректердің әртүрлі түрлері туралы білетін боласыз. Сондай-ақ бағдарламалардағы деректерді көрсету үшін айнымалы мәндерді пайдалануды үйренесіз.

hello_world.py іске қосылғанда шынымен не болады

hello_world.py іске қосылғанда Python не істейтінін егжей-тегжейлі қарастырайық. Белгілі болғандай, Python қарапайым бағдарламаны іске қосса да, біршама жұмыс істейді:

hello_world.py

        print("Hello Python world!")

Осы кодты іске қосқан кезде келесі нәтижені көресіз:

        Hello Python world!

hello_world.py файлын іске қосқан кезде .py соңы файлдың Python бағдарламасы екенін көрсетеді. Содан кейін редакторыңыз файлды Python интерпретаторы арқылы іске қосады, ол бағдарламаны бастан-аяқ оқиды және бағдарламадағы әрбір сөздің мағынасын анықтайды. Мысалы, аудармашы print сөзінен кейін жақшаны көргенде, ол экранға жақшаның ішінде не болса да басып шығарады.

Бағдарламаларды жазған кезде редактор (VS Code) бағдарламаның әртүрлі бөліктерін әртүрлі тәсілдермен бөлектейді. Мысалы, ол print() функцияның атауы екенін біледі және сол оны ерекше бір түспен көрсетеді. Ол "Hello Python world!" Python коды емес екенін біледі және бұл фразаны басқа түспен көрсетеді. Бұл мүмкіндік syntax highlighting/синтаксисті бөлектеу деп аталады және сіз өз бағдарламаларыңызды жаза бастағанда өте пайдалы.

Айнымалылар

hello_world.py ішінде айнымалы мәнді пайдаланып көрейік. Файлдың басына жаңа жол қосып, екінші Тіркесті өзгертіңіз:

hello_world.py

        message = "Hello Python world!"
        print(message)

Не болатынын көру үшін осы бағдарламаны іске қосыңыз. Сіз бұрын көрген нәтижені көруіңіз керек:

        Hello Python world!

Біз message атты айнымалы қостық. Әрбір айнымалы мәнге байланыстырылған, ал бұл өз кезегінде айнымалыға қатысты ақпарат. Бұл жағдайда мән "Hello Python world!" мәтіні болып табылады.

Айнымалыларды қосу Python аудармашысының жұмысын біршама арттырады. Ол бірінші Тіркесті өңдегенде, ол message айнымалысын "Hello Python world!" мәтінімен байланыстырады. Екінші жолға жеткенде, экранға message байланысты мәнді басып шығарады.

Екінші хабарды басып шығару үшін hello_world.py өзгерту арқылы осы бағдарламаны кеңейтейік. hello_world.py ішіне бос жол қосыңыз, содан кейін екі жаңа код жолын қосыңыз:

        message = "Hello Python world!"
        print(message)
        
        message = "Hello Python Crash Course world!"
        print(message)

Енді hello_world.py іске қосылғанда, сіз екі шығыс жолын көресіз:

        Hello Python world!
        Hello Python Crash Course world!

Бағдарламадағы айнымалының мәнін кез-келген уақытта өзгертуге болады және Python әрқашан оның ағымдағы мәнін қадағалап отырады.

Айнымалыларды атау және пайдалану

Python-да айнымалы мәндерді пайдаланған кезде бірнеше ережелер мен нұсқауларды есте сақтау керек. Осы ережелердің кейбірін бұзу қателерді тудырады; басқа нұсқаулар оқуға және түсінуге оңай кодты жазуға көмектеседі. Айнымалылармен жұмыс істеу кезінде келесі ережелерді есте сақтаңыз:

• Айнымалы атауларында тек әріптер, сандар және астын сызулар болуы мүмкін. Олар әріптен немесе астын сызудан басталуы мүмкін, бірақ санмен емес. Мысалы, message_1 айнымалысын шақыруға болады, бірақ 1_message-ды емес.
• Айнымалы атауларында бос орындарға рұқсат етілмейді, бірақ астын сызу айнымалы атауларындағы сөздерді бөлу үшін пайдаланылуы мүмкін. Мысалы, greeting_message жұмыс істейді, бірақ greeting message қателерді тудырады.
• Python кілт сөздері мен функция атауларын айнымалы атаулар ретінде пайдаланудан аулақ болыңыз. Мысалы, айнымалы аты ретінде print сөзін қолданбаңыз; Python оны белгілі бір бағдарламалық мақсат үшін сақтаған. (Мына сілтемелерден "Python кілт сөздері мен кірістірілген функцияларды" қараңыз.)
• Айнымалы атаулары қысқа, бірақ сипаттамалы болуы керек. Мысалы, name n-ге қарағанда жақсы, student_name s_n-ге қарағанда дұрыс және name_length length_of_persons_name-нен қарағанда жақсырақ.
• Кіші әріп l және бас әріп O қолданғанда абай болыңыз, себебі олар 1 және 0 сандарымен шатастырылуы мүмкін.

Жақсы айнымалы атауларды жасауды үйрену үшін біраз тәжірибе қажет болуы мүмкін, әсіресе сіздің бағдарламаларыңыз қызықты әрі күрделі бола бастағанда. Көбірек бағдарламалар жазып, басқа адамдардың кодын оқи бастағанда, сіз мағыналы атауларды ойлап таба аласыз.

Айнымалыларды пайдалану кезінде атау қателеріне жол бермеу

Әрбір бағдарламашы қателеседі және көпшілігі күн сайын қателеседі. Жақсы бағдарламашылар қателер жасауы мүмкін болса да, олар сол қателерге қалай тиімді жауап беру керектігін де біледі. Бастапқыда жіберуі мүмкін қатені қарастырып, оны қалай түзетуге болатынын білейік.

Біз әдейі қате тудыратын кодты жазамыз. Қызғылт әріппен көрсетілген mesage, қате жазылған сөзді қоса, келесі кодты енгізіңіз:

        message = "Hello Python Crash Course reader!"
        print(mesage)

Бағдарламада қате орын алған кезде, Python аудармашысы мәселенің қай жерде екенін анықтауға көмектесу үшін барын салады. Интерпретатор бағдарлама сәтті орындалмаған кезде кері бақылауды қамтамасыз етеді. traceback/бақылау - аудармашы сіздің кодты орындауға әрекет жасаған кезде қиындыққа тап болған жазба. Міне, айнымалының атын байқаусызда қате жазғаннан кейін Python қамтамасыз ететін кері бақылау мысалы:

        Traceback (most recent call last):
        ❶   File "hello_world.py", line 2, in <module>
        ❷     print(mesage)
                  ^^^^^^
        ❸ NameError: name 'mesage' is not defined. Did you mean: 'message'?

Шығыс hello_world.py ❶ файлының 2-жолында қате орын алғанын хабарлайды. Аудармашы қатені жылдам анықтауға көмектесу үшін ❷ жолын көрсетеді және ол қандай қатені ❸ тапқанын айтады. Бұл жағдайда ол name error (ат қатесін) тапты және басып шығарылатын айнымалы mesage анықталмағанын хабарлайды. Python берілген айнымалы атауын анықтай алмайды. Name Error әдетте айнымалыны пайдаланудан бұрын оған мән беруді ұмытып кеткенімізді немесе айнымалының атын енгізу кезінде емле қатесін жібергенімізді білдіреді. Егер Python өзі танымайтын айнымалыға ұқсас атауды тапса, ол сіз қолданғыңыз келген атау осы ма деп сұрайды.

Бұл мысалда біз екінші Тіркестегі message айнымалы атауындағы s әрпін алып тастадық. Python аудармашысы кодтың емлені тексермейді, бірақ айнымалы атауларының дәйекті түрде жазылуын қамтамасыз етеді. Мысалы, айнымалы мәнді анықтайтын жолда message қате жазылғанда не болатынын қараңыз:

        mesage = "Hello Python Crash Course reader!"
        print(mesage)

Бұл жағдайда бағдарлама сәтті орындалады!

        Hello Python Crash Course reader!

Айнымалы атаулары сәйкес келеді, сондықтан Python ешқандай мәселені көрмейді. Бағдарламалау тілдері қатаң, бірақ олар жақсы және жаман емлені ескермейді. Нәтижесінде айнымалы атауларды жасауға және код жазуға тырысқанда ағылшын тілінің (өзге тілдердің де) емлесі мен грамматика ережелерін ескерудің қажеті жоқ.

Көптеген бағдарламалау қателері бағдарламаның бір жолындағы қарапайым, бір таңбадан тұратын қателер. Егер сіз осы қателердің бірін іздеуге ұзақ уақыт жұмсайтын болсаңыз, сіз өзге де көптеген осылай қате іздеуші бағдарламашылар қатарында екеніңізді біліңіз. Көптеген тәжірибелі және дарынды бағдарламашылар осы сияқты кішкентай қателерді іздеуге бірнеше сағат жұмсайды. Бағдарламалау өміріңізде жиі болатынын біле отырып, бұл туралы күліп, әрі қарай жалғастыруға тырысыңыз.

Айнымалыларды сілтеме деп айтсақ болады

Айнымалылар жиі мәндерді сақтауға болатын қораптар ретінде сипатталады. Бұл идея айнымалыны алғашқы бірнеше рет пайдаланғанда пайдалы болуы мүмкін, бірақ бұл айнымалы мәндердің Python-да ішкі түрде қалай көрсетілетінін сипаттаудың дәл жолы емес. Айнымалыларды мәндерге тағайындауға болатын сілтемелер ретінде қарастыру әлдеқайда жақсы. Сондай-ақ айнымалы белгілі бір мәнге сілтеме жасайды деп айтуға болады.

Бастапқы бағдарламаларыңызда бұл ерекшелік маңызды емес шығар, бірақ оны кейінірек емес, ертерек үйренген жөн. Бір сәтте айнымалыдан күтпеген әрекетті көресіз және айнымалы мәндердің қалай жұмыс істейтінін дәл түсіну кодыңызда не болып жатқанын анықтауға көмектеседі.

Тіркестер

Бағдарламалардың көпшілігі деректердің қандай да бір түрін анықтап, жинап, содан кейін онымен пайдалы әрекет жасайтындықтан, деректердің түрлерін анықтап алған дұрыс. Біз қарастыратын бірінші деректер түрі - string/тіркес. Тіркестер бір қарағанда қарапайым, бірақ оларды әртүрлі жолмен пайдалануға болады.

String/тіркес - бұл таңбалардың тізбегі.

Тіркес-ке ерекше назар аударыңыз, олар біз адамдар қолданатын сөз немесе сойлем емес. Бағдарламалау контекстінде тіркестер символдар тізбегі болып табылады. Олар әріптерден, сандардан және тыныс белгілері сияқты кез-келген басқа таңбалардан тұруы мүмкін. Тіркестер біз оларды жалпы түсінетіндей жай сөздер емес, оның орнына бір тіркес бірнеше толық сөйлем сияқты ұзын болуы мүмкін. Тіркестер әдетте жазылғандай дәл басып шығарылады.

Тырнақшалардың ішіндегі кез-келген нәрсе Python тілінде тіркес болып саналады және тіркесіңіздің айналасында бір немесе қос тырнақшаларды келесідей пайдалануға болады:

        "This is a string. Мынау тіркес."
        'This is also a string. Манау да тіркес.'

Бұл икемділік тіркесте тырнақшалар мен апострофтарды пайдалануға мүмкіндік береді:

        'I told my friend, "Python is my favorite language!"'
        "The language 'Python' is named after Monty Python, not the snake."
        "One of Python's strengths is its diverse and supportive community."

Тіркесті пайдаланудың кейбір жолдарын қарастырайық.

Тіркестегі регистрді әдістермен өзгерту

Тіркестермен орындауға болатын қарапайым әрекеттердің бірі - тіркестегі сөздердің регистрін өзгерту. Келесі кодты қарап, не болып жатқанын анықтауға тырысыңыз:

name.py

        name = "ada lovelace"
        print(name.title())

Осы файлды name.py ретінде сақтаңыз, содан кейін оны іске қосыңыз. Мына нәтижені көруіңіз керек:

        Ada Lovelace

Бұл мысалда name айнымалысы "ada lovelace" кіші әріптер тіркесіне сілтеме жасайды. title() әдісі print() шақыруындағы айнымалыдан кейін пайда болады. Method/әдіс - бұл Python деректер бөлігінде орындай алатын әрекет. name.title() ішіндегі name-нен кейінгі нүкте (.) Python-ға title() әдісі әрекетін name айнымалысына жасауды ұсынады. Әрбір әдістен кейін жақшалар жинағы болады, өйткені әдістер өз жұмысын орындау үшін жиі қосымша ақпаратты қажет етеді. Бұл ақпарат жақша ішінде беріледі. title() функциясына қосымша ақпарат қажет емес, сондықтан оның жақшалары бос.

title() әдісі әр сөзді тақырып регистріне өзгертеді, мұнда әрбір сөз бас әріптен басталады. Бұл пайдалы, мысалы, сіз бағдарламаңыздың Ada, ADA және ada кіріс мәндерін бірдей атау ретінде танып, олардың барлығын Ada ретінде көрсетуін қалауыңыз мүмкін.

Сонымен қатар регистрмен жұмыс істейтін бірнеше басқа пайдалы әдістер бар. Мысалы, тіркесті келесідей барлық бас әріптерге немесе барлық кіші әріптерге өзгертуге болады:

        name = "Ada Lovelace"
        print(name.upper())
        print(name.lower())

Бұл келесіні көрсетеді:

        ADA LOVELACE
        ada lovelace

lower() әдісі әсіресе деректерді сақтау үшін пайдалы. Сіз әдетте пайдаланушылар беретін бас әріпке сенгіңіз келмейді, сондықтан оларды сақтау алдында тіркестерді кіші әріпке түрлендіріңіз. Содан кейін ақпаратты көрсеткіңіз келгенде, әрбір тіркес үшін ең дұрыс келетін регистрді пайдаланасыз.

Тіркестің ішінде айнымалыларды пайдалану

Кейбір жағдайларда айнымалы мәнді тіркес ішінде пайдаланғыңыз келеді. Мысалы, аты мен тегін көрсету үшін екі айнымалы мәнді пайдаланғыңыз келуі мүмкін, содан кейін біреудің толық атын көрсету үшін сол мәндерді біріктіріңіз:

full_name.py

        first_name = "ada"
        last_name = "lovelace"
        ❶ full_name = f"{first_name} {last_name}"
        print(full_name)

Айнымалы мәнді тіркеске енгізу үшін ❶ ашу тырнақшасының алдына бірден f әрпін қойыңыз. Тіркестің ішінде пайдаланғыңыз келетін кез-келген айнымалының атының немесе атауларының айналасына жақшаларды қойыңыз. Тіркес көрсетілген кезде Python әрбір айнымалыны мәнімен ауыстырады.

Бұл тіркестер f-strings (f-тіркестер) деп аталады. f - format/пішім, себебі Python тіркесті жақшадағы кез-келген айнымалының атын оның мәнімен ауыстыру арқылы пішімдейді. Алдыңғы кодтың шығысы:

ada lovelace

Сіз f-тіркестерімен көп нәрсе істей аласыз. Мысалы, мұнда көрсетілгендей айнымалымен байланысты ақпаратты пайдалана отырып, толық хабарлар жасау үшін f-тіркесін пайдалануға болады:

        first_name = "ada"
        last_name = "lovelace"
        full_name = f"{first_name} {last_name}"
        ❶ print(f"Hello, {full_name.title()}!")

full_name(толық аты-жөні) ❶ пайдаланушымен сәлемдесетін сөйлемде пайдаланылады және title() әдісі аты-жөнді бас әріпке ауыстырады. Бұл код қарапайым, бірақ жақсы пішімделген сәлемдемені қайтарады:

Hello, Ada Lovelace!(Сәлеметсіз бе, Ада Лавлейс!)

Сонымен қатар хабарды жазу үшін f-тіркесін пайдалануға болады, содан кейін бүкіл хабарды айнымалыға тағайындауға болады:

        first_name = "ada"
        last_name = "lovelace"
        full_name = f"{first_name} {last_name}"
        ❶ message = f"Hello, {full_name.title()}!"
        ❷ print(message)

Бұл код та Hello, Ada Lovelace! хабарын көрсетеді, бірақ хабарды ❶ message айнымалысына тағайындау арқылы біз соңғы print() шақыруын әлдеқайда "таза" ❷ етеміз.

Tabs немесе Newlines (жаңа жолдар) арқылы тіркестерге бос орын қосу

Бағдарламалауда бос орын spaces (бос орындар), tabs(қойындылар) және end-of-line символдары сияқты кез-келген басып шығарылмайтын таңбаларды білдіреді. Пайдаланушыларға оқу оңай болатындай етіп шығысты ұйымдастыру үшін бос орынды пайдалануға болады.

Мәтінге tab қосу үшін \t таңбалар комбинациясын пайдаланыңыз:

        >>> print("Python")
        Python
        >>> print("\tPython")
            Python
        >>> print("\t\t\tPython")
                  Python

Тіркеске жаңа жол қосу үшін \n таңбалар комбинациясын пайдаланыңыз:

        >>> print("Languages:\nPython\nC\nJavaScript")
        Languages:
        Python
        C
        JavaScript

Сонымен қатар tabs(қойындылар) пен тіркестерді бір жолда біріктіруге болады. "\n\t" тіркесі Python-ға жаңа жолға өтуді және келесі тіркесті tab-пен бастауды ұсынады. Келесі мысал шығыстың төрт жолын жасау үшін бір ғана тіркесті қалай пайдалануға болатынын көрсетеді:

        >>> print("Languages:\n\tPython\n\tC\n\tJavaScript")
        Languages:
            Python
            C
            JavaScript

Жаңа жолдар мен tab(қойындылар) келесі екі тарауда өте пайдалы болады, себебі аз код тізбегі көптеген жолдар шығысын басып шығаратын болады. Жаңа жолдар мен таб оны оқуды оңайлатады

Бос орынды алып тастау

Бағдарламаларыңыздағы қосымша бос орындар шатастыруы мүмкін. Бағдарламашыларға 'python' және 'python ' бірдей көрінеді. Бірақ бағдарлама үшін олар екі түрлі тіркес. Python 'python ' ішіндегі қосымша бос орынды анықтайды және басқаша айтпасаңыз, оны маңызды деп санайды.

Бос орындарды әрқашан ескерген жөн, себебі сіз "екі тіркес бірдей ме?" тексерулер жасайтын боласыз. Маңызды мысалдардың бірі веб-сайтқа кірген кезде адамдардың пайдаланушы атын (логин) тексеруді қамтуы мүмкін. Қосымша бос орын әлдеқайда қарапайым жағдайларда да шатастыруы мүмкін. Бақытымызға орай, Python адамдар енгізетін деректерден қосымша бос орындарды жоюды жеңілдетеді.

Python тіркестің оң және сол жағында қосымша бос орынды іздей алады. Тіркестің оң жағында бос орын жоқ екеніне көз жеткізу үшін rstrip() әдісін пайдаланыңыз:

        ❶ >>> favorite_language = 'python '
        ❷ >>> favorite_language
        'python '
        ❸ >>> favorite_language.rstrip()
        'python'
        ❹ >>> favorite_language
        'python '

❶ favorite_language-ге байланысты мән тіркестің соңында қосымша бос орынды қамтиды. Терминал сеансында Python-нан осы мәнді сұраған кезде, ❷ мәнінің соңындағы бос орынды көре аласыз. rstrip() әдісі favorite_language ❸ айнымалысына әрекет еткенде, бұл қосымша бос орын жойылды. Дегенмен, ол уақытша ғана жойылады. Егер favorite_language мәнін қайтадан сұрасаңыз, тіркес қосымша бос орынды қоса, енгізілген кездегідей бастапқы қалыпында екенін көресіз ❹.

Тіркестен бос орынды біржола жою үшін жою әдісі әрекет мәнді айнымалы атымен байланыстыру керек:

        >>> favorite_language = 'python '
        ❶ >>> favorite_language = favorite_language.rstrip()
        >>> favorite_language
        'python'

❶ Тіркестен бос орынды жою үшін тіркестің оң жағындағы бос орынды алып тастаңыз, содан кейін осы жаңа мәнді бастапқы айнымалы мәнмен байланыстырыңыз. Айнымалының мәнін өзгерту бағдарламалауда жиі жасалады. Бағдарлама орындалғанда немесе пайдаланушы енгізуіне жауап ретінде айнымалы мәнді осылайша жаңартуға болады.

Сонымен қатар бос орынды lstrip() әдісі арқылы тіркестің сол жағынан немесе strip() арқылы бірден екі жағынан алып тастауға болады:

        ❶ >>> favorite_language = ' python '
        ❷ >>> favorite_language.rstrip()
        ' python'
        ❸ >>> favorite_language.lstrip()
        'python '
        ❹ >>> favorite_language.strip()
        'python'

❶ Бұл мысалда біз басында және соңында бос орын бар мәннен бастаймыз. Одан кейін қосымша бос орынды ❷ оң жағынан, ❸ сол жақтан алып тастаймыз және соңында екі жағынан ❹. Осы strip функцияларымен тәжірибе жасау тіркестерді манипуляциялаумен танысуға көмектеседі. Шын өмірде бұл ажырату/strip функциялары қолданушы енгізген ақпаратты бағдарламада сақтағанға дейін тазалап, өңдеп алу үшін жиі пайдаланылады.

Префикстерді жою (Removing Prefixes)

Тіркестермен жұмыс істегенде тағы бір жалпы тапсырма префиксті жою болып табылады. Мысалы https:// префиксі бар URL мекенжайын қарастырыңыз. Біз бұл префиксті алып тастағымыз келеді, соның арқасында тек қолданушылар енгізуі қажетті URL бөлігі біздің басты назарда болады. Мұны істеу жолы:

        >>> ituniver_url = 'https://ituivner.kz'
        >>> ituniver_url.removeprefix('https://')
        'ituniver.kz'

Айнымалының атын, одан соң нүктеден кейін, removeprefix() әдісін енгізіңіз. Жақшаның ішіне бастапқы жолдан алып тастағыңыз келетін префиксті енгізіңіз.

Бос орынды жою әдістері сияқты, removeprefix() бастапқы тіркесті өзгеріссіз қалдырады. Жаңа мәнді префиксі жойылған түрінде сақтағыңыз келсе, оны бастапқы айнымалыға қайта тағайындаңыз немесе оны жаңа айнымалыға тағайындаңыз:

        >>> simple_url = ituniver_url.removeprefix('https://')

Мекенжай жолағында URL мекенжайын көргенде және https:// бөлігі көрсетілмегенде, браузер артында removeprefix() сияқты әдісті пайдаланып жатқан болуы мүмкін. көріністер.

Тіркестермен жұмыс істегенде синтаксистік қателерді болдырмау

Сіз бағдарламадан жиі көретін қателердің бірі - синтаксистік қате. Синтаксистік қате/Syntax Error Python бағдарламаңыздың бір бөлігін жарамды Python коды ретінде танымағанда орын алады. Мысалы, бір тырнақшаның ішінде апострофты қолдансаңыз, қате жібересіз. Бұл Python бірінші жалғыз тырнақша мен апостроф арасындағы барлық нәрсені тіркес ретінде түсіндіретіндіктен орын алады. Содан кейін ол мәтіннің қалған бөлігін қателерді тудыратын Python коды ретінде түсіндіруге тырысады.

Міне, жалғыз және қос тырнақшаларды қалай дұрыс қолдану керек. Бұл бағдарламаны apostrophe.py ретінде сақтаңыз, содан кейін оны іске қосыңыз:

apostrophe.py

        message = "One of Python's strengths is its diverse community."
        print(message)

Апостроф қос тырнақшалар жинағында пайда болады, сондықтан Python аудармашысы тіркесті дұрыс оқуда қиындық туғызбайды:

        One of Python's strengths is its diverse community.

Дегенмен, егер сіз жалғыз тырнақшаларды қолдансаңыз, Python Тіркестің қай жерде аяқталу керектігін анықтай алмайды:

        message = 'One of Python's strengths is its diverse community.'
        print(message)

Келесі нәтижені көресіз:

            File "apostrophe.py", line 1
            message = 'One of Python's strengths is its diverse community.'
                                                                        ❶ ^
        SyntaxError: unterminated string literal (detected at line 1)

Шығармада қате соңғы жалғыз тырнақшадан кейін бірден орын алғанын көре аласыз ❶. Бұл синтаксистік қате аудармашы кодтағы бір нәрсені жарамды Python коды ретінде танымайтынын көрсетеді және мәселе дұрыс тырнақша көрсетілмеген тіркес болуы мүмкін деп ойлайды. Қателер әртүрлі көздерден келуі мүмкін, мен олардың пайда болуына қарай кейбір жиі кездесетіндерін атап өтемін. Python кодын дұрыс жазуды үйренген кезде синтаксистік қателерді жиі көруіңіз мүмкін. Синтаксистік қателер де қатенің ең аз нақты түрі болып табылады, сондықтан оларды анықтау және түзету қиын және көңілсіз болуы мүмкін. Егер сіз тым көп қатеге жиі тап болсаңыз, С қосымшасыдағы ұсыныстарды қараңыз.

Сандар

Сандар бағдарламаның негізгі элементінің бірі. Мысалы банк аккаунтындағы счеттар, бухгалтерлік бағдарламалар, қосымшалардағы сандар, ойындардағы ұпайларды сақтау, визуализациялардағы деректерді көрсету, веб-қосымшаларда ақпаратты сақтау және т.б. үшін сандар бағдарламалауда жиі пайдаланылады. Python сандарды қалай қолданылатынына байланысты әртүрлі әдістермен өңдейді. Алдымен Python бүтін сандарды қалай басқаратынын қарастырайық, себебі олармен жұмыс істеу ең қарапайым.

Бүтін сандар

Python тіліндегі бүтін сандарды қосуға (+), азайтуға (-), көбейтуге (*) және бөлуге (/) болады.

        >>> 2 + 3
        5
        >>> 3 - 2
        1
        >>> 2 * 3
        6
        >>> 3 / 2
        1.5

Терминал сеансында Python жай ғана операцияның нәтижесін қайтарады. Python дәрежені көрсету үшін екі көбейту таңбасын пайдаланады:

        >>> 3 ** 2
        9
        >>> 3 ** 3
        27
        >>> 10 ** 6
        1000000

Python амалдардың ретін де қолдайды, сондықтан бір өрнекте бірнеше әрекетті пайдалануға болады. Сондай-ақ, жақшаларды әрекеттер ретін өзгерту үшін пайдалануға болады, осылайша Python өрнекті сіз көрсеткен ретпен бағалай алады. Мысалы:

        >>> 2 + 3*4
        14
        >>> (2 + 3) * 4
        20

Бұл мысалдардағы интервал Python өрнектерді қалай бағалайтынына әсер етпейді; бұл жай ғана кодты оқып жатқанда басымдылыққа ие әрекеттерді тезірек анықтауға көмектеседі.

Floats

Python ондық нүктесі бар кез-келген санды float деп атайды. Бұл термин көптеген бағдарламалау тілдерінде қолданылады және ондық бөлшек санның кез-келген орнында пайда болуы мүмкін екенін білдіреді. Әрбір бағдарламалау тілі ондық сандарды дұрыс басқару үшін мұқият жасалуы керек, сондықтан ондық нүкте қай жерде пайда болса да, сандар дұрыс әрекет етеді.

Көбінесе қалтқыларды олардың әрекеті туралы алаңдамай пайдалануға болады. Жай ғана пайдаланғыңыз келетін сандарды енгізіңіз, сонда Python сіз күткен нәрсені жасайды:

        >>> 0.1 + 0.1
        0.2
        >>> 0.2 + 0.2
        0.4
        >>> 2 * 0.1
        0.2
        >>> 2 * 0.2
        0.4

Дегенмен, кейбір жағдайларда қайтарылатын жауапта ондық таңбалардың ұзақ-шұбырған саны шығып қалуы мүмкін болатынын ескеріңіз:

        >>> 0.2 + 0.1
        0.30000000000000004
        >>> 3 * 0.1
        0.30000000000000004

Бұл барлық тілдерде орын алады және ол туралы қатты алаңдаудың қажеті жоқ. Python нәтижені мүмкіндігінше дәл көрсетудің жолын табуға тырысады, бұл компьютерлердің сандарды ішкі түрде көрсетуінің ерекшелігіне байланысты кейде қиын. Әзірге қосымша ондық бөлшектерді елемеңіз; II бөлімдегі жобаларда қажет болғанда қосымша орындармен жұмыс істеу жолдарын үйренесіз.

Бүтін және қалқымалы сандар / Integers and Floats

кез-келген екі санды бөлген кезде, тіпті олар бүтін сан болатын бүтін сандар болса да, сіз әрқашан қалқымалы мән аласыз:

        >>> 4/2
        2.0

Егер кез-келген басқа операцияда бүтін сан мен қалқымалы мәнді араластырсаңыз, сіз де қалқымалы мән аласыз:

        >>> 1 + 2.0
        3.0
        >>> 2 * 3.0
        6.0
        >>> 3.0 ** 2
        9.0

Шығыс бүтін сан болса да, қалқымалы мәнді пайдаланатын кез-келген операцияда Python әдепкі бойынша қалқымалы мәнді береді.

Сандардағы астын сызу

Ұзын сандарды жазғанда үлкен сандарды оқуға ыңғайлы ету үшін астын сызу арқылы сандарды топтауға болады:

        >>> universe_age = 14_000_000_000

Төменгі сызу арқылы анықталған санды басып шығарған кезде, Python тек сандарды басып шығарады:

        >>> print(universe_age)
        14000000000

Python осы мән түрлерін сақтаған кезде астын сызуларды елемейді. Цифрларды үш-үштен не өзгеше топтасаңыз да айырмашылығы жоқ. Python үшін 1000, 1_000, 10_00 бірдей мән. Бұл мүмкіндік бүтін сандар үшін де, қалқымалы сандар үшін де жұмыс істейді.

Бірден бірнеше мән тағайындау

Кодтың бір жолын пайдаланып бірнеше айнымалыға мәндерді тағайындауға болады. Бұл бағдарламаларды қысқартуға және оларды оқуды жеңілдетуге көмектеседі; сандар жиынын инициализациялау кезінде бұл әдісті жиі пайдаланасыз.

Мысалы, x, y және z айнымалы мәндерін нөлге қалай инициализациялауға болады:

        >>> x, y, z = 0, 0, 0

Айнымалы атауларын үтірмен бөліп, мәндермен де солай істеу керек, Python әрбір мәнді сәйкес айнымалыға тағайындайды. Мәндердің саны айнымалылар санына сәйкес келсе болды, Python оларды бір-біріне дұрыс сәйкестендіреді.

Тұрақтылар / Constants

Тұрақты - бұл мәні бағдарламаның қызмет ету мерзімі ішінде өзгеріссіз қалатын айнымалы. Python-да кіріктірілген тұрақты дерек типі жоқ, бірақ Python бағдарламашылары айнымалы мәнді тұрақты ретінде қарастыру және ешқашан өзгертілмеу керектігін көрсету үшін барлық бас әріптерді пайдаланады:

        MAX_CONNECTIONS = 5000

Кодыңызда айнымалы мәнді тұрақты мән ретінде қарастырғыңыз келсе, айнымалының атын барлық бас әріптермен жазыңыз.

Comments / Түсініктемелер

Comments көптеген бағдарламалау тілдерінде өте пайдалы мүмкіндік болып табылады. Бағдарламаларыңызда осы уақытқа дейін жазғаныңыздың бәрі Python коды. Бағдарламаларыңыз ұзағырақ және күрделене түскен сайын, сіз шешіп жатқан мәселеге жалпы көзқарасыңызды сипаттайтын бағдарламаларға ескертпелерді қосуыңыз керек. Comments/түсініктеме бағдарламалар ішінде ауызекі тілде жазбалар жазуға мүмкіндік береді. Оны адамдар оқиды. Python интерпретаторы мүледем елемейді

Түсініктемелерді қалай жазасыз?

Python тілінде хэш белгісі (#) түсініктемені көрсетеді. Кодыңыздағы хэш белгісінен кейінгі кез-келген нәрсені Python аудармашысы елемейді. Мысалы:

comment.py

        # Say hello to everyone.
        print("Hello Python people!")

Python бірінші жолды елемейді және екінші жолды орындайды.

        Hello Python people!

Қандай түсініктемелерді жазу керек?

Түсініктеме жазудың негізгі себебі - кодыңыз не істеу керек екенін және оны қалай жұмыс істейтінін түсіндіру. Сіз үлкендеу жобамен жұмыс істеу барысында барлық бөліктердің бір-біріне қалай сәйкес келетінін түсініп, біліп тұрасыз. Бірақ біраз уақыттан кейін жобаға оралғанда, кейбір мәліметтерді ұмытып кетуіңіз мүмкін. Сіз әрқашан кодты біраз уақыт зерттеп, сегменттердің қалай жұмыс істейтінін анықтай аласыз, бірақ жақсы түсініктемелер жазу жалпы көзқарасыңызды нақты қорытындылау арқылы уақытыңызды үнемдейді.

Егер сіз кәсіби бағдарламашы болғыңыз келсе немесе басқа бағдарламашылармен жұмыс істегіңіз келсе, мағыналы түсініктемелер жызып үйреніңіз. Бүгінгі таңда бағдарламалық жасақтаманың көпшілігі бір компаниядағы қызметкерлер тобымен немесе open-source жобада бірге жұмыс істейтін адамдар тобымен бірлесіп жазылады. Білікті бағдарламашылар кодты оқығанда түсініктемелерді көреміз деп күтеді, сондықтан бағдарламаларыңызға сипаттамалық түсініктемелерді қосуды қазірден бастаған дұрыс. Кодыңызда түсінікті, қысқа түсініктемелер жазу - жаңа бастаған бағдарламашы ретінде қалыптастыруға болатын ең пайдалы әдеттердің бірі.

Түсініктеме жазу туралы шешім қабылдағанда, бірдеңені тиімді етудің ақылға қонымды жолын ойлап таппас бұрын бірнеше тәсілдерді қарастыру керек пе еді деп өзіңізден сұраңыз; егер солай болса, шешіміңіз туралы түсініктеме жазыңыз. Артқа оралып, сирек түсініктеме жазылған бағдарламаға түсініктеме жазғаннан гөрі, қосымша түсініктемелерді кейінірек жою оңайырақ. Бұдан былай код бөлімдерін түсіндіруге көмектесу үшін осы кітаптағы мысалдардағы түсініктемелерді қолданатын боламын.

Python дзені

Тәжірибелі Python бағдарламашылары сізді күрделіліктен аулақ болуға және мүмкіндігінше қарапайымдылыққа ұмтылуға шақырады. Python қауымдастығының философиясы Тим Питерстің «Питон дзенінде» қамтылған. Жақсы Python кодын жазудың осы қысқаша принциптер жинағын көру үшін интерпретаторда import this енгізу арқылы қол жеткізе аласыз. Мен бұл жерде «Python дзенін» толық көшірмеймін, бірақ Python бағдарламашысы ретінде сіз үшін олардың неліктен маңызды болуы керектігін түсінуге көмектесу үшін бірнеше жолмен бөлісемін.

        >>> import this
        The Zen of Python, by Tim Peters
        Beautiful is better than ugly.

Python бағдарламашылары код әдемі және талғампаз (elegant) болуы мүмкін деген ұғымды қабылдайды. Бағдарламалауда адамдар мәселелерді шешеді. Бағдарламашылар әрқашан мәселелердің жақсы жобаланған, тиімді және тіпті әдемі шешімдерін құрметтейді. Python туралы көбірек біліп, оны көбірек код жазу үшін пайдаланған кезде, біреу бір күні сіз жазған кодты қарап: «Уау, бұл керемет әдемі код!» деп айтуы мүмкін.

Simple is better than complex / Күрделіден гөрі қарапайым.
Егер сізде қарапайым және күрделі шешім арасында таңдау болса және екеуі де жұмыс істесе, қарапайым шешімді пайдаланыңыз. Кодыңызды сақтау оңайырақ болады және сізге және басқаларға кейінірек сол кодты құрастыру оңайырақ болады.

Complex is better than complicated. / Күрделі қиыннан қарағанда жақсы
Шынайы өмір бейберекет, кейде мәселені қарапайым шешу мүмкін емес. Бұл жағдайда жұмыс істейтін ең қарапайым шешімді пайдаланыңыз.

Readability counts / Оқуға оңайлық есептеледі
Тіпті кодыңыз күрделі болса да, оны оқуға болатын етіп жасаңыз. Күрделі кодтауды қамтитын жобада жұмыс істеп жатқанда, сол код үшін ақпараттық түсініктемелер жазуға назар аударыңыз.

There should be one-- and preferably only one --obvious way to do it.
Мұны істеудің бір және жақсырақ бір ғана жолы болуы керек.
Егер екі Python бағдарламашысынан бір мәселені шешу сұралса, олар жеткілікті түрде үйлесімді шешімдерді табуы керек. Бұл бағдарламалауда шығармашылыққа орын жоқ дегенді білдірмейді. Керісінше, шығармашылық үшін көп орын бар! Дегенмен, бағдарламалаудың көп бөлігі үлкенірек, креативті жобадағы қарапайым жағдайларға шағын, жалпы тәсілдерді қолданудан тұрады. Бағдарламаларыңыздың бұрандалары басқа Python бағдарламашыларына түсінікті болуы керек.

Now is better than never.
Сіз өміріңіздің қалған бөлігін Python-ның және жалпы бағдарламалаудың барлық қыр-сырын үйренуге жұмсай аласыз, бірақ содан кейін сіз ешқашан ешқандай жобаны аяқтамайсыз. Керемет код жазуға тырыспаңыз; жұмыс істейтін кодты жазыңыз, содан кейін сол жоба үшін кодты жақсарту немесе жаңа нәрсеге көшу туралы шешім қабылдаңыз.

Келесі тарауға өтіп, көбірек қызықты тақырыптарды зерттей бастағанда, осы қарапайымдылық пен түсінікті философияны есте сақтауға тырысыңыз. Тәжірибелі бағдарламашылар сіздің кодыңызды көбірек құрметтейді және сізге кері байланыс беруге және қызықты жобаларда сізбен бірлесіп жұмыс істеуге қуанышты болады.

Қорытынды

Бұл тарауда айнымалылармен жұмыс істеуді үйрендіңіз. Сіз түсінікті айнымалы атауларды пайдалануды және name error (атау қателері) мен SyntaxError(синтаксистік қателерді) олар туындаған кезде шешуді үйрендіңіз. Сіз тіркестердің не екенін және оларды кіші әріптерді, бас әріптерді және тақырып регистрін пайдалану арқылы қалай көрсету керектігін білдіңіз. Сіз шығысты ұқыпты ұйымдастыру үшін бос орынды пайдалана бастадыңыз және тіркестен қажет емес элементтерді жою жолын үйрендіңіз. Сіз бүтін және қалқымалы сандармен жұмыс істей бастадыңыз және сандық деректермен жұмыс істеудің кейбір тәсілдерін үйрендіңіз. Сондай-ақ кодыңызды өзіңізге және басқаларға оқуды жеңілдету үшін түсіндірме түсініктемелер жазуды үйрендіңіз. Соңында, кодты мүмкіндігінше қарапайым сақтау философиясы туралы оқыдық.

3-тарауда тізімдер деп аталатын деректер құрылымдарында ақпарат жинақтарын сақтау жолын үйренесіз. Сондай-ақ тізіммен жұмыс істеуді, сол тізімдегі кез-келген ақпаратты өңдеуді үйренесіз.

Осы және келесі тарауда тізімдер деген не екенін және тізімдегі элементтермен жұмысты қалай бастау керектігін үйренесіз. Тізімдер сізге бірнеше элементтер немесе миллиондаған элементтер болса да, ақпарат жиынын бір жерде сақтауға мүмкіндік береді. Тізімдер Python бағдарламасының жаңа бағдарламашыларға оңай қол жетімді ең қуатты мүмкіндіктерінің бірі және олар бағдарламалаудағы көптеген маңызды ұғымдарды біріктіреді.

Тізім дегеніміз не?

List/тізім - белгілі бір реттегі элементтер жиынтығы. Сіз әліпбидің әріптерін, 0-ден 9-ға дейінгі сандарды немесе отбасыңыздағы барлық адамдардың есімдерін қамтитын тізім жасай аласыз. Тізімге қалаған кез-келген нәрсені қоюға болады және тізімдегі элементтер бір-біріне қандай да бір түрде қатысты болуы міндетті емес. Тізім әдетте бірнеше элементтерді қамтитындықтан, тізімнің атауын әріптер, цифрлар немесе аттары сияқты көпше етіп жасаған дұрыс.

Python тілінде тік бұрышты жақшалар ([]) тізімді көрсетеді және тізімдегі жеке элементтер үтірмен бөлінген. Мұнда велосипедтердің бірнеше түрі бар тізімнің қарапайым мысалы берілген:

bicycles.py

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        print(bicycles)

Егер Python-нан тізімді басып шығаруды сұрасаңыз, Python төртбұрышты жақшаларды қоса алғанда тізімнің көрінісін береді:

        ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']

Бағдарламаны қолданушылар көретін нәтиже мұндай болғанын қаламаймыз, сондықтан тізімдегі жеке элементтерге қалай қол жеткізуге болатынын білейік.

Тізімдегі элементтерге қол жеткізу

Тізімдер реттелген жинақтар болып табылады, сондықтан Python-ға қалаған элементтің орнын немесе индексін айту арқылы тізімдегі кез-келген элементке қол жеткізуге болады. Тізімдегі элементке қол жеткізу үшін тізімнің атын, содан кейін төртбұрышты жақшаға алынған элементтің индексін жазыңыз.

Мысалы, bicycles тізіміндегі бірінші велосипедті шығарып алайық:

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        print(bicycles[0])

Тізімнен бір элемент сұраған кезде, Python тек сол элементті төртбұрышты жақшасыз қайтарады:

          trek
        

Біз қолданушылар көретін нәтиже осындай болғанын қалаймыз: таза, ұқыпты пішімделген нәтиже.

Сонымен қатар осы тізімдегі кез-келген элементте 2-тарауда оқыған тіркес әдістерін пайдалануға болады. Мысалы, title() әдісін қолдану арқылы көрнекі көріну үшін 'trek' элементін пішімдеуге болады:

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        print(bicycles[0].title())

Бұл мысал алдыңғы мысалмен бірдей нәтиже береді, тек 'Trek' бас әріппен жазылады.

Индекс орындары 1 емес, 0-ден басталады

Python тізімдегі бірінші элементті 1-позицияда емес, 0-позицияда деп санайды. Бұл көптеген бағдарламалау тілдеріне қатысты және оның себебі тізім әрекеттерінің төменгі (машина тіліне жақын) деңгейде жүзеге асырылуымен байланысты. Егер күтпеген нәтижелер алсаңыз, қарапайым, бірақ жиі кездесетін қателік жіберіп жатырсыз ба деп өзіңізден сұраңыз.

Тізімдегі екінші элементтің индексі 1. Бұл санау жүйесін пайдаланып, тізімдегі орнынан бірді алып тастау арқылы тізімнен қалаған кез-келген элементті алуға болады. Мысалы, тізімдегі төртінші элементке қол жеткізу үшін 3-индекстегі элементті сұрайсыз.

Келесі код 1 индексіндегі және 3 индексіндегі велосипедтерді сұрайды:

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        print(bicycles[1])
        print(bicycles[3])

Бұл код тізімдегі екінші және төртінші велосипедтерді қайтарады:

        cannondale
        specialized

Python-да тізімдегі соңғы элементке қол жеткізуге арналған арнайы синтаксис бар. Егер сіз -1 индексіндегі элементті сұрасаңыз, Python әрқашан тізімдегі соңғы элементті қайтарады:

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        print(bicycles[-1])

Бұл код 'specialized' мәнін қайтарады. Бұл синтаксис өте пайдалы, себебі сіз тізімнің ұзақтығын білмей-ақ тізімдегі соңғы элементтерге жиі қол жеткізгіңіз келеді. Бұл конвенция басқа теріс индекс мәндеріне де таралады. -2 индексі тізімнің соңынан екінші элементті қайтарады, -3 индексі соңынан үшінші элементті қайтарады және т.б.

Тізімдегі жеке мәндерді пайдалану

Тізімдегі жеке мәндерді кез-келген басқа айнымалы сияқты пайдалануға болады. Мысалы, тізімдегі мәнге негізделген хабарлама жасау үшін f-strings пайдалануға болады.

Тізімнен бірінші велосипедті шығарып көрейік және сол мәнді пайдаланып хабар жазайық:

        bicycles = ['trek', 'cannondale', 'redline', 'specialized']
        message = f"My first bicycle was a {bicycles[0].title()}."
        
        print(message)

Біз bicycles[0] мәнін пайдаланып сөйлем құраймыз және оны message айнымалысына тағайындаймыз. Шығару тізімдегі бірінші велосипед туралы қарапайым сөйлем:

        My first bicycle was a Trek.

Элементтерді өзгерту, қосу және жою

Сіз жасайтын тізімдердің көпшілігі динамикалық болады, яғни бағдарлама өз курсын орындаған кезде тізімді құрасыз, содан кейін оған элементтерді қосасыз және жоясыз. Мысалы, ойыншы бөтен планеталықтарды (aliens, инопланетяне) аспаннан атуы керек ойын жасай аласыз. Бөтен планеталықтардың бастапқы жинағын тізімде сақтауға болады, содан кейін бөтен планеталықты атып түсірген сайын тізімнен алып тастауға болады. Экранда жаңа бөтен планеталық пайда болған сайын оны тізімге қосасыз. Бөтен планеталықтар тізімі ойын барысында ұзарады және қысқарады.

Тізімдегі элементтерді өзгерту

Элементті өзгерту синтаксисі тізімдегі элементке қатынасу синтаксисіне ұқсас. Элементті өзгерту үшін тізімнің атын, одан кейін өзгерткіңіз келетін элементтің индексін пайдаланыңыз, содан кейін сол элементке тағайындағыңыз келетін жаңа мәнді беріңіз.

Мысалы, бізде мотоциклдер тізімі бар делік және тізімдегі бірінші элемент 'honda'. Бұл бірінші элементтің мәнін тізім жасалғаннан кейін өзгерте аламыз:

motorcycles.py

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles)
        
        motorcycles[0] = 'ducati'
        print(motorcycles)

Мұнда біз бірінші элемент ретінде 'honda' болатын мотоциклдер тізімін анықтаймыз. Содан кейін бірінші элементтің мәнін 'ducati' етіп өзгертеміз. Шығару бірінші элементтің өзгертілгенін көрсетеді, ал тізімнің қалған бөлігі өзгеріссіз қалады:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        ['ducati', 'yamaha', 'suzuki']

Тізімдегі бірінші элементтің ғана емес, кез-келген элементтің мәнін өзгертуге болады.

Тізімге элементтер қосу

Көптеген себептерге байланысты тізімге жаңа элемент қосқыңыз келуі мүмкін. Мысалы, ойында жаңа өзге планеталықтардың пайда болуын, визуализацияға жаңа деректерді қосуды немесе өзіңіз жасаған веб-сайтқа жаңа тіркелген пайдаланушыларды қосқыңыз келуі мүмкін. Python бар тізімдерге жаңа деректерді қосудың бірнеше жолын ұсынады.

Тізім соңына элементтер қосу

Тізімге жаңа элемент қосудың ең қарапайым жолы - элементті тізімге қосу/append. Элементті тізімге қосқанда, жаңа элемент тізімнің соңына қосылады. Алдыңғы мысалдағыдай тізімді пайдаланып, тізімнің соңына жаңа 'ducati' элементін қосамыз:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles)
        
        motorcycles.append('ducati')
        print(motorcycles)

Мұнда append() әдісі тізімнің басқа элементтерінің ешқайсысына әсер етпей, тізімнің соңына 'ducati' қосады:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']

append() әдісі тізімдерді динамикалық түрде құруды жеңілдетеді. Мысалы, бос тізімнен бастай аласыз, содан кейін append() шақыруларының қатарын пайдаланып тізімге элементтерді қоса аласыз. Бос тізімді пайдаланып, тізімге 'honda', 'yamaha' және 'suzuki' элементтерін қосайық:

        motorcycles = []
        
        motorcycles.append('honda')
        motorcycles.append('yamaha')
        motorcycles.append('suzuki')
        
        print(motorcycles)

Нәтижедегі тізім алдыңғы мысалдардағы тізімдермен бірдей көрінеді:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

Тізімдерді құрудың бұл әдісі өте кең таралған, себебі бағдарлама іске қосылғанға дейін пайдаланушылар бағдарламада сақтағысы келетін деректерді жиі біле алмайсыз. Тізімді басқаруды қолданушыларға беру үшін қолданушылардың мәндерін сақтайтын бос тізімді анықтаудан бастаңыз. Содан кейін берілген әрбір жаңа мәнді осы жасаған тізімге қосыңыз.

Тізімге элементтерді енгізу

Жаңа элементті insert() әдісі арқылы тізімдегі кез-келген орынға қосуға болады. Мұны жаңа элементтің индексі мен жаңа элементтің мәнін көрсету арқылы орындайсыз:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        
        motorcycles.insert(0, 'ducati')
        print(motorcycles)

Бұл мысалда тізімнің басына 'ducati' мәнін енгіземіз. insert() әдісі 0 позициясында бос орынды ашады және 'ducati' мәнін сол жерде сақтайды:

        ['ducati', 'honda', 'yamaha', 'suzuki']

Бұл әрекет тізімдегі әрбір басқа мәнді бір позицияға оңға жылжытады.

Тізімнен элементтерді жою

Көбінесе тізімнен элементті немесе элементтер жинағын өшіргіңіз келеді. Мысалы, ойыншы бөтен планеталықты аспаннан атып түсіргенде, сіз оны белсенді өзге планеталықтар тізімінен алып тастағыңыз келуі мүмкін. Немесе пайдаланушы сіз жасаған веб-бағдарламада аккаунт, жеке жазбасынан бас тартуды шешкенде, ол пайдаланушыны белсенді пайдаланушылар тізімінен жойғыңыз келеді. Элементті тізімдегі орнына немесе мәніне қарай жоюға болады.

del амалы арқылы элементті жою

Егер тізімнен жойғыңыз келетін элементтің орнын білсеңіз, del амалын пайдалана аласыз:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles)
        
        del motorcycles[0]
        print(motorcycles)

Мұнда мотоциклдер тізімінен бірінші элементті, 'honda' жою үшін del операторын қолданамыз:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        ['yamaha', 'suzuki']

Егер оның индексін білсеңіз, del операторы арқылы тізімдегі кез-келген орыннан элементті жоюға болады. Мысалы, 'yamaha' деген екінші элементті тізімнен қалай алып тастау керек:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles)
        
        del motorcycles[1]
        print(motorcycles)

Екінші мотоцикл тізімнен жойылды:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        ['honda', 'suzuki']

Екі мысалда del амалы пайдаланылғаннан кейін тізімнен жойылған мәнге енді қол жеткізе алмайсыз.

pop() әдісі арқылы элементті жою

Кейде элементті тізімнен жойғаннан кейін оның мәнін пайдаланғыңыз келеді. Мысалы, жаңа ғана атып түсірілген бөтен планеталықтың x және y позициясын алғыңыз келуі мүмкін, осылайша сол позицияда жарылыс салуға болады. Веб қолданбасында пайдаланушыны белсенді мүшелер тізімінен алып тастап, одан кейін сол пайдаланушыны белсенді емес мүшелер тізіміне қосқыңыз келуі мүмкін.

pop() әдісі тізімдегі соңғы элементті жояды, бірақ оны жойғаннан кейін сол элементпен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. pop термині тізімді элементтер дестесі ретінде ойлаудан және бір элементті стектің жоғарғы жағынан шығару деген ұғымнан шыққан. Бұл аналогта стектің жоғарғы элементі тізімнің соңғы элементіне сәйкес келеді.

Мотоциклдер тізімінен мотоциклді шығарып көрейік:

        ❶ motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles)
        
        ❷ popped_motorcycle = motorcycles.pop()
        ❸ print(motorcycles)
        ❹ print(popped_motorcycle)

Біз мотоциклдер ❶ тізімін анықтау және басып шығарудан бастаймыз. Содан кейін тізімнен мәнді шығарып, сол мәнді popped_motorcycle ❷ айнымалысына тағайындаймыз. Мәннің тізімнен жойылғанын көрсету үшін ❸ тізімді басып шығарамыз. Содан кейін жойылған мәнге әлі де қол жеткізе алатынымызды дәлелдеу үшін ❹ алып тасталған мәнді басып шығарамыз.

Шығыс 'suzuki' мәні тізімнің соңынан жойылғанын және енді popped_motorcycle айнымалысына тағайындалғанын көрсетеді:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        ['honda', 'yamaha']
        suzuki

Бұл pop() әдісі қалай пайдалы болуы мүмкін? Елестетіп көріңізші, тізімдегі мотоциклдер оларды иелік ету мерзіміне сәйкес хронологиялық тәртіпте сақталып тұр делік. Олай болса, біз соңғы сатып алған мотоцикл туралы амалды басып шығару үшін pop() әдісін пайдалана аламыз:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        
        last_owned = motorcycles.pop()
        print(f"The last motorcycle I owned was a {last_owned.title()}.")

Шығармада біздегі ең соңғы мотоцикл туралы қарапайым сөйлем:

        The last motorcycle I owned was a Suzuki.

Тізімдегі кез-келген орыннан элементтерді шығару

Жойылатын элементтің индексін жақшаға қосу арқылы тізімдегі кез-келген орыннан элементті жою үшін pop() әдісін пайдалана аласыз:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        
        first_owned = motorcycles.pop(0)
        print(f"The first motorcycle I owned was a {first_owned.title()}.")

Біз тізімдегі бірінші мотоциклді шығарудан бастаймыз, содан кейін сол мотоцикл туралы хабарды басып шығарамыз. Шығарылым менің иелігімдегі алғашқы мотоциклді сипаттайтын қарапайым сөйлем:

        The first motorcycle I owned was a Honda.

pop() әдісін пайдаланған сайын, сіз жұмыс істейтін элемент енді тізімде сақталмайтынын есте сақтаңыз.

Егер del амалынан немесе pop() әдісін пайдалану керектігін білмесеңіз, оны шешудің қарапайым жолы бар: элементті толық жойа отырып оны ешбір жолмен пайдаланбайтын болсаңыз del операторын пайдаланыңыз; ал егер сіз оны жою кезінде элементті пайдаланғыңыз келсе, pop() әдісін пайдаланыңыз.

Мәні бойынша элементті жою

Кейде тізімнен өшіргіңіз келетін мәннің орнын білмейсіз. Егер сіз жойғыңыз келетін элементтің мәнін ғана білсеңіз, remove() әдісін пайдалана аласыз.

Мысалы, мотоциклдер тізімінен 'ducati' мәнін жойғымыз келеді делік:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
        print(motorcycles)
        
        motorcycles.remove('ducati')
        print(motorcycles)

Мұнда remove() әдісі Python-ға тізімде 'ducati' қай жерде пайда болатынын анықтауды және сол элементті жоюды айтады:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']

Сонымен қатар тізімнен жойылатын мәнмен жұмыс істеу үшін remove() әдісін пайдалануға болады. 'ducati' мәнін алып тастап, оны тізімнен алып тастау себебін басып шығарайық:

        ❶ motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
        print(motorcycles)
        
        ❷ too_expensive = 'ducati'
        ❸ motorcycles.remove(too_expensive)
        print(motorcycles)
        ❹ print(f"\nA {too_expensive.title()} is too expensive for me.")

❶ motorcycles тізімін анықтағаннан кейін too_expensive деп аталатын айнымалыға 'ducati' мәнін тағайындаймыз. ❷ Содан кейін бұл айнымалы мәнді Python жүйесіне ❸ тізімінен қай мәнді жою керектігін айту үшін пайдаланамыз. 'ducati' мәні ❹ тізімінен жойылды, бірақ әлі де too_expensive айнымалысы арқылы қол жетімді, соның арқасында мотоциклдер тізімінен 'ducati' мотоциклін неліктен алып тастағанымыз туралы амалды басып шығаруға мүмкіндік болады:

        ['honda', 'yamaha', 'suzuki', 'ducati']
        ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        
        A Ducati is too expensive for me.

Тізімді ұйымдастыру

Көбінесе тізімдер алдын ала болжауға келмейтін тәртіпте жасалады, себебі пайдаланушылар деректерін беру ретін әрқашан басқара алмайсыз. Көптеген жағдайларда одан қашып құтыла алмағанмен, сіз жиі өз ақпаратыңызды белгілі бір ретпен ұсынғыңыз келеді. Кейде тізіміңіздің бастапқы ретін сақтағыңыз келеді, ал басқа уақытта бастапқы тізім ретін өзгерткіңіз келеді. Python жағдайға байланысты тізімдеріңізді ұйымдастырудың бірнеше түрлі жолдарын ұсынады.

sort() әдісімен тізімді тұрақты түрде сұрыптау

Python-ның sort() әдісі тізімді сұрыптауды салыстырмалы түрде жеңілдетеді. Бізде көліктер тізімі бар және оларды алфавит бойынша сақтау үшін тізімнің ретін өзгерткіміз келеді делік. Тапсырманы қарапайым ету үшін тізімдегі барлық мәндер кіші әріппен жазылады делік:

cars.py

        cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        cars.sort()
        print(cars)

sort() әдісі тізім ретін біржола өзгертеді. Көліктер енді алфавиттік тәртіпте және біз ешқашан бастапқы ретке қайта алмаймыз:

        ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']

Сонымен қатар reverse=True аргументін sort() әдісіне беру арқылы бұл тізімді кері алфавиттік ретпен сұрыптауға болады. Келесі мысал автокөліктер тізімін кері алфавиттік ретпен сұрыптайды:

        cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        cars.sort(reverse=True)
        print(cars)

Тағы да тізімнің реті біржола өзгереді:

        ['toyota', 'subaru', 'bmw', 'audi']

Sorted() функциясы арқылы тізімді уақытша сұрыптау

Тізімнің бастапқы ретін сақтау, бірақ оны сұрыпталған ретпен көрсету үшін sorted() функциясын пайдалануға болады. sorted() функциясы тізімді белгілі бір ретпен көрсетуге мүмкіндік береді, бірақ тізімнің нақты ретіне әсер етпейді.

Бұл функцияны көліктер тізімінде қолданып көрейік.

        cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        
        ❶ print("Here is the original list:")
        print(cars)
        
        ❷ print("\nHere is the sorted list:")
        print(sorted(cars))
        
        ❸ print("\nHere is the original list again:")
        print(cars)

Біз алдымен тізімді бастапқы ретімен ❶, содан кейін алфавиттік тәртіппен ❷ басып шығарамыз. Тізім жаңа ретпен көрсетілгеннен кейін, біз тізім әлі де бастапқы ретімен сақталғанын көреміз ❸:

        Here is the original list:
        ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        
        Here is the sorted list:
        ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
        
        ❶ Here is the original list again:
        ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']

sorted() функциясы пайдаланылғаннан кейін тізім әлі де бастапқы ретімен ❶ бар екенін ескеріңіз. sorted() функциясы тізімді кері алфавиттік тәртіпте көрсеткіңіз келсе, reverse=True аргументін де қабылдай алады.

Тізімді кері ретпен басып шығару

Тізімнің бастапқы ретін өзгерту үшін reverse() әдісін қолдануға болады. Бастапқыда біз көліктер тізімін хронологиялық тәртіпте олардың иелік ету мерзіміне сәйкес сақтасақ, тізімді кері хронологиялық ретпен оңай реттей аламыз:

        cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        print(cars)
        
        cars.reverse()
        print(cars)

reverse() алфавит бойынша кері сұрыптамайтынына назар аударыңыз; ол жай ғана тізімнің ретін өзгертеді:

        ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        ['subaru', 'toyota', 'audi', 'bmw']

reverse() әдісі тізім ретін біржолата өзгертеді, бірақ сол тізімге бір секундтан кейін reverse() қолдану арқылы бастапқы ретке кез-келген уақытта оралуға болады. уақыт.

Тізім ұзындығын табу

Тізім ұзындығын len() функциясын пайдалану арқылы жылдам табуға болады. Бұл мысалдағы тізімде төрт элемент бар, сондықтан оның ұзындығы 4:

        >>> cars = ['bmw', 'audi', 'toyota', 'subaru']
        >>> len(cars)
        4

len() ойында әлі де атылуы қажет өзге планеталықтардың санын анықтау, визуализацияда басқаруға тиіс деректер көлемін анықтау қажет болғанда пайдалы болады. , немесе басқа тапсырмалармен қатар веб-сайтта тіркелген пайдаланушылар санын анықтаңыз.

Тізімдермен жұмыс істеу кезіндегі индекс қателерін болдырмау

Тізімдермен бірінші рет жұмыс істегенде жиі кездесетін қатенің бір түрі бар. Сізде үш элементтен тұратын тізім бар делік және сіз төртінші элементті сұрадыңыз:

motorcycles.py

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles[3])

Бұл мысал индекс қатесіне әкеледі:

        Traceback (most recent call last):
          File "motorcycles.py", line 2, in <module>
            print(motorcycles[3])
                  ~~~~~~~~~~~^^^
        IndexError: list index out of range

Python сізге 3-индекстегі элементті беруге тырысады. Бірақ ол тізімді іздеген кезде, motorcycles ішіндегі бірде-бір элементте 3 индекс болмайды. Тізімдерде индекстеу off-by-one болғандықтан, тізімдерге бұл қате тән. (off-by-one деп отырғаны, 0-индексте 1-элемент, 1-индескте 2-элемент т.с.с кете беретіні айтылып тұр) Адамдар үшінші орында 3-элемент деп ойлайды, өйткені олар 1-ден санай бастайды. Бірақ Python-да үшінші элемент 2-ші нөмірде, себебі ол 0-ден индекстеуді бастайды.

Индекс қатесі Python сіз сұраған индекстен элементті таба алмайтынын білдіреді. Егер бағдарламаңызда индекс қатесі орын алса, сұралған индексті бір ретке келтіріп көріңіз. Содан кейін нәтижелердің дұрыс екенін көру үшін бағдарламаны қайта іске қосыңыз.

Тізімдегі соңғы элементке қол жеткізгіңіз келсе, -1 индексін пайдалану керек екенін есте сақтаңыз. Тізім соңғы рет кіріп көргеннен кейін өлшемі өзгерсе де, бұл әрқашан жұмыс істейді:

        motorcycles = ['honda', 'yamaha', 'suzuki']
        print(motorcycles[-1])

-1 индексі әрқашан тізімдегі соңғы элементті қайтарады, бұл жағдайда 'suzuki' мәні:

        suzuki

Бұл әдіс бос тізімнен соңғы элементті сұраған кезде ғана қателік туғызады:

        motorcycles = []
        print(motorcycles[-1])

motorcycles ішінде ешбір элемент жоқ, сондықтан Python басқа индекс қатесін қайтарады:

        Traceback (most recent call last):
          File "motorcyles.py", line 3, in <module>
            print(motorcycles[-1])
                  ~~~~~~~~~~~^^^^
        IndexError: list index out of range

Егер индекс қатесі орын алса және оны шешу жолын таба алмасаңыз, тізіміңізді басып шығарып көріңіз немесе тізімнің ұзындығын басып шығарыңыз. Сіздің тізіміңіз сіз ойлағаннан әлдеқайда өзгеше болуы мүмкін, әсіресе оны сіздің бағдарламаңыз динамикалық түрде басқарса. Нақты тізімді немесе тізімдегі элементтердің нақты санын көру осындай логикалық қателерді сұрыптауға көмектеседі.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз тізімдер деген не екенін және тізімдегі жеке элементтермен қалай жұмыс істеу керектігін білдіңіз. Сіз тізімді анықтауды және элементтерді қосу және жою жолын үйрендіңіз. Көрсету мақсатында тізімдерді тұрақты және уақытша сұрыптауды үйрендіңіз. Сондай-ақ тізімнің ұзындығын қалай табуға болатынын және тізімдермен жұмыс істегенде индекс қателерін болдырмауды үйрендіңіз.

4-тарауда тізімдегі элементтермен тиімдірек жұмыс істеуді үйренесіз. Кодтың бірнеше жолын пайдаланып тізімдегі әрбір элементті айналдыра отырып, тіпті тізімде мыңдаған немесе миллиондаған элементтер болса да, тиімді жұмыс істей аласыз.

3-тарауда қарапайым тізім жасауды үйрендіңіз және тізімдегі жеке элементтермен жұмыс істеуді үйрендіңіз. . Бұл тарауда тізімнің ұзақтығына қарамастан, бірнеше код жолын пайдаланып, бүкіл тізімді қалай айналдыру керектігін үйренесіз. Цикл тізімдегі әрбір элементпен бірдей әрекетті немесе әрекеттер жинағын орындауға мүмкіндік береді. Нәтижесінде мыңдаған, тіпті миллиондаған элементтерді қоса алғанда, кез-келген ұзындықтағы тізімдермен тиімді жұмыс істей аласыз.

Бүкіл тізім бойынша айналым

Бағдарламаларда әрбір элементпен бірдей тапсырманы орындай отырып, тізімдегі барлық жазбаларды тексеретін жағдай жиі болады. Мысалы, ойында экрандағы әрбір элементті бірдей мөлшерде жылжытқыңыз келуі мүмкін. Сандар тізімінде әрбір элементте бірдей статистикалық әрекетті орындағыңыз келуі мүмкін. Немесе сіз веб-сайттағы мақалалар тізімінен әрбір тақырыпты көрсеткіңіз келуі мүмкін. Тізімдегі әрбір элементпен бірдей әрекетті орындағыңыз келсе, Python бағдарламасының for циклін пайдалана аласыз.

Бізде сиқыршылардың есімдерінің тізімі бар және тізімдегі әрбір атауды басып шығарғымыз келеді делік. Біз мұны тізімнен әрбір атауды жеке-жеке шығарып алу арқылы жасай аламыз, бірақ бұл тәсіл бірнеше мәселені тудыруы мүмкін. Біріншіден, мұны атаулардың ұзақ тізімімен жасау қайта-қайта бір әрекетті қайталауды талап етеді. Сондай-ақ, тізімнің ұзындығы өзгерген сайын кодымызды өзгертуге тура келеді. for циклін пайдалану Python-ға бұл мәселелерді ішкі басқаруға мүмкіндік беру арқылы осы қос мәселенің екеуін де болдырмайды.

Сиқыршылар тізіміндегі әрбір атауды басып шығару үшін for циклін қолданайық:

magicians.py

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(magician)

Біз 3-тараудағы сияқты тізімді анықтаудан бастаймыз. Содан кейін for циклін анықтаймыз. Бұл жол Python-ға magicians тізімінен атауды шығарып, оны magician айнымалысымен байланыстыруды тапсырады. Содан кейін біз Python-ға magician-ға тағайындалған атауды басып шығаруды айтамыз. Содан кейін Python осы соңғы екі әрекетті тізімдегі әрбір атау үшін бір рет қайталайды. Бұл кодты «Сиқыршылар тізіміндегі әрбір сиқыршы үшін сиқыршының атын басып шығарыңыз» деп оқу көмектесуі мүмкін. Ал print тізімдегі әрбір атауды қарапайым басып шығару болып табылады:

        alice
        david
        carolina

Циклге жақынырақ қарау

Цикл маңызды, себебі, компьютерлер қайталанатын тапсырмаларды автоматтандырудың ең кең тараған тәсілдерінің бірі осы циклді пайдалану. Мысалы, біз magicians.py ішінде пайдаланған қарапайым циклде Python бастапқыда циклдің бірінші жолын оқиды:

        for magician in magicians:

Бұл жол Python-ға magicians тізімінен бірінші мәнді шығарып алуды және оны magician айнымалысымен байланыстыруды айтады. Бұл бірінші мән 'alice'. Содан кейін Python келесі жолды оқиды:

          print(magician)

Python әлі 'alice' болып табылатын ағымдағы magician мәнін басып шығарады. Тізімде көбірек мәндер болғандықтан, Python циклдің бірінші жолына қайтады:

        for magician in magicians:

Python тізімдегі келесі атауды, 'david' алады және бұл мәнді magician айнымалысымен байланыстырады. Содан кейін Python келесі жолды орындайды:

          print(magician)

Python magician қолданбасының ағымдағы мәнін қайтадан басып шығарады, ол енді 'david'. Python бүкіл циклды тізімдегі соңғы мәнмен тағы бір рет қайталайды, 'carolina'. Тізімде басқа мәндер болмағандықтан, Python бағдарламаның келесі жолына өтеді. Бұл жағдайда for циклінен кейін ештеңе келмейді, сондықтан бағдарлама аяқталады.

Циклдерді бірінші рет пайдаланған кезде тізімде қанша элемент болса да, қадамдар жинағы тізімдегі әрбір элемент үшін бір рет қайталанатынын есте сақтаңыз. Тізімде миллион элемент болса, Python бұл қадамдарды миллион рет қайталайды және әдетте өте жылдам.

Өзіңіз for циклін жазғанда есте сақтайтын тағы бір нәрсе тізімдегі әрбір элементпен байланыстырылатын уақытша айнымалы үшін қалаған кез-келген атауды таңдауға болады. Дегенмен, тізімнен бір элементті білдіретін мағыналы атауды таңдау пайдалы. Мысалы, мысықтар тізімі, иттер тізімі және элементтердің жалпы тізімі үшін for циклін бастаудың жақсы жолы:

        for cat in cats:
        for dog in dogs:
        for item in list_of_items:

Бұл атау конвенциялары for цикліндегі әрбір элементте орындалатын әрекетті қадағалауға көмектеседі. Дара және көпше атауларды пайдалану код бөлімі тізімдегі бір элементпен немесе бүкіл тізіммен жұмыс істейтінін анықтауға көмектеседі.

For циклінде көбірек жұмыс істеу

Сіз for цикліндегі әрбір элементпен шамамен кез-келген нәрсені жасай аласыз. Әрбір сиқыршыға керемет трюк жасағанын айтып, хабарлама басып шығару арқылы алдыңғы мысалға сүйенейік:

magicians.py

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(f"{magician.title()}, that was a great trick!")

Бұл кодтың жалғыз айырмашылығы - біз әр сиқыршыға сол сиқыршының аты-жөнінен бастап хабарлама құрастырамыз. Цикл арқылы бірінші рет magician мәні 'alice' болады, сондықтан Python бірінші хабарды 'Алиса' атымен бастайды. Екінші рет өткенде хабар 'David' деп басталады, ал үшінші рет өткенде, хабар 'Каролина' деп басталады.

Шығыс тізімдегі әрбір сиқыршы үшін жекелендірілген хабарламаны көрсетеді:

        Alice, that was a great trick!
        David, that was a great trick!
        Carolina, that was a great trick!

Сондай-ақ for циклінің ішінде код жолының кез-келген санын жаза аласыз. for magician in magicians жолынан кейінгі әрбір шегініс жол цикл ішінде /inside the loop деп қарастырылады және әрбір шегініс жол тізімдегі әрбір мән үшін бір рет орындалады. Сондықтан тізімдегі әрбір мәнмен қалағаныңызша жұмыс жасай аласыз.

Хабарымызға екінші жолды қосып, әрбір сиқыршыға олардың келесі айла-ғажабын асыға күтетінімізді айтамыз:

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(f"{magician.title()}, that was a great trick!")
            print(f"I can't wait to see your next trick, {magician.title()}.\n")

print() параметріне шақыруды екі жолда да шегіндіргендіктен, әрбір жол тізімдегі әрбір сиқыршы үшін бір рет орындалады. Екінші print() шақыруындағы жаңа жол ("\n") цикл арқылы әрбір өткеннен кейін бос жолды кірістіреді. Бұл, тізімдегі әрбір адам үшін дұрыс топтастырылған хабарлар жинағын жасайды:

        Alice, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Alice.
        
        David, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, David.
        
        Carolina, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Carolina.

Сіз for циклдерінде қалағаныңызша жолдарды пайдалана аласыз. Шын өмірде-бағдарламаңызда for циклін пайдаланған кезде тізімдегі әрбір элементпен бірнеше түрлі әрекеттерді орындау жиі пайдалы болады.

for циклінен кейін бірдеңе жасау

for циклі орындалып болғаннан кейін не болады? Әдетте, сіз шығыс код блогын қорытындылауды немесе бағдарламаңыз орындауы керек басқа жұмысқа көшуді қалайсыз.

for циклінен кейін шегініссіз жазылған кез-келген код жолдары қайталанбай бір рет орындалады. Жалпы сиқыршылар тобына тамаша қойылым көрсеткендері үшін алғысымызды білдірейік. Барлық жеке хабарлар басып шығарылғаннан кейін осы топтық хабарды көрсету үшін біз алғыс хабарламасын for циклінен кейін шегініссіз орналастырамыз:

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(f"{magician.title()}, that was a great trick!")
            print(f"I can't wait to see your next trick, {magician.title()}.\n")
        
        print("Thank you, everyone. That was a great magic show!")

print() әдісіне алғашқы екі шақыру, бұрын көргеніңіздей, тізімдегі әрбір сиқыршы үшін бір рет қайталанады. Дегенмен, соңғы жол шегініссіз болғандықтан, ол тек бір рет басып шығарылады:

        Alice, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Alice.
        
        David, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, David.
        
        Carolina, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Carolina.
        
        Thank you, everyone. That was a great magic show!

Деректерді for циклі арқылы өңдеген кезде, шегініссіз жаңа код жолын жазу бүкіл деректер-жиынында орындалған әрекетті қорытындылаудың жақсы әдісі екенін көресіз. Мысалы, ойынды инициализациялау үшін for циклін ойынның кейіпкерлер тізімін қарап шығу және экранда әрбір кейіпкерді басып шығару арқылы пайдалануға болады. Содан кейін экранға барлық кейіпкерлер тартылғаннан кейін Ойынды бастау түймесі көрсетілетін осы циклден кейін қосымша код жазуыңызға болады.

Шегініс қателерін болдырмау

Python код жолы немесе код жолдар тобының бағдарламаның қалған бөлігімен байланысын анықтау үшін шегіністерді пайдаланады. Алдыңғы мысалдарда жеке сиқыршыларға хабарламаларды басып шығаратын жолдар for циклінің бөлігі болды, себебі олар шегініспен жазылған. Python шегінісін пайдалану кодты оқуды өте оңай етеді. Негізінде Python анық көрнекі құрылымы бар ұқыпты пішімделген кодты жазуға мәжбүрлеу үшін бос орынды пайдаланады деп айтсақ та болады. Ұзақ Python бағдарламаларында сіз бірнеше түрлі деңгейлерде шегінген код блоктарын байқайсыз. Бұл шегініс деңгейлері жалпы бағдарлама ұйымы туралы шолып түсінік алуға көмектеседі.

Дұрыс шегініске негізделген кодты жазуды бастағанда, бірнеше жалпы шегініс қателері / indentation errors бар екенін біліп жүріңіз. Мысалы, адамдар кейде шегіністі қажет етпейтін код жолдарын шегіндіреді немесе шегінісін қажет ететін жолдарды шегінуді ұмытады. Бұл қателердің мысалдарын қазір көру болашақта оларды болдырмауға және олар жеке бағдарламаларыңызда пайда болған кезде оларды түзетуге көмектеседі.

Кең таралған шегініс қателерінің кейбірін қарастырайық.

Шегіністі ұмыту

Әрқашан циклдегі for операторынан кейінгі жолды шегіндіріңіз. Ұмытып қалсаңыз, Python сізге мынаны еске салады:

magicians.py

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
        ❶ print(magician)

❶ print() әдісін шақыру шегінуі керек, бірақ бұл жерде олай емес. Python шегінген блокты күткенде және оны таппағанда, ол қай жолда ақаулық бар екенін білуге мүмкіндік береді:

  File "magicians.py", line 3
            print(magician)
            ^
        IndentationError: expected an indented block after 'for' statement on line 2

Әдетте мұндай шегініс қатесін for амалынан кейін бірден жолды немесе жолдарды шегініс жасау арқылы шешуге болады.

Басқа қосымша жолдарды шегінуді ұмыту

Кейде сіздің циклыңыз қатесіз орындалады, бірақ күтілетін нәтиже бермейді. Бұл циклде бірнеше тапсырманы орындауға тырысқанда және оның кейбір жолдарын шегіністі ұмытып кеткенде орын алуы мүмкін.

Мысалы, әрбір сиқыршыға келесі трюкті асыға күтетінімізді көрсететін циклдегі екінші жолдағы шегіністі ұмытып кеткенімізде осылай болады:

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(f"{magician.title()}, that was a great trick!")
        ❶ print(f"I can't wait to see your next trick, {magician.title()}.\n")

print() ❶ екінші рет шақырылғанда шегініс болуы керек, бірақ Python кем дегенде біреуін тапқандықтан for амалынан кейінгі шегініс жолында ол қате туралы есеп бермейді. Нәтижесінде, бірінші print() шақыруы тізімдегі әрбір атау үшін бір рет орындалады, себебі ол шегініспен белгіленеді. Екінші print() шақыруы шегініссіз, сондықтан ол цикл жұмысы аяқталғаннан кейін бір рет орындалады. magician-мен байланысты соңғы мән 'carolina' болғандықтан, ол «келесі трюкті күтеміз» хабарын алатын жалғыз адам Каролина:

        Alice, that was a great trick!
        David, that was a great trick!
        Carolina, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Carolina.

Бұл логикалық қате. Синтаксис жарамды Python коды, бірақ код қалаған нәтижені бермейді, себебі оның логикасында мәселе туындайды. Тізімдегі әрбір элемент үшін бір рет қайталанатын белгілі бір әрекетті көргіңіз келсе және ол бір рет орындалса, жолға немесе жолдар тобына жай ғана шегініс жетпей тұрған жоқ па екенін анықтаңыз.

Қажетсіз шегініс

Егер сіз шегіністі қажет етпейтін жолды байқаусызда шегіндірсеңіз, Python сізге күтпеген шегініс туралы хабарлайды:

hello_world.py

        message = "Hello Python world!"
            print(message)

Бізге print() шақыруына шегініс жасаудың қажеті жоқ, себебі ол циклдің бөлігі емес; демек, Python қате туралы хабарлайды:

        File "hello_world.py", line 2
            print(message)
            ^
        IndentationError: unexpected indent

Нақты себеп, қажеттілік болған кезде ғана шегініс жасау арқылы күтпеген шегініс қателерінен аулақ бола аласыз. Осы алғашқы жазып жатқан бағдарламаларда for цикліндегі әрбір элемент үшін қайталағыңыз келетін әрекеттер шегініс жасауыңыз керек жалғыз жолдар.

Циклдан кейін қажетсіз шегініс

Егер цикл аяқталғаннан кейін іске қосылатын кодты байқаусызда шегіндірсеңіз, бұл код тізімдегі әрбір элемент үшін бір рет қайталанады. Кейде бұл Python қате туралы хабарлауға шақырады, бірақ көбінесе бұл логикалық қатеге әкеледі.

Мысалы, жақсы шоу көрсеткені үшін топ ретінде сиқыршыларға алғыс білдірген жолды байқаусызда шегіндірген кезде не болатынын көрейік:

magicians.py

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        for magician in magicians:
            print(f"{magician.title()}, that was a great trick!")
            print(f"I can't wait to see your next trick, {magician.title()}.\n")
        
        ❶   print("Thank you everyone, that was a great magic show!")

❶ Соңғы жолда шегініс болғандықтан, ол тізімдегі әрбір адам үшін бір рет басып шығарылады:

        Alice, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Alice.
        
        Thank you everyone, that was a great magic show!
        David, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, David.
        
        Thank you everyone, that was a great magic show!
        Carolina, that was a great trick!
        I can't wait to see your next trick, Carolina.
        
        Thank you everyone, that was a great magic show!

Бұл «Басқа қосымша жолдарды шегінуді ұмыту» бөліміндегіге ұқсас тағы бір логикалық қате. Python сіз кодыңызбен не істеуге тырысып жатқаныңызды білмейді, ол жарамды синтаксисте жазылған барлық кодты іске қосады. Егер әрекет бірнеше рет қайталанса, ол тек бір рет орындалуы керек болса, код дұрыс жұмыс істеуі үшін артық шегіністі жою қажет болуы мүмкін.

Қос нүктені ұмыту

for операторының соңындағы қос нүкте Python-ға келесі жолды циклдің басы ретінде түсінуді ұсынады.

        magicians = ['alice', 'david', 'carolina']
        ❶ for magician in magicians
            print(magician)

❶ Егер қос нүктені қоюды байқаусызда ұмытып кетсеңіз, синтаксистік қатені аласыз, себебі Python нақты не істегіңіз келетінін білмейді:

        File "magicians.py", line 2
            for magician in magicians
                                     ^
        SyntaxError: expected ':'

Python қос нүктені ұмытып кеткеніңізді немесе күрделі циклды орнату үшін қосымша код жазғыңыз келетінін білмейді. Егер интерпретатор ықтимал түзетуді анықтай алса, ол осы жерде "expected ':' жолдың соңында қос нүкте күтіледі" деген сияқты біреуін ұсынады. Кейбір қателерді Python оңай тауып, оны түзетудің айқын, оңай жолдарын көрсете алады. Ал енді кейбір қателерді шешу қиынырақ, тіпті қажетті түзету тек бір таңба, кішкентай белгіше болса да. Кішкентай түзетуді табу үшін көп уақыт қажет болғанда, өзіңізді кінәлемеңіз; Сіз бұл тәжірибеде жалғыз емессіз.

Сандық тізімдер жасау

Сандар жинағын сақтаудың көптеген себептері бар. Мысалы, сіз ойындағы әрбір кейіпкердің орнын бақылап отыруыңыз керек және ойыншының жоғары ұпайларын да қадағалағыңыз келуі мүмкін. Деректерді визуализациялауда температуралар, қашықтықтар, популяция өлшемдері немесе ендік пен бойлық мәндері сияқты сандық жиындардың басқа түрлерімен бірге әрдайым дерлік жұмыс істейсіз.

Тізімдер сандар жиынын сақтау үшін өте қолайлы және Python сандар тізімдерімен тиімді жұмыс істеуге көмектесетін әртүрлі құралдарды ұсынады. Бұл құралдарды қалай тиімді пайдалану керектігін түсінгеннен кейін, тізімдеріңізде миллиондаған элементтер болса да, кодыңыз жақсы жұмыс істейді.

range() функциясын пайдалану

Python бағдарламасының range() функциясы сандар қатарын құруды жеңілдетеді. Мысалы, келесідей сандар қатарын басып шығару үшін range() функциясын пайдалануға болады:

first_numbers.py

        for value in range(1, 5):
            print(value)

Бұл код 1-ден 5-ке дейінгі сандарды басып шығару керек сияқты көрінгенімен, 5 санын басып шығармайды:

        1
        2
        3
        4

Бұл мысалда range() тек 1-ден 4-ке дейінгі сандарды басып шығарады. Бұл бағдарламалау тілдерінде жиі кездесетін бір-бірден басқа әрекеттің нәтижесі. range() функциясы Python-ды сіз берген бірінші мәнде санауды бастайды және ол сіз берген екінші мәнге жеткенде тоқтайды. Ол осы екінші мәнде тоқтайтындықтан, шығыс ешқашан бұл жағдайда 5 болатын соңғы мәнді қамтымайды.

1-ден 5-ке дейінгі сандарды басып шығару үшін range(1, 6) қолданасыз:

        for value in range(1, 6):
            print(value)

Бұл жолы шығыс 1-де басталып, 5-те аяқталады:

        1
        2
        3
        4
        5

Егер нәтиже range() пайдалану кезінде күткеннен өзгеше болса, соңғы мәнді 1-ге реттеп көріңіз.

Сонымен қатар range() тек бір аргумент жібере аласыз және ол сандар тізбегін 0-ден бастайды. Мысалы, range(6) сандарды қайтарады 0-ден 5-ке дейін.

Сандар тізімін жасау үшін range() функциясын пайдалану

Егер сандар тізімін жасағыңыз келсе, range() нәтижелерін list() функциясы арқылы тікелей тізімге түрлендіруге болады. list() функциясын range() функциясына шақыру айналасына орасаңыз, нәтиже сандар тізімі болады.

Алдыңғы бөлімдегі мысалда біз жай ғана сандар қатарын басып шығардық. Сол сандар жиынын тізімге түрлендіру үшін list() пайдалана аламыз:

        numbers = list(range(1, 6))
        print(numbers)

Бұл нәтиже:

        [1, 2, 3, 4, 5]

Сонымен қатар Python-ға кейбір сандарды өткізіп жібер деп айта аламыз, ол үшін range() функциясын пайдалана аламыз. Үшінші аргументті range() параметрі ретінде берсеңіз, Python сандарды жасау кезінде үшінші параметр мәнін қадам өлшемі ретінде пайдаланады.

Мысалы, 1 мен 10 арасындағы жұп сандарды қалай тізімдей аламыз:

even_numbers.py

        even_numbers = list(range(2, 11, 2))
        print(even_numbers)

Бұл мысалда range() функциясы 2 мәнінен басталады, содан кейін сол мәнге 2 қосады. Ол 11 соңғы мәнге жеткенше немесе өткенше 2 санын қайталап қосады және мына нәтижені шығарады:

        [2, 4, 6, 8, 10]

Сіз range() функциясын пайдалана отырып, кез-келген дерлік сандар жиынын жасай аласыз. Мысалы, алғашқы 10 санның дәреже (яғни, 1-ден 10-ға дейінгі әрбір бүтін санның квадраты) тізімін қалай жасауға болатынын қарастырыңыз. Python тілінде екі жұлдызша (**) дәрежені білдіреді. Алғашқы 10 санның дәрежесін тізімге қалай қоюға болады:

square_numbers.py

        squares = []
        for value in range(1, 11):
        ❶     square = value ** 2
        ❷     squares.append(square)
        
        print(squares)

Біз squares (дәреже) деп аталатын бос тізімнен бастаймыз. Содан кейін біз Python-ға range() функциясы арқылы 1-ден 10-ға дейінгі әрбір мәнді айналып өт деп айтамыз. Цикл ішінде ағымдағы мән дәрежеленеді және square ❶ айнымалысына тағайындалады. ❷ square әрбір жаңа мәні squares тізіміне қосылады. Соңында, цикл орындалып болған кезде, дәрежелер тізімі басып шығарылады:

        [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

Бұл кодты қысқаша жазу үшін, уақытша square айнымалы мәнін қалдырыңыз және әрбір жаңа мәнді тікелей тізімге қосыңыз:

        squares = []
        for value in range(1,11):
            squares.append(value**2)
        
        print(squares)

Бұл жол алдыңғы тізімдегі for циклінің ішіндегі жолдар сияқты жұмыс істейді. Циклдегі әрбір мән дәрежеленеді, содан кейін бірден квадраттар тізіміне қосылады.

Күрделірек тізімдер жасаған кезде осы тәсілдердің кез келгенін пайдалануға болады. Кейде уақытша айнымалыны пайдалану кодты оқуды жеңілдетеді; басқа уақытта бұл кодты қажетсіз ұзартады. Бірінші кезекте сіз барынша түсінікті кодты жазуға назар аударыңыз және ол сіз қалаған нәрсені жасайтын болсын. Содан кейін кодты қарап шығу кезінде тиімдірек әдістерді іздеңіз.

Сандар тізімі бар қарапайым статистика

Сандар тізімдерімен жұмыс істеу кезінде бірнеше Python функциялары пайдалы. Мысалы, сандар тізімінің минималды, максимум және қосындысын оңай табуға болады:

        >>> digits = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0]
        >>> min(digits)
        0
        >>> max(digits)
        9
        >>> sum(digits)
        45

Тізімді түсіну / List Comprehensions

squares тізімін жасау үшін бұрын сипатталған тәсіл кодтың үш немесе төрт жолын пайдаланудан тұрды. Тізімді түсіну дәл сол тізімді кодтың бір жолында жасауға мүмкіндік береді. Тізімді түсіну for циклін және жаңа элементтерді құруды бір жолға біріктіреді және әрбір жаңа элементті автоматты түрде қосады. Тізімді түсіну әрқашан жаңадан бастаушыларға ұсынылмайды, бірақ мен оларды осында қостым, себебі сіз оларды басқа адамдардың кодын қарай бастағанда бірден көресіз.

Келесі мысал сіз бұрын көрген дәреже сандардың бірдей тізімін жасайды, бірақ тізімді түсінуді пайдаланады:

squares.py

        squares = [value**2 for value in range(1, 11)]
        print(squares)

Осы синтаксисті пайдалану үшін, тізімге түсінікті сипаттама беретін squares сияқты атаудан бастаңыз. Содан кейін тікбұрышты жақшалар жұбын ашыңыз және жаңа тізімде сақтағыңыз келетін мәндердің өрнегін анықтаңыз. Бұл мысалдағы өрнек мәнді екінші дәрежеге көтеретін value**2 болып табылады. Одан кейін өрнекке енгізгіңіз келетін сандарды жасау үшін for циклін жазыңыз және төртбұрышты жақшаны жабыңыз. Бұл мысалдағы for циклі 1-ден 10-ға дейінгі мәндерді value**2 амалына тағайындау арқылы түрлендіреді. for амалының соңында қос нүкте қойылмайтынын ескеріңіз.

Нәтиже сіз бұрын көрген дәрежеленген сандар тізімі болып табылады:

        [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

Тізімді түсінуді өз бетіңізше жазу үшін тәжірибе қажет, бірақ қарапайым тізімдерді жасау ыңғайлы болғаннан кейін олардың пайдалы екенін табасыз. Тізімдерді жасау үшін кодтың үш немесе төрт жолын жазып жатқанда және ол қайталанатындай сезіне бастағанда, тізімді түсінуді өз бетіңізше жазуды қарастырыңыз.

Тізім бөлігімен жұмыс

3-тарауда тізімдегі жеке элементтерге қалай қол жеткізуге болатынын білдіңіз және осы тарауда тізімдегі элементтердің барлығымен жұмыс істеуді қарадық. Сондай-ақ Python тілінде slice/кесінді деп аталатын әдіспен тізімдегі элементтердің белгілі бір тобымен жұмыс істеуге болады.

Тізімді кесу

Тізімді "кесу" үшін сіз жұмыс істегіңіз келетін бірінші және соңғы элементтердің индексін көрсетесіз. range() функциясы сияқты, Python сіз көрсеткен екінші индекстің алдындағы элементте тоқтайды. Тізімдегі алғашқы үш элементті шығару үшін сіз 0 және 3 индекстерін сұрайсыз, ол сізге 0, 1, 2 элементтерін қайтарады.

Келесі мысал командадағы ойыншылардың тізімін қамтиды:

players.py

        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        print(players[0:3])

Бұл код тізімнің бір бөлігін басып шығарады. Шығару тізімнің құрылымын сақтайды және тізімдегі алғашқы үш ойыншыны қамтиды:

        ['charles', 'martina', 'michael']

Сіз тізімнің кез-келген ішкі жиынын жасай аласыз. Мысалы, тізімдегі екінші, үшінші және төртінші элементтерді қаласаңыз, кесуді 1 индексінен бастайсыз және оны 4 индексінде аяқтайсыз:

        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        print(players[1:4])

Бұл жолы кесінді 'martina' деп басталып, 'florence'-пен аяқталады:

        ['martina', 'michael', 'florence']

Егер сіз кесіндідегі бірінші индексті өткізіп алсаңыз, Python сіздің кесінді тізімнің басында автоматты түрде бастайды:

        
        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        print(players[:4])

Бастау индексі болмаса, Python тізімнің басынан басталады:

        ['charles', 'martina', 'michael', 'florence']

Тізімнің соңын қамтитын кесінді қажет болса, ұқсас синтаксис жұмыс істейді. Мысалы, үшінші элементтен соңғы элементке дейінгі барлық элементтерді алғыңыз келсе, 2 индексінен бастап, екінші индексті жазбай тастап кетуге болады:

        
        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        print(players[2:])

Python үшінші элементтен тізімнің соңына дейінгі барлық элементтерді қайтарады:

        ['michael', 'florence', 'eli']

Бұл синтаксис тізімнің ұзындығына қарамастан тізімнің кез-келген нүктесінен соңына дейін барлық элементтерді шығаруға мүмкіндік береді. Теріс индекс элементті тізімнің соңынан белгілі бір қашықтыққа қайтаратынын еске түсірейік; сондықтан тізімнің соңынан кез-келген бөлікті шығаруға болады. Мысалы, тізімдегі соңғы үш ойыншыны шығарғымыз келсе, players[-3:]: бөлігін пайдалана аламыз.

        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        print(players[-3:])

Бұл соңғы үш ойыншының атын басып шығарады және ойыншылар тізімі өлшемі өзгерген сайын жұмысын жалғастырады.

Кескін арқылы цикл

Тізімдегі элементтердің ішкі жиынын айналғыңыз келсе, for циклінде кесінді пайдалануға болады. Келесі мысалда біз алғашқы үш ойыншыны айналдырамыз және олардың атын қарапайым тізімнің бөлігі ретінде басып шығарамыз:

        players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        
        print("Here are the first three players on my team:")
        ❶ for player in players[:3]:
            print(player.title())

❶ Ойыншылардың бүкіл тізімін айналдырудың орнына, Python тек алғашқы үш атауды ғана айналдырады:

Here are the first three players on my team:
        Charles
        Martina
        Michael

Кесінділер бірқатар жағдайларда өте пайдалы. Мысалы, сіз ойын жасаған кезде, ойыншы ойнауды аяқтаған сайын тізімге ойыншының соңғы ұпайын қоса аласыз. Содан кейін тізімді төмендеу ретімен сұрыптау және алғашқы үш ұпайды қамтитын бөлікті алу арқылы ойыншының үздік үш ұпайын алуға болады. Деректермен жұмыс істегенде, деректеріңізді белгілі бір өлшемдегі бөліктерде өңдеу үшін кесектерді пайдалануға болады. Немесе веб-бағдарламаны жасап жатқанда, әр бетте ақпараттың тиісті көлемі бар беттер қатарында ақпаратты көрсету үшін бөліктерді пайдалануға болады.

Тізімді көшіру

Көбінесе бұрыннан бар тізімнен бастап, сол тізімнің негізінде мүлдем жаңа тізім жасағыңыз келеді. Тізімді көшіру қалай жұмыс істейтінін және тізімді көшіру пайдалы болатын бір жағдайды қарастырайық.

Тізімді көшіру үшін бірінші индексті және екінші индексті ([:]) жазбай тастап кетіп, бүкіл түпнұсқа тізімді қамтитын бөлікті жасауға болады. Бұл Python-ға бірінші элементтен басталып, соңғы элементпен аяқталатын, бүкіл тізімнің көшірмесін жасайтын кесінді жасауды ұсынады.

Мысалы, бізде сүйікті тағамдардың тізімі бар және досыңызға ұнайтын тағамдардың бөлек тізімін жасағымыз келеді делік. Бұл досымызға әзірге біздің тізімдегі барлық нәрсе ұнайды, сондықтан біз өз тізімін көшіру арқылы олардың тізімін жасай аламыз:

foods.py

        my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
        ❶ friend_foods = my_foods[:]
        
        print("My favorite foods are:")
        print(my_foods)
        
        print("\nMy friend's favorite foods are:")
        print(friend_foods)

Біріншіден, my_foods деп аталатын өзімізге ұнайтын тағамдардың тізімін жасаймыз. Содан кейін біз friend_foods деп аталатын жаңа тізім жасаймыз. ❶ my_foods басы-соңы индекстерін көрсетпей бөлігін сұрау арқылы my_foods толық көшірмесін жасаймыз, және көшірмені friend_foods айнымалысына тағайындаймыз. Әрбір тізімді басып шығарған кезде олардың екеуінде де бірдей тағамдар бар екенін көреміз:

        My favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
        
        My friend's favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']

Бізде екі бөлек тізім бар екенін дәлелдеу үшін біз әрбір тізімге жаңа тағам қосып, әр тізімде сәйкес адамның сүйікті тағамдарын қадағалайтынын көрсетеміз:

        my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
        ❶ friend_foods = my_foods[:]
        
        ❷ my_foods.append('cannoli')
        ❸ friend_foods.append('ice cream')
        
        print("My favorite foods are:")
        print(my_foods)
        
        print("\nMy friend's favorite foods are:")
        print(friend_foods)

❶ Алдыңғы мысалдағыдай сияқты my_foods ішіндегі түпнұсқа элементтерді жаңа friend_foods тізіміне көшіреміз. Әрі қарай, әр тізімге жаңа тағам қосамыз: ❷ 'cannoli' my_foods тізіміне қосамыз және ❸ 'ice cream' friend_foods ішіне қосамыз. Содан кейін осы тағамдардың әрқайсысы тиісті тізімде бар-жоғын білу үшін екі тізімді басып шығарамыз:

        My favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli']
        
        My friend's favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'ice cream']

Шығармада 'cannoli' енді менің сүйікті тағамдар тізімінде пайда болғанымен, 'ice cream' жоқ екенін көрсетеді. 'ice cream' енді досымыздың тізімінде пайда болғанын көріп отырмыз, бірақ 'cannoli' мұнда жоқ. Егер біз жай ғана friend_foods параметрін my_foods мәніне тең етіп қойсақ, екі бөлек тізім жасамас едік. Мысалы, тізімді кесінді пайдаланбай көшіруге әрекеттенгенде не болады:

        my_foods = ['pizza', 'falafel', 'carrot cake']
        
        # This doesn't work:
        friend_foods = my_foods
        
        my_foods.append('cannoli')
        friend_foods.append('ice cream')
        
        print("My favorite foods are:")
        print(my_foods)
        
        print("\nMy friend's favorite foods are:")
        print(friend_foods)

my_foods көшірмесін friend_foods айнымалысына тағайындаудың орнына, біз friend_foods параметрін my_foods мәніне тең етіп орнаттық. Бұл синтаксис шын мәнінде Python-ға жаңа friend_foods айнымалысын my_foods-пен бұрыннан байланыстырылған тізіммен байланыстыруды айтады, сондықтан енді екі айнымалы мән де бір тізімді көрсетеді. Нәтижесінде, 'cannoli'-ды my_foods ішіне қосқанда, ол friend_foods ішінде де пайда болады. Сол сияқты 'ice cream' екі тізімде де пайда болады, бірақ ол код жазу кезінде тек friend_foods ішіне қосылған сияқты көрінген еді.

Шығыс екі тізімнің қазір бірдей екенін көрсетеді, бұл біз қалағандай емес:

        My favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']
        
        My friend's favorite foods are:
        ['pizza', 'falafel', 'carrot cake', 'cannoli', 'ice cream']

Tuples / Таплз

Тізімдер бағдарламаның жұмыс істеу уақытында өзгеруі мүмкін элементтер жинақтарын сақтау үшін жақсы жұмыс істейді. Тізімдерді өзгерту мүмкіндігі веб-сайттағы пайдаланушылар тізімімен немесе ойындағы кейіпкерлер тізімімен жұмыс істегенде өте маңызды. Дегенмен, кейде өзгерте алмайтын элементтер тізімін жасағыңыз келеді. Кортеждер дәл осылай жасауға мүмкіндік береді. Python өзгермейтін мәндерді immutable деп белгілейді, ал өзгермейтін тізім - кортеж деп аталады.

Кортежді анықтау

Тікбұрышты жақшаның орнына қарапайым жақшаларды пайдаланатынын ескермесек, кортеж тізімге ұқсайды. Кортежді анықтағаннан кейін тізімдегідей әрбір элементтің индексін пайдалану арқылы жеке элементтерге қол жеткізуге болады.

Мысалы, бізде әрқашан белгілі бір өлшем болуы керек тіктөртбұрыш болса, өлшемдерді кортежге қою арқылы оның өлшемі өзгермейтініне көз жеткізе аламыз:

dimensions.py

        dimensions = (200, 50)
        print(dimensions[0])
        print(dimensions[1])

Тікбұрышты жақшаның орнына қарапайым жақшаларды пайдаланып, dimensions кортежін анықтаймыз. Содан кейін тізімдегі элементтерге қол жеткізу үшін қолданып жүрген синтаксисті пайдалана отырып, кортеждегі әрбір элементті жеке басып шығарамыз:

        200
        50

dimensions кортежіндегі элементтердің бірін өзгертуге әрекеттенсек, не болатынын көрейік:

        dimensions = (200, 50)
        dimensions[0] = 250

Бұл код бірінші элементтің мәнін өзгертуге тырысады, бірақ Python TypeError қатесін қайтарады. Біз осы класс түрінде орындалмайтын кортежді өзгертуге тырысып жатқандықтан, Python бізге кортеждегі элементке жаңа мән тағайындай алмайтынымызды айтады:

        Traceback (most recent call last):
          File "dimensions.py", line 2, in <module>
            dimensions[0] = 250
        TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

Бұл пайдалы, өйткені код жолы тіктөртбұрыштың өлшемдерін өзгертуге тырысқанда Python қатені шығарғанын қалаймыз.

    my_t = (3,)

Кортеждегі барлық мәндер арқылы айналым

Тізімдегідей for циклін пайдаланып кортеждегі барлық мәндерді айналдыра аласыз:

        dimensions = (200, 50)
        for dimension in dimensions:
            print(dimension)

Python тізімдегідей кортеждегі барлық элементтерді қайтарады:

        200
        50

Кортеждің үстінен жазу

Кортежді өзгерте алмасаңыз да, кортежді көрсететін айнымалыға жаңа мән тағайындай аласыз. Мысалы, егер біз осы тіктөртбұрыштың өлшемдерін өзгерткіміз келсе, біз бүкіл кортежді қайта анықтай аламыз:

        dimensions = (200, 50)
        print("Original dimensions:")
        for dimension in dimensions:
            print(dimension)
        
        dimensions = (400, 100)
        print("\nModified dimensions:")
        for dimension in dimensions:
            print(dimension)

Алғашқы төрт жол бастапқы кортежді анықтайды және бастапқы өлшемдерді басып шығарады. Содан кейін біз жаңа кортежді dimensions айнымалысымен байланыстырамыз және жаңа мәндерді басып шығарамыз. Python бұл жолы ешқандай қате жібермейді, себебі айнымалыны қайта тағайындау жарамды:

        Original dimensions:
        200
        50
        
        Modified dimensions:
        400
        100

Тізімдермен салыстырғанда кортеждер қарапайым деректер құрылымдары болып табылады. Бағдарламаның қызмет ету мерзімі бойы өзгертілмейтін мәндер жинағын сақтағыңыз келгенде оларды пайдаланыңыз.

Кодыңызды сәндеу

Енді сіз ұзағырақ бағдарламалар жазып жатқандықтан, кодты дәйекті түрде стильдеуді үйренгеніңіз жөн. Кодыңызды оқуды барынша жеңілдету үшін уақыт бөліңіз. Оңай оқылатын код жазу бағдарламаларыңыздың не істеп жатқанын бақылауға көмектеседі және басқаларға кодыңызды түсінуге көмектеседі.

Python бағдарламашылары барлығының коды шамамен бірдей құрылымдалғанын қамтамасыз ету үшін бірнеше сәндеу конвенцияларымен келісті. Таза Python кодын жазуды үйренгеннен кейін, сіз басқа біреудің Python кодының жалпы құрылымын түсінуіңіз керек, егер олар бірдей нұсқауларды орындаса. Егер сіз белгілі бір сәтте кәсіби бағдарламашы болғыңыз келсе, жақсы әдеттерді дамыту үшін осы нұсқауларды орындауды мүмкіндігінше тезірек бастауыңыз керек.

Стиль нұсқаулығы

Біреу Python тіліне өзгеріс енгізгісі келгенде, олар Python жақсарту ұсынысын (PEP) жазады. Ең көне PEP-тердің бірі PEP 8 болып табылады, ол Python бағдарламашыларына өз кодтарын стильдеу бойынша нұсқау береді. PEP 8 өте ұзақ, бірақ оның көп бөлігі осы уақытқа дейін көргеннен гөрі күрделірек кодтау құрылымдарына қатысты.

Python стиль нұсқаулығы код жазылғаннан гөрі жиі оқылатынын түсініп жазылған. Сіз кодты бір рет жазасыз, содан кейін жөндеуді бастаған кезде оны оқуды бастайсыз. Бағдарламаға мүмкіндіктер қосқанда, кодты оқуға көбірек уақыт жұмсайсыз. Кодыңызды басқа бағдарламашылармен бөліскен кезде, олар сіздің кодыңызды да оқиды.

Жазуға оңайырақ код жазу немесе оқуға оңай код жазу арасындағы таңдауды ескере отырып, Python бағдарламашылары сізді оқуға оңай код жазуды әрдайым дерлік ұсынады. Төмендегі нұсқаулар басынан бастап анық код жазуға көмектеседі.

Шегініс

PEP 8 шегініс деңгейінде төрт бос орынды пайдалануды ұсынады. Төрт бос орынды пайдалану оқу мүмкіндігін жақсартады, сонымен қатар әр жолда шегіністердің бірнеше деңгейіне орын қалдырады.

Мәтінді өңдеу құжатында адамдар шегініс үшін бос орындардың орнына tab-ты жиі пайдаланады. Бұл мәтінді өңдеу құжаттары үшін жақсы жұмыс істейді, бірақ tab бос орындармен араласқан кезде Python аудармашысы шатастырады. Әрбір мәтін өңдегіші TAB пернесін пайдалануға мүмкіндік беретін параметрді қамтамасыз етеді, бірақ содан кейін әрбір tab-ты белгіленген бос орындар санына түрлендіреді. Сіз міндетті түрде TAB пернесін пайдалануыңыз керек, бірақ сонымен бірге редакторыңыз құжатқа tab-ты емес, бос орындарды кірістіретін етіп орнатылғанын тексеріңіз.

Файлдағы tab-тар мен бос орындарды араластыру диагностикалау өте қиын мәселелерге әкелуі мүмкін. tab пен бос орындар аралас деп ойласаңыз, файлдағы барлық tab-тарды көптеген редакторларда бос орындарға түрлендіруге болады.

Қатар-жол ұзындығы

Көптеген Python бағдарламашылары әр жолдың 80 таңбадан аз болуын ұсынады. Тарихи түрде бұл нұсқаулық көптеген компьютерлер терминал терезесіндегі бір жолға тек 79 таңбаны сыйдыра алатындықтан дамыды. Қазіргі уақытта адамдар экрандарына әлдеқайда ұзын қатарларды сыйдыра алады, бірақ 79 таңбадан тұратын стандартты сызық ұзындығын сақтаудың басқа да себептері бар.

Кәсіби бағдарламашылар жиі бір экранда бірнеше файлды ашады және стандартты жол ұзындығын пайдалану оларға экранда қатар ашық тұрған екі немесе үш файлдағы барлық жолдарды көруге мүмкіндік береді. PEP 8 сонымен қатар барлық түсініктемелеріңізді әр жолға 72 таңбамен шектеуді ұсынады, себебі үлкенірек жобалар үшін автоматты құжаттаманы жасайтын кейбір құралдар түсініктеме берілген жолдың басында пішімдеу таңбаларын қосады.

Жолдың ұзындығына арналған PEP 8 нұсқаулары қатып қалған заңмен белгіленбеген және кейбір бағдарламашылар мен топтар 99 таңбалық шектеуді қалайды. Үйреніп жатқанда кодыңыздағы жол ұзындығы туралы тым көп алаңдамаңыз, бірақ бірлесіп жұмыс істейтін адамдар әрқашан дерлік PEP 8 нұсқауларын орындайтынын ескеріңіз. Көптеген редакторлар бұл шектеулердің қай жерде екенін көрсететін визуалды белгіні, әдетте экрандағы тік сызықты орнатуға мүмкіндік береді.

Бос жолдар

Бағдарлама бөліктерін көрнекі түрде топтау үшін бос жолдарды пайдаланыңыз. Файлдарды реттеу үшін бос жолдарды пайдалану керек, бірақ оны шамадан тыс жасамаңыз. Осы кітапта келтірілген мысалдарды орындау арқылы сіз дұрыс тепе-теңдікті сақтауыңыз керек. Мысалы, сізде тізімді құрайтын кодтың бес жолы және сол тізіммен бірдеңе жасайтын тағы үш жол болса, екі бөлімнің арасына бос жолды қойған дұрыс. Дегенмен, екі бөлімнің арасына үш немесе төрт бос жолды қоюға болмайды.

Бос жолдар кодтың іске қосылуына әсер етпейді, бірақ олар кодтың оқылуына әсер етеді. Python аудармашысы кодыңыздың мағынасын түсіндіру үшін көлденең шегіністерді пайдаланады, бірақ ол тік аралықты елемейді.

Басқа стиль нұсқаулары

PEP 8-де сәндеу бойынша көптеген қосымша ұсыныстар бар, бірақ нұсқаулардың көпшілігі осы кезде жазып жатқаныңызға қарағанда күрделірек бағдарламаларға қатысты. Күрделі Python құрылымдарын үйренген сайын, мен PEP 8 нұсқауларының тиісті бөліктерін бөлісемін.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз тізімдегі элементтермен қалай тиімді жұмыс істеу керектігін үйрендіңіз. Сіз for циклінің көмегімен тізіммен жұмыс істеуді, Python бағдарламасының бағдарламаны құрылымдау үшін шегіністерді қалай пайдаланатынын және кейбір жалпы шегініс қателерін болдырмауды үйрендіңіз. Сіз қарапайым сандық тізімдерді, сондай-ақ сандық тізімдерде орындауға болатын бірнеше әрекеттерді жасауды үйрендіңіз. Элементтердің ішкі жиынымен жұмыс істеу үшін тізімді кесу жолын және тізімдерді кесінді арқылы дұрыс көшіру жолын үйрендіңіз. Сондай-ақ өзгермейтін мәндер жинағын қорғау дәрежесін қамтамасыз ететін кортеждер туралы және оқуды жеңілдету үшін барған сайын күрделі кодты қалай стильдеу керектігін білдіңіз.

5-тарауда сіз if амалдарын пайдалану арқылы әртүрлі шарттарға сәйкес жауап беруді үйренесіз. Сіз іздеген жағдайға немесе ақпарат түріне сәйкес жауап беру үшін шартты сынақтардың салыстырмалы түрде күрделі жинақтарын біріктіруді үйренесіз. Сондай-ақ тізімнен таңдалған элементтермен нақты әрекеттерді орындау үшін тізімді айналдыру кезінде if операторларын пайдалануды үйренесіз.

Бағдарламалау көбінесе шарттар жинағын зерттеуді және сол шарттар негізінде қандай әрекетті орындау керектігін шешуді қамтиды. Python бағдарламасының if амалы бағдарламаның ағымдағы күйін тексеруге және сол күйге сәйкес жауап беруге мүмкіндік береді.

Бұл тарауда сіз кез-келген қызығушылық жағдайын тексеруге мүмкіндік беретін шартты сынақтарды жазуды үйренесіз. Сіз қарапайым if операторларын жазуды үйренесіз және өзіңіз қалаған нақты шарттар болған кезде анықтау үшін if операторларының күрделірек қатарын жасауды үйренесіз. Содан кейін бұл тұжырымдаманы тізімдерге қолданасыз, осылайша тізімдегі элементтердің көпшілігін бір жолмен өңдейтін, бірақ нақты мәндері бар белгілі элементтерді басқа жолмен өңдейтін for циклін жаза аласыз.

Қарапайым мысал

Келесі мысал if сынақтарының ерекше жағдайларға қалай дұрыс жауап беруге мүмкіндік беретінін көрсетеді. Елестетіп көріңізші, сізде көліктер тізімі бар және сіз әр көліктің атын басып шығарғыңыз келеді. Автокөлік атаулары жеке атаулар болып табылады, сондықтан көптеген автомобильдердің атаулары бас әріппен басылуы керек. Дегенмен, 'bmw' атауының барлық әріптері бас әріптермен басылып шығуы керек. Келесі код көлік атауларының тізімін аралайды және 'bmw' мәнін іздейді. Мән 'bmw' болғанда, тек бірінші әріп емес, барлық әрібі бас әріппен басылады:

cars.py

        cars = ['audi', 'bmw', 'subaru', 'toyota']
        
        for car in cars:
        ❶    if car == 'bmw':
                print(car.upper())
            else:
                print(car.title())

❶ Бұл мысалдағы цикл алдымен car-дың ағымдағы мәні 'bmw' екенін тексереді. Егер солай болса, мән бас әріппен басылады. Егер car мәні 'bmw' мәнінен басқа нәрсе болса, ол атау ретінде бірінші әріпі бас әріппен басылады:

        Audi
        BMW
        Subaru
        Toyota

Бұл мысал осы тарауда білетін бірқатар ұғымдарды біріктіреді. Бағдарламадағы шарттарды тексеру үшін қолдануға болатын сынақ түрлерін қарастырудан бастайық.

Шартты сынақтар

Әр if амалының негізінде True немесе False ретінде бағаланатын өрнек жатыр және ол шартты сынақ деп аталады. Python if операторындағы кодтың орындалу керектігін шешу үшін True және False мәндерін пайдаланады. Егер шартты сынақ True деп бағаланса, Python if операторынан кейінгі кодты орындайды. Егер сынақ False деп бағаланса, Python if амалынан кейінгі кодты елемейді.

Теңдікті тексеру

Шартты сынақтардың көпшілігі айнымалының ағымдағы мәнін бізге қажетті белгілі бір мәнімен салыстырады. Ең қарапайым шартты тест айнымалы мәннің қызығушылық мәніне тең екендігін тексереді:

        >>> car = 'bmw'
        >>> car == 'bmw'
        True

Бірінші жол car мәнін 'bmw' мәніне бір теңдік белгісін пайдаланып тағайындап-орнатады, мұны сіз бұрыннан көп рет көргенсіз. Келесі жол қос теңдік белгісін (==) пайдалану арқылы car мәні 'bmw' екенін тексереді. Бұл теңдік операторы оператордың сол және оң жағындағы мәндер сәйкес келсе, True мәнін, ал сәйкес келмесе, False мәнін қайтарады. Бұл мысалдағы мәндер сәйкес келеді, сондықтан Python True қайтарады.

car мәні 'bmw' мәнінен басқа кез-келген болса, бұл сынақ False мәнін қайтарады:

        >>> car = 'audi'
        >>> car == 'bmw'
        False

Бір теңдік белгісі шын мәнінде амал болып табылады; мұнда кодтың бірінші жолын «car мәнін 'audi'-ға тең етіп орнатыңыз» деп оқи аласыз. Екінші жағынан, қос теңдік белгісі сұрақ қояды: «car мәні 'bmw' мәніне тең бе?» Бағдарламалау тілдерінің көпшілігі теңдік белгілерді осылайша пайдаланады.

Теңдікке тексеру кезінде регистрді елемеу

Python тілінде теңдік сынағы регистрді ескереді. Мысалы, бас әрібі бар және жоқ әртүрлі екі мән тең деп саналмайды:

        >>> car = 'Audi'
        >>> car == 'audi'
        False

Егер жағдай маңызды болса, бұл әрекет тиімді. Бірақ егер регистр маңызды болмаса және оның орнына жай ғана айнымалының мәнін тексергіңіз келсе, салыстыруды бастамас бұрын айнымалының мәнін кіші әріпке түрлендіруге болады:

        >>> car = 'Audi'
        >>> car.lower() == 'audi'
        True

Бұл сынақ 'Audi' мәні қалай пішімделгеніне қарамастан, True мәнін қайтарады, себебі сынақ енді регистрді ескермейді. lower() әдісі бастапқыда car ішінде сақталған мәнді өзгертпейді, сондықтан салыстыруды бастапқы айнымалыға әсер етпестен орындауға болады:

        >>> car = 'Audi'
        >>> car.lower() == 'audi'
        True
        >>> car
        'Audi'

Алдымен car айнымалысына бас әріппен жазылған 'Audi' жолын тағайындаймыз. Содан кейін car мәнін кіші әріпке түрлендіреміз және кіші әріпті 'audi' жолымен салыстырамыз. Екі жол сәйкес келеді, сондықтан Python True қайтарады. car ішінде сақталған мәнге lower() әдісі әсер етпегенін көреміз.

Веб-сайттар пайдаланушылар осыған ұқсас түрде енгізетін деректер үшін белгілі бір ережелерді бекітеді. Мысалы, сайт басқа адамның пайдаланушы атының бас әріптерінің өзгеруін ғана емес, әрбір пайдаланушының шынымен бірегей пайдаланушы аты бар екеніне көз жеткізу үшін осындай шартты сынақты пайдалана алады. Біреу жаңа пайдаланушы атын жібергенде, бұл жаңа пайдаланушы аты кіші әріпке түрлендіріледі және барлық бар пайдаланушы аттарының кіші әріптерімен салыстырылады. Бұл тексеру кезінде 'John' кез-келген нұсқасы бұрыннан қолданыста болса, 'John' сияқты пайдаланушы аты қабылданбайды.

Теңсіздікті тексеру

Екі мәннің тең еместігін анықтағыңыз келгенде, теңсіздік операторын (!=) пайдалануға болады. Теңсіздік операторын пайдалану жолын қарастыру үшін басқа if операторын қолданайық. Біз қалайтын пиццаның ингредиентін айнымалы түрде сақтаймыз, содан кейін егер адам анчоусқа тапсырыс бермесе, хабарды басып шығарамыз:

toppings.py

        pizza_type = 'mushrooms'
        
        if pizza_type != 'anchovies':
            print("Hold the anchovies!")

Бұл код pizza_type мәнін 'anchovies/анчоус' мәнімен салыстырады. Бұл екі мән сәйкес келмесе, Python True мәнін қайтарады және if операторынан кейін кодты орындайды. Егер екі мән сәйкес келсе, Python False мәнін қайтарады және if амалынан кейін кодты іске қоспайды.

pizza_type мәні 'anchovies/анчоус' емес болғандықтан, print() функциясы орындалады:

          Hold the anchovies!

Сіз жазған шартты өрнектердің көпшілігі теңдікті тексереді, бірақ кейде теңсіздікті тексеру тиімдірек болады.

Сандық салыстырулар

Сандық мәндерді сынау өте қарапайым. Мысалы, келесі код адамның 18 жаста екенін тексереді:

        >>> age = 18
        >>> age == 18
        True

Сонымен қатар екі санның тең еместігін тексеруге болады. Мысалы, берілген жауап дұрыс болмаса, келесі код хабарды басып шығарады:

magic_number.py

        answer = 17
        if answer != 42:
            print("That is not the correct answer. Please try again!")

Шарт сынақтан өтеді, себебі answer (17) мәні 42 мәніне тең емес. Сынақ өткендіктен, шегініс код блогы орындалады:

        That is not the correct answer. Please try again!

Шартты амалдарыңызға әртүрлі математикалық салыстыруларды қосуға болады, мысалы, кіші, кіші немесе тең, үлкен және үлкен немесе тең:

        >>> age = 19
        >>> age < 21
        True
        >>> age <= 21
        True
        >>> age > 21
        False
        >>> age >= 21
        False

Әрбір математикалық салыстыруды if амалының бөлігі ретінде пайдалануға болады, ол сізді қызықтыратын нақты шарттарды анықтауға көмектеседі.

Бірнеше шарттарды тексеру

Бір уақытта бірнеше шарттарды тексергіңіз келуі мүмкін. Мысалы, кейде әрекетті орындау үшін True болу үшін екі шарт қажет болуы мүмкін. Басқа жағдайларда сізге тек бір шарттың True екені жеткілікті болуы мүмкін. and және or кілт сөздері осы жағдайларда сізге көмектесе алады.

Бірнеше шарттарды тексеру үшін and пайдалану

Екі шарттың екеуі де True екенін тексеру үшін екі шартты сынақты біріктіру үшін and кілт сөзін пайдаланыңыз; егер әрбірі сынақтан өтсе, жалпы өрнек True болып бағаланады. Егер сынақтардың бірі сәтсіз болса немесе екі сынақ те сәтсіз болса, өрнек False болып есептеледі.

Мысалы, екі адамның жасы 21-ден асқанын келесі сынақ арқылы тексеруге болады:

        >>> age_0 = 22
        >>> age_1 = 18
        ❶ >>> age_0 >= 21 and age_1 >= 21
        False
        ❷ >>> age_1 = 22
        >>> age_0 >= 21 and age_1 >= 21
        True

Біріншіден, біз екі жасты анықтаймыз, age_0 және age_1. ❶ Содан кейін екі жастың да 21 немесе одан жоғары екенін тексереміз. Сол жақтағы сынақ өтеді, бірақ оң жақтағы сынақ сәтсіз аяқталды, сондықтан жалпы шартты өрнек False мәніне бағаланады. Содан кейін age_1 мәнін 22 ❷ етіп өзгертеміз. age_1 мәні енді 21-ден үлкен, сондықтан жеке сынақтардың екеуі де өтіп, жалпы шартты өрнек True ретінде бағаланады.

Оқылуын жақсарту үшін жеке сынақтардың айналасында жақшаларды пайдалануға болады, бірақ олар қажет емес. Жақшаларды пайдалансаңыз, тест келесідей болады:

        (age_0 >= 21) and (age_1 >= 21)

Бірнеше шарттарды тексеру үшін or пайдалану

or кілт сөзі бірнеше шарттарды тексеруге мүмкіндік береді, және ол жеке сынақтардың біреуі ғана немесе екеуі де өткенде өтеді. or өрнегі жеке сынақтардың екеуі де сәтсіз болғанда ғана орындалмайды.

Екі жасты қайта қарастырайық, бірақ бұл жолы 21 жастан асқан бір ғана адамды іздейміз:

        >>> age_0 = 22
        >>> age_1 = 18
        ❶ >>> age_0 >= 21 or age_1 >= 21
        True
        ❷ >>> age_0 = 18
        >>> age_0 >= 21 or age_1 >= 21
        False

Біз қайтадан екі жас айнымалысынан бастаймыз. ❶ age_0 сынақтан өткендіктен, жалпы өрнек True мәніне бағаланады. Содан кейін age_0 мәнін 18-ге дейін төмендетеміз. Соңғы сынақта ❷, екі сынақ енді сәтсіз аяқталды және жалпы өрнек False мәніне бағаланады.

Мәннің тізімде бар-жоғын тексеру

Кейде әрекет жасамас бұрын тізімде белгілі бір мән бар-жоғын тексеру маңызды. Мысалы, веб-сайтта біреуді тіркеуді аяқтамас бұрын, жаңа пайдаланушы атының ағымдағы пайдаланушы аттары тізімінде бұрыннан бар-жоғын тексергіңіз келуі мүмкін. Карталау жобасында жіберілген орынның белгілі орындар тізімінде бар-жоғын тексергіңіз келуі мүмкін.

Нақты мәннің тізімде бұрыннан бар-жоғын білу үшін in кілт сөзін пайдаланыңыз. Пиццерия үшін жаза алатын кодты қарастырайық. Біз тұтынушы пицца үшін сұраған ингредиент тізімін жасаймыз, содан кейін тізімде белгілі бір ингредиенттің бар-жоғын тексереміз.

        >>> requested_toppings = ['mushrooms', 'onions', 'pineapple']
        >>> 'mushrooms' in requested_toppings
        True
        >>> 'pepperoni' in requested_toppings
        False

in кілт сөзі Python жүйесіне requested_toppings тізімінде 'mushrooms' және 'pepperoni' бар-жоғын тексеруге нұсқайды. Бұл әдіс өте күшті, себебі сіз маңызды мәндердің тізімін жасай аласыз, содан кейін тексеріп жатқан мән тізімдегі мәндердің біріне сәйкес келетінін оңай тексере аласыз.

Мәннің тізімде жоқтығын тексеру

Кейбір жағдайда мәннің тізімде жоқ екенін білу маңызды. Бұл жағдайда not кілт сөзін қолдануға болады. Мысалы, форумда пікір жазуға тыйым салынған пайдаланушылардың тізімін қарастырыңыз. Пайдаланушыға пікір жіберуге рұқсат бермес бұрын, пайдаланушыға тыйым салынғанын тексеруге болады:

banned_users.py

        banned_users = ['andrew', 'carolina', 'david']
        user = 'marie'
        
        if user not in banned_users:
            print(f"{user.title()}, you can post a response if you wish.")

Мұндағы if амалы анық оқылады. Егер user мәні banned_users тізімінде болмаса, Python True мәнін қайтарады және шегініс жолын орындайды.

Пайдаланушы 'marie' banned_users тізімінде жоқ, сондықтан ол оны пікір-жауап жариялауға шақыратын хабарды көреді:

        Marie, you can post a response if you wish.

Логикалық өрнектер / Boolean expressions

Бағдарламалау туралы көбірек білгенде, сіз белгілі бір уақытта Логикалық өрнек терминін естисіз. Логикалық өрнек шартты сынақтың басқа атауы ғана. Логикалық мән не True немесе False болып табылады, ол бағаланғаннан кейінгі шартты өрнектің мәні сияқты.

Логикалық мәндер көбінесе ойынның іске қосылуы немесе пайдаланушының веб-сайттағы белгілі бір мазмұнды өңдей алуы сияқты белгілі бір шарттарды қадағалау үшін пайдаланылады:

        game_active = True
        can_edit = False

Логикалық мәндер бағдарламаның күйін немесе бағдарламаңызда маңызды белгілі бір шартты бақылаудың тиімді жолын қамтамасыз етеді.

        car = 'subaru'
          print("Is car == 'subaru'? I predict True.")
          print(car == 'subaru')
          
          print("\nIs car == 'audi'? I predict False.")
          print(car == 'audi')

if амалы

Шартты сынақтарды түсінген кезде, if амалдарын жазуды бастауға болады. if амалдарының бірнеше түрі бар және олардың қайсысын пайдалануды таңдау тестілеу қажет шарттар санына байланысты болады. Шартты сынақтар туралы талқылауда if амалдарының бірнеше мысалын көрдіңіз, бірақ енді тақырыпты тереңірек зерттейік.

Қарапайым if амалдары

if операторының ең қарапайым түрі бір сынақ және бір әрекеттен тұрады:

        if conditional_test:
            do something

Сіз бірінші жолға кез-келген шартты сынақты және сынақтан кейінгі шегініс блокта кез-келген әрекетті қоюға болады. Егер шартты сынақ True деп бағаланса, Python if операторынан кейінгі кодты орындайды. Егер сынақ False деп бағаланса, Python if амалынан кейінгі кодты елемейді.

Адамның жасын көрсететін айнымалы мән бар делік және ол адамның дауыс беруге жасы жететінін білгіміз келеді. Келесі код адамның дауыс бере алатынын тексереді:

voting.py

        age = 19
        if age >= 18:
            print("You are old enough to vote!")

Python age мәні 18-ден үлкен немесе оған тең екенін бағалау үшін тексереді. Ол солай, сондықтан Python шегініспен жазылған print() шақыруын орындайды:

        You are old enough to vote!

Шегініс if операторларында for циклдеріндегідей рөл атқарады. Сынақтан өткен жағдайда if операторынан кейінгі барлық шегініс жолдар орындалады, ал егер сынақтан өтпесе, шегінген жолдардың бүкіл блогы еленбейді.

if амалынан кейін блокта қалағаныңызша код жолдары болуы мүмкін. Егер адам дауыс беруге жасы жетсе, оның әлі дауыс беруге тіркелген-тірілмегенін сұрайтын басқа нәтижені қосамыз:

        age = 19
        if age >= 18:
            print("You are old enough to vote!")
            print("Have you registered to vote yet?")

Шартты сынақтан өтіп, print() шақыруларының екеуі де шегініске ие, сондықтан екі жол да басып шығарылады:

        You are old enough to vote!
        Have you registered to vote yet?

Егер age мәні 18-ден аз болса, бұл бағдарлама ешқандай нәтиже бермейді.

if-else амалдары

Көбінесе шартты сынақтан өткенде бір әрекетті және барлық өзге жағдайларда басқа әрекетті орындағыңыз келеді. Python-ның if-else синтаксисі мұны мүмкін етеді. if-else блогы қарапайым if операторына ұқсайды, бірақ else операторы мынаны анықтауға мүмкіндік береді: шартты сынақ сәтсіз болғанда орындалатын әрекет немесе әрекеттер жиынтығы.

Егер адам дауыс беруге жасы жетсе, біз бұрынғы хабарды көрсетеміз, бірақ бұл жолы дауыс беруге жасы жетпейтін кез-келген адамға хабар қосамыз:

        age = 17
        ❶ if age >= 18:
            print("You are old enough to vote!")
            print("Have you registered to vote yet?")
        ❷ else:
            print("Sorry, you are too young to vote.")
            print("Please register to vote as soon as you turn 18!")

Егер ❶ шарт сынақтан өтсе, шегінген print() шақыруларының бірінші блогы орындалады. Егер сынақ False мәніне бағаланса, else блогы ❷ орындалады. age бұл жолы 18-ден аз болғандықтан, шартты сынақ сәтсіз аяқталады және else блогындағы код орындалады:

        Sorry, you are too young to vote.
        Please register to vote as soon as you turn 18!

Бұл код жұмыс істейді, себебі оны бағалауға болатын екі ғана жағдай бар: адам дауыс беруге жасы жеткілікті немесе дауыс беруге жасы жетпейді. if-else құрылымы Python әрқашан екі ықтимал әрекеттің бірін орындауын қалаған жағдайларда жақсы жұмыс істейді. Осындай қарапайым if-else тізбегінде екі әрекеттің бірі әрқашан орындалады.

if-elif-else тізбегі

Көбінесе екіден көп ықтимал жағдайды сынау керек болады және оларды бағалау үшін Python бағдарламасының if-elif-else синтаксисін пайдалануға болады. Python if-elif-else тізбегінде тек бір блокты орындайды. Ол әрбір шартты сынақты біреуі өткенше ретімен орындайды. Сынақтан өткен кезде, осы сынақтан кейінгі код орындалады және Python қалған сынақтарды өткізіп жібереді.

Көптеген нақты жағдайлар екіден көп мүмкін жағдайларды қамтиды. Мысалы, әртүрлі жас топтары үшін әртүрлі тарифтер алатын ойын-сауық паркін қарастырыңыз:

• 4 жасқа толмағандар үшін кіру тегін.
• 4 пен 18 жас аралығындағы кез-келген адам үшін рұқсат $25.
• 18 жастан асқан кез-келген адам үшін рұқсат $40.

Адамның паркке кіру құнын анықтау үшін if амалынан қалай пайдалана аламыз? Келесі код адамның жас тобын тексереді, содан кейін кіру бағасы туралы хабарды басып шығарады:

amusement_park.py

        age = 12
        ❶ if age < 4:
            print("Your admission cost is $0.")
        ❷ elif age < 18:
            print("Your admission cost is $25.")
        ❸ else:
            print("Your admission cost is $40.")

if сынағы ❶ адамның 4 жасқа толмағанын тексереді. Сынақтан өткен кезде сәйкес хабарлама басып шығарылады және Python қалған сынақтарды өткізіп жібереді. elif жолы ❷ шын мәнінде басқа if сынағы болып табылады, ол тек қана алдыңғы сынақ сәтсіз болған жағдайда орындалады. Тізбектің осы нүктесінде біз адамның кем дегенде 4 жаста екенін білеміз, себебі бірінші сынақ сәтсіз аяқталды. Егер адам 18 жастан кіші болса, сәйкес хабарлама басып шығарылады және Python else блогын өткізіп жібереді. Егер if және elif сынақтарының екеуі де сәтсіз болса, Python кодты else блогында іске қосады.❸.

Бұл мысалда if сынағы ❶ False деп бағаланады, сондықтан оның код блогы орындалмайды. Дегенмен, elif сынағы True мәніне баға береді (12 саны 18-ден аз), сондықтан оның коды орындалады. Шығару бір сөйлемнен тұрады, пайдаланушыға кіру құны туралы хабарлайды:

        Your admission cost is $25.

17 жастан асқан кез-келген жас алғашқы екі сынақтың сәтсіз аяқталуына себеп болады. Мұндай жағдайларда else блогы орындалады және кіру бағасы $40 болады.

Кіру бағасын if-elif-else блогында басып шығарудың орнына, ішінде бағаны ғана орнату қысқарақ болар еді. if-elif-else тізбегі бағаланып болғаннан кейін орындалатын жалғыз print() шақыруы болады.

        age = 12
        
        if age < 4:
            price = 0
        elif age < 18:
            price = 25
        else:
            price = 40
        
        print(f"Your admission cost is ${price}.")

Шегіністі жолдар алдыңғы мысалдағыдай адамның жасына сәйкес price мәнін орнатады. Баға if-elif-else тізбегі арқылы орнатылғаннан кейін бөлек шегінбеген print() әдісіне шақыру адамның кіру бағасы туралы хабарды көрсету үшін осы мәнді пайдаланылады.

Бұл код алдыңғы мысалдағыдай нәтиже береді, бірақ if-elif-else тізбегінің мақсаты шектеулі. Бағаны анықтаудың және хабарламаны көрсетудің орнына, ол жай ғана кіру бағасын анықтайды. Тиімдірек болумен қатар, бұл қайта қаралған кодты өзгерту бастапқы тәсілге қарағанда оңайырақ. Шығарылатын хабардың мәтінін өзгерту үшін үш бөлек print() шақыруының орнына тек бір print() шақыруын өзгерту қажет.

Бірнеше elif блоктарын пайдалану

Кодыңызда қалағаныңызша көп elif блоктарын пайдалануға болады. Мысалы, ойын-сауық саябағы қарт адамдарға арналған жеңілдікті енгізетін болса, біреудің үлкендерге арналған жеңілдікке жарамдылығын анықтау үшін кодқа тағы бір шартты сынақ қосуға болады. 65 жастан асқан кез-келген адам тұрақты кіру ақысының жартысын немесе $20 төлейді делік:

        age = 12
        
        if age < 4:
            price = 0
        elif age < 18:
            price = 25
        elif age < 65:
            price = 40
        else:
            price = 20
        
        print(f"Your admission cost is ${price}.")

Бұл кодтың көпшілігі өзгеріссіз. Екінші elif блогы енді 40 АҚШ доллары мөлшеріндегі қабылдау ақысын тағайындамас бұрын, адамның жасы 65-тен төмен екенін тексереді. else блогында тағайындалған мәнді $20 етіп өзгерту керек екенін ескеріңіз, себебі бұл блокқа тек 65 жастан асқан адамдар ғана жетеді.

else блогын өткізіп жіберу

Python бағдарламасы if-elif тізбегінің соңында else блогын қажет етпейді. Кейде else блогы пайдалы. Басқа жағдайларда, қызықтыратын нақты шартқа жауап беретін қосымша elif амалынан пайдалану анық болады:

        age = 12
        
        if age < 4:
            price = 0
        elif age < 18:
            price = 25
        elif age < 65:
            price = 40
        elif age >= 65:
            price = 20
        
        print(f"Your admission cost is ${price}.")

Соңғы elif блогы адам 65 жаста немесе одан үлкен болған кезде $20 бағасын тағайындайды, бұл жалпы else блогынан сәл айқынырақ. Бұл өзгерту арқылы әрбір код блогы орындалу үшін арнайы сынақтан өтуі керек.

else блогы - бұл catchall операторы. Ол белгілі бір if немесе elif сынағымен сәйкес келмеген кез-келген шартқа сәйкес келеді және кейде жарамсыз немесе тіпті зиянды деректерді қамтуы мүмкін. Егер сізде сынап жатқан нақты соңғы шарт болса, соңғы elif блогын пайдалануды қарастырып, else блогын өткізіп жіберіңіз. Нәтижесінде кодыңыз тек дұрыс шарттарда жұмыс істейтініне сенімді боласыз.

Бірнеше шарттарды сынау

if-elif-else тізбегі өте жақсы, бірақ оны тек шартты сынақтың біреуі өткені қажет болғанда ғана қолданған дұрыс. Python бір сынақ өткеннен кейін, қалған сынақтарды тексермей, өткізіп жібереді. Бұл әрекет пайдалы, себебі ол тиімді-қысқа және белгілі бір жағдайды тексеруге мүмкіндік береді.

Дегенмен, кейде қызығушылықтың барлық шарттарын тексеру маңызды. Бұл жағдайда elif немесе else блоктары жоқ қарапайым if операторларының қатарын пайдалану керек. Бұл әдіс бірнеше шарт True болуы мүмкін болғанда және сіз True болатын әрбір шарт бойынша әрекет еткіңіз келсе мағынасы болады.

Пиццерия мысалын қайта қарастырайық. Егер біреу екі қабаты бар пицца сұраса, оның пиццасына екі қоспаны да қосуды ұмытпаңыз:

toppings.py

        requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']
        
        if 'mushrooms' in requested_toppings:
            print("Adding mushrooms.")
        ❶ if 'pepperoni' in requested_toppings:
            print("Adding pepperoni.")
        if 'extra cheese' in requested_toppings:
            print("Adding extra cheese.")
        
        print("\nFinished making your pizza!")

Біз сұралған қоспаларды қамтитын тізімнен бастаймыз. Бірінші if операторы адамның пиццаға саңырауқұлақ сұрағанын тексереді. Олай болса, толтыруды растайтын хабарлама басып шығарылады. Pepperoni ❶ сынағы elif немесе else емес, басқа қарапайым if амалы болып табылады, сондықтан бұл сынақ алдыңғы сынақтан өткен-өтпегеніне қарамастан орындалады. Соңғы if амалы алғашқы екі сынақтың нәтижелеріне қарамастан, қосымша ірімшік сұралғанын тексереді. Бұл үш тәуелсіз сынақ осы бағдарлама іске қосылған сайын орындалады.

Бұл мысалдағы әрбір шарт бағаланғандықтан, пиццаға саңырауқұлақтар да, қосымша ірімшіктер де қосылады:

        Adding mushrooms.
        Adding extra cheese.
        
        Finished making your pizza!

Егер біз if-elif-else блогын қолдансақ, бұл код дұрыс жұмыс істемейді, себебі код тек бір сынақтан өтеді, одан кейін жұмысын тоқтатады. Бұл келесідей болады:

        requested_toppings = ['mushrooms', 'extra cheese']
        
        if 'mushrooms' in requested_toppings:
            print("Adding mushrooms.")
        elif 'pepperoni' in requested_toppings:
            print("Adding pepperoni.")
        elif 'extra cheese' in requested_toppings:
            print("Adding extra cheese.")
        
        print("\nFinished making your pizza!")

'mushrooms' сынағы бірінші тапсырылатын сынақ, сондықтан саңырауқұлақтар пиццаға қосылады. Дегенмен, 'extra cheese/қосымша ірімшік' және 'pepperoni' мәндері ешқашан тексерілмейді, өйткені Python if-elif-else тізбегінде бірінші сынақтан басқа сынақтарды өткізбейді. Тұтынушының бірінші қалауы қосылады, бірақ оның барлық басқа қалаған өзге ингредиенттері қосылмай қалады:

        Adding mushrooms.
        
        Finished making your pizza!

Қорыта айтқанда, тек бір код блогының іске қосылуын қаласаңыз, if-elif-else тізбегін пайдаланыңыз. Егер кодтың бірнеше блогын іске қосу қажет болса, тәуелсіз if амалдарының қатарын пайдаланыңыз.

if амалын Тізіммен қолдану

Тізімдер мен if операторларын біріктірген кезде қызықты жұмыстарды орындауға болады. Тізімдегі кейбір мәндерге қарағанда басқаша өңдеуді қажет ететін арнайы мәндер де болады. Ауысым болған кезде мейрамханада белгілі бір заттардың болуы не болмауы сияқты өзгеретін жағдайларды тиімді басқара аласыз. Сондай-ақ, кодыңыз барлық ықтимал жағдайларда сіз күткендей жұмыс істейтінін дәлелдей бастай аласыз.

Арнайы элементтерді тексеру

Бұл тарау тізімдегі басқа мәндерге қарағанда ерекше форматта басып шығаруды қажет ететін 'bmw' сияқты арнайы мәнді қалай өңдеу керектігін көрсететін қарапайым мысалдан басталды. Қазір сізде шартты сынақтар және if амалдары туралы негізгі түсінік болған соң, тізімдегі арнайы мәндерді қалай көруге және сол мәндерді дұрыс өңдеуге болатынын егжей-тегжейлі қарастырайық.

Пиццерия мысалымен жалғастырайық. Пиццерия пиццаға тағам дайындалып жатқан кезде қосымша ингредиент қосылған сайын хабарлама көрсетеді. Бұл әрекеттің кодын тұтынушы сұраған қоспалар тізімін жасау және пиццаға қосылған әрбір ингредиент туралы хабарлау үшін циклды пайдалану арқылы өте тиімді жазуға болады:

toppings.py

        requested_toppings = ['mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese']
        
        for requested_topping in requested_toppings:
            print(f"Adding {requested_topping}.")
        
        print("\nFinished making your pizza!")

Шығарылым қарапайым, себебі бұл код қарапайым for циклі:

        Adding mushrooms.
        Adding green peppers.
        Adding extra cheese.
        
        Finished making your pizza!

Бірақ пиццерияда жасыл бұрыш таусылып қалса ше? for циклінің ішіндегі if операторы бұл жағдайды дұрыс өңдей алады:

        requested_toppings = ['mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese']
        
        for requested_topping in requested_toppings:
            if requested_topping == 'green peppers':
                print("Sorry, we are out of green peppers right now.")
            else:
                print(f"Adding {requested_topping}.")
        
        print("\nFinished making your pizza!")

Бұл жолы біз әрбір сұралған элементті пиццаға қоспас бұрын тексереміз. if операторы адамның жасыл бұрыш сұрағанын тексереді. Олай болса, біз оларға неге жасыл бұрыш ала алмайтындығы туралы хабарды көрсетеміз. else блогы барлық басқа қоспалардың пиццаға қосылуын қамтамасыз етеді.

Шығарылым әрбір сұралған толтырудың тиісті түрде өңделгенін көрсетеді.

        Adding mushrooms.
        Sorry, we are out of green peppers right now.
        Adding extra cheese.
        
        Finished making your pizza!

Тізім бос емес екенін тексеру

Біз осы уақытқа дейін жұмыс істеген әрбір тізім туралы қарапайым болжам жасадық: біз әрбір тізімде кем дегенде бір элемент бар деп болжадық. Алдағы уақытта біз пайдаланушыларға тізімде сақталатын ақпаратты беруге рұқсат етеміз, сондықтан цикл іске қосылған сайын тізімде элементтер бар деп есептей алмаймыз. Бұл жағдайда for циклін іске қоспас бұрын тізімнің бос не бос емес екенін тексеру пайдалы.

Мысал ретінде пиццаны жасамас бұрын сұралған ингредиенттер тізімінің бос екенін тексеріп көрейік. Тізім бос болса, біз пайдаланушыға кеңес береміз және олардың қарапайым пицца алғысы келетініне көз жеткіземіз. Тізім бос болмаса, біз пиццаны алдыңғы мысалдардағыдай жасаймыз:

        requested_toppings = []
        
        if requested_toppings:
            for requested_topping in requested_toppings:
                print(f"Adding {requested_topping}.")
            print("\nFinished making your pizza!")
        else:
            print("Are you sure you want a plain pizza?")

Бұл жолы біз сұралған қоспалардың/ингредиенттердің бос тізімінен бастаймыз. for цикліне тікелей өтудің орнына, біз алдымен жылдам тексеру жасаймыз. Тізім атауы if операторында пайдаланылған кезде, тізімде кем дегенде бір элемент болса, Python True қайтарады; бос тізім False болып есептеледі. Егер requested_toppings шартты сынақтан өтсе, біз алдыңғы мысалда пайдаланған бірдей for циклін орындаймыз. Шартты сынақ сәтсіз аяқталса, біз тұтынушыдан қоспасы жоқ қарапайым пиццаны қалайтынын сұрайтын хабарды басып шығарамыз.

Бұл жағдайда тізім бос, сондықтан нәтиже пайдаланушы шынымен қарапайым пиццаны қалайтынын сұрайды:

        Are you sure you want a plain pizza?

Егер тізім бос болмаса, нәтиже пиццаға қосылған әрбір сұралған қоспаны көрсетеді.

Бірнеше тізімді пайдалану

Адамдар кез-келген нәрсені сұрайды, әсіресе бұл пицца қоспаларына қатысты. Егер тұтынушы шынымен пиццаға фри картоп алғысы келсе ше? Енгізгеніңіз әрекет етпес бұрын мағыналы екеніне көз жеткізу үшін тізімдер мен if амалдарын пайдалана аласыз.

Пицца жасамас бұрын, әдеттен тыс ингредиент сұрауларына назар аударайық. Келесі мысал екі тізімді анықтайды. Біріншісі - пиццериядағы қолжетімді қоспалар тізімі, екіншісі - пайдаланушы сұраған қоспалар тізімі. Бұл жолы requested_toppings ішіндегі әрбір элемент пиццаға қоспас бұрын қолжетімді қоспалар тізімімен салыстырылады:

        available_toppings = ['mushrooms', 'olives', 'green peppers',
                              'pepperoni', 'pineapple', 'extra cheese']
        
        ❶ requested_toppings = ['mushrooms', 'french fries', 'extra cheese']
        
        for requested_topping in requested_toppings:
        ❷     if requested_topping in available_toppings:
                print(f"Adding {requested_topping}.")
        ❸     else:
                print(f"Sorry, we don't have {requested_topping}.")
        
        print("\nFinished making your pizza!")

Біріншіден, біз осы пиццериядағы қолжетімді қоспалар тізімін анықтаймыз. Назар аударыңыз, егер пиццерияда қоспалардың тұрақты таңдауы болса, бұл кортеж болуы мүмкін. Содан кейін біз тұтынушы сұраған қоспалар тізімін жасаймыз. Бұл мысалда толтыруға әдеттен тыс сұрау бар: 'француз фри' ❶. Содан кейін біз сұралған қоспалар тізімін айналдырамыз. Цикл ішінде біз әрбір сұралған қосымшаның шын мәнінде қол жетімді толтырулар тізімінде бар-жоғын тексереміз ❷. Егер солай болса, біз пиццаға сол қоспаны қосамыз. Сұралған үстіңгі жағы қол жетімді толтырулар тізімінде болмаса, else блогы ❸ іске қосылады. else блогы пайдаланушыға қандай қоспалар қолжетімсіз екенін көрсететін хабарды басып шығарады.

Бұл код синтаксисі таза, ақпарат беретін нәтиже береді:

        Adding mushrooms.
        Sorry, we don't have french fries.
        Adding extra cheese.
        
        Finished making your pizza!

Кодтың бірнеше жолында біз нақты әлемдегі жағдайды өте тиімді басқардық!

If амалдарын сәндеу

Осы тараудағы әрбір мысалда сіз жақсы сәндеу әдеттерін көрдіңіз. PEP 8 шартты сынақтарды сәндеуге арналған жалғыз ұсыныс - ==, >= және <= сияқты салыстыру операторларының айналасында жалғыз бос орынды пайдалану. Мысалы:

        if age < 4:

төмендегіден жақсырақ:

        if age<4:

Мұндай интервал Python кодыңызды түсіндіру тәсіліне әсер етпейді; бұл сізге және басқаларға кодты оқуды жеңілдетеді.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз әрқашан True немесе False деп бағаланатын шартты сынақтарды жазуды үйрендіңіз. Сіз қарапайым if операторларын, if-else тізбектерін және if-elif-else тізбектерді жазуды үйрендіңіз. Сіз бұл құрылымдарды сынау қажет нақты шарттарды анықтау және бағдарламаларыңызда сол шарттар орындалғанын білу үшін пайдалана бастадыңыз. for циклінің тиімділігін пайдалануды жалғастыра отырып, сіз тізімдегі кейбір элементтерді басқа элементтерге қарағанда басқаша өңдеуді үйрендіңіз. Сіз сондай-ақ Python стилі бойынша ұсыныстарды қайта қарап шықтыңыз, ол барған сайын күрделене түсетін бағдарламаларды оқуға және түсінуге салыстырмалы түрде оңай болуын қамтамасыз ету үшін.

6-тарауда сіз Python сөздіктері туралы біле аласыз. Сөздік тізімге ұқсас, бірақ ол ақпарат бөліктерін қосуға мүмкіндік береді. Сіз сөздіктерді құруды, оларды айналдыруды және оларды тізімдермен және if амалдарымен бірге пайдалануды үйренесіз. Сөздіктер туралы білу сізге шынайы өмірдегі жағдайлардың бұдан да кең ауқымын модельдеуге мүмкіндік береді.

Бұл тарауда сіз Python сөздіктерін пайдалануды үйренесіз, ол сізге байланысты ақпарат бөліктерін қосуға мүмкіндік береді. Ақпарат сөздікте болғаннан кейін оған қалай қол жеткізуге болатынын және сол ақпаратты қалай өзгерту керектігін үйренесіз. Сөздіктер ақпараттың шексіз көлемін сақтай алатындықтан, мен сізге сөздіктегі деректерді қалай цикл арқылы өту керектігін көрсетемін. Оған қоса, сөздіктерді тізімдерге, тізімдерді сөздіктерге, тіпті сөздіктерді басқа сөздіктерге орналастыруды үйренесіз.

Сөздіктерді түсіну нақты әлемдегі әртүрлі нысандарды дәлірек модельдеуге мүмкіндік береді. Сіз адамды білдіретін сөздікті жасай аласыз, содан кейін сол адам туралы қалағаныңызша ақпаратты сақтай аласыз. Сіз олардың атын, жасын, орналасқан жерін, мамандығын және сипаттауға болатын адамның кез-келген басқа аспектілерін сақтай аласыз. Сөздер мен олардың мағыналары тізімі, адамдардың есімдері мен олардың сүйікті сандар тізімі, таулар мен олардың биіктіктері тізімі және т.б. сияқты сәйкес келетін кез-келген екі ақпарат түрін сақтай аласыз.

Қарапайым сөздік

Түрлі түстер мен нүкте мәндері болуы мүмкін өзге планеталықтар қатысатын ойынды қарастырыңыз. Бұл қарапайым сөздік белгілі бір бөтен планеталық туралы ақпаратты сақтайды:

alien.py

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
        
        print(alien_0['color'])
        print(alien_0['points'])

alien_0 сөздігі бөтеннің түсі мен нүкте мәнін сақтайды. Соңғы екі жол осы жерде көрсетілгендей ақпаратқа қол жеткізеді және көрсетеді:

        green
        5

Көптеген жаңа бағдарламалау концепциялары сияқты сөздіктерді пайдалану тәжірибені қажет етеді. Сөздіктермен біраз уақыт жұмыс істегеннен кейін, олардың нақты жағдайды қаншалықты тиімді үлгілей алатынын көресіз.

Сөздіктермен жұмыс

Python тіліндегі сөздік — кілт-мән жұптарының жинағы. Әрбір кілт мәнге байланыстырылған және сол кілтпен байланысты мәнге кіру үшін кілтті пайдалануға болады. Кілттің мәні сан, тіркес, тізім немесе басқа сөздік болуы мүмкін. Шын мәнінде, сөздіктегі мән ретінде Python тілінде жасауға болатын кез-келген нысанды пайдалануға болады.

Python тілінде сөздік алдыңғы мысалда көрсетілгендей жақшаның ішіндегі кілт-мән жұптары қатары бар жақшаға ({}) оралған:

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}

Кілт-мән жұбы - бір-бірімен байланысты мәндер жинағы. Кілтті бергенде, Python сол кілтпен байланысты мәнді қайтарады. Әрбір кілт оның мәніне қос нүкте арқылы қосылады және жеке кілт-мән жұптары үтірмен бөлінеді. Сөздікте қалағаныңызша кілт-мән жұптарын сақтауға болады.

Ең қарапайым сөздікте alien_0 сөздігінің осы өзгертілген нұсқасында көрсетілгендей дәл бір кілт-мән жұбы бар:

        alien_0 = {'color': 'green'}

Бұл сөздік alien_0 туралы ақпараттың бір бөлігін сақтайды: өзге планеталықтың түсі. Мұнда 'color' тіркесі осы сөздіктегі кілт болып табылады және оның байланысты мәні 'green' болып табылады.

Сөздіктегі мәндерге қол жеткізу

Кілтпен байланысты мәнді алу үшін сөздіктің атын беріңіз, содан кейін кілтті мына жерде көрсетілгендей төртбұрышты жақшалар жинағына қойыңыз:

alien.py

        alien_0 = {'color': 'green'}
        print(alien_0['color'])

Бұл alien_0 сөздігіндегі 'color' кілтімен байланысты мәнді қайтарады:

        green

Сөздікте кілт-мән жұптарының шектеусіз саны болуы мүмкін. Мысалы, мұнда екі кілт-мән жұбы бар түпнұсқа alien_0 сөздігі берілген:

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}

Енді alien_0 түсін немесе нүкте мәніне қол жеткізе аласыз. Ойыншы осы бөтен планетаны атып түсірсе, келесі кодты пайдаланып оның қанша ұпай жинауы керектігін білуге болады:

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
        
        new_points = alien_0['points']
        print(f"You just earned {new_points} points!")

Сөздік анықталғаннан кейін біз 'points' кілтімен байланысты мәнді сөздіктен аламыз. Содан кейін бұл мән new_points айнымалысына тағайындалады. Соңғы жол ойыншының қанша ұпай жинағаны туралы амалды басып шығарады:

        You just earned 5 points!

Егер бұл кодты бөтен планеталық атып түсірілген сайын іске қоссаңыз, соңында қорытынды ұпай мәні шығарылады.

Жаңа кілт-мән жұптарын қосу

Сөздіктер динамикалық құрылымдар болып табылады және сіз кез-келген уақытта сөздікке жаңа кілт-мән жұптарын қоса аласыз. Жаңа кілт-мән жұбын қосу үшін сөздіктің атын, одан кейін жаңа кілтті жаңа мәнмен бірге төртбұрышты жақшаға бересіз.

Қараңыз, alien_0 сөздігіне екі жаңа ақпарат қосайық: бөтеннің x- және y-координаталары, бұл бізге бөгде планеталықтарды экранның белгілі бір орнында көрсетуге көмектеседі. Бөтен планеталықты экранның сол жақ шетіне, жоғарыдан 25 пиксел төмен орналастырайық. Экран координаттары әдетте экранның жоғарғы сол жақ бұрышынан басталатындықтан, біз x-координатасын 0 және жоғарғы жағынан 25 пиксельге орнату арқылы бөгде планеталықты экранның сол жақ шетіне орналастырамыз. Оның y-координатын оң 25 мәніне орнату керек, мұнда көрсетілгендей:

alien.py

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
        print(alien_0)
        
        alien_0['x_position'] = 0
        alien_0['y_position'] = 25
        print(alien_0)

Біз жұмыс істеп жатқан сөздікті анықтаудан бастаймыз. Содан кейін біз оның ақпаратының суретін көрсете отырып, осы сөздікті басып шығарамыз. Содан кейін сөздікке жаңа кілт-мән жұбын қосамыз: кілт 'x_position' және мәні 0. 'y_position' кілті үшін де солай істейміз. Өзгертілген сөздікті басып шығарған кезде біз екі қосымша кілт-мән жұбын көреміз:

        {'color': 'green', 'points': 5}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'x_position': 0, 'y_position': 25}

Сөздіктің соңғы нұсқасында төрт кілт-мән жұбы бар. Екі бастапқы кілт түс пен ұпай мәнін, ал тағы екеуі бөтен планеталықтың орнын көрсетеді.

Сөздіктер анықталған ретін сақтайды. Сөздікті басып шығарғанда немесе оның элементтерін айналдырғанда (циклмен өткенде) элементтерді сөздікке қосылған ретпен көресіз.

Бос сөздіктен бастау

Кейде бос сөздіктен бастап, оған әрбір жаңа элементті қосу ыңғайлы немесе тіпті қажет. Бос сөздікті толтыруды бастау үшін бос жақшалар жинағы бар сөздікті анықтаңыз, содан кейін әрбір кілт-мән жұбын өз жолына қосыңыз. Мысалы, мына тәсілді пайдаланып alien_0 сөздігін құру жолы берілген:

alien.py

        alien_0 = {}
        
        alien_0['color'] = 'green'
        alien_0['points'] = 5
        
        print(alien_0)

Біз алдымен бос alien_0 сөздігін анықтаймыз, содан кейін оған түс пен ұпай мәндерін қосамыз. Нәтиже – біз алдыңғы мысалдарда пайдаланған сөздік:

        {'color': 'green', 'points': 5}

Әдетте пайдаланушы берген деректерді сөздікте сақтау немесе кілт-мән жұптарының көп санын автоматты түрде жасайтын код жазу кезінде бос сөздіктерді пайдаланасыз.

Сөздіктегі мәндерді өзгерту

Сөздіктегі мәнді өзгерту үшін төртбұрышты жақшадағы кілтпен сөздіктің атын, содан кейін сол кілтпен байланыстырғыңыз келетін жаңа мәнді беріңіз. Мысалы, ойын барысында жасылдан сарыға өзгеретін бөтен планеталықты қарастырайық:

alien.py

        alien_0 = {'color': 'green'}
        print(f"The alien is {alien_0['color']}.")
        
        alien_0['color'] = 'yellow'
        print(f"The alien is now {alien_0['color']}.")

Алдымен alien_0 сөздігін анықтаймыз, онда тек бөтеннің түсі ғана бар; содан кейін 'color' кілтімен байланысты мәнді 'yellow' мәніне өзгертеміз. Шығару бөтеннің шынымен жасылдан сарыға өзгергенін көрсетеді:

        The alien is green.
        The alien is now yellow.

Қызықтырақ мысал үшін әртүрлі жылдамдықпен қозғала алатын бөтен планеталықтың орнын бақылап көрейік. Біз бөтен планеталықтың ағымдағы жылдамдығын көрсететін мәнді сақтаймыз, содан кейін оны бөтен планеталықтың қаншалықты оңға қарай жылжыту керектігін анықтау үшін пайдаланамыз:

        alien_0 = {'x_position': 0, 'y_position': 25, 'speed': 'medium'}
        print(f"Original position: {alien_0['x_position']}")
        
        # Бөтен планеталықты оңға жылжытыңыз.
        # Бөтен планеталықтың ағымдағы жылдамдығына қарай...
        # ... қаншалықты алысқа жылжыту керектігін анықтаңыз.
        ❶ if alien_0['speed'] == 'slow':
            x_increment = 1
        elif alien_0['speed'] == 'medium':
            x_increment = 2
        else:
            # Мынау жылдам қозғалатын бөтен планеталық
            x_increment = 3
        
        # Жаңа позиция ескі позицияға қосылып жаңа қорытынды орын шығады.
        ❷ alien_0['x_position'] = alien_0['x_position'] + x_increment
        
        print(f"New position: {alien_0['x_position']}")

Біз бастапқы x/y позициясы және 'medium' жылдамдығы бар бөтен планеталықты анықтаудан бастаймыз. Қарапайымдылық үшін түс пен ұпай мәндерін алып тастадық, бірақ егер сіз осы кілт-мән жұптарын қоссаңыз, бұл мысал бәрібір дәл осылай жұмыс істейтін болады. Сондай-ақ, бөгде планеталықтың оңға қарай қаншалықты қозғалатынын көру үшін x_position бастапқы мәнін басып шығарамыз.

❶ if-elif-else тізбегі бөтен планеталықтың қаншалықты оңға жылжу керектігін анықтайды және бұл мәнді x_increment айнымалысына тағайындайды. Бөтен планеталықтың жылдамдығы 'slow/баяу' болса, ол бір бірлік оңға жылжиды; егер жылдамдық 'medium/орташа' болса, ол екі бірлік оңға жылжиды; ал егер 'fast/жылдам' болса, ол үш бірлік оңға жылжиды. Өсу есептеліп болған соң, ❷ ол алғашқы x_position мәніне қосылады және нәтиже сөздіктің соңғы x_position мәнінде сақталады.

Бұл мысалдағы бөтен планеталық орташа жылдамдықты болғандықтан, оның орны екі бірлік оңға жылжытылады:

        Original x-position: 0
        New x-position: 2

Бұл әдіс өте тамаша: бөтен планеталық сөздігіндегі бір мәнді өзгерту арқылы сіз бөтеннің жалпы әрекетін өзгерте аласыз. Мысалы, осы орташа жылдамдықтағы бөтен планеталықты жылдам қозғалатын бөтен планеталыққа айналдыру үшін мына жолды қосасыз:

        alien_0['speed'] = 'fast'

if-elif-else блогы келесі жолы код іске қосылғанда x_increment мәніне үлкенірек мән тағайындайды.

Кілт-мән жұптарын жою

Сөздікте сақталған ақпараттың бір бөлігі қажет болмағанда, кілт-мән жұбын толығымен жою үшін del операторын пайдалануға болады. Ал del қажет ететін барлық ақпарат - сөздіктің атауы және сіз алып тастағыңыз келетін кілт.

Мысалы, 'points' кілтін alien_0 сөздігінен оның мәнімен бірге алып тастаймыз:

alien.py

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
        print(alien_0)
        
        ❶ del alien_0['points']
        print(alien_0)

❶ del амалы Python-ға alien_0 сөздігінен 'points' кілтін және сол кілтпен байланысты мәнді жоюды ұсынады. Шығару 'points' кілті және оның 5 мәні сөздіктен жойылғанын көрсетеді, бірақ сөздіктің қалған бөлігінде әрине ешқандай өзгеріс болмайды:

        {'color': 'green', 'points': 5}
        {'color': 'green'}

Ұқсас нысандар сөздігі

Алдыңғы мысал ойындағы бір нысан, бөтен планеталық туралы әртүрлі ақпаратты сақтауды қамтыды. Сондай-ақ сөздікті көптеген нысандар туралы ақпараттың бір түрін сақтау үшін пайдалануға болады. Мысалы, сіз бірнеше адаммен сауалнама жүргізгіңіз келеді делік және олардан олардың сүйікті бағдарламалау тілі қандай екенін сұраңыз. Сөздік қарапайым сауалнама нәтижелерін сақтау үшін пайдалы, мысалы:

favorite_languages.py

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }

Көріп отырғаныңыздай, біз үлкенірек сөздікті бірнеше жолға бөлдік. Әрбір кілт сауалнамаға жауап берген адамның аты болып табылады және әрбір мән олардың тіл таңдауы болып табылады. Сөздікті анықтап ақпаратты жазу үшін сізге бірнеше жол қажет екенін білсеңіз, ашылатын жақшадан кейін ENTER пернесін басыңыз. Содан кейін келесі тіркесті бір деңгейде шегіндіріңіз (төрт бос орын) және бірінші кілт-мән жұбын жазыңыз, одан кейін үтірді жазыңыз. Осы сәттен бастап ENTER пернесін басқан кезде мәтіндік өңдегіш бірінші кілт-мән жұбына сәйкес келу үшін барлық келесі кілт-мән жұптарын автоматты түрде шегіндіруі керек.

Сөздікті анықтауды аяқтағаннан кейін, соңғы кілт-мән жұбынан кейін жаңа жолға жабу жақшасын қосып, сөздіктегі пернелермен туралануы үшін оны бір деңгейде шегіндіріңіз. Соңғы кілт-мән жұбынан кейін үтірді де қою жақсы тәжірибе, сондықтан келесі жолға жаңа кілт-мән жұбын қосуға дайын боласыз.

Сауалнамаға қатысқан адамның аты берілген бұл сөздікті пайдалану үшін оның сүйікті тілін оңай іздеуге болады:

favorite_languages.py

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }
        
        ❶ language = favorite_languages['sarah'].title()
        print(f"Sarah's favorite language is {language}.")

Сара қай тілді таңдағанын көру үшін келесі мәнді сұраймыз:

        favorite_languages['sarah']

Біз бұл синтаксисті ❶ Сараның таңдаулы тілін favorite_languages сөздігінен алу және оны language айнымалысына тағайындау үшін қолданамыз. Мұнда жаңа айнымалы жасау әлдеқайда түсінікті-таза print() шақыруын жасайды. Шығару Сараның сүйікті тілін көрсетеді:

        Sarah's favorite language is C.

Сіз дәл осы синтаксисті сөздікте ұсынылған кез-келген тұлғамен пайдалана аласыз.

Мәндерге қол жеткізу үшін get() пайдалану

Сөздіктен сізді қызықтыратын мәнді алу үшін төртбұрышты жақшаға алынған кілтті пайдалану бір ықтимал ақаулықты тудыруы мүмкін: егер сіз сұраған кілт жоқ болса, қате пайда болады.

Ұпай мәні орнатылмаған бөгде планеталықтың ұпай мәнін сұрағанда не болатынын көрейік:

alien_no_points.py

        alien_0 = {'color': 'green', 'speed': 'slow'}
        print(alien_0['points'])

Бұл KeyError қатесін көрсететін кері бақылауға (traceback) әкеледі:

        Traceback (most recent call last):
          File "alien_no_points.py", line 2, in <module>
            print(alien_0['points'])
                  ~~~~~~~^^^^^^^^^^
        KeyError: 'points'

Осы сияқты қателерді жалпы өңдеу жолы туралы толығырақ 10-тараудан біле аласыз. Сөздіктер үшін арнайы бар сұралған кілт жоқ болғанда қайтарылатын әдепкі мәнді орнату үшін get() әдісін қолдануға болады.

get() әдісі бірінші аргумент ретінде кілтті қажет етеді. Екінші қосымша аргумент ретінде кілт жоқ болса, қайтарылатын мәнді беруге болады:

        alien_0 = {'color': 'green', 'speed': 'slow'}
        
        point_value = alien_0.get('points', 'No point value assigned.')
        print(point_value)

'points' кілті сөздікте бар болса, сәйкес мәнді аласыз. Олай болмаса, әдепкі мәнді аласыз. Бұл жағдайда points/ұпайлар жоқ және қатенің орнына түсінікті хабар аламыз:

        No point value assigned.

Егер сіз сұраған кілт жоқ болуы мүмкін болса, шаршы жақшаның орнына get() әдісін қолданып көріңіз.

Сөздік арқылы айналым

Бір Python сөздігі бірнеше кілт-мән жұптарын немесе миллиондаған жұптарды қамтуы мүмкін. Сөздікте деректердің үлкен көлемі болуы мүмкін болғандықтан, Python сөздікті айналдыруға (цикл арқылы өтуге) мүмкіндік береді. Сөздіктер ақпаратты әртүрлі тәсілдермен сақтау үшін пайдаланылуы мүмкін; сондықтан олар арқылы өтудің бірнеше түрлі жолдары бар. Сөздікті барлық кілт-мән жұптары, оның кілттері немесе мәндері арқылы циклмен айналып өтуге болады.

Барлық кілт-мән жұптары арқылы айналым

Циклдің әртүрлі тәсілдерін зерттемес бұрын, пайдаланушы туралы ақпаратты веб-сайтта сақтауға арналған жаңа сөздікті қарастырайық. Келесі сөздік бір адамның логин-атын, есімін және тегін сақтайды:

user.py

        user_0 = {
            'username': 'efermi',
            'first': 'enrico',
            'last': 'fermi',
            }

Алдыңғы тараулардағы алған біліміңізбен user_0 туралы кез-келген жалғыз ақпаратқа қол жеткізе аласыз. Бірақ осы пайдаланушы сөздігінде сақталған ақпараттың барлығын көргіңіз келсе ше? Ол үшін for циклін пайдаланып сөздікті айналдыра аласыз:

        user_0 = {
            'username': 'efermi',
            'first': 'enrico',
            'last': 'fermi',
            }
        
        for key, value in user_0.items():
            print(f"\nKey: {key}")
            print(f"Value: {value}")

Сөздікке for циклін жазу үшін әрбір кілт-мән жұбында кілт пен мәнді сақтайтын екі айнымалыға атаулар жасайсыз. Осы екі айнымалы үшін қалаған кез-келген атауларды таңдауға болады. Егер айнымалы атаулары үшін қысқартуларды пайдалансаңыз, бұл код дәл осылай жұмыс істейтін еді, мысалы:

        for k, v in user_0.items()

for амалының екінші жартысы сөздік атауын және одан кейін келетін items() әдісін қамтиды, items() әдісі кілт-мән жұптарының тізбегін қайтарады. for циклі осы жұптардың әрқайсысын берілген екі айнымалыға тағайындайды. Алдыңғы мысалда біз айнымалы мәндерді әрбір key/кілтті басып шығару үшін қолданамыз, содан кейін кілтпен байланысты value/мәнді басып шығару үшін. Бірінші print() шақыруындағы "\n" шығыстағы әрбір кілт-мән жұбының алдында бос жолдың кірістірілуін қамтамасыз етеді:

        Key: username
        Value: efermi
        
        Key: first
        Value: enrico
        
        Key: last
        Value: fermi

Барлық кілт-мән жұптарын айналдыру әсіресе алдында көрсетілген favorite_languages.py мысалы сияқты сөздіктер үшін жақсы жұмыс істейді, ол көптеген әртүрлі кілттер үшін бірдей ақпаратты сақтайды. favorite_languages сөздігін айналдырсаңыз, сөздіктегі әрбір адамның атын және олардың сүйікті бағдарламалау тілін аласыз. Кілттер әрқашан адамның атына сілтеме жасайтындықтан және мән әрқашан тіл болғандықтан, циклде key орнына name және value орнына language айнымалы мәндерін қолданамыз. Бұл цикл ішінде не болып жатқанын бақылауды жеңілдетеді:

favorite_languages.py

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }
        
        for name, language in favorite_languages.items():
            print(f"{name.title()}'s favorite language is {language.title()}.")

Бұл код Python-ға сөздіктегі әрбір кілт-мән жұбын айналдыруды ұсынады. Әр жұп арқылы жұмыс істегенде кілт name айнымалысына, ал мән language айнымалысына тағайындалады. Бұл сипаттама атаулар print() шақыруының не істеп жатқанын көруді әлдеқайда жеңілдетеді.

Енді кодтың бірнеше жолында біз сауалнамадағы барлық ақпаратты көрсете аламыз:

        Jen's favorite language is Python.
        Sarah's favorite language is C.
        Edward's favorite language is Rust.
        Phil's favorite language is Python.

Егер сөздігіміз мың, тіпті миллион адамнан алынған сауалнама нәтижелерін сақтаса, циклдің бұл түрі жақсы жұмыс істейтін еді.

Сөздіктегі барлық кілт сөздерді айналдыру

keys() әдісі сөздіктегі барлық мәндермен жұмыс істеу қажет болмағанда пайдалы. favorite_languages сөздігін қарап шығып, сауалнамаға қатысқандардың барлығының атын басып шығарайық:

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }
        
        for name in favorite_languages.keys():
            print(name.title())

Бұл for циклі Python-ға favorite_languages сөздігінен барлық кілттерді шығарып, оларды name айнымалысына бір-бірден тағайындауды ұсынады. Шығармада сауалнамаға қатысқандардың барлығының есімі көрсетіледі:

        Jen
        Sarah
        Edward
        Phil

Кілт сөздерді айналдыру сөздікті айналдыру кезінде әдепкі әрекет болып табылады, сондықтан егер сіз былай деп жазсаңыз, екі кодтың нәтижесі бірдей болады:

        for name in favorite_languages:

орнына мынау:

        for name in favorite_languages.keys():

Кодыңызды оқуды жеңілдететін болса, keys() әдісін анық пайдалануды таңдауға болады немесе қаласаңыз, оны өткізіп жіберуге болады.

Сіз ағымдағы кілтті пайдалану арқылы цикл ішінде өзіңізге маңызды кез-келген кілтпен байланысты мәнге қол жеткізе аласыз. Бірнеше досыңызға олар таңдаған тілдер туралы хабарлама басып шығарайық. Бұрынғыдай сөздіктегі атауларды қайталаймыз, бірақ атау достарымыздың біріне сәйкес келгенде, олардың сүйікті тілі туралы хабарды көрсетеміз:

        favorite_languages = {
              'jen': 'python',
              'sarah': 'c',
              'edward': 'rust',
              'phil': 'python',
            }
        
        friends = ['phil', 'sarah']
        for name in favorite_languages.keys():
            print(f"Hi {name.title()}.")
        
        ❶     if name in friends:
        ❷         language = favorite_languages[name].title()
                print(f"\t{name.title()}, I see you love {language}!")

Біріншіден, біз хабарды басып шығарғымыз келетін достар тізімін жасаймыз. Цикл ішінде біз әр адамның атын басып шығарамыз. ❶ Содан кейін біз жұмыс істеп жатқан name friends тізімінде бар-жоғын тексереміз. ❷ Егер солай болса, біз сөздік атауын және кілті ретінде name ағымдағы мәнін пайдаланып, адамның сүйікті тілін анықтаймыз. Содан кейін біз олардың сүйікті бағдарламалау тілін көрсететін арнайы сәлемдемені басып шығарамыз.

Әр адамның аты басылған, бірақ біздің достарымыз арнайы хабарлама алады:

        Hi Jen.
        Hi Sarah.
            Sarah, I see you love C!
        Hi Edward.
        Hi Phil.
            Phil, I see you love Python!

Сонымен қатар белгілі бір адамның сауалнамаға қатысқанын не қатыспағанын білу үшін keys() әдісін пайдалануға болады. Бұл жолы Эрин сауалнамаға қатысқанын-қатыспағанын білейік:

        favorite_languages = {
            --snip/код үзіндісі--
            }
        
        if 'erin' not in favorite_languages.keys():
            print("Erin, please take our poll!")

keys() әдісі тек цикл жасап айналып шығу үшін ғана емес: ол шын мәнінде барлық кілттердің тізбегін қайтарады, ал if операторы 'erin' осы тізбекте бар-жоғын тексереді. Ол жоқ болғандықтан, оны сауалнамаға қатысуға шақыратын хабар басып шығарылады:

        Erin, please take our poll!

Сөздік кілттерін белгілі бір ретпен айналып өту

Сөздікті циклмен өту элементтерді енгізілген ретпен қайтарады. Дегенмен, кейде сөздікті басқа ретпен айналдырғыңыз келеді.

Мұны орындаудың бір жолы - кілттер for циклінде қайтарылған уақытта сұрыптау. Кілттердің көшірмесін ретімен алу үшін sorted() функциясын пайдалануға болады:

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }
        
        for name in sorted(favorite_languages.keys()):
            print(f"{name.title()}, thank you for taking the poll.")

Бұл for амалы басқа for амалдарына ұқсайды, тек dictionary.keys() әдісін sorted() функциясымен орап алғанымызды қоспағанда. Бұл Python-ға сөздіктегі барлық кілттерді алуды және циклды бастамас бұрын оларды сұрыптауды тапсырады. Шығару сауалнамаға қатысқандардың барлығының есімдерін ретпен көрсетеді:

        Edward, thank you for taking the poll.
        Jen, thank you for taking the poll.
        Phil, thank you for taking the poll.
        Sarah, thank you for taking the poll.

Сөздіктегі барлық мәндерді айналым

Егер сізді ең алдымен сөздіктегі мәндер қызықтырса, ешбір кілтсіз мәндер тізбегін қайтару үшін values() әдісін пайдалануға болады. Мысалы, әр тілді таңдаған адамның атын көрсетпей, бағдарламалау тіліндегі сауалнамада таңдалған барлық тілдердің тізімін жай ғана алғымыз келеді делік:

        favorite_languages = {
            'jen': 'python',
            'sarah': 'c',
            'edward': 'rust',
            'phil': 'python',
            }
        
        print("The following languages have been mentioned:")
        for language in favorite_languages.values():
            print(language.title())

Мұндағы for операторы әрбір мәнді сөздіктен алып, оны language айнымалысына тағайындайды. Бұл мәндер басып шығарылғанда, біз барлық таңдалған тілдердің тізімін аламыз:

        The following languages have been mentioned:
        Python
        C
        Rust
        Python

Бұл тәсіл қайталауларды тексермей-ақ сөздіктегі барлық мәндерді шығарады. Бұл мәндердің аз санымен жақсы жұмыс істеуі мүмкін, бірақ респонденттердің көп саны бар сауалнамада бұл өте қайталанатын тізімге әкеледі. Қайталаусыз таңдалған әрбір тілді көру үшін біз жиынтықты (set) пайдалана аламыз. Set/жиын - бұл әрбір элемент ерекше болуы керек жинақ:

        favorite_languages = {
            --snip/код үзіндісі--
            }
        
        print("The following languages have been mentioned:")
        for language in set(favorite_languages.values()):
            print(language.title())

Қайталанатын элементтерді қамтитын мәндер жинағының айналасына set() ораған кезде, Python жинақтағы бірегей элементтерді анықтайды және сол элементтерден жиын құрастырады. Мұнда біз set() әдісін favorite_languages.values() ішіндегі бірегей тілдерді шығару үшін қолданамыз.

Нәтиже - сауалнамаға қатысқан адамдар айтқан тілдердің қайталанбайтын тізімі:

        The following languages have been mentioned:
        Python
        C
        Rust

Python туралы үйренуді жалғастыра отырып, деректеріңізбен дәл қалағаныңызды жасауға көмектесетін тілдің кірістірілген мүмкіндігін жиі табасыз.

        >>> languages = {'python', 'rust', 'python', 'c'}
        >>> languages
        {'rust', 'python', 'c'}

Nesting

Кейде тізімде бірнеше сөздіктерді сақтағыңыз келеді, немесе кері жағдай да қажет болуы мүмкін элементтер тізімін сөздіктегі мән ретінде сақтағыңыз келеді. Бұл nesting /кірістіру деп аталады. Сөздіктерді тізімнің ішіне, сөздік ішіне элементтердің тізімін немесе тіпті сөздікті басқа сөздіктің ішіне орналастыруға болады. Кірістіру - бұл қуатты мүмкіндік, оны келесі мысалдар көрсетеді.

Сөздіктер тізімі

alien_0 сөздігі бір бөтен планеталық туралы алуан түрлі ақпаратты қамтиды, бірақ оның екінші бөтен планеталық туралы ақпаратты сақтауға орыны жоқ, тіпті бөтен планеталықтардың экран толтыратын қаптаған саны бар делік. Өзге планеталықтар флотын қалай басқаруға болады? Оның бір жолы - әрбір бөтен планеталық сол бөтен планеталық туралы ақпараттың сөздігі болатын өзге планеталықтардың тізімін жасау. Мысалы, келесі код үш бөтен планеталықтар тізімін жасайды:

aliens.py

        alien_0 = {'color': 'green', 'points': 5}
        alien_1 = {'color': 'yellow', 'points': 10}
        alien_2 = {'color': 'red', 'points': 15}
        
        ❶ aliens = [alien_0, alien_1, alien_2]
        
        for alien in aliens:
            print(alien)

Біз алдымен үш сөздік жасаймыз, олардың әрқайсысы жеке-жеке бөтен планеталықтарды білдіреді. Біз осы сөздіктердің әрқайсысын aliens ❶ деп аталатын тізімде сақтаймыз. Соңында біз тізімді айналдырамыз және әрбір бөтен планеталықты басып шығарамыз:

        {'color': 'green', 'points': 5}
        {'color': 'yellow', 'points': 10}
        {'color': 'red', 'points': 15}

Нақтырақ мысалға әрбір бөтен планеталықты автоматты түрде жасайтын коды бар үштен астам өзге планеталықтар жатады. Келесі мысалда біз 30 өзге планеталықтардан тұратын флот құру үшін range() қолданамыз:

        # Make an empty list for storing aliens.
        aliens = []
        
        # Make 30 green aliens.
        ❶ for alien_number in range(30):
        ❷     new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        ❸     aliens.append(new_alien)
        
        # Show the first 5 aliens.
        ❹ for alien in aliens[:5]:
            print(alien)
        print("...")
        
        # Show how many aliens have been created.
        print(f"Total number of aliens: {len(aliens)}")

Бұл мысал жасалатын барлық өзге планеталықтарды сақтайтын бос тізімнен басталады. ❶ range() функциясы жәй сандар қатарын қайтарады, бұл Python-ға цикл қанша рет қайталанып орындалатынын айтады. қайталаңыз. Цикл іске қосылған сайын біз жаңа бөтен планеталық ❷ жасаймыз, содан кейін әрбір жаңа бөтен планеталықты ❸ aliens тізіміне қосамыз. Біз алғашқы бес бөтен планеталықты ❹ басып шығару үшін кесінді (slice) қолданамыз және соңында толық ақпаратты жасағанымызды дәлелдеу үшін тізімнің ұзындығын басып шығарамыз. 30 өзге планеталық флот:

        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        ...
        
        Total number of aliens: 30

Бұл бөтен планеталықтардың барлығының сипаттамалары бірдей, бірақ Python әрқайсысын жеке нысан деп санайды, бұл бізге әрбір бөтен планетаны жеке өзгертуге мүмкіндік береді.

Осындай өзге планеталықтар тобымен қалай жұмыс істеуге болады? Ойынның бір аспектісінде кейбір бөтен планеталықтар ойын барысында түсін өзгертіп, жылдамырақ қозғалатынын елестетіп көріңіз. Түстерді өзгерту уақыты келгенде, біз өзге планеталықтардың түсін өзгерту үшін for циклін және if операторын пайдалана аламыз. Мысалы, алғашқы үш бөтен планеталықтардың әрқайсысы 10 ұпайдан тұратын сары, орташа жылдамдықтағы өзге планеталықтарға өзгерту үшін мына әрекетті орындауға болады:

        # Make an empty list for storing aliens.
        aliens = []
        
        # Make 30 green aliens.
        for alien_number in range (30):
            new_alien = {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
            aliens.append(new_alien)
        
        for alien in aliens[:3]:
            if alien['color'] == 'green':
                alien['color'] = 'yellow'
                alien['speed'] = 'medium'
                alien['points'] = 10
        
        # Show the first 5 aliens.
        for alien in aliens[:5]:
            print(alien)
        print("...")

Алғашқы үш бөтен планеталықты өзгерткіміз келетіндіктен, біз тек алғашқы үш өзге планеталықтарды қамтитын бөлікті айналдырамыз. Барлық өзге планеталықтар қазір жасыл, бірақ бұл әрқашан бола бермейді, сондықтан біз тек жасыл өзге планеталықтарды өзгерткенімізге көз жеткізу үшін if амалынан жазамыз. Егер бөтен планеталық жасыл болса, түсін ' Yellow', жылдамдықты 'medium' және ұпай мәнін 10 деп өзгертеміз, келесі шығыста көрсетілгендей:

        {'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
        {'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
        {'color': 'yellow', 'points': 10, 'speed': 'medium'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        {'color': 'green', 'points': 5, 'speed': 'slow'}
        ...

Бұл циклды әр қайсысы 15 ұпайдан тұратын сары бөтен планеталарды қызылға, жылдам қозғалатындарға айналдыратын elif блогын қосу арқылы кеңейтуге болады. Бүкіл бағдарламаны қайта көрсетпестен, бұл цикл келесідей болады:

        for alien in aliens[0:3]:
            if alien['color'] == 'green':
                alien['color'] = 'yellow'
                alien['speed'] = 'medium'
                alien['points'] = 10
            elif alien['color'] == 'yellow':
                alien['color'] = 'red'
                alien['speed'] = 'fast'
                alien['points'] = 15

Әр сөздікте бір нысан туралы ақпараттың көп түрі болса, тізімде бірнеше сөздіктерді сақтау әдеттегідей. Мысалы, алдыңғы бөлімдердегі user.py файлында жасағандай, веб-сайттағы әрбір пайдаланушы үшін сөздік жасауға болады, және жеке сөздіктерді users деп аталатын тізімде сақтаңыз. Тізімдегі барлық сөздіктер бірдей құрылымға ие болуы керек, осылайша тізімді айналдырып, әрбір сөздік нысанымен бірдей жұмыс жасай аласыз.

Сөздіктегі тізім

Тізімнің ішіне сөздік қоюдың орнына, кейде тізімді сөздік ішіне қою пайдалы. Мысалы, біреу тапсырыс беріп жатқан пиццаны қалай сипаттайтыныңызды қарастырыңыз. Егер сіз тек тізімді қолданатын болсаңыз, онда сіз шынымен сақтай алатын нәрсе - бұл пицца қоспаларының тізімі. Сөздіктің көмегімен қоспалар тізімі сіз сипаттап жатқан пиццаның бір ғана аспектісі болуы мүмкін.

Келесі мысалда әрбір пицца үшін ақпараттың екі түрі сақталады: қыртыстың түрі және қоспалар тізімі. Толтырмалар тізімі 'toppings' кілтімен байланысты мән болып табылады. Тізімдегі элементтерді пайдалану үшін сөздіктегі кез-келген мән сияқты сөздіктің атын және 'toppings' кілтін береміз. Бір мәнді қайтарудың орнына біз толтырулар тізімін аламыз:

pizza.py

        # Store information about a pizza being ordered.
        pizza = {
            'crust': 'thick',
            'toppings': ['mushrooms', 'extra cheese'],
            }
        
        # Summarize the order.
        ❶ print(f"You ordered a {pizza['crust']}-crust pizza "
            "with the following toppings:")
        
        ❷ for topping in pizza['toppings']:
            print(f"\t{topping}")

Біз тапсырыс берілген пицца туралы ақпаратты қамтитын сөздіктен бастаймыз. Сөздіктегі кілттердің бірі 'crust' және байланысты мән 'thick' жолы болып табылады. Келесі кілт, 'toppings', барлық сұралған толтырғыш-ингредиенттерді сақтайтын мән ретінде тізімге ие. ❶ Пиццаны жасамас (басып шығармас) бұрын тапсырысты қорытындылаймыз. Егер print() шақыруында ұзын жолды үзу қажет болғанда, басып шығарылатын тіркесті үзу үшін сәйкес нүктені таңдап, тіркесті тырнақшамен аяқтаңыз. Келесі сөйлем бөлігін шегіндіріңіз, ашылу тырнақшасын қосыңыз және тіркесті жалғастырыңыз. Python автоматты түрде жақша ішінде тапқан барлық тіркестерді біріктіреді. Қоспаларды басып шығару үшін for циклін ❷ жазамыз. Ингредиенттер тізіміне қол жеткізу үшін біз 'toppings' кілтін қолданамыз, ал Python сөздіктен ингредиенттер тізімін алады.

Келесі шығарылымда біз жасауды жоспарлап отырған пиццаны қорытындылайды:

        You ordered a thick-crust pizza with the following toppings:
            mushrooms 
            extra cheese 

          # Сіз келесі қоспалары бар қалың қыртысы бар пиццаға тапсырыс бердіңіз:
          # саңырауқұлақтар
          # қосымша ірімшік
        

Сөздіктегі бір кілтпен бірнеше мәннің байланысты болғанын қаласаңыз тізімді сөздіктің ішіне кірістіруге болады. Сүйікті бағдарламалау тілдерінің алдыңғы мысалында, егер біз әрбір адамның жауаптарын тізімде сақтайтын болсақ, адамдар бірнеше сүйікті тілдерді таңдай алады. Біз сөздікті айналдырған кезде әрбір адамға қатысты мән бір тіл емес, тілдер тізімі болады. Сөздіктің for циклінің ішінде біз әр адаммен байланыстырылған тілдер тізімін аралау үшін басқа for циклін қолданамыз:

favorite_languages.py

        favorite_languages = {
            'jen': ['python', 'rust'],
            'sarah': ['c'],
            'edward': ['rust', 'go'],
            'phil': ['python', 'haskell'],
            }
        
        ❶ for name, languages in favorite_languages.items():
            print(f"\n{name.title()}'s favorite languages are:")
        ❷     for language in languages:
                print(f"\t{language.title()}")

favorite_languages ішіндегі әрбір адам есімімен байланысты мән енді тізім болып табылады. Кейбір адамдардың бір сүйікті тілі, ал басқаларының бірнеше таңдаулы тілі бар екенін ескеріңіз. favorite_languages ❶ сөздігін айналдырған кезде сөздіктегі әрбір мәнді сақтау үшін languages айнымалы атауын қолданамыз, өйткені бізде әрбір мән тізім болатынын біліңіз. Негізгі сөздік циклінің ішінде біз әрбір адамның таңдаулы тілдерінің тізімін қарап шығу үшін басқа for циклін ❷ қолданамыз. Енді әр адам қалағанынша сүйікті тілдерді тізімдей алады:

        Jen's favorite languages are:
            Python
            Rust
        
        Sarah's favorite languages are:
            C
        
        Edward's favorite languages are:
            Rust
            Go
        
        Phil's favorite languages are:
            Python
            Haskell

Бұл бағдарламаны одан әрі нақтылау үшін сөздіктің for циклінің басына if операторын қосуға болады, бұл әр адамның бірнеше таңдаулы тілі бар-жоғын білу үшін len(languages) мәніне назар аударуымыз керек. Егер адамда бірнеше сүйікті бағдарламалау тілі болса, нәтиже өзгеріссіз қалады. Егер адамның бір ғана сүйікті тілі болса, оны көрсету үшін сөзді өзгертуге болады. Мысалы, "Сараның сүйікті тілі - C." дей аласыз. (Ағылшын тіліндегі жеке және көп мәндегі сөздердің жазылуына қатысты айтылып отыр: мысалы, car - cars, pen - pens, book - books).

Сөздіктегі сөздік

Сөздікті басқа сөздік ішіне кірістіруге болады, бірақ оны жасаған кезде кодыңыз тез күрделене түсуі мүмкін. Мысалы, веб-сайт үшін әрқайсысының бірегей пайдаланушы аты бар бірнеше пайдаланушы болса, пайдаланушы атын сөздіктегі кілттер ретінде пайдалануға болады. Содан кейін сөздікті пайдаланушы атымен байланысты мән ретінде пайдалану арқылы әрбір пайдаланушы туралы ақпаратты сақтауға болады. Келесі тізімде біз әрбір пайдаланушы туралы үш ақпарат бөлігін сақтаймыз: олардың аты, тегі және орналасқан жері. Біз бұл ақпаратқа пайдаланушы аттары мен әрбір пайдаланушы атына қатысты ақпарат сөздігін айналдыру арқылы қол жеткіземіз:

many_users.py

        users = {
            'aeinstein': {
                'first': 'albert',
                'last': 'einstein',
                'location': 'princeton',
                },
        
            'mcurie': {
                'first': 'marie',
                'last': 'curie',
                'location': 'paris',
                },
        
            }
        
        ❶ for username, user_info in users.items():
        ❷     print(f"\nUsername: {username}")
        ❸     full_name = f"{user_info['first']} {user_info['last']}"
            location = user_info['location']
        
        ❹     print(f"\tFull name: {full_name.title()}")
            print(f"\tLocation: {location.title()}")

Біз алдымен екі кілті бар users деп аталатын сөздікті анықтаймыз: әрқайсысы 'aeinstein' және 'mcurie' пайдаланушы аттары үшін бір. Әрбір кілтпен байланысты мән әрбір пайдаланушының атын, тегін және орнын қамтитын сөздік болып табылады. Содан кейін пайдаланушылар сөздігін ❶ арқылы айналдырамыз. Python әр кілтті username айнымалысына тағайындайды және әрбір пайдаланушы атымен байланысты сөздік user_info айнымалысына тағайындалады. Негізгі сөздік цикліне кіргеннен кейін біз ❷ пайдаланушы атын басып шығарамыз.

Одан кейін біз ❸ ішкі сөздігіне қол жеткізе бастаймыз. Пайдаланушы ақпаратының сөздігін қамтитын user_info айнымалысының үш кілті бар: 'бірінші', 'соңғы' және ' орны'. Біз әр пернені әр адам үшін ұқыпты пішімделген толық аты-жөні мен орнын жасау үшін пайдаланамыз, содан кейін әрбір пайдаланушы ❹ туралы білетініміздің қысқаша мазмұнын басып шығарамыз:

        Username: aeinstein
            Full name: Albert Einstein
            Location: Princeton
        
        Username: mcurie
            Full name: Marie Curie
            Location: Paris

Әрбір пайдаланушы сөздігінің құрылымы бірдей екенін ескеріңіз. Python талап етпесе де, бұл құрылым кірістірілген сөздіктермен жұмыс істеуді жеңілдетеді. Әрбір пайдаланушы сөздігінде әртүрлі кілттер болса, for циклінің ішіндегі код күрделірек болар еді.

Қорытынды

Бұл тарауда сөздікке анықтама беруді және сөздікте сақталған ақпаратпен жұмыс істеуді үйрендіңіз. Сіз сөздіктегі жеке элементтерге қалай қол жеткізуге және өзгертуге болатынын және сөздіктегі барлық ақпаратты қалай айналдыру керектігін үйрендіңіз. Сіз сөздіктің кілт-мән жұптарын, оның кілттерін және мәндерін айналдыруды үйрендіңіз. Сондай-ақ бірнеше сөздіктерді тізімге, тізімдерді сөздікке енгізуді және сөздікті сөздік ішіне кірістіруді үйрендіңіз.

Келесі тарауда сіз while циклдары және сіздің бағдарламаларыңызды пайдаланатын адамдардан енгізуді қалай қабылдауға болатынын білесіз. Бұл қызықты тарау болады, өйткені сіз барлық бағдарламаларыңызды интерактивті етуді үйренесіз: олар пайдаланушы енгізуіне жауап бере алады.

Бағдарламалардың көпшілігі соңғы пайдаланушының мәселесін шешу үшін жазылған. Мұны істеу үшін әдетте пайдаланушыдан кейбір ақпаратты алу керек. Мысалы, біреудің дауыс беруге жасы жететінін білгісі келетінін айтыңыз. Бұл сұраққа жауап беру үшін бағдарлама жазсаңыз, жауап бермес бұрын пайдаланушының жасын білуіңіз керек. Бағдарлама пайдаланушыдан өз жасын енгізуді немесе input сұрауы керек; Бағдарлама осы енгізуді алғаннан кейін, ол пайдаланушының жасы жеткілікті екенін анықтау үшін оны дауыс беру жасымен салыстыра алады, содан кейін нәтижені хабарлайды.

Бұл тарауда сіз бағдарламаңыз онымен жұмыс істей алатындай пайдаланушы енгізуін қалай қабылдау керектігін үйренесіз. Бағдарламаға атау-есім қажет болғанда, пайдаланушыдан атауды-есімді сұрай аласыз. Бағдарламаға атаулар тізімі қажет болғанда, пайдаланушыдан бірқатар атауларды сұрай аласыз. Ол үшін input() функциясын пайдаланасыз.

Сонымен қатар сіз бағдарламаларды пайдаланушылар қалағанша жұмыс істеп тұруды үйренесіз, осылайша олар қажетінше көп ақпаратты енгізе алады; онда сіздің бағдарламаңыз сол ақпаратпен жұмыс істей алады. Белгілі бір шарттар орындалғанша бағдарламалардың жұмысын жалғастыру үшін Python бағдарламасының while циклін пайдаланасыз.

Пайдаланушы енгізуімен жұмыс істеу мүмкіндігімен және бағдарламаларыңыздың қанша уақыт жұмыс істейтінін басқару мүмкіндігімен сіз толық интерактивті бағдарламалар жаза аласыз.

input() функциясы қалай жұмыс істейді

input() функциясы бағдарламаңызды тоқтатады және пайдаланушының кейбір мәтінді енгізуін күтеді. Python пайдаланушының енгізуін алғаннан кейін, ол сізге жұмыс істеуге ыңғайлы болу үшін енгізілген мәнді айнымалыға тағайындайды.

Мысалы, келесі бағдарлама пайдаланушыдан мәтін енгізуді сұрайды, содан кейін сол хабарламаны пайдаланушыға кері көрсетеді:

parrot.py

        message = input("Tell me something, and I will repeat it back to you: ")
        print(message)

input() функциясы бір аргументті алады: пайдаланушыға көрсеткіміз келетін сұрау/prompt, сондықтан олар қандай ақпарат енгізу керектігін біледі. Бұл мысалда, Python бірінші жолды іске қосқанда, пайдаланушы Маған бірдеңе айтыңыз, және мен оны сізге қайталаймын: шақыруын көреді. Бағдарлама пайдаланушы өз жауабын енгізгенше күтеді және пайдаланушы ENTER пернесін басқаннан кейін жұмысын жалғастырады. Жауап message айнымалысына тағайындалады, содан кейін print(message) енгізуді пайдаланушыға кері көрсетеді:

        Tell me something, and I will repeat it back to you: Hello everyone!
        Hello everyone!

Түсінікті prompt/сұрауларды жазу

input() функциясын пайдаланған сайын, пайдаланушы қандай ақпарат түрін енгізгенін қалайтыныңызды нақты көрсететін түсінікті, орындауға оңай сұрауды/prompt қосу керек. Пайдаланушыға не енгізу керектігін айтатын кез-келген амал жұмыс істеуі керек. Мысалы:

greeter.py

        name = input("Please enter your name: ")
        print(f"\nHello, {name}!")

Сұрауды пайдаланушының жауабынан бөлу және пайдаланушыға олардың мәтінін қай жерде енгізу керектігін түсіндіру үшін сұраулардың соңына бос орын қосыңыз (алдыңғы мысалдағы қос нүктеден кейін). Мысалы:

        Please enter your name: Eric
        Hello, Eric!

Кейде бір жолдан ұзағырақ сұрау жазғыңыз келеді. Мысалы, пайдаланушыға белгілі бір енгізуді не үшін сұрап жатқаныңызды айтқыңыз келуі мүмкін. Сұрауды айнымалыға тағайындауға және сол айнымалы мәнді input() функциясына беруге болады. Бұл сұрауды бірнеше жолдан құруға, содан кейін таза input() операторын жазуға мүмкіндік береді.

greeter.py

        prompt = "If you share your name, we can personalize the messages you see."
        prompt += "\nWhat is your first name? "
        
        name = input(prompt)
        print(f"\nHello, {name}!")

Бұл мысал көп жолды тіркесті құрудың бір әдісін көрсетеді. Бірінші жол хабардың бірінші бөлігін prompt айнымалысына тағайындайды. Екінші жолда += операторы prompt-қа тағайындалған тіркесті алып, жаңа тіркесті соңына қосады.

Сұрау енді екі жолды қамтиды, түсінікті болу үшін сұрақ белгісінен кейін бос орын қалдырылған:

        If you share your name, we can personalize the messages you see.
        What is your first name? Eric
        
        Hello, Eric!

Сандық енгізуді қабылдау үшін int() пайдалану

input() функциясын пайдаланған кезде, Python пайдаланушы енгізген барлық нәрсені тіркес ретінде түсіндіреді. Пайдаланушының жасын сұрайтын келесі аудармашы/interpreter сеансын қарастырыңыз:

        >>> age = input("How old are you? ")
        How old are you? 21
        >>> age
        '21'

Пайдаланушы 21 санын енгізеді, бірақ біз Python-нан age мәнін сұрағанда, ол '21' қайтарады, енгізілген сандық мәннің тіркес көрінісі. Python енгізуді тіркес ретінде түсіндіргенін білеміз, себебі сан енді тырнақшаға алынған. Егер сіз тек кірісті басып шығарғыңыз келсе, бұл жақсы жұмыс істейді. Бірақ енгізуді сан ретінде пайдаланғыңыз келсе, қате пайда болады:

        >>> age = input("How old are you? ")
        How old are you? 21
        ❶ >>> age >= 18
        Traceback (most recent call last):
          File "<stdin>", line 1, in <module>
        ❷ TypeError: '>=' not supported between instances of 'str' and 'int'

❶ Сандық салыстыру үшін енгізуді пайдаланған кезде, Python қате шығарады, себебі тіркесті бүтін санмен салыстыру мүмкін емес: age мәніне тағайындалған '21' тіркесін 18 сандық мәнімен салыстыруға болмайды ❷.

Бұл мәселені енгізу жолын сандық мәнге түрлендіретін int() функциясын пайдалану арқылы шеше аламыз. Бұл салыстыруды сәтті орындауға мүмкіндік береді:

        >>> age = input("How old are you? ")
        How old are you? 21
        ❶ >>> age = int(age)
        >>> age >= 18
        True

Бұл мысалда, сұрауға 21 енгізген кезде, Python санды тіркес ретінде түсіндіреді, бірақ мән содан кейін ❶ int() арқылы сандық көрініске түрлендіріледі. Енді Python шартты сынақты іске қоса алады: ол age мәні 18-ден үлкен немесе тең екенін көру үшін age (енді 21 сандық мәнді білдіреді) және 18-ді салыстырады. Бұл сынақ True деп бағаланады.

Нақты бағдарламада int() функциясын қалай пайдаланасыз? Адамдардың "американские горки" кіруге жеткілікті ұзын екенін анықтайтын бағдарламаны қарастырыңыз:

rollercoaster.py

        height = input("How tall are you, in inches? ")
        height = int(height)
        
        if height >= 48:
            print("\nYou're tall enough to ride!")
        else:
            print("\nYou'll be able to ride when you're a little older.")

Бағдарлама height параметрін 48-бен салыстыра алады, себебі height = int(height) салыстыру басталғанға дейін кіріс мәнін сандық көрініске түрлендіреді. Енгізілген сан 48-ден үлкен немесе оған тең болса, пайдаланушыға олардың бойы жеткілікті екенін айтамыз:

        How tall are you, in inches? 71
        
        You're tall enough to ride!

Есептер мен салыстырулар үшін сандық енгізуді пайдаланған кезде, алдымен кіріс мәнін сандық көрініске түрлендіруді ұмытпаңыз.

Модуло операторы

Сандық ақпаратпен жұмыс істеуге арналған пайдалы құрал модульдік оператор (%), ол бір санды екінші санға бөліп, қалғанын қайтарады:

        >>> 4 % 3
        1
        >>> 5 % 3
        2
        >>> 6 % 3
        0
        >>> 7 % 3
        1

Модуль операторы бір санның екіншісіне қанша рет сәйкес келетінін айтпайды; ол тек қалған қалдықтың не екенін айтады.

Бір сан басқа санға бөлінсе, қалдық 0 болады, сондықтан модуль операторы әрқашан 0 мәнін қайтарады. Бұл фактіні санның жұп немесе тақ екенін анықтау үшін пайдалануға болады:

even_or_odd.py

        number = input("Enter a number, and I'll tell you if it's even or odd: ")
        number = int(number)
        
        if number % 2 == 0:
            print(f"\nThe number {number} is even.")
        else:
            print(f"\nThe number {number} is odd.")

Жұп сандар әрқашан екіге бөлінеді, сондықтан егер сан мен екінің модулі нөлге тең болса (мұнда if number % 2 == 0 болса) сан жұп болады. Әйтпесе, бұл тақ.

        Enter a number, and I'll tell you if it's even or odd: 42
        
        The number 42 is even.

while циклдерін таныстыру

for циклі жинақталған мәндер тізімін алады және жинақтағы әрбір элемент үшін код блогын бір рет орындап шығады. Керісінше, while циклі белгілі бір шарт true болып тұрған сәтте жұмыс істеп тұрады.

while циклінің жұмысы

Сандар қатарын санау үшін while циклін пайдалануға болады. Мысалы, келесі while циклі 1-ден 5-ке дейін есептеледі:

counting.py

        current_number = 1
        while current_number <= 5:
            print(current_number)
            current_number += 1

Бірінші жолда біз current_number/ағымдық_сан мәнін 1 деп тағайындау арқылы 1-ден санауды бастаймыз. Содан кейін while циклі ағымдық_сан 5-тен кіші немесе оған тең мәні болғанша жұмыс істей беретін етіп орнатылады. Цикл ішіндегі код ағымдық_сан мәнін басып шығарады, содан кейін current_number += 1 арқылы сол мәнге 1 қосады. (+= операторы current_number = current_number + 1 сөзінің стенографиясы болып табылады.)

Python циклды current_number/ағымдық_сан <= 5 шарты дұрыс болғанша қайталайды. 1 саны 5-тен аз болғандықтан, Python 1 басып шығарады, содан кейін ағымдағы санды 2 етіп 1 қосады. 2 саны 5-тен аз болғандықтан, Python 2 басып шығарады және қайтадан 1 қосады, ағымдағы санды 3 етеді және т.с.с current_number мәні 5-тен үлкен болған сәтте цикл жұмысын тоқтатады және бағдарлама аяқталады:

        1
        2
        3
        4
        5

Күнделікті пайдаланатын бағдарламаларда while циклдары болуы мүмкін. Мысалы, ойын ойнауды тоқтатпай жалғастыра беру үшін ойынға while циклы қажет, ал сіз ойыннан шығуды сұраған кезде ол жұмысын тоқтата алады. Бағдарламалар біз тоқтатпай өздігінен жұмысын тоқтатса немесе біз шыққымыз келгенде жұмысын жалғастыра берсе, оларды пайдалану қызық болмас еді, сондықтан бағдарламамызды басқаруға мүмкіндік беретін while циклдері өте пайдалы.

Пайдаланушыға қашан шығу керектігін таңдауға рұқсат беру

Бағдарламаның көп бөлігін while циклінің ішінде жазу арқылы біз parrot.py бағдарламасы пайдаланушы қалағанша жұмыс істеп тұратын ете аламыз. Біз шығу мәнін анықтаймыз, содан кейін пайдаланушы шығу мәнін енгізбегенше бағдарламаның жұмысын жалғастырамыз:

parrot.py

        prompt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"
        prompt += "\nEnter 'quit' to end the program. "
        
        message = ""
        while message != 'quit':
            message = input(prompt)
            print(message)

Алдымен пайдаланушыға екі опцияны айтатын prompt/шақыруды анықтаймыз: хабарды енгізу немесе шығу мәнін енгізу (бұл жағдайда 'quit'). Содан кейін пайдаланушы енгізген кез-келген мәнді бақылау үшін message айнымалы мәнін орнатамыз. Біз message-ді бос тіркес, "" ретінде анықтаймыз, сондықтан Python-да while жолына бірінші рет жеткенде тексеретін нәрсе бар. Бағдарлама бірінші рет іске қосылғанда және Python while операторына жеткенде, ол message мәнін 'quit' мәнімен салыстыруы керек, бірақ әзірге ешқандай пайдаланушы енгізуі жоқ. Егер Python-да салыстыруға ештеңе болмаса, ол бағдарламаны іске қосуды жалғастыра алмайды. Сондықтан осы мәселені шешу үшін message-ге бастапқы мән беруді қамтамасыз етеміз. Бұл жай ғана бос жол болса да, ол Python үшін мағыналы болады және оған while циклі жұмыс істейтін салыстыруды орындауға мүмкіндік береді. Бұл while циклі message мәні 'quit' болмағанша жұмыс істейді.

Ең басында message мәне бос тіркес болып табылады, Python циклге кіреді,бос тіркес quit-ке тең болмағандықтан, цикл ішіндегі код орындалып бастайды. message = input(prompt) параметрінде Python шақыруды көрсетеді және пайдаланушының input енгізуін күтеді. Пайдаланушы енгізгеннің бәрі message-ға тағайындалады және басып шығарылады; содан кейін Python шартты while операторындағы қайта бағалайды. Пайдаланушы 'quit' сөзін енгізбегенше, шақыру қайтадан көрсетіледі және Python қосымша енгізуді күтеді. Пайдаланушы ақырында 'quit' енгізгенде, Python while циклін орындауды тоқтатады және бағдарлама аяқталады:

        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. Hello everyone!
        Hello everyone!
        
        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. Hello again.
        Hello again.
        
        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. quit
        quit

Бұл бағдарлама жақсы жұмыс істейді, тек 'quit' сөзін ең соңында нақты хабар сияқты басып шығарады. Қарапайым if сынағы оны түзетеді:

        prompt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"
        prompt += "\nEnter 'quit' to end the program. "
        
        message = ""
        while message != 'quit':
            message = input(prompt)
        
            if message != 'quit':
                print(message)

Енді бағдарлама хабарды көрсетпес бұрын жылдам тексереді және хабарды шығару мәніне сәйкес келмесе ғана басып шығарады:

        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. Hello everyone!
        Hello everyone!
        
        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. Hello again.
        Hello again.
        
        Tell me something, and I will repeat it back to you:
        Enter 'quit' to end the program. quit

Жалаушаны пайдалану / Using a Flag

Алдыңғы мысалда берілген шарт ақиқат болғанда бағдарлама белгілі бір тапсырмаларды орындайтын болды. Бірақ әртүрлі оқиғалар бағдарламаның жұмысын тоқтатуға себеп болатын күрделірек бағдарламалар туралы не деуге болады?

Мысалы, ойында бірнеше түрлі оқиғалар ойынды аяқтауы мүмкін. Ойыншының кемелері таусылғанда, олардың уақыты таусылғанда немесе олар қорғауы керек қалалардың барлығы жойылғанда, ойын аяқталуы керек. Осы оқиғалардың бірі орын алса, оны аяқтау керек. Бағдарламаны тоқтату үшін көптеген ықтимал оқиғалар орын алуы мүмкін болса, осы жағдайлардың барлығын бір уақытта while операторында сынап көру күрделенеді және қиын болады.

Көптеген шарттар дұрыс болған кезде ғана жұмыс істеп тұруы керек бағдарлама үшін бүкіл бағдарлама қосулы немесе қосулы емес екенін анықтайтын бір айнымалы мәнді анықтауға болады. Flag/жалау деп аталатын бұл айнымалы бағдарламаға сигнал ретінде әрекет етеді. Біз өз бағдарламаларымызды жалау True күйіне орнатылған кезде жұмыс істейтіндей етіп жаза аламыз және бірнеше оқиғалардың кез келгені жалаушаның мәнін False мәніне орнатқанда жұмысын тоқтатамыз. Нәтижесінде, біздің жалпы while амалы тек бір шартты тексеруі керек: жалаушаның қазіргі уақытта True екендігін тексеру керек. Содан кейін, барлық басқа сынақтарымыз (жалаушаны False күйіне орнату керек оқиғаның орын алған-алмағанын көру үшін) бағдарламаның қалған бөлігінде ұқыпты түрде ұйымдастырылуы мүмкін.

Алдыңғы бөлімдегі parrot.py кодына жалаушаны қосамыз. Біз active деп атайтын бұл жалауша (бірақ оны кез-келген нәрсе деп атауға болады) бағдарламаның жұмысын жалғастыру керек пе, жоқ па бақылайды:

        prompt = "\nTell me something, and I will repeat it back to you:"
        prompt += "\nEnter 'quit' to end the program. "
        
        active = True
        ❶ while active:
            message = input(prompt)
        
            if message == 'quit':
                active = False
            else:
                print(message)

Біз active айнымалы мәнін True мәніне орнаттық, осылайша бағдарлама белсенді күйде басталады. Мұны істеу while операторының өзін қарапайым етеді, себебі while операторының өзінде салыстыру жүргізілмейді; логика бағдарламаның басқа бөліктерінде қарастырылады. active айнымалы мәні True болып қалғанша, цикл ❶ жұмысын жалғастырады.

while циклінің ішіндегі if операторында пайдаланушы өз енгізуін енгізгеннен кейін message мәнін тексереміз. Егер пайдаланушы 'quit' енгізсе, active мәнін False мәніне орнатамыз және while циклі тоқтайды. Егер пайдаланушы 'quit'-тен басқа кез-келген нәрсені енгізсе, біз оның енгізуін хабар ретінде басып шығарамыз.

Бұл бағдарламада біз шартты сынақты тікелей while операторында орналастырған алдыңғы мысалмен бірдей нәтиже бар. Бірақ қазір бізде жалпы бағдарламаның белсенді күйде екенін көрсететін жалауша бар болғандықтан, active тудыруы тиіс оқиғаларға қосымша сынақтарды (мысалы, elif амалдары) қосу оңай болар еді таңдап, False болады. Бұл ойындар сияқты күрделі бағдарламаларда пайдалы, олардың әрқайсысында бағдарлама жұмысын тоқтататын көптеген оқиғалар болуы мүмкін. Осы оқиғалардың кез келгені белсенді жалаушаның False болуына себеп болған кезде, негізгі ойын циклы шығады, Ойын аяқталды хабары көрсетіледі және ойыншыға қайта ойнату үшін опция берілуі мүмкін.

Циклдан шығу үшін break пайдалану

Кез-келген шартты сынақтың нәтижелеріне қарамастан, циклде қалған кодты іске қоспай, while циклінен бірден шығу үшін break операторын пайдаланыңыз. break операторы бағдарламаңыздың ағынын басқарады; оны кодтың қай жолдары орындалатынын және қайсысы орындалмайтынын басқару үшін пайдалана аласыз, сондықтан бағдарлама тек сіз қалаған кодты қалаған кезде орындайды.

Мысалы, пайдаланушыдан барған жерлері туралы сұрайтын бағдарламаны қарастырыңыз. Бұл бағдарламадағы while циклін пайдаланушы 'quit' мәнін енгізген бойда break шақыру арқылы тоқтата аламыз:

cities.py

        prompt = "\nPlease enter the name of a city you have visited:"
        prompt += "\n(Enter 'quit' when you are finished.) "
        
        ❶ while True:
            city = input(prompt)
        
            if city == 'quit':
                break
            else:
                print(f"I'd love to go to {city.title()}!")

while True ❶ деп басталатын цикл break/үзіліске жетпесе, амал мәңгі орындалады. Бұл бағдарламадағы цикл пайдаланушыдан 'quit' енгізгенше болған қалалардың атын енгізуді сұрайды. Олар 'quit' енгізген кезде, break операторы іске қосылады, бұл Python-ның циклден шығуына себеп болады:

        Please enter the name of a city you have visited:
        (Enter 'quit' when you are finished.) New York
        I'd love to go to New York!
        
        Please enter the name of a city you have visited:
        (Enter 'quit' when you are finished.) San Francisco
        I'd love to go to San Francisco!
        
        Please enter the name of a city you have visited:
        (Enter 'quit' when you are finished.) quit

Циклде жалғастыруды пайдалану

Қалған кодты орындамай, циклден толығымен шығудың орнына, шартты тесттің нәтижесіне байланысты циклдің басына оралу үшін continue операторын пайдалануға болады. Мысалы, 1-ден 10-ға дейін есептелетін, бірақ сол ауқымдағы тақ сандарды ғана басып шығаратын циклды қарастырайық:

counting.py

        current_number = 0
        while current_number < 10:
        ❶     current_number += 1
            if current_number % 2 == 0:
                continue
        
            print(current_number)

Біріншіден, current_number мәнін 0-ге орнатамыз. Ол 10-нан аз болғандықтан, Python while цикліне кіреді. ❶ Циклдің ішіне кіргеннен кейін біз санауды 1-ге арттырамыз, сондықтан current_number 1 болады. Содан кейін if операторы current_number және 2 модулін тексереді. Егер модуль 0 болса (бұл current_number 2-ге бөлінетінін білдіреді), continue амалы Python-ға циклдің қалған бөлігін елемеу және басына оралу керектігін айтады. Ағымдағы сан 2-ге бөлінбесе, циклдің қалған бөлігі орындалады және Python ағымдағы нөмірді басып шығарады:

        1
        3
        5
        7
        9

Шексіз циклдардан аулақ болу

Әр while циклі шексіз айналып тұрып қалмас үшін оның тоқтау шарты болуы міндетті. Мысалы, бұл санау циклі 1-ден 5-ке дейін санау керек:

counting.py

        x = 1
        while x <= 5:
            print(x)
            x += 1

Алайда, x += 1 жолын байқаусызда жазбасаңыз не өткізіп алсаңыз, цикл мәңгі жұмыс істейді:

# This loop runs forever!
        x = 1
        while x <= 5:
            print(x)

Енді x мәні 1 мәнінен басталады, бірақ ешқашан өзгермейді. Нәтижесінде x <= 5 шартты сынағы әрқашан True мәніне баға береді және while циклі мәңгілік орындалады, бұл келесідей үздіксіз 1-лер сериясын басып шығарады:

        1
        1
        1
        1
        --snip/код үзіндісі--

Әрбір бағдарламашы кездейсоқ шексіз while циклін жазады, әсіресе бағдарламаның циклдерінде анық емес шығу шарттары болған кезде. Бағдарламаңыз шексіз циклде тұрып қалса, CTRL-C пернелер тіркесімін басыңыз немесе бағдарламаның шығысын көрсететін терминал терезесін жабыңыз.

Шексіз циклдар жазбау үшін әрбір while циклін сынап көріңіз және цикл күткенде тоқтайтынына көз жеткізіңіз. Пайдаланушы белгілі бір енгізу мәнін енгізген кезде бағдарламаңыздың аяқталуын қаласаңыз, бағдарламаны іске қосыңыз және сол мәнді енгізіңіз. Егер бағдарлама аяқталмаса, бағдарламаңыз циклден шығуға себеп болатын мәнді қалай өңдейтінін мұқият тексеріңіз. Бағдарламаның кем дегенде бір бөлігі цикл шартын False жасай алатынына немесе оны break операторына жеткізе алатынына көз жеткізіңіз.

Тізімдер мен сөздіктерде while циклды пайдалану

Осы уақытқа дейін біз бір уақытта пайдаланушы ақпаратының бір бөлігімен ғана жұмыс істедік. Біз пайдаланушының енгізуін алдық, содан кейін сол енгізілген мәнді немесе оған жауапты басып шығардық. Ал while циклінің келесі жолы айналымында біз басқа енгізу мәнін аламыз және оған жауап береміз. Бірақ пайдаланушылар көп болса және енгізілген ақпарат бөліктері де көп болады, оның бәрін қадағалап отыру үшін біз тізімдер мен сөздіктерді while циклімен пайдалануымыз керек.

for циклі тізімді айналып өту үшін тиімді, бірақ for циклі іске қосылып жүріп жатқанда тізімді өзгертпеу керек, себебі Python тізімдегі элементтерді бақылауда қиындықтарға тап болады. Тізімді айналып оны өңдеу барысында өзгертетін болсаңыз while циклін пайдаланыңыз. Тізімдер мен сөздіктермен while циклдарын пайдалану кейінірек тексеру және есеп беру үшін көптеген деректерді жинауға, сақтауға және ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Элементтерді бір тізімнен екіншісіне жылжыту

Веб-сайттың жаңадан тіркелген, бірақ расталмаған пайдаланушыларының тізімін қарастырыңыз. Бұл пайдаланушыларды тексергеннен кейін оларды расталған пайдаланушылардың бөлек тізіміне қалай жылжытып-қосуға болады? Бір жолы пайдаланушыларды расталмаған пайдаланушылар тізімінен шығарып алу үшін while циклін пайдалану болып табылады, өйткені біз оларды растаймыз, содан кейін оларды расталған пайдаланушылардың бөлек тізіміне қосамыз. Бұл код келесідей болуы мүмкін:

confirmed_users.py

        # Start with users that need to be verified,
        #  and an empty list to hold confirmed users.
        ❶ unconfirmed_users = ['alice', 'brian', 'candace']
        confirmed_users = []
        
        # Verify each user until there are no more unconfirmed users.
        #  Move each verified user into the list of confirmed users.
        ❷ while unconfirmed_users:
        ❸     current_user = unconfirmed_users.pop()
        
            print(f"Verifying user: {current_user.title()}")
        ❹     confirmed_users.append(current_user)
        
        # Display all confirmed users.
        print("\nThe following users have been confirmed:")
        for confirmed_user in confirmed_users:
            print(confirmed_user.title())

❶ Біз расталмаған пайдаланушылар тізімінен бастаймыз (Алис, Брайан және Кэндис) және расталған пайдаланушыларды ұстауға арналған бос тізім. while циклі unconfirmed_users тізімі бос емес ❷ болғанша жұмыс істейді. Бұл цикл ішінде pop() әдісі тексерілмеген пайдаланушыларды unconfirmed_users соңынан бір-бірден жояды. ❸. Candace unconfirmed_users тізімінде соңғы болғандықтан, оның аты бірінші болып жойылады, current_user-ға тағайындалады және confirmed_users тізіміне қосылады. ❹. Келесіде Брайан, одан кейін Алиса.

Растау хабарын басып шығару, содан кейін оларды расталған пайдаланушылар тізіміне қосу арқылы әр пайдаланушыны растауды модельдейміз. Расталмаған пайдаланушылар тізімі қысқарған сайын, расталған пайдаланушылар тізімі өседі. Расталмаған пайдаланушылар тізімі бос болғанда, цикл тоқтап, расталған пайдаланушылар тізімі басып шығарылады:

        Verifying user: Candace
        Verifying user: Brian
        Verifying user: Alice
        
        The following users have been confirmed:
        Candace
        Brian
        Alice

Тізімнен арнайы мәндердің барлық даналарын жою

3-тарауда біз тізімнен белгілі бір мәнді жою үшін remove() қолдандық. remove() функциясы жұмыс істеді, себебі бізді қызықтыратын мән тізімде тек бір рет пайда болды. Бірақ тізімнен мәннің барлық даналарын жойғыңыз келсе ше?

Сізде 'cat' мәні бірнеше рет қайталанатын үй жануарларының тізімі бар делік. Бұл мәннің барлық даналарын жою үшін мына жерде көрсетілгендей 'cat' тізімде енді жоқ болғанша while циклін іске қосуға болады:

pets.py

        pets = ['dog', 'cat', 'dog', 'goldfish', 'cat', 'rabbit', 'cat']
        print(pets)
        
        while 'cat' in pets:
            pets.remove('cat')
        
        print(pets)

Біз 'cat'-ның бірнеше данасын қамтитын тізімнен бастаймыз. Тізімді басып шығарғаннан кейін, Python while цикліне кіреді, себебі ол тізімнен кемінде бір рет 'cat' мәнін табады. Цикл ішіне кіргеннен кейін, Python 'cat' бірінші данасын жояды, while жолына оралады, содан кейін 'cat' дегенді тапқан кезде циклды қайта енгізеді. әлі де тізімде. Ол мән тізімде жойылғанша 'cat' әрбір данасын жояды, сол кезде Python циклден шығып, тізімді қайтадан басып шығарады:

        ['dog', 'cat', 'dog', 'goldfish', 'cat', 'rabbit', 'cat']
        ['dog', 'dog', 'goldfish', 'rabbit']

Пайдаланушы енгізуі арқылы сөздікті толтыру

Сіз while циклі арқылы әр өту кезінде қажет болғанша енгізуді сұрай аласыз. Әрбір цикл арқылы қатысушының аты мен жауабын сұрайтын сауалнама бағдарламасын жасайық. Жиналған деректерді сөздікте сақтаймыз, себебі әрбір жауапты белгілі бір пайдаланушымен байланыстырғымыз келеді:

mountain_poll.py

        responses = {}
        # Set a flag to indicate that polling is active.
        polling_active = True
        
        while polling_active:
            # Prompt for the person's name and response.
        ❶     name = input("\nWhat is your name? ")
            response = input("Which mountain would you like to climb someday? ")
        
            # Store the response in the dictionary.
        ❷     responses[name] = response
        
            # Find out if anyone else is going to take the poll.
        ❸     repeat = input("Would you like to let another person respond? (yes/ no) ")
            if repeat == 'no':
                polling_active = False
        
        # Polling is complete. Show the results.
        print("\n--- Poll Results ---")
        ❹ for name, response in responses.items():
            print(f"{name} would like to climb {response}.")

Бағдарлама алдымен бос сөздікті (жауаптар) анықтайды және сұраудың белсенді екенін көрсету үшін жалаушаны (polling_active) орнатады. polling_active True болғанша, Python кодты while циклінде іске қосады.

Цикл ішінде пайдаланушыдан өз атын және көтерілгісі келетін тауды ❶ енгізу сұралады. Бұл ақпарат жауаптар сөздігінде ❷ сақталады және пайдаланушыдан сауалнаманы жалғастыру немесе жалғастырмау сұралады ❸. Егер олар yes енгізсе, бағдарлама қайтадан while цикліне кіреді. Егер олар no енгізсе, polling_active жалауы False күйіне орнатылады, while циклі жұмысын тоқтатады және соңғы ❹ код блогы сауалнама нәтижелерін көрсетеді.

Егер сіз осы бағдарламаны іске қосып, үлгі жауаптарды енгізсеңіз, келесідей нәтижені көресіз:

        What is your name? Eric
        Which mountain would you like to climb someday? Denali
        Would you like to let another person respond? (yes/ no) yes
        
        What is your name? Lynn
        Which mountain would you like to climb someday? Devil's Thumb
        Would you like to let another person respond? (yes/ no) no
        
        --- Poll Results ---
        Eric would like to climb Denali.
        Lynn would like to climb Devil's Thumb.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз пайдаланушыларға бағдарламаларыңызда өз ақпараттарын беруге мүмкіндік беру үшін input() пайдалану жолын үйрендіңіз. Сіз мәтінмен де, сандық енгізумен де жұмыс істеуді және бағдарламаларды пайдаланушылар қалағанша іске қосу үшін while циклдерін пайдалануды үйрендіңіз. Сіз active жалауын орнату, break операторын және continue амалы арқылы while циклінің ағынын басқарудың бірнеше жолдарын көрдіңіз. Элементтерді бір тізімнен екінші тізімге жылжыту үшін while циклін пайдалануды және тізімнен мәннің барлық даналарын жою жолын үйрендіңіз. Сондай-ақ while циклдерін сөздіктермен қалай пайдалануға болатынын білдіңіз.

8-тарауда функциялар туралы білетін боласыз. Функциялар бағдарламаларды әрқайсысы бір нақты тапсырманы орындайтын шағын бөліктерге бөлуге мүмкіндік береді. Функцияны қалағаныңызша шақыруға болады және функцияларды бөлек файлдарда сақтауға болады. Функцияларды пайдалану арқылы ақауларды жою және жөндеу оңайырақ және көптеген әртүрлі бағдарламаларда қайта пайдалануға болатын тиімдірек код жаза аласыз.

Бұл тарауда сіз белгілі бір жұмысты орындауға арналған код блоктары деп аталатын функцияларды жазуды үйренесіз. Функцияда анықталған белгілі бір тапсырманы орындағыңыз келгенде, оған жауапты функцияны шақырасыз. Бұл тапсырманы бағдарламаңызда бірнеше рет орындау қажет болса, бір тапсырманың барлық кодын қайта-қайта терудің қажеті жоқ; сіз жай ғана осы тапсырманы өңдеуге арналған функцияны шақырасыз және шақыру Python-ға функцияның ішіндегі кодты іске қосуды айтады. Функцияларды пайдалану бағдарламаларды жазуды, оқуды, тексеруді және түзетуді жеңілдететінін байқайсыз.

Бұл тарауда сонымен қатар ақпаратты функцияларға берудің әртүрлі тәсілдерін үйренесіз. Негізгі міндеті ақпаратты және деректерді өңдеуге және мәнді немесе мәндер жинағын қайтаруға арналған басқа функцияларды көрсету болып табылатын белгілі бір функцияларды қалай жазу керектігін үйренесіз. Соңында, негізгі бағдарлама файлдарын ұйымдастыруға көмектесу үшін функцияларды модульдер деп аталатын бөлек файлдарда сақтауды үйренесіз.

Функцияны анықтау

Міне, сәлемдесуді басып шығаратын greet_user() атты қарапайым функция:

greeter.py

        def greet_user():
            """Қарапайым сәлемдесуді көрсетіңіз."""
            print("Hello!")
        
        greet_user()

Бұл мысал функцияның ең қарапайым құрылымын көрсетеді. Бірінші жол Python-ға функцияны анықтайтыныңызды хабарлау үшін def кілт сөзін пайдаланады. Бұл функцияның анықтамасы, ол Python-ға функцияның атын және егер бар болса, функция өз жұмысын орындау үшін қандай ақпарат қажет екенін айтады. Жақша осы ақпаратты сақтайды. Бұл жағдайда функцияның атауы greet_user() болады және оның жұмысын орындау үшін ешқандай ақпарат қажет емес, сондықтан оның жақшалары бос (солай болса да, жақша қажет). Соңында анықтама қос нүктемен аяқталады.

def greet_user():-ден кейін келетін кез-келген шегініс жолдар функцияның body/денесін құрайды. Екінші жолдағы мәтін функцияның не істейтінін сипаттайтын docstring деп аталатын түсініктеме болып табылады. Python бағдарламаларыңыздағы функциялар үшін құжаттаманы жасағанда, ол функция анықтамасынан кейін бірден жолды іздейді. Бұл жолдар әдетте үш тырнақшаға алынады, бұл бірнеше жол түсініктемені жазуға мүмкіндік береді.

print("Hello!") жолы - бұл функцияның негізгі денесіндегі/ішіндегі нақты кодтың жалғыз жолы, сондықтан greet_user() бір ғана тапсырмаға ие: print("Hello!").

Бұл функцияны пайдаланғыңыз келсе, оны шақыруыңыз керек. Функцияны шақыру Python-ға функциядағы кодты орындауды айтады. Функцияны шақыру үшін функцияның атын, содан кейін жақшаға кез-келген қажетті ақпаратты жазасыз. Мұнда ешқандай ақпарат қажет емес болғандықтан, функциямызды шақыру greet_user() енгізу сияқты қарапайым. Күтілгендей, ол Hello!: басып шығарады

        Hello!

Функцияға ақпаратты жіберу

Егер greet_user() функциясын сәл өзгертсеңіз, ол пайдаланушыны атымен қарсы алады. Функция мұны істеу үшін def greet_user() функция анықтамасының жақшасына username енгізіңіз. Мұнда username қосу арқылы функцияға сіз көрсеткен кез-келген username мәнін қабылдауға рұқсат бересіз. Функция енді сіз оны шақырған сайын username мәнін беруіңізді күтеді. greet_user() қызметін шақырғанда, оған жақшаның ішіне 'jesse' сияқты есімді беруге болады:

        def greet_user(username):
            """Қарапайым сәлемдесуді көрсетіңіз."""
            print(f"Hello, {username.title()}!")
        
        greet_user('jesse')

greet_user('jesse') енгізу greet_user() шақырады және функцияға print() шақыруын орындау үшін қажетті ақпаратты береді . Функция сіз берген атауды қабылдайды және сол ат үшін сәлемдесуді көрсетеді:

        Hello, Jesse!

Сол сияқты, greet_user('sarah') енгізу greet_user() функциясын шақырады, оған ақпарат ретінде 'sarah' мәнін береді және Hello, Sarah! деп басып шығарады. Сіз greet_user()-ге қалағаныңызша жиі қоңырау шалып, кез-келген есімді ақпарат ретінде берсеңіз болады.

Аргументтер мен параметрлер

Алдыңғы greet_user() функциясында біз greet_user() username айнымалысы үшін мән талап ететіндей етіп анықтадық. Функцияны шақырып, оған ақпаратты (адамның аты-жөнін) бергеннен кейін, ол дұрыс сәлемдесуді басып шығарды.

greet_user() функция анықтамасындағы username айнымалысы параметр деп аталады, параметр функция өзінің жұмысын орындау үшін қажетті ақпарат бөлігі болып табылады. Ал greet_user('jesse') ішіндегі 'jesse' мәні аргумент деп аталады. Argument/аргумент - бұл функция шақыруы орындалатын сәтте функцияға берілетін ақпарат бөлігі. Функцияны шақырған кезде, функция жұмыс істейтін мәнді жақшаның ішіне жазамыз. Бұл жағдайда 'jesse' аргументі greet_user() функциясына беріледі және мән username параметріне тағайындалды.

Аргументтерді беру

Функция анықтамасында бірнеше параметр болуы мүмкін болғандықтан, функция шақыруына бірнеше аргумент қажет болуы мүмкін. Аргументтерді функцияларыңызға бірнеше жолмен беруге болады. Параметрлер жазылған ретпен болуы қажет позициялық аргументтерді пайдалануға болады; кілт сөз аргументтері, мұнда әрбір аргумент айнымалы аты мен мәннен тұрады; мәндердің тізімдері мен сөздіктері. Осылардың әрқайсысын рет-ретімен қарастырайық.

Позициялық аргументтер

Функцияны шақырған кезде, Python функция шақыруындағы әрбір аргументті функция анықтамасындағы параметрмен сәйкестендіруі керек. Мұны істеудің ең қарапайым жолы берілген аргументтердің ретіне негізделген. Осылай сәйкес келетін мәндер позициялық аргументтер деп аталады.

Бұл қалай жұмыс істейтінін көру үшін үй жануарлары туралы ақпаратты көрсететін функцияны қарастырыңыз. Функция бізге әрбір үй жануарының қандай жануар екенін және мұнда көрсетілгендей үй жануарының атын айтады:

pets.py

        ❶ def describe_pet(animal_type, pet_name):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        ❷ describe_pet('cat', 'harry')

Анықтама бұл функцияға ❶ жануардың түрін және жануардың атауын қажет ететінін көрсетеді. describe_pet() функциясын шақырған кезде, жануар түрін және атауын осы ретпен беруіміз керек. Мысалы, функция шақыруында 'cat' аргументі animal_type параметріне және 'harry' аргументі pet_name параметріне тағайындалады ❷. Функция денесінде бұл екі параметр сипатталатын үй жануары туралы ақпаратты көрсету үшін пайдаланылады.

Шығыс Гарри атты мысықты сипаттайды:

        I have a cat.
        My cat's name is Harry.

Функцияны бірнеше рет шақыру

Функцияны қанша қажет болса, сонша рет шақыруға болады. Екінші, басқа үй жануарын сипаттау үшін describe_pet() функциясын тағы бір рет шақыру қажет:

        def describe_pet(animal_type, pet_name):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        describe_pet('cat', 'harry')
        describe_pet('dog', 'willie')

Осы екінші функция шақыруында біз describe_pet() аргументтерін 'dog' және 'willie' арқылы береміз. Біз пайдаланған аргументтердің алдыңғы жинағы сияқты, Python бағдарламасы animal_type параметрімен 'dog'-ты және pet_name параметрімен 'willie'-ді сәйкес келтіреді. Бұрынғыдай, функция өз жұмысын орындайды, бірақ бұл жолы ол Вилли есімді ит үшін мәндерді басып шығарады. Қазір бізде Гарри атты мысық пен Вилли атты ит бар:

        I have a cat.
        My cat's name is Harry.
        
        I have a dog.
        My dog's name is Willie.

Функцияны бірнеше рет шақыру - өте тиімді жұмыс әдісі. Үй жануарларын сипаттайтын код функцияда бір рет жазылады. Содан кейін, кез-келген уақытта жаңа үй жануарын сипаттағыңыз келсе, сіз жаңа үй жануары туралы ақпаратпен функцияны шақырасыз. Үй жануарларын сипаттайтын код 10-20 жолға дейін кеңейтілсе де, функцияны қайта шақыру арқылы жаңа үй жануарын бір жолда ғана сипаттай аласыз.

Позициялық аргументтердегі реттілік мәселелері

Позициялық аргументтерді пайдаланған кезде функция шақыруындағы аргументтердің ретін араластырсаңыз, күтпеген нәтижелерді алуыңыз мүмкін:

        def describe_pet(animal_type, pet_name):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        describe_pet('harry', 'cat')

Бұл функция шақыруында біз алдымен жануардың атын, екіншіден, жануардың түрін тізімдейміз. 'harry' аргументі осы жолы бірінші тізімде берілгендіктен, бұл мән animal_type параметріне тағайындалады. Сол сияқты, 'cat' pet_name-ға тағайындалады. Қазір бізде «Мысық» атты «гарри» бар:

        I have a harry.
        My harry's name is cat.

Осындай күлкілі нәтижелер алсаңыз, функция шақыруындағы аргументтердің реті функция анықтамасындағы параметрлердің ретіне сәйкес келетініне көз жеткізіңіз.

Кілтсөз аргументтері

Кілт сөз аргументі - функцияға берілетін атау-мән жұбы. Сіз аргументтегі атау мен мәнді тікелей байланыстырасыз, сондықтан аргументті функцияға бергенде, шатасу болмайды (соңында қате нәтиже: Мысық атты гарри болмайды). Кілтсөз аргументтері функция шақыруындағы аргументтерді дұрыс ретке келтіру туралы уайымдаудан босатады және олар функция шақыруындағы әрбір мәннің рөлін түсіндіреді.

describe_pet() шақыру үшін кілтсөз аргументтерін пайдаланып pets.py файлын қайта жазайық:

        def describe_pet(animal_type, pet_name):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        describe_pet(animal_type='cat', pet_name='harry')

describe_pet() функциясы өзгерген жоқ. Бірақ біз функцияны шақырған кезде, біз Python-ға әрбір аргумент қай параметрмен сәйкес келуі керек екенін нақты айтамыз. Python функция шақыруын оқығанда, ол 'cat' аргументін animal_type параметріне және 'harry' аргументін animal_name-ге тағайындауды біледі. Шығару бізде Гарри атты мысық бар екенін дұрыс көрсетеді.

Кілтсөз аргументтерінің реті маңызды емес, өйткені Python әрбір мәннің қайда кетуі керектігін біледі. Келесі екі функция шақырулары баламалы:

        describe_pet(animal_type='cat', pet_name='harry')
        describe_pet(pet_name='harry', animal_type='cat')

Әдепкі мәндер

Функцияны жазу кезінде әрбір параметр үшін әдепкі мәнді/default value анықтауға болады. Функция шақыруында параметр үшін аргумент берілсе, Python аргумент мәнін пайдаланады. Олай болмаса, ол параметрдің әдепкі мәнін пайдаланады. Сонымен, параметр үшін әдепкі мәнді анықтаған кезде, әдетте функция шақыруында жазатын сәйкес аргументті бермей тастап кетсеңіз болады. Әдепкі мәндерді пайдалану функция шақыруларын жеңілдетеді және функцияларды әдетте пайдалану жолдарын нақтылайды.

Мысалы, describe_pet() қызметіне шақырулардың көпшілігі иттерді сипаттау үшін пайдаланылатынын байқасаңыз, animal_type әдепкі мәнін 'dog' етіп орнатуға болады. Енді ит үшін describe_pet() функциясын шақыратын кез-келген қолданушы бұл ақпаратты өткізіп жіберуі мүмкін:

        def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        describe_pet(pet_name='willie')

Біз describe_pet() анықтамасын animal_type үшін 'dog' әдепкі мәнді қосу үшін өзгерттік. Енді функция animal_type көрсетілмей шақырылғанда, Python осы параметр үшін 'dog' мәнін пайдалануды біледі:

        I have a dog.
        My dog's name is Willie.

Функция анықтамасындағы параметрлердің жазылу ретін өзгерту керек екендігіне назар аударыңыз. Әдепкі мән жануар түрін аргумент ретінде көрсетуді қажет етпейтіндіктен, функция шақыруында қалған жалғыз аргумент үй жануарының аты болып табылады. Python мұны әлі де позициялық аргумент ретінде түсіндіреді, сондықтан функция тек жануардың атымен шақырылса, бұл аргумент функция анықтамасында тізімделген бірінші параметрге сәйкес келеді. Сондықтан бірінші параметр pet_name болуы керек.

Бұл функцияны қазір пайдаланудың ең қарапайым жолы - функция шақыруында тек иттің атын беру:

        describe_pet('willie')

Бұл функция шақыруы алдыңғы мысалдағыдай нәтижеге ие болады. Берілген жалғыз аргумент - 'willie', сондықтан ол анықтамадағы бірінші параметрмен, pet_name сәйкес келеді. animal_type үшін ешқандай аргумент берілмегендіктен, Python әдепкі 'dog' мәнін пайдаланады.

Иттен басқа жануарды сипаттау үшін келесідей функция шақыруын қолдануға болады:

        describe_pet(pet_name='harry', animal_type='cat')

animal_type үшін айқын аргумент берілгендіктен, Python параметрдің әдепкі мәнін елемейді.

Балама функция шақырулары

Позициялық аргументтер, кілт сөз аргументтері және әдепкі мәндердің барлығы бірге пайдаланылуы мүмкін болғандықтан, функцияны шақырудың бірнеше баламалы тәсілдері жиі болады. Бір әдепкі мән берілген describe_pet() үшін келесі анықтаманы қарастырыңыз:

        def describe_pet(pet_name, animal_type='dog'):

Осы анықтамамен pet_name үшін аргумент әрқашан берілуі керек және бұл мән позициялық немесе кілт сөз пішімін пайдалану арқылы қамтамасыз етілуі мүмкін. Сипатталған жануар ит болмаса, шақыруға animal_type аргументі қосылуы керек және бұл аргументті позициялық немесе кілт сөз пішімін пайдалану арқылы да көрсетуге болады.

Келесі шақырулардың барлығы осы функция үшін жұмыс істейді:

        # A dog named Willie.
        describe_pet('willie')
        describe_pet(pet_name='willie')
        
        # A cat named Harry.
        describe_pet('harry', 'cat')
        describe_pet(pet_name='harry', animal_type='cat')
        describe_pet(animal_type='cat', pet_name='harry')

Бұл функция шақыруларының әрқайсысы алдыңғы мысалдармен бірдей нәтижеге ие болады.

Қандай шақыру стилін пайдаланатыныңыз маңызды емес. Функция шақырулары қалаған нәтижені бергенше, түсінуге оңай мәнерді пайдаланыңыз.

Аргумент қателерін болдырмау

Функцияларды пайдалана бастағанда, сәйкес келмейтін аргументтер туралы қателерге тап болсаңыз, таң қалмаңыз. Сәйкес келмейтін аргументтер функция өз жұмысын орындауға қажет аргументтерден аз немесе көбірек берген кезде пайда болады. Мысалы, describe_pet() параметрін аргументсіз шақыруға тырыссақ, не болады:

        def describe_pet(animal_type, pet_name):
            """Үй жануарлары туралы ақпаратты көрсету."""
            print(f"\nI have a {animal_type}.")
            print(f"My {animal_type}'s name is {pet_name.title()}.")
        
        describe_pet()

Python функция шақыруында кейбір ақпараттың жоқ екенін мойындайды және кері бақылау бізге мынаны айтады:

        Traceback (most recent call last):
        ❶   File "pets.py", line 6, in <module>
        ❷     describe_pet()
            ^^^^^^^^^^^^^^
        ❸ TypeError: describe_pet() missing 2 required positional arguments: 
            'animal_type' and 'pet_name'

Бақылау бізге алдымен мәселенің орнын ❶ көрсетеді, бұл артқа қарап, функция шақыруында бірдеңе дұрыс емес екенін көруге мүмкіндік береді. Одан кейін ❷ көрсететіні қате туындатқан функция шақыру атауы. Соңғысы ❸, кері бақылау қоңырауда екі аргумент жоқ екенін айтады және жетіспейтін аргументтердің атауларын хабарлайды. Бұл функция бөлек файлда болса, сол файлды ашып, функция кодын оқымай-ақ, шақыруды дұрыс қайта жазуымыз мүмкін.

Python біз үшін функцияның кодын оқып, бізге қамтамасыз ету керек аргументтердің атын айтып беретіні үшін пайдалы. Бұл айнымалыларыңыз бен функцияларыңызға түсінікті-сипаттамалық атаулар беруге тағы бір мотивация. Егер солай етсеңіз, Python қате туралы хабарлары сізге және кодыңызды қолдануы мүмкін кез-келген басқа адамға пайдалырақ болады.

Тым көп аргументтер келтірсеңіз, функцияны шақыруды функция анықтамасына дұрыс сәйкестендіруге көмектесетін ұқсас бақылауды алуыңыз керек.

Өзіңіз код жазып жаттығыңыз!

8-3. Футболка: Көйлекке басып шығару керек хабарламаның өлшемі мен мәтінін қабылдайтын make_shirt() деп аталатын функцияны жазыңыз. Функция көйлек өлшемі мен онда басылған хабарды қорытындылайтын сөйлемді басып шығаруы керек.

Функцияны көйлек жасау үшін позициялық аргументтерді пайдаланып бір рет шақырыңыз. Кілтсөз аргументтерін пайдаланып функцияны екінші рет шақырыңыз.

8-4. Үлкен көйлектер: I love Python жазылған хабармен әдепкі бойынша көйлек өлшемінің үлкен болуы үшін make_shirt() функциясын өзгертіңіз. Әдепкі хабары бар үлкен жейде мен орташа көйлек және басқа хабары бар кез-келген өлшемдегі жейде жасаңыз.

8-5. Қалалар: Қаланың және оның елінің атын қабылдайтын describe_city() деп аталатын функцияны жазыңыз. Функция қарапайым сөйлемді басып шығаруы керек, мысалы, Рейкьявик Исландияда. Ел параметріне әдепкі мән беріңіз. Кем дегенде біреуі әдепкі елде емес үш түрлі қала үшін функцияңызды шақырыңыз.

Return Values

Функция әрқашан өз шығысын тікелей көрсетуі міндетті емес. Оның орнына ол кейбір деректерді өңдей алады, содан кейін мәнді немесе мәндер жинағын қайтарады. Функция қайтаратын мән қайтару мәні/return value деп аталады. return операторы функцияның ішінен мән алады және оны функцияны шақырған жолға қайта жібереді. Қайтару мәндері бағдарламаның негізгі жұмысының көп бөлігін функцияларға жылжытуға мүмкіндік береді, бұл бағдарламаның ішкі/body бөлігін жеңілдетеді.

Қарапайым мәнді қайтару

Аты мен тегін қабылдайтын және дұрыс пішімделген толық атын қайтаратын функцияны қарастырайық:

formatted_name.py

        def get_formatted_name(first_name, last_name):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды қайтарыңыз."""
        ❶     full_name = f"{first_name} {last_name}"
        ❷     return full_name.title()
        
        ❸ musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
        print(musician)

get_formatted_name() анықтамасы параметр ретінде аты мен фамилиясын қабылдайды. Функция осы екі атауды біріктіреді, олардың арасына бос орын қосады және нәтижені full_name ❶ мәніне тағайындайды. full_name мәні бас әріппен жазылып түрлендіріледі, содан кейін ❷ шақыру жолына қайтарылады.

Мән қайтаратын функцияны шақырған кезде, қайтарылған мән тағайындалатын айнымалыны жазуыңыз керек. Бұл жағдайда ❸ қайтарылған мән musician айнымалы мәніне тағайындалады. Шығару адам атының бөліктерінен тұратын ұқыпты пішімделген толық аты-жөнін көрсетеді:

        Jimi Hendrix

Мұны өзіміз бірден жай ғана жаза алатын болсақ, ұқыпты пішімделген аты-жөнді алу үшін бұл көп жұмыс сияқты көрінуі мүмкін:

        print("Jimi Hendrix")

Алайда көптеген аттар мен фамилияларды бөлек сақтауды қажет ететін үлкен бағдарламамен жұмыс істеуді қарастырған кезде, get_formatted_name() сияқты функциялар өте пайдалы болады. Аты мен фамилиясын бөлек сақтайсыз, содан кейін толық атын көрсеткіңіз келсе, осы функцияны шақырасыз.

Міндетті емес Аргумент жасау

Кейбір жағдайда аргумент беруді міндетті емес етіп код жазу пайдалы, бұл функцияны қолданатын адамдар өздері қаласа ғана қосымша ақпаратты беруді таңдауға мүмкіндік жасайды. Аргументті қосымша-міндетті емес ету үшін әдепкі мәндерді пайдалануға болады.

Мысалы, әкесінің атын өңдеу үшін get_formatted_name() кодын кеңейткіміз келеді делік. Әке атын қосудың бірінші әрекеті келесідей болуы мүмкін:

        def get_formatted_name(first_name, middle_name, last_name):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды қайтарыңыз."""
            full_name = f"{first_name} {middle_name} {last_name}"
            return full_name.title()
        
        musician = get_formatted_name('john', 'lee', 'hooker')
        print(musician)

Бұл функция аты, әкесінің аты және тегі берілгенде жұмыс істейді. Функция аттың барлық үш бөлігін қабылдайды, содан кейін олардан тіркесті құрады. Функция қажет жерде бос орындар қосады және толық аты-жөнін бас әріппен түрлендіреді:

        John Lee Hooker

Бірақ әкесінің аттары әрқашан қажет бола бермейді және егер сіз оны тек аты мен тегімен атағыңыз келсе, бұл функция жазылғандай жұмыс істемейді. Әкесінің атын қосымша-міндетті емес ету үшін middle_name аргументіне бос әдепкі мән бере аламыз және пайдаланушы мән бермесе, аргументті елемеуіміз керек. get_formatted_name() әкесінің аты жазылмағанда жұмыс істеуі үшін middle_name әдепкі мәнін бос жолға орнатып, оны параметрлер тізімінің соңына жылжытамыз:

        def get_formatted_name(first_name, last_name, middle_name=''):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды қайтарыңыз."""
        ❶     if middle_name:
                full_name = f"{first_name} {middle_name} {last_name}"
        ❷     else:
                full_name = f"{first_name} {last_name}"
            return full_name.title()
        
        musician = get_formatted_name('jimi', 'hendrix')
        print(musician)
        
        ❸ musician = get_formatted_name('john', 'hooker', 'lee')
        print(musician)

Бұл мысалда аты-жөні үш мүмкін бөліктен құрастырылған. Әрқашан аты мен тегі болатындықтан, бұл параметрлер функция анықтамасында бірінші болып тізімделеді. Әкесінің аты міндетті емес, сондықтан ол анықтамада соңғы тізімде көрсетіледі және оның әдепкі мәні бос тіркес болып табылады.

Функцияның негізгі бөлігінде біз әкесінің атының берілгенін тексереміз. ❶ Python бос емес тіркестерді True деп түсіндіреді, сондықтан if middle_name шартты сынағының мәнін True деп бағалайды. Егер әкесінің аты берілсе, аты, әкесінің аты және тегі біріктіріліп, толық есім жасалады. Содан кейін бұл толық аты-жөні бас әріппен жазылып өзгертіліп, функцияны шақыру жолына қайтарылады, мұнда ол musician айнымалысына тағайындалады және басып шығарылады. ❷ Егер әкесінің аты берілмесе, бос тіркес if сынағынан өтпейді және else блогы іске қосылады. Толық аты-жөні тек аты мен тегі арқылы жасалады және пішімделген атау musician-ға тағайындалған және басып шығарылатын шақыру жолына қайтарылады.

Бұл функцияны аты-жөні арқылы шақыру оңай. Егер біз әкесінің атын пайдаланатын болсақ, Python позициялық аргументтерді дұрыс сәйкестендіру үшін ❸ әкесінің аты соңғы берілген дәлел екеніне көз жеткізуіміз керек.

Функциямыздың бұл өзгертілген нұсқасы тек аты мен тегі бар адамдар үшін жұмыс істейді және ол әкесінің аты бар адамдар үшін де жұмыс істейді:

        Jimi Hendrix
        John Lee Hooker

Қосымша мәндер функцияларға пайдалану жағдайларының кең ауқымын өңдеуге мүмкіндік береді, сонымен бірге функция шақырулары мүмкіндігінше қарапайым болып қалады.

Сөздікті қайтару

Функция сізге қажет мәннің кез-келген түрін, соның ішінде тізімдер мен сөздіктер сияқты күрделірек деректер құрылымдарын қайтара алады. Мысалы, келесі функция аты-жөн бөліктерін алып, адамды сипаттайтын сөздікті қайтарады:

person.py

        def build_person(first_name, last_name):
            """Адам туралы ақпарат сөздігін қайтару."""
        ❶     person = {'first': first_name, 'last': last_name}
        ❷     return person
        
        musician = build_person('jimi', 'hendrix')
        ❸ print(musician)

build_person() функциясы аты мен тегін алады және бұл мәндерді ❶ person сөздігіне енгізеді. Бұл жерде first_name мәні 'first' кілтімен, ал last_name мәні 'last' кілтімен сақталады. Содан кейін тұлғаны білдіретін бүкіл сөздік ❷ қайтарылады. Қайтару мәні сөздікте сақталған бастапқы екі мәтіндік ақпаратпен бірге басылады ❸:

        {'first': 'jimi', 'last': 'hendrix'}

Бұл функция қарапайым мәтіндік ақпаратты қабылдайды және оны басып шығарудан басқа ақпаратпен жұмыс істеуге мүмкіндік беретін мағыналы деректер құрылымына қосады. 'jimi' және 'hendrix' тіркестері енді аты және тегі ретінде белгіленеді. Бұл функцияны әкесінің аты, жасы, кәсібі немесе адам туралы сақтағыңыз келетін кез-келген басқа ақпарат сияқты қосымша мәндерді қабылдау үшін оңай кеңейтуге болады. Мысалы, келесі өзгеріс адамның жасын да сақтауға мүмкіндік береді:

        def build_person(first_name, last_name, age=None):
            """Адам туралы ақпарат сөздігін қайтару."""
            person = {'first': first_name, 'last': last_name}
            if age:
                person['age'] = age
            return person
        
        musician = build_person('jimi', 'hendrix', age=27)
        print(musician)

Функция анықтамасына жаңа қосымша age параметрін қосамыз және параметрге None арнайы мәнін тағайындаймыз, ол айнымалыға оған арнайы мән тағайындалмаған кезде пайдаланылады. None мәні туралы орын толтырғыш (placeholder) ретінде ойлауға болады. Шартты сынақтарда None False мәніне бағаланады. Егер функция шақыруында age мәні болса, бұл мән сөздікте сақталады. Бұл функция әрқашан адамның атын сақтайды, бірақ оны адам туралы қажет кез-келген басқа ақпаратты сақтау үшін өзгертуге болады.

Функцияны while циклімен пайдалану

Сіз осы уақытқа дейін білген барлық Python құрылымдарымен функцияларды пайдалана аласыз. Мысалы, пайдаланушылармен ресми түрде сәлемдесу үшін get_formatted_name() функциясын while циклімен қолданайық. Адамдардың аты-жөні бойынша сәлемдесудің алғашқы әрекеті:

greeter.py

        def get_formatted_name(first_name, last_name):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды қайтарыңыз."""
            full_name = f"{first_name} {last_name}"
            return full_name.title()
        
        # This is an infinite loop!
        while True:
        ❶     print("\nPlease tell me your name:")
            f_name = input("First name: ")
            l_name = input("Last name: ")
        
            formatted_name = get_formatted_name(f_name, l_name)
            print(f"\nHello, {formatted_name}!")

Бұл мысал үшін біз әкесінің атын қамтымайтын get_formatted_name() қарапайым нұсқасын қолданамыз. while циклі пайдаланушыдан өз атын енгізуді сұрайды, біз оның аты мен тегін бөлек ❶ сұраймыз.

Бірақ бұл while циклында бір мәселе бар: біз шығу шартын анықтаған жоқпыз. Енгізулер қатарын сұрағанда шығу шартын қайда қоясыз? Біз пайдаланушының мүмкіндігінше оңай шығуын қалаймыз, сондықтан әрбір шақыру шығудың жолын ұсынуы керек. break операторы кез-келген сұрауда циклден шығудың қарапайым жолын ұсынады:

        def get_formatted_name(first_name, last_name):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды қайтарыңыз."""
            full_name = f"{first_name} {last_name}"
            return full_name.title()
        
        while True:
            print("\nPlease tell me your name:")
            print("(enter 'q' at any time to quit)")
        
            f_name = input("First name: ")
            if f_name == 'q':
                break
        
            l_name = input("Last name: ")
            if l_name == 'q':
                break
        
            formatted_name = get_formatted_name(f_name, l_name)
            print(f"\nHello, {formatted_name}!")

Біз пайдаланушыға шығу жолын хабарлайтын хабарды қосамыз, содан кейін пайдаланушы шығу мәнін кез-келген сұрауда енгізсе, циклден шығамыз. Енді біреу кез-келген атқа q енгізгенше бағдарлама адамдармен амандасуды жалғастырады:

        Please tell me your name:
        (enter 'q' at any time to quit)
        First name: eric
        Last name: matthes
        
        Hello, Eric Matthes!
        
        Please tell me your name:
        (enter 'q' at any time to quit)
        First name: q

"Сантьяго, Чили"

Тізімді аргумент ретінде беру

Атаулар, сандар немесе сөздіктер сияқты күрделірек нысандар тізімі болса да, тізімді функцияға беру жиі пайдалы болады. Тізімді функцияға бергенде, функция тізімнің элементтеріне тікелей қатынаса алады. Тізімдермен жұмысты тиімді ету үшін функцияларды қолданайық.

Бізде пайдаланушылардың тізімі бар және олардың әрқайсысына сәлемдемені басып шығарғымыз келеді делік. Келесі мысал тізімдегі әрбір адаммен жеке сәлемдесетін greet_users() деп аталатын функцияға есімдер тізімін жібереді:

greet_users.py

        def greet_users(names):
            """Тізімдегі әрбір пайдаланушыға қарапайым сәлемдесуді басып шығарыңыз."""
            for name in names:
                msg = f"Hello, {name.title()}!"
                print(msg)
        
        usernames = ['hannah', 'ty', 'margot']
        greet_users(usernames)

Біз greet_users() анықтаймыз, сондықтан ол names параметріне тағайындайтын есімдер тізімін күтеді. Функция қабылдайтын тізімді айналдырады және әрбір пайдаланушыға сәлемдесуді басып шығарады. Функцияның сыртында біз usernames пайдаланушылар тізімін анықтаймыз, содан кейін usernames тізімін greet_users() функция шақыруына береміз:

        Hello, Hannah!
        Hello, Ty!
        Hello, Margot!

Бұл біз қалаған нәтиже. Әрбір пайдаланушы жекелендірілген сәлемдесуді көреді және пайдаланушылардың белгілі бір тобымен сәлемдесу үшін функцияны кез-келген уақытта шақыруға болады.

Функциядағы тізімді өзгерту

Тізімді функцияға бергенде, функция тізімді өзгерте алады. Функция ішіндегі тізімге енгізілген кез-келген өзгерістер тұрақты болып табылады, бұл үлкен көлемдегі деректермен жұмыс істегенде де тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Пайдаланушылар ұсынатын дизайнның 3D басып шығарылған үлгілерін жасайтын компанияны қарастырайық. Басып шығару қажет дизайндар тізімде сақталады және басып шығарылғаннан кейін олар бөлек тізімге жылжытылады. Келесі код мұны функцияларды қолданбай жасайды:

printing_models.py

        # Start with some designs that need to be printed.
        unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
        completed_models = []
        
        # Simulate printing each design, until none are left.
        #  Move each design to completed_models after printing.
        while unprinted_designs:
            current_design = unprinted_designs.pop()
            print(f"Printing model: {current_design}")
            completed_models.append(current_design)
        
        # Display all completed models.
        print("\nThe following models have been printed:")
        for completed_model in completed_models:
            print(completed_model)

Бұл бағдарлама басып шығаруды қажет ететін дизайн тізімінен және әрбір дизайн басып шығарылғаннан кейін жылжытылатын completed_models деп аталатын бос тізімнен басталады. unprinted_designs ішінде дизайндар бар болып тұрғанда, while циклі әр дизайнды басып шығарады, одан бұрын тізімнің соңынан дизайнды алып тастайды (pop() әдісімен), дизайнды current_design ішінде сақтайды (append()) және ағымдағы дизайн басып шығарылып жатқаны туралы хабарды көрсетеді. Содан кейін ол дизайнды аяқталған үлгілер тізіміне қосады. Цикл жұмыс істеп болған кезде, басып шығарылған дизайн тізімі көрсетіледі:

        Printing model: dodecahedron
        Printing model: robot pendant
        Printing model: phone case
        
        The following models have been printed:
        dodecahedron
        robot pendant
        phone case

Біз бұл кодты екі функция жазу арқылы қайта ұйымдастыра аламыз, олардың әрқайсысы бір нақты тапсырманы орындайды. Кодтың көпшілігі өзгермейді; біз оны тек мұқият қайта құрылымдаймыз. Бірінші функция дизайнды басып шығарумен айналысады, ал екіншісі жасалған басып шығаруды қорытындылайды:

        ❶ def print_models(unprinted_designs, completed_models):
            """
            Simulate printing each design, until none are left.
            Move each design to completed_models after printing.
            """
            while unprinted_designs:
                current_design = unprinted_designs.pop()
                print(f"Printing model: {current_design}")
                completed_models.append(current_design)
        
        ❷ def show_completed_models(completed_models):
            """Басып шығарылған барлық үлгілерді көрсету."""
            print("\nThe following models have been printed:")
            for completed_model in completed_models:
                print(completed_model)
        
        unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
        completed_models = []
        
        print_models(unprinted_designs, completed_models)
        show_completed_models(completed_models)

❶ Біз print_models() функциясын екі параметрмен анықтаймыз: басып шығару қажет дизайндар тізімі және аяқталған үлгілер тізімі. Осы екі тізімді ескере отырып, функция басып шығарылмаған дизайн тізімін босату және аяқталған үлгілер тізімін толтыру арқылы әрбір дизайнды басып шығаруды имитациялайды. Содан кейін ❷ show_completed_models() функциясын бір параметрмен анықтаймыз: аяқталған үлгілер тізімі. Осы тізімді ескере отырып, show_completed_models() басып шығарылған әрбір үлгінің атын көрсетеді.

Бұл бағдарлама функциялары жоқ нұсқамен бірдей нәтижеге ие, бірақ код әлдеқайда ұйымдастырылған. Жұмыстың көп бөлігін орындайтын код екі бөлек функцияға ауыстырылды, бұл бағдарламаның негізгі бөлігін түсінуді жеңілдетеді. Бағдарламаның негізгі бөлігін қарап, не болып жатқанын қаншалықты оңай қадағалай алатыныңызды байқаңыз:

        unprinted_designs = ['phone case', 'robot pendant', 'dodecahedron']
        completed_models = []
        
        print_models(unprinted_designs, completed_models)
        show_completed_models(completed_models)

Біз басып шығарылмаған дизайн тізімін және аяқталған үлгілерді сақтайтын бос тізімді орнаттық. Содан кейін, біз екі функциямызды бұрыннан анықтағандықтан, бізге тек оларды шақыру және оларға дұрыс аргументтерді беру керек. Біз print_models() шақырамыз және оған қажетті екі тізімді жібереміз; күткендей, print_models() дизайнды басып шығаруды имитациялайды. Содан кейін біз show_completed_models() деп шақырамыз және басып шығарылған үлгілер туралы есеп беруі үшін оған аяқталған үлгілер тізімін береміз. Сипаттамалық функция атаулары басқаларға бұл кодты оқуға және оны түсініктемесіз де түсінуге мүмкіндік береді.

Функциялары жоқ нұсқаға қарағанда бұл бағдарламаны кеңейту және қолдау оңайырақ. Кейінірек қосымша дизайнды басып шығару қажет болса, біз жай ғана print_models() деп қайта шақыра аламыз. Егер басып шығару кодын өзгерту қажет екенін түсінсек, кодты бір рет өзгерте аламыз және біздің өзгертулер функция шақырылған жерде болады. Бұл әдіс бағдарламаның бірнеше жерінде кодты бөлек жаңартуға қарағанда тиімдірек.

Бұл мысал сонымен қатар әрбір функцияның бір нақты тапсырмасы болуы керек деген идеяны көрсетеді. Бірінші функция әрбір дизайнды басып шығарады, ал екіншісі аяқталған үлгілерді көрсетеді. Бұл екі тапсырманы орындау үшін бір функцияны пайдаланғаннан гөрі тиімдірек. Функцияны жазып жатсаңыз және функция тым көп әртүрлі тапсырмаларды орындап жатқанын байқасаңыз, кодты екі функцияға бөліп көріңіз. Күрделі тапсырманы қадамдар қатарына бөлу кезінде пайдалы болуы мүмкін басқа функциядан функцияны әрқашан шақыруға болатынын есте сақтаңыз.

Функцияның тізімді өзгертуіне жол бермеу

Функция тізімді өзгертпеуі керек жағдайлар болады. Мысалы, басып шығарылмаған дизайндар тізімі бар және оларды аяқталған үлгілер тізіміне жылжыту функциясын жаздыңыз делік (алдыңғы мысалдағыдай). Сіз барлық дизайнды басып шығарсаңыз да, өзіңіздің бір қажеттілік үшін басып шығарылмаған дизайндардың түпнұсқа тізімін сақтап қалғыңыз келді делік. Бірақ сіз барлық дизайн атауларын unprinted_designs ішінен жылжытқандықтан, тізім енді бос, және енді сізде бар жалғыз нұсқа бос тізім; түпнұсқасы жоғалып кетті. Бұл жағдайда функцияға түпнұсқаны емес, тізімнің көшірмесін беру арқылы бұл мәселені шешуге болады. Функцияның тізімге жасайтын кез-келген өзгертулері түпнұсқа тізімді өзгеріссіз қалдырып, көшірмеге ғана әсер етеді.

Функцияға тізімнің көшірмесін беру үшін былай жазасыз:

        function_name(list_name[:])

Тік жақшалар мен қос нүкте белгісі [:] функцияға жіберу үшін тізімнің көшірмесін жасайды. Егер printing_models.py ішіндегі басып шығарылмаған дизайндар тізімін босатқымыз келмесе, print_models() функциясын келесідей шақыруға болады:

        print_models(unprinted_designs[:], completed_models)

print_models() функциясы өз жұмысын орындай алады, себебі ол әлі де барлық басып шығарылмаған дизайн атауларын алады. Бірақ бұл жолы ол нақты printed_designs тізімін емес, түпнұсқа басып шығарылмаған дизайндар тізімінің көшірмесін пайдаланады. completed_models тізімі бұрынғыдай басып шығарылған үлгілердің атауларымен толтырылады, бірақ басып шығарылмаған дизайндардың unprinted_designs бастапқы тізіміне функция әсер етпейді.

Тізімнің көшірмесін функцияларыңызға беру арқылы оның мазмұнын сақтай алатын болсаңыз да, көшірмені жіберуге нақты себеп болмаса, түпнұсқа тізімді функцияларға беруіңіз керек. Функцияның бар тізіммен жұмыс істеуі тиімдірек, себебі бұл бөлек көшірме жасау үшін қажет уақыт пен жадты пайдалануды болдырмайды. Бұл әсіресе үлкен тізімдермен жұмыс істегенде дұрыс.

Аргументтердің ерікті санын беру

Кейде функция қанша аргумент қабылдау керек екенін алдын ала білмейсіз. Бақытымызға орай, Python функциясы шақырушы амалдардан аргументтердің ерікті санын қабылдауға мүмкіндік береді.

Мысалы, пицца құрастыратын функцияны қарастырыңыз. Ол бірнеше қоспаны/ингредиентті қабылдауы керек, бірақ адам қанша қоспаны қалайтынын алдын ала біле алмайсыз. Келесі мысалдағы функцияның бір параметрі бар, *toppings, бірақ бұл параметр шақырушы жол неше аргумент берсе соншалықты аргументті қабылдайды:

pizza.py

        def make_pizza(*toppings):
            """Сұралған қоспалар тізімін басып шығарыңыз."""
            print(toppings)
        
        make_pizza('pepperoni')
        make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Параметр атауындағы жұлдызша *toppings Python-ға осы функция алатын барлық мәндерді қамтитын toppings деп аталатын кортеж жасау керектігін айтады. Функция денесіндегі print() шақыруы Python бір мәнді функция шақыруын да, үш мәнді шақыруды да өңдей алатынын көрсететін нәтиже береді. Ол әртүрлі шақыруларды бірдей қабылдайды. Функция тек бір мәнді алса да, Python аргументтерді кортежге жинайтынын ескеріңіз:

        ('pepperoni',)
        ('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Енді біз print() шақыруын қоспалар тізімін аралап өтетін және тапсырыс берілген пиццаны сипаттайтын циклмен алмастыра аламыз:

        def make_pizza(*toppings):
            """Біз дайындап жатқан пиццаны қорытындылаңыз."""
            print("\nMaking a pizza with the following toppings:")
            for topping in toppings:
                print(f"- {topping}")
        
        make_pizza('pepperoni')
        make_pizza('mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Функция бір мәнді немесе үш мәнді алатынына қарамастан, сәйкес жауап береді:

        Making a pizza with the following toppings:
        - pepperoni
        
        Making a pizza with the following toppings:
        - mushrooms
        - green peppers
        - extra cheese

Бұл синтаксис функция қанша аргумент алғанына қарамастан жұмыс істейді.

Позициялық және ерікті аргументтерді араластыру

Егер функцияның әртүрлі аргумент типтерін қабылдауын қаласаңыз, аргументтердің ерікті санын қабылдайтын параметрді функция анықтамасының соңына жазуыңыз керек. Python алдымен позициялық және кілт сөз аргументтерін сәйкестендіреді, содан кейін соңғы параметрдегі қалған аргументтерді жинайды.

Мысалы, функция пицца өлшемін алуы қажет болса, бұл параметр *toppings параметрінен бұрын келуі керек:

        def make_pizza(size, *toppings):
            """Біз дайындап жатқан пиццаны қорытындылаңыз."""
            print(f"\nMaking a {size}-inch pizza with the following toppings:")
            for topping in toppings:
                print(f"- {topping}")
        
        make_pizza(16, 'pepperoni')
        make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Функция анықтамасында Python өзі алатын бірінші мәнді size параметріне тағайындайды. Кейін келетін барлық басқа мәндер toppings кортежінде сақталады. Функция шақыруларында алдымен өлшемге арналған аргумент, содан кейін қажет болғанша көп ингредиенттер саны келеді.

Енді әрбір пиццаның өлшемі мен ингредиенттердің саны бар және әрбір ақпарат тиісті жерде басып шығарылады, алдымен өлшемі, ал кейін ингредиеттер көрсетіледі:

        Making a 16-inch pizza with the following toppings:
        - pepperoni
        
        Making a 12-inch pizza with the following toppings:
        - mushrooms
        - green peppers
        - extra cheese

Кілтсөз аргументтерінің кез-келген санын пайдалану

Кейде сіз аргументтердің кез-келген санын қабылдағыңыз келеді, бірақ функцияға қандай ақпарат жіберілетінін алдын ала білмейсіз. Бұл жағдайда шақыру операторында қанша кілт-мән жұптарын қабылдайтын функцияларды жазуға болады. Бір мысал пайдаланушы профильдерін құруды қамтиды: сіз пайдаланушы туралы ақпарат алатыныңызды білесіз, бірақ қандай ақпарат алатыныңызды білмейсіз. Келесі мысалдағы build_profile() функциясы әрқашан аты мен тегін алады, бірақ ол сонымен қатар кілтсөз аргументтерінің ерікті санын қабылдайды:

user_profile.py

        def build_profile(first, last, **user_info):
            """Пайдаланушы туралы білетініміздің барлығын қамтитын сөздік құрастырыңыз."""
            """Пайдаланушы туралы біз білетін барлық нәрсені қамтитын сөздік жасаңыз."""
        ❶     user_info['first_name'] = first
            user_info['last_name'] = last
            return user_info
        
        user_profile = build_profile('albert', 'einstein',
                                     location='princeton',
                                     field='physics')
        print(user_profile)

build_profile() анықтамасы атын және тегін күтеді, содан кейін ол қолданушыға қалағанша атау-мән жұптарын жіберуге мүмкіндік береді. **user_info параметрінің алдындағы қос жұлдызшалар Python-ға функция алатын барлық қосымша атау-мән жұптарын қамтитын user_info деп аталатын сөздікті жасауға мүмкіндік береді. Функция ішінде кез-келген сөздіктегідей user_info ішіндегі кілт-мән жұптарына қол жеткізе аласыз.

build_profile() функциясының шішнде аты мен фамилиясын user_info сөздігіне қосамыз, себебі біз әрқашан пайдаланушыдан осы екі ақпаратты аламыз, ❶ және олар әлі сөздікке орналастырылмаған. Содан кейін user_info сөздігін функцияны шақыру жолына қайтарамыз.

Біз build_profile() функцисын мына мәндерді бере отырып шақырамыз: оның аты 'albert', фамилия 'einstein' және екі кілт-мән жұптары location='princeton' және field='physics'. Қайтарылған profile мәнін user_profile деп тағайындаймыз және user_profile басып шығарамыз:

        {'location': 'princeton', 'field': 'physics',
        'first_name': 'albert', 'last_name': 'einstein'}

Қайтарылған сөздікте пайдаланушының аты-жөні, сондай-ақ бұл жағдайда орналасқан жері мен зерттеу саласы бар. Функция шақыруында қанша қосымша кілт-мән жұбы берілгеніне қарамастан, функция жұмыс істейді.

Өз функцияларыңызды жазған кезде позициялық, кілт сөзді және ерікті мәндерді әртүрлі тәсілдермен араластыруға болады. Барлық осы аргумент түрлері бар екенін білу пайдалы, өйткені сіз басқа адамдардың кодын оқи бастағанда оларды жиі көресіз. Әртүрлі түрлерді дұрыс пайдалану және әр түрді қашан қолдану керектігін білу үшін тәжірибе қажет. Әзірге сіз жасағыңыз келетін жұмысты орындайтын қарапайым кодтау тәсілін пайдалануды ұмытпаңыз. Прогресс барысында сіз ең тиімді әдісті қолдануды үйренесіз.

        car = make_car('subaru', 'outback', color='blue', tow_package=True)

Функцияларды модульдерде сақтау

Функциялардың бір артықшылығы - олардың негізгі бағдарламадан код блоктарын бөлу тәсілі. Функцияларыңыз үшін түсінікті, функцияны сипаттайтын атауларды пайдаланған кезде, бағдарламаларды орындау оңайырақ болады. Функцияларыңызды модуль деп аталатын бөлек файлда сақтау және содан кейін сол модульді негізгі бағдарламаңызға импорттау арқылы бір қадам алға баса аласыз. import амалы Python-ға модульдегі кодты ағымдағы іске қосылған бағдарлама файлында қолжетімді етуді айтады.

Функцияларды бөлек файлда сақтау бағдарлама кодының мәліметтерін жасыруға және оның жоғары деңгейлі логикасына назар аударуға мүмкіндік береді. Ол сонымен қатар көптеген әртүрлі бағдарламалардағы функцияларды қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Функцияларыңызды бөлек файлдарда сақтаған кезде, бүкіл бағдарламаңызды ортақ пайдаланбай-ақ, сол файлдарды басқа бағдарламашылармен ортақ пайдалануға болады. Функцияларды импорттау жолын білу басқа бағдарламашылар жазған функциялар кітапханасын пайдалануға мүмкіндік береді.

Модульді импорттаудың бірнеше жолы бар, мұнда олардың әрқайсысын қысқаша көрсетемін.

Модульді толықтай импорттау

Функцияларды импорттауды бастау үшін алдымен модуль жасау керек. Модуль — бағдарламаңызға импорттағыңыз келетін кодты қамтитын .py-мен аяқталатын файл. make_pizza() функциясын қамтитын модуль жасайық. Бұл модульді жасау үшін біз pizza.py файлынан make_pizza() функциясынан басқасының барлығын жоямыз:

pizza.py

        def make_pizza(size, *toppings):
            """Біз дайындап жатқан пиццаны қорытындылаңыз."""
            print(f"\nMaking a {size}-inch pizza with the following toppings:")
            for topping in toppings:
                print(f"- {topping}")

Енді біз pizza.py сияқты бір каталогта making_pizzas.py деп аталатын бөлек файлды жасаймыз. Бұл файл біз жасаған модульді импорттайды, содан кейін make_pizza() функциясын екі рет шақырады:

making_pizzas.py

        import pizza
        
        ❶ pizza.make_pizza(16, 'pepperoni')
        pizza.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Python осы файлды оқығанда, import pizza жолы Python-ға pizza.py файлын ашуды және ондағы барлық функцияларды осы бағдарламаға көшіруді айтады. Файлдар арасында көшірілген кодты көрмейсіз, себебі Python кодты бағдарлама іске қосылмай тұрып көшіреді. Сізге тек pizza.py ішінде анықталған кез-келген функция енді making_pizzas.py файл-кодының ішінде қолжетімді болатынын білу қажет.

Импортталған модульден функцияны шақыру үшін, импортталған модульдің атын - pizza, содан кейін функцияның атын - make_pizza(), нүкте арқылы ❶ бөлек енгізіңіз. Бұл код модульді импорттамаған бастапқы бағдарламамен бірдей нәтижені шығарады:

        Making a 16-inch pizza with the following toppings:
        - pepperoni
        
        Making a 12-inch pizza with the following toppings:
        - mushrooms
        - green peppers
        - extra cheese

Импорттаудың бұл бірінші тәсілі, онда сіз жай ғана import деп, содан кейін модуль атауын жазасыз, модульдегі әрбір функцияны бағдарламаңызда қолжетімді етеді. module_name.py деп аталатын модульді толықтай импорттау үшін import амалының осы түрін пайдалансаңыз, модульдегі әрбір функция келесі синтаксис арқылы қолжетімді болады:

        module_name.function_name()

Функцияларды жекелеп импорттау

Сонымен қатар модульден белгілі бір функцияны импорттай аласыз. Міне, осы тәсілдің жалпы синтаксисі:

        from module_name import function_name

Әр функцияның атын үтірмен бөлу арқылы модульден қалағаныңызша көптеген функцияларды импорттай аласыз:

        from module_name import function_0, function_1, function_2

making_pizzas.py мысалы, біз қолданатын функцияны ғана импорттағымыз келсе, келесідей болады:

        from pizza import make_pizza
        
        make_pizza(16, 'pepperoni')
        make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Бұл синтаксиспен функцияны шақырған кезде нүкте белгісін пайдаланудың қажеті жоқ. make_pizza() функциясын import операторында анық импорттағандықтан, функцияны пайдаланған кезде оны атымен шақыра аламыз.

Функцияға бүркеншік ат беру үшін пайдалану

Егер импортталатын функцияның аты бағдарламаңыздағы бар атқа қайшы келуі мүмкін болса немесе функция атауы ұзын болса, орнына қысқа, бірегей бүркеншік атын пайдалана аласыз — функцияның лақап атына ұқсас балама атау. Функцияны импорттау кезінде функцияға осы арнайы лақап атын бересіз.

Мұнда біз make_pizza() функциясына mp() бүркеншік атын, make_pizza-ны mp ретінде импорттау арқылы береміз. as кілт сөзі сіз берген бүркеншік атты пайдаланып функцияның атын өзгертеді:

        from pizza import make_pizza as mp
        
        mp(16, 'pepperoni')
        mp(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

Осында көрсетілген import операторы осы бағдарламадағы make_pizza() функциясының атын mp() етіп өзгертеді. Кез-келген уақытта біз make_pizza() функциясын шақырғымыз келсе, оның орнына жай ғана mp() деп жаза аламыз, ал Python кодты make_pizza() ішінде жазылған кодты іске қосады. Осы бағдарлама файлында жазған тағы бір басқа make_pizza() функциясы бар болса, онымен кез-келген шатасу болмайды.

Лақап ат беруге арналған жалпы синтаксис:

        from module_name import function_name as fn

Модульге бүркеншік ат беру үшін пайдалану

Модуль атауына да бүркеншік ат беруге болады. Модульге қысқа бүркеншік ат беру, мысалы, pizza үшін p, модуль функцияларын жылдам шақыруға мүмкіндік береді. p.make_pizza() шақыруы pizza.make_pizza() шақырудан гөрі қысқарақ.:

        import pizza as p
        
        p.make_pizza(16, 'pepperoni')
        p.make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

import операторы жазылу барысында pizza модульіне p бүркеншік аты берілген, бірақ модульдің барлық функциялары бастапқы атауларын сақтайды. p.make_pizza() жазу арқылы функцияларды шақыру pizza.make_pizza() қарағанда қысқа ғана емес, сонымен қатар ол сіздің назарыңызды модуль атына қарағанда функцияларының сипаттамалық атауларына көбірек назар аударуға мүмкіндік береді. Әрбір функцияның не істейтінін анық көрсететін бұл функция атаулары толық модуль атауын пайдаланудан гөрі кодтың оқылуына маңыздырақ.

Бұл тәсілдің жалпы синтаксисі:

        import module_name as mn

Модульдегі барлық функцияларды импорттау

Жұлдызша (*) операторын пайдалану арқылы Python-ға модульдегі барлық функцияны импортта деп айта аласыз:

        from pizza import *
        
        make_pizza(16, 'pepperoni')
        make_pizza(12, 'mushrooms', 'green peppers', 'extra cheese')

import амалынандағы жұлдызша Python-ға pizza модулінен әрбір функцияны осы бағдарлама файлына көшіру керектігін айтады. Әрбір функция импортталғандықтан, нүкте белгісін пайдаланбай әр функцияны аты бойынша шақыруға болады. Дегенмен, сіз жазбаған үлкенірек модульдермен жұмыс істегенде бұл тәсілді қолданбағаныңыз жөн: егер модульде жобаңыздағы бар атқа сәйкес функция атауы болса, күтпеген нәтижелерге қол жеткізуге болады. Python бірдей атпен бірнеше функцияларды немесе айнымалы мәндерді көруі мүмкін және барлық функцияларды бөлек импорттаудың орнына ол функцияларды қайта жазады.

Ең жақсы әдіс - қалаған функцияны немесе функцияларды импорттау немесе бүкіл модульді импорттау және нүкте белгісін пайдалану. Бұл оқуға және түсінуге оңай түсінікті кодқа әкеледі. Бұл әдістің мұнда жазылу себебі, басқа адамдар жазған кодта көрсеңіз бірден тани алатын боласыз. Жалпы синтаксисі келесідей жазылады:

        from module_name import *

Функцияларды жазу стилі

Функцияларды сәндеу кезінде кейбір мәліметтерді есте сақтау қажет. Функциялардың сипаттайтын-түсінікті атаулары болуы керек және бұл атауларда кіші әріптер мен астын сызу таңбалары қолданылуы керек. Сипаттама атаулар сізге және басқаларға сіздің кодыңыз не істеуге тырысып жатқанын түсінуге көмектеседі. Модуль атаулары да осы конвенцияларды қолдануы керек.

Әрбір функцияда функцияның не істейтінін қысқаша түсіндіретін түсініктеме болуы керек. Бұл түсініктеме функция анықтамасынан кейін бірден пайда болуы және docstring пішімін пайдалану керек. Жақсы құжатталған функцияда басқа бағдарламашылар функцияны тек құжат жолындағы сипаттаманы оқу арқылы пайдалана алады. Олар кодтың сипатталғандай жұмыс істейтініне сену керек және олар функцияның атын, оған қажет аргументтерді және ол қайтаратын мән түрін білетін болса, оны өз бағдарламаларында пайдалана алуы керек.

Егер параметр үшін әдепкі мәнді көрсетсеңіз, теңдік белгісінің екі жағында бос орындар болмауы керек (жабысып жазылады):

def function_name(parameter_0, parameter_1='default value')

Функция шақыруларында кілт-сөз аргументтері үшінде осындай шартты ереже қолданылуы керек:

function_name(value_0, parameter_1='value')

PEP 8 (https://www.python.org/dev/peps/pep -0008) код жолдарын 79 таңбаға дейін шектеуді ұсынады, осылайша әрбір жол орынды өлшемді өңдегіш терезесінде көрінеді. Параметрлер жиыны функция анықтамасының 79 таңбадан ұзақ болуына себеп болса, анықтау жолындағы жақшаны ашқаннан кейін ENTER пернесін басыңыз. Келесі жолда TAB пернесін екі рет басып, аргументтер тізімін функцияның негізгі бөлігінен бөліңіз, ол тек бір деңгейде шегінеді.

Көптеген редакторлар бірінші жолда орнатқан шегініске сәйкес келу үшін кез-келген қосымша аргумент жолдарын автоматты түрде қатарға қояды:

        def function_name(
                parameter_0, parameter_1, parameter_2,
                parameter_3, parameter_4, parameter_5):
            function body...

Егер бағдарламаңызда немесе модульде бірнеше функция болса, бір функцияның қай жерде аяқталып, келесісі басталатынын көруді жеңілдету үшін әрқайсысын екі бос жолға бөлуге болады.

Барлық import амалдары файлдың басында жазылуы керек. Жалғыз ерекшелік - жалпы бағдарламаны сипаттау үшін файлыңыздың басында түсініктемелерді пайдалансаңыз.

          import module_name
          from module_name import function_name
          from module_name import function_name as fn
          import module_name as mn
          from module_name import *

Қорытынды

Бұл тарауда сіз функцияларды қалай жазуды және аргументтерді беруді үйрендіңіз, осылайша функцияларыңыз өз жұмысын орындау үшін қажетті ақпаратқа қол жеткізе алады. Сіз позициялық және кілт сөз аргументтерін пайдалануды, сондай-ақ аргументтердің ерікті санын қалай қабылдауды үйрендіңіз. Сіз шығысты көрсететін функцияларды және мәндерді қайтаратын функцияларды көрдіңіз. Функцияларды тізімдермен, сөздіктермен, if операторларымен және while циклдарымен пайдалануды үйрендіңіз. Сіз сондай-ақ функцияларды модульдер деп аталатын бөлек файлдарда сақтау жолын көрдіңіз, осылайша сіздің бағдарлама файлдарыңыз оңайырақ және түсінуге оңай болады. Соңында, бағдарламаларыңыз әрі қарай жақсы құрылымдалған және сізге және басқаларға оқуға мүмкіндігінше оңай болатындай етіп функцияларды стильдеуді үйрендіңіз.

Бағдарламашы ретінде сіздің мақсаттарыңыздың бірі қалағаныңызды орындайтын қарапайым код жазу болуы керек және функциялар мұны істеуге көмектеседі. Олар код блоктарын жазуға және олардың жұмыс істейтінін білгеннен кейін оларды жалғыз қалдыруға мүмкіндік береді. Функция өз жұмысын дұрыс орындайтынын білсеңіз, оның жұмысын жалғастырып, келесі кодтау тапсырмаңызға көшетініне сене аласыз.

Функциялар кодты бір рет жазуға, содан кейін сол кодты қалағаныңызша қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Функцияда кодты іске қосу қажет болғанда, сізге тек бір жолды шақыруды жазу жеткілікті және функция өз жұмысын орындайды. Функция әрекетін өзгерту қажет болғанда, кодтың бір блогын ғана өзгерту керек және өзгерту сол функцияны шақырған жерде күшіне енеді.

Функцияларды пайдалану бағдарламаларды оқуды жеңілдетеді және жақсы функция атаулары бағдарламаның әрбір бөлігінің не істейтінін қорытындылайды. Функция шақыруларының қатарын оқу код блоктарының ұзақ сериясын оқуға қарағанда бағдарламаның не істейтінін тезірек түсінуге мүмкіндік береді.

Функциялар сонымен қатар кодты тексеруді және жөндеуді жеңілдетеді. Бағдарлама жұмысының негізгі бөлігі әрқайсысының белгілі бір жұмысы бар функциялар жиынтығымен орындалса, сіз жазған кодты тексеру және қолдау оңайырақ болады. Әрбір функцияны шақыратын және әрбір функция кезігуі мүмкін барлық жағдайларда жұмыс істейтінін тексеретін бөлек бағдарлама жаза аласыз. Бұл әрекетті орындаған кезде, функциялар оларды шақырған сайын дұрыс жұмыс істейтініне сенімді бола аласыз.

9-бөлімде сіз класстар жазуды үйренесіз. Класстар функциялар мен деректерді икемді және тиімді жолмен пайдалануға болатын бір жинақы пакетке біріктіреді.

Объектіге бағытталған бағдарламалау (OOP) бағдарламалық жабдықты жазудың ең тиімді тәсілдерінің бірі болып табылады. Объектіге бағытталған бағдарламалауда сіз нақты дүниедегі заттар мен жағдайларды көрсететін класстарды жазасыз және осы кластар негізінде нысандарды/object жасайсыз. Классты жазғанда, сіз нысандардың барлығында болуы мүмкін жалпылама әрекетті анықтайсыз.

Класстан жеке нысандарды жасағанда, әрбір нысан автоматты түрде жалпы "қасиетпен" жабдықталады; содан кейін әрбір нысанға өзіңіз қалаған бірегей-жеке қасиеттерді бере аласыз. Нақты әлемдегі жағдайларды объектіге бағытталған бағдарламалау арқылы қаншалықты жақсы модельдеуге болатынына таң қаласыз.

Класстан нысан жасау инстанциялау/instantiation деп аталады және сіз класстың instances/даналары-мен жұмыс жасайсыз. Бұл тарауда сіз класстарды жазасыз және сол класстардың даналарын жасайсыз. Даналарда сақтауға болатын ақпарат түрін көрсетесіз және осы даналармен орындалатын әрекеттерді анықтайсыз. Сіз сондай-ақ бар класстардың функционалдығын кеңейтетін класстарды жазасыз, осылайша ұқсас класстар ортақ функционалдылықты бөлісе алады және аз кодпен көп нәрсені жасай аласыз. Сіз өз класстарыңызды модульдерде сақтайсыз және басқа бағдарламашылар жазған класстарды жеке бағдарлама файлдарыңызға импорттайсыз.

Нысанға-бағытталған бағдарламалауды үйрену шын-әлемді бағдарламашы сияқты көруге көмектеседі. Бұл сізге кодыңызды түсінуге көмектеседі - әр код жолында не болып жатқанын ғана емес, тұтас бағдарламаның артындағы ұғымды көрсетеді. Класстардың артындағы логиканы білу логикалық ойлауға үйретеді, осылайша кез-келген мәселені тиімді шешетін бағдарламалар жаза аласыз.

Класстар сіздің және сіз бірге жұмыс істейтін басқа бағдарламашылардың өмірін жеңілдетеді. Сіз және басқа бағдарламашылар бірдей логикаға негізделген код жазғанда, сіз бір-біріңіздің жұмысын түсіне аласыз. Бағдарламаларыңыз сізбен бірге жұмыс істейтін адамдар үшін мағыналы болады және барлығына көп нәрсеге қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Класс жасау және пайдалану

Класстар арқылы кез-келген нәрсені дерлік үлгілеуге болады. Қарапайым класс жазудан бастайық, Dog, ол итті, атап айтқанда бір итті емес, кез-келген итті бейнелейді. Көптеген үй жануарлары туралы не білеміз? Бәрінің де аты, жасы бар. Сондай-ақ, иттердің көпшілігі отырады және айналады. Бұл екі ақпарат (аты мен жасы) және осы екі мінез-құлық (отыру және айналу) біздің Dog классына кіреді, өйткені олар иттердің көпшілігіне тән. Бұл класс Python бағдарламасына итті бейнелейтін нысанды қалай жасау керектігін айтады. Классымыз жазылған соң, біз оны әрқайсысы бір нақты итті білдіретін жеке даналарды жасау үшін пайдаланамыз.

Ит класын жасау

Dog классынан жасалған әрбір данада name және age сақталады және біз иттің әрқайсысына sit() және roll_over() мүмкіндігін береміз:

dog.py

        ❶ class Dog:
            """Итті үлгілеудің қарапайым әрекеті."""
        
        ❷     def __init__(self, name, age):
                """Аты мен жас атрибуттарын инициализациялау."""
        ❸         self.name = name
                self.age = age
        
        ❹     def sit(self):
                """Пәрменге жауап ретінде отырған итке ұқсаңыз."""
                print(f"{self.name} is now sitting.")
        
            def roll_over(self):
                """Пәрменге жауап ретінде айналдыруды имитациялау."""
                print(f"{self.name} rolled over!")

Бұл жерде назар аударатын нәрсе көп, бірақ уайымдамаңыз. Сіз бұл құрылымды осы тарауда көресіз және оған үйренуге көп уақытыңыз болады. Алдымен Dog ❶ деп аталатын классты анықтаймыз. Шартты түрде бас әріппен жазылған атаулар Python тіліндегі класстарға қатысты. Класс анықтамасында жақшалар жоқ, өйткені біз бұл классты нөлден жасап жатырмыз. Содан кейін бұл класстың не істейтінін сипаттайтын құжат тізбегін жазамыз.

__init__() әдісі

Кластың бөлігі болып табылатын функция әдіс/method болып табылады. Функциялар туралы білгеніңіздің бәрі әдістерге де қатысты; әзірге жалғыз практикалық айырмашылық - әдістерді шақыру тәсілі. ❷ __init__() әдісі - Dog класы негізінде жаңа дананы жасаған сайын Python автоматты түрде іске қосатын арнайы әдіс. Бұл әдісте екі бастапқы астын сызу және екі кейінгі астын сызу бар, бұл конвенция Python-ның әдепкі әдіс атауларының сіздің жасаған әдіс атауларымен қайшы келуін болдырмауға көмектеседі. __init__() параметрінің әр жағында екі астыңғы сызықты қолданғаныңызға көз жеткізіңіз. Әр жағынан бір ғана қолдансаңыз, классты пайдаланған кезде әдіс автоматты түрде шақырылмайды, бұл анықтау қиын қателерге әкелуі мүмкін.

Біз __init__() әдісін үш параметрге ие болу үшін анықтаймыз: self, name және age. self параметрі әдіс анықтамасында қажет және ол басқа параметрлерден бұрын бірінші тұруы керек. Оны анықтауға қосу керек, себебі Python бұл әдісті кейін шақырғанда (Dog данасын жасау үшін), әдіс шақыруы self аргументін автоматты түрде шақыруға береді. Данамен байланысты әрбір әдіс шақыруы автоматты түрде self параметрінен өтеді, себебі self данаға сілтеме болып табылады; ол жеке данаға - класстағы атрибуттар мен әдістерге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Dog данасын жасаған кезде, Python Dog классынан __init__() әдісін шақырады. Аргументтер ретінде Dog() аты мен жасын береміз; self автоматты түрде беріледі, сондықтан оны берудің қажеті жоқ. Біз Dog классынан дананы жасағымыз келгенде, біз тек соңғы екі параметрге, name және age мәндерін береміз.

❸ __init__() әдісінің ішінде анықталған екі айнымалы мәндердің әрқайсысында self префиксі бар. self префиксі бар кез-келген айнымалы класстағы әрбір әдіске қол жетімді және біз де осы айнымалы мәндерге класстан жасалған кез-келген дана арқылы қол жеткізе аламыз. self.name = name жолы name параметрімен байланысты мәнді алады және оны name айнымалысына тағайындайды, содан кейін ол жасалатын данаға тіркеледі. Дәл осындай процесс self.age = age арқылы орындалады. Осы сияқты даналар арқылы қол жеткізуге болатын айнымалылар атрибуттар деп аталады.

Dog классында анықталған басқа екі әдіс бар: sit() және roll_over() ❹. Біз жазатын бағдарлама бұл әдістерді іске қосу үшін қосымша ақпаратты қажет етпейтіндіктен, біз оларды тек self параметрі ретінде анықтаймыз. Біз кейінірек жасайтын даналар осы әдістерге қол жеткізе алады. Басқаша айтқанда, олар отыра алады және айнала алады. Әзірге sit() және roll_over() көп нәрсе істемейді. Олар жай ғана иттің отырғаны немесе айналып жатқаны туралы хабарлама басып шығарады. Бірақ тұжырымдаманы шынайы жағдайларға дейін кеңейтуге болады: егер бұл класс компьютерлік ойынның бөлігі болса, бұл әдістер анимациялық итті отыруға және айналдыруға арналған кодты қамтиды. Бұл класс робот итті басқару үшін жазылған болса, бұл әдістер робот иттің отыруына және айналуына себеп болатын қозғалыстарды бағыттайды.

Класстан дананы жасау

Классты қарастырғанда, класс дананы қалай жасауға болатыны туралы нұсқаулар жиынтығы ретінде ойлауға болады. Dog классы - Python-ға нақты иттерді көрсететін жеке даналарды қалай жасау керектігін айтатын нұсқаулар жинағы.

Нақты итті көрсететін дананы жасайық:

        
        class Dog:
            """Итті үлгілеудің қарапайым әрекеті."""
        
             def __init__(self, name, age):
                """Аты мен жас атрибуттарын инициализациялау."""
                 self.name = name
                self.age = age
        
             def sit(self):
                """Пәрменге жауап ретінде отырған итке ұқсаңыз."""
                print(f"{self.name} is now sitting.")
        
             def roll_over(self):
                """Пәрменге жауап ретінде айналдыруды имитациялау."""
                print(f"{self.name} rolled over!")
        
        
        ❶ my_dog = Dog('Willie', 6)
        
        ❷ print(f"My dog's name is {my_dog.name}.")
        ❸ print(f"My dog is {my_dog.age} years old.")

Бұл жерде біз қолданып жатқан Dog классы - біз жаңа ғана алдыңғы мысалда жазған класс. Мұнда біз Python-ға аты 'Willie' және жасы 6 ❶ болатын ит жасауды айтамыз. Python осы жолды оқығанда, ол 'Willie' және 6 аргументтерімен Dog ішіндегі __init__() әдісін шақырады. __init__() әдісі осы нақты итті көрсететін дананы жасайды және біз берген мәндерді пайдаланып name және age атрибуттарын орнатады. Содан кейін Python осы итті көрсететін дананы қайтарады. Біз бұл дананы my_dog айнымалысына тағайындаймыз. Бұл жерде атау ережесі пайдалы; әдетте Dog сияқты бас әріппен жазылған атау классқа, ал my_dog сияқты кіші әріппен жазылған атау класстан жасалған жалғыз дананы білдіреді деп болжауға болады.

Атрибуттарға қол жеткізу

Дананың атрибуттарына қол жеткізу үшін нүкте белгісін пайдаланасыз. Мысалы, ❷ my_dog данасының name атрибуты мәніне былай жазу арқылы қол жеткіземіз:

my_dog.name

Нүкте белгісі Python тілінде жиі қолданылады. Бұл синтаксис Python атрибут мәнін қалай табатынын көрсетеді. Мұнда Python my_dog данасын қарастырады, содан кейін my_dog-пен байланысты name атрибутын/атрибутын табады. Бұл Dog классында self.name деп аталатын атрибут. Біз age ❸ атрибутымен жұмыс істеу үшін дәл осындай тәсілді қолданамыз.

Басып шығарылатын нәтиже - my_dog туралы білетін нәрселердің қысқаша мазмұны:

        My dog's name is Willie.
        My dog is 6 years old.

Шақыру әдістері

Біз Dog классынан дананы жасағаннан кейін, Dog ішінде анықталған кез-келген әдісті шақыру үшін нүкте белгісін пайдалана аламыз. Итімізді отырғызып, айналдырайық:

        class Dog:
            --snip/код үзіндісі--
            --алдыңғы код бөліктрі осы жерде бар--
        
        my_dog = Dog('Willie', 6)
        my_dog.sit()
        my_dog.roll_over()

Әдісті шақыру үшін нүктемен бөлінген дананың атын (бұл жағдайда my_dog) және шақырғыңыз келетін әдісті беріңіз. Python my_dog.sit() дегенді оқығанда, Dog классында sit() әдісін іздейді және сол кодты іске қосады. Python my_dog.roll_over() жолын дәл осылай түсіндіреді.

Енді Вилли оған айтқанымызды орындайды:

        Willie is now sitting.
        Willie rolled over!

Бұл синтаксис өте пайдалы. Атрибуттар мен әдістерге name, age, sit() және roll_over() сияқты сәйкес сипаттамалық атаулар берілгенде, біз код блогы не істеу керек екенін оңай шығара аламыз, тіпті бұрын біз ешқашан көрмеген код блогы болса да.

Бірнеше даналарды жасау

Класстан қажетінше көп даналарды жасауға болады. your_dog деп аталатын екінші итті жасайық:

        class Dog:
            --snip/код үзіндісі--
        
        my_dog = Dog('Willie', 6)
        your_dog = Dog('Lucy', 3)
        
        print(f"My dog's name is {my_dog.name}.")
        print(f"My dog is {my_dog.age} years old.")
        my_dog.sit()
        
        print(f"\nYour dog's name is {your_dog.name}.")
        print(f"Your dog is {your_dog.age} years old.")
        your_dog.sit()

Бұл мысалда Вилли есімді ит пен Люси есімді ит жасаймыз. Әрбір ит бірдей әрекеттер жинағын орындай алатын өзіндік атрибуттары бар жеке данасы болып табылады:

        My dog's name is Willie.
        My dog is 6 years old.
        Willie is now sitting.
        
        Your dog's name is Lucy.
        Your dog is 3 years old.
        Lucy is now sitting.

Екінші ит үшін бірдей атау мен жасты қолдансақ та, Python әлі де Dog классынан бөлек дананы жасайды. Әрбір данаға бірегей айнымалы атау берген немесе ол тізімде немесе сөздікте бірегей орынды алатын болса, бір класстан қажетінше көп даналарды жасауға болады.

Класстармен және даналармен жұмыс

Сіз көптеген нақты жағдайларды көрсету үшін класстарды пайдалана аласыз. Классты жазғаннан кейін уақытыңыздың көп бөлігін сол класстан жасалған даналармен жұмыс істеуге жұмсайсыз. Сіз орындағыңыз келетін алғашқы тапсырмалардың бірі - белгілі бір данаға қатысты атрибуттарды өзгерту. Дана атрибуттарын тікелей өзгертуге немесе атрибуттарды белгілі бір жолмен жаңартатын әдістерді жазуға болады.

Автокөлік класы

Көлікті көрсететін жаңа класс жазайық. Біздің класс біз жұмыс істеп жатқан көлік түрі туралы ақпаратты сақтайды және оның осы ақпаратты қорытындылайтын әдісі болады:

car.py

        class Car:
            """Көлікті көрсетудің қарапайым әрекеті."""
        
        ❶     def __init__(self, make, model, year):
                """Көлікті сипаттау үшін атрибуттарды инициализациялаңыз."""
                self.make = make
                self.model = model
                self.year = year
        
        ❷     def get_descriptive_name(self):
                """Дұрыс пішімделген сипаттама атауын қайтарыңыз."""
                long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
                return long_name.title()
        
        ❸ my_new_car = Car('audi', 'a4', 2024)
        print(my_new_car.get_descriptive_name())

Car классында біз ❶ __init__() әдісін алдымен self параметрімен анықтаймыз, дәл біз Dog классында жасағандай. Біз оған тағы үш параметр береміз: make/жасаушы, model/үлгі және year/жыл, __init__() әдісі осы параметрлерді қабылдайды және оларды осы класстан жасалған даналармен байланыстырылатын атрибуттарға тағайындайды. Жаңа Car данасын жасағанда, данамыз үшін марканы, үлгісін және жылын көрсетуіміз керек.

Біз автомобильдің жылын, жасаушысын және үлгісін автомобильді ұқыпты сипаттайтын бір тіркеске қоятын get_descriptive_name() ❷ деп аталатын әдісті анықтаймыз. Бұл әдіс бізге әрбір атрибуттың мәнін жеке басып шығарудан сақтайды. Бұл әдісте атрибут мәндерімен жұмыс істеу үшін self.make, self.model және self.year қолданамыз. Класстан тыс, класс кодының сыртында біз Car классынан дананы жасаймыз және оны my_new_car ❸ айнымалысына тағайындаймыз. Содан кейін бізде қандай көлік бар екенін көрсету үшін get_descriptive_name() әдісін шақырамыз:

2024 Audi A4

Классты қызықты ету үшін уақыт өте келе өзгеретін төлсипат/атрибут қосамыз. Біз көліктің жалпы жүрген-жолын(пробег) сақтайтын атрибут қосамыз.

Атрибут үшін әдепкі мәнді орнату

Дана жасалғанда, атрибуттарды параметр ретінде жібермей-ақ анықтауға болады. Бұл атрибуттарды __init__() әдісінде анықтауға болады, мұнда оларға әдепкі мән тағайындалады.

Әрқашан 0 мәнінен басталатын odometer_reading деп аталатын атрибутты қосамыз.

Сондай-ақ әрбір көліктің одометрін оқуға көмектесетін read_odometer() әдісін қосамыз:

        class Car:
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """Көлікті сипаттау үшін атрибуттарды инициализациялау."""
                self.make = make
                self.model = model
                self.year = year
        ❶         self.odometer_reading = 0
        
            def get_descriptive_name(self):
                --snip/код үзіндісі--
        
        ❷     def read_odometer(self):
                """Көліктің жолын көрсететін мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it.")
        
        my_new_car = Car('audi', 'a4', 2024)
        print(my_new_car.get_descriptive_name())
        my_new_car.read_odometer()

Бұл жолы Python жаңа дананы жасау үшін __init__() әдісін шақырғанда, алдыңғы мысалдағыдай жасаушы, үлгі және жыл мәндерін атрибуттар ретінде сақтайды. Содан кейін Python odometer_reading деп аталатын жаңа атрибутты жасайды және оның бастапқы мәнін 0 ❶ етіп орнатады. Сондай-ақ бізде read_odometer() ❷ деп аталатын жаңа әдіс бар, ол көліктің жүріп өткен жолын оқуды жеңілдетеді.

Біздің көлігіміз 0 жол жүрісімен басталады:

        2024 Audi A4
        This car has 0 miles on it.

Одометрде дәл 0 миль бар көліктер көп сатылмайды, сондықтан бізге бұл атрибуттың мәнін өзгерту әдісі қажет.

Атрибут мәндерін өзгерту

Атрибуттың мәнін үш жолмен өзгертуге болады: мәнді тікелей дана арқылы өзгертуге, мәнді әдіс арқылы орнатуға немесе әдіс арқылы мәнді арттыруға (оған белгілі бір соманы қосу). Осы тәсілдердің әрқайсысын қарастырайық.

Атрибут мәнін тікелей өзгерту

Атрибуттың мәнін өзгертудің ең қарапайым жолы атрибутқа тікелей данасы арқылы қол жеткізу болып табылады. Мұнда біз одометрдің көрсеткішін тікелей 23-ке орнаттық:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
        my_new_car = Car('audi', 'a4', 2024)
        print(my_new_car.get_descriptive_name())
        
        my_new_car.odometer_reading = 23
        my_new_car.read_odometer()

Біз көліктің odometr_reading атрибутына қол жеткізу және оның мәнін тікелей орнату үшін нүкте белгісін қолданамыз. Бұл жол Python-ға my_new_car данасын алуды, онымен байланысты odometer_reading атрибутын табуды және сол атрибуттың мәнін 23 мәніне орнатуды айтады:

        2024 Audi A4
        This car has 23 miles on it.

Кейде осындай атрибуттарға тікелей қол жеткізгіңіз келеді, бірақ басқа уақытта сіз үшін мәнді жаңартатын әдісті жазғыңыз келеді.

Атрибуттың мәнін әдіс арқылы өзгерту

Сіз үшін белгілі бір атрибуттарды жаңартатын әдістердің болуы пайдалы болуы мүмкін. Атрибутқа тікелей қол жеткізудің орнына, жаңа мәнді жаңартуды ішкі өңдейтін әдіске бересіз.

Міне, update_odometer() деп аталатын әдісті көрсететін мысал:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
            def update_odometer(self, mileage):
                """Одометр көрсеткішін берілген мәнге орнатыңыз."""
                self.odometer_reading = mileage
        
        my_new_car = Car('audi', 'a4', 2024)
        print(my_new_car.get_descriptive_name())
        
        ❶ my_new_car.update_odometer(23)
        my_new_car.read_odometer()

Car-ға жалғыз өзгерту update_odometer() қосу болып табылады. Бұл әдіс жүрген жол мәнін алады және оны self.odometer_reading мәніне тағайындайды. my_new_car данасын пайдаланып, update_odometer() әдісін шақырамыз, параметріне 23-ті аргумент ретінде береміз ❶. Бұл одометр көрсеткішін 23-ке орнатады және read_odometer() көрсеткішті басып шығарады:

        2024 Audi A4
        This car has 23 miles on it.

Одометр көрсеткіші өзгертілген сайын қосымша жұмыстарды орындау үшін update_odometer() әдісін кеңейте аламыз. Ешкім одометр көрсеткішін кері қайтаруға әрекет жасамайтынына көз жеткізу үшін аздап логика қосайық:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
            def update_odometer(self, mileage):
                """
                Одометр көрсеткішін берілген мәнге орнатыңыз.
                Егер ол одометрді кері айналдыруға әрекеттенсе, өзгертуді қабылдамаңыз.
                """
        ❶         if mileage >= self.odometer_reading:
                    self.odometer_reading = mileage
                else:
        ❷             print("You can't roll back an odometer!")

Енді update_odometer() атрибутты өзгерту алдында жаңа оқудың мағынасы бар-жоғын тексереді. mileage үшін берілген мән барлық жүріп өткен жол, self.odometer_reading мәнінен үлкен немесе оған тең болса, одометр көрсеткішін жаңа жүріп өткен жол мәніне дейін жаңартуға болады ❶. Жаңа жол жүріс мәні бар мәннен аз болса, одометрді ❷ артқа айналдыру мүмкін еместігі туралы ескерту аласыз.

Атрибуттың мәнін әдіс арқылы арттыру

Кейде мүлдем жаңа мән орнатудың орнына атрибуттың мәнін белгілі бір мөлшерге арттырғыңыз келеді. Біз пайдаланылған көлікті сатып аламыз делік және оны сатып алған уақыт пен оны тіркеген уақыт арасында 100 миль жүрдік. Міне, осы қосымша соманы өткізуге және сол мәнді одометр көрсеткішіне қосуға мүмкіндік беретін әдіс:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
            def update_odometer(self, mileage):
                --snip/код үзіндісі--
        
            def increment_odometer(self, miles):
                """Одометр көрсеткішіне берілген соманы қосыңыз."""
                self.odometer_reading += miles
        
        ❶ my_used_car = Car('subaru', 'outback', 2019)
        print(my_used_car.get_descriptive_name())
        
        ❷ my_used_car.update_odometer(23_500)
        my_used_car.read_odometer()
        
        my_used_car.increment_odometer(100)
        my_used_car.read_odometer()

Жаңа әдіс increment_odometer() бірнеше мильді алады және бұл мәнді self.odometer_reading мәніне қосады. Алдымен біз пайдаланылған көлікті жасаймыз, my_used_car ❶. update_odometer() функциясына шақыру жасап, 23_500 ❷ арқылы оның одометрін 23500 етіп орнаттық. Соңында, біз increment_odometer() деп атаймыз және оны 100 арқылы өткізіп, көлікті сатып алу мен оны тіркеу арасында жүріп өткен 100 мильді қосамыз:

        2019 Subaru Outback
        This car has 23500 miles on it.
        This car has 23600 miles on it.

Одометрді кері айналдыру үшін бұл функцияны ешкім пайдаланбауы үшін теріс өсімдерді қабылдамау үшін бұл әдісті өзгертуге болады.

Мұрагерлік

Класс жазуды бастағанда әрқашан жаңадан бастау міндетті емес. Егер сіз жазып жатқан класс сіз жазған басқа класстың ары-қарай жетілдіріліп арнайы жасақталған нұсқасы болса, inheritance/мұрагерлікті пайдалана аласыз. Бір класс екіншісінен мұра алған кезде ол бірінші класстың атрибуттары мен әдістерін қабылдайды. Бастапқы класс ата-аналық класс/parent class деп аталады, ал жаңа класс бала/child класс болып табылады. Мұрагер класс өзінің ата-аналық классының атрибуттары мен әдістерінің кез келгенін немесе барлығын иелене алады, бірақ ол өзінің жаңа атрибуттары мен әдістерін анықтауға да мүмкіндігі бар.

Child классына арналған __init__() әдісі

Бұрыннан бар классқа негізделген жаңа классты жазғанда, сіз жиі ата-аналық класстан __init__() әдісін шақырғыңыз келеді. Бұл негізгі __init__() әдісінде анықталған кез-келген атрибуттарды инициализациялайды және оларды child/бала класста қолжетімді етеді.

Мысал ретінде электромобильді үлгі етейік. Электромобиль - бұл көліктің белгілі бір түрі, сондықтан біз жаңа ElectricCar класын біз бұрын жазған Car класына негіздей аламыз. Содан кейін бізге тек электромобильдерге тән атрибуттар мен әрекеттердің кодын жазу керек болады.

Car класы жасайтын барлық нәрсені орындайтын ElectricCar класының қарапайым нұсқасын жасаудан бастайық:

electric_car.py

        ❶ class Car:
            """Көлікті көрсетудің қарапайым әрекеті."""
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """Initialize attributes to describe a car.""
                self.make = make
                self.model = model
                self.year = year
                self.odometer_reading = 0
        
            def get_descriptive_name(self):
                """Ұқыпты пішімделген сипаттама атауын қайтарыңыз."""
                long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
                return long_name.title()
        
            def read_odometer(self):
                """Көліктің жолын көрсететін мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it.")
        
            def update_odometer(self, mileage):
                """Одометр көрсеткішін берілген мәнге орнатыңыз."""
                if mileage >= self.odometer_reading:
                    self.odometer_reading = mileage
                else:
                    print("You can't roll back an odometer!")
        
            def increment_odometer(self, miles):
                """Одометр көрсеткішіне берілген соманы қосыңыз."""
                self.odometer_reading += miles
        
        ❷ class ElectricCar(Car):
        """Автомобильдің электрлік көліктерге тән аспектілерін көрсету."""
        
        ❸     def __init__(self, make, model, year):
                """Ата-аналық сыныптың атрибуттарын инициализациялау."""
        ❹         super().__init__(make, model, year)
        
        
        ❺ my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())

Біз Car ❶ деп бастаймыз. Child/бала классты жасаған кезде, ата-аналық класс ағымдағы файлдың бөлігі болуы керек және файлдағы child/бала класстың алдында пайда болуы керек. Содан кейін біз child/бала классты анықтаймыз, ElectricCar ❷. Негізгі класстың атауы child/бала класстың анықтамасында жақшаға енгізілуі керек. __init__() әдісі Car данасын ❸ жасау үшін қажетті ақпаратты қабылдайды.

super() функциясы ❹ - бұл ата-аналық класстан әдісті шақыруға мүмкіндік беретін арнайы функция. Бұл жол Python-ға __init__() әдісін Car ішінен шақыруды айтады, бұл ElectricCar данасына осы әдісте анықталған барлық атрибуттарды береді. super атауы ата-аналық классты суперкласс және child/бала классты қосалқы класс деп атайтын шарттан шыққан. (Parent class - superclass, child class - subclass)

Біз кәдімгі көлік жасау кезінде беретін ақпарат түрімен электромобиль жасауға тырысу арқылы мұраның дұрыс жұмыс істеп тұрғанын тексереміз. Біз ElectricCar классының данасын жасап, оны my_leaf ❺-ке тағайындаймыз. Бұл жол ElectricCar ішінде анықталған __init__() әдісін шақырады, бұл өз кезегінде Python-ға ата-аналық Car класста анықталған __init__() әдісін шақыруды ұсынады. Біз 'nissan', 'leaf' және 2024 аргументтерін береміз.

ElectricCar класында __init__()-тан басқа, электромобильге тән атрибуттар немесе әдістер әлі жоқ. Әзірге біз тек электромобильдің сәйкес Car сипаттамалары-көрсеткіштері бар екенін тексеріп жатырмыз:

2024 Nissan Leaf

ElectricCar данасы Car данасы сияқты жұмыс істейді, сондықтан енді электромобильдерге тән атрибуттар мен әдістерді анықтауды бастай аламыз.

Бала/child классына арналған атрибуттар мен әдістерді анықтау

Ата-аналық класстан мұраланған child/бала класс болғаннан кейін, child/бала классты ата-аналық класстан ажырату үшін қажетті кез-келген жаңа атрибуттар мен әдістерді қосуға болады.

Электромобильдерге (мысалы, аккумулятор) тән атрибутты және осы атрибут туралы есеп беру әдісін қосамыз. Біз батарея өлшемін сақтаймыз және батареяның сипаттамасын басып шығаратын әдісті жазамыз:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
        class ElectricCar(Car):
            """Автомобильдің электрлік көліктерге тән аспектілерін көрсету."""
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """
                Ата-аналық кластың атрибуттарын инициализациялау.
                Содан кейін электромобильге тән атрибуттарды инициализациялаңыз.
                """
              super().__init__(make, model, year)
        ❶     self.battery_size = 40
        
        ❷     def describe_battery(self):
                """Батарея өлшемін сипаттайтын мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")
        
        my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())
        my_leaf.describe_battery()

Біз self.battery_size жаңа атрибутын қосамыз және оның бастапқы мәнін 40 мәніне орнатамыз ❶ . Бұл атрибут ElectricCar классынан жасалған барлық даналармен байланыстырылады, бірақ Car даналарының ешқайсысымен байланыстырылмайды. Біз сондай-ақ батарея ❷ туралы ақпаратты басып шығаратын describe_battery() деп аталатын әдісті қосамыз. Бұл әдісті шақырғанда, біз нақты электромобильге тән сипаттаманы аламыз:

        2024 Nissan Leaf
        This car has a 40-kWh battery.

ElectricCar класын қаншалықты ерекшелеп-өзгертуге болатынына шек жоқ. Сізге қажетті дәлдік дәрежесіне дейін электромобильді модельдеу үшін қаншама атрибуттар мен әдістерді қосуға болады. Электрлік көлікке тән емес, кез-келген көлікке тиесілі болуы мүмкін атрибут немесе әдіс ElectricCar классының орнына Car классына қосылуы керек. Содан кейін Car классын пайдаланатын кез-келген адамда бұл функция да қолжетімді болады және ElectricCar классында тек электр көліктеріне тән ақпарат пен ерекшелікке арналған код болады.

Ата-ана клас әдістерін қайта анықтау

Енші/child/бала класспен модельдеуге тырысатын нәрсеге сәйкес келмейтін ата-аналық класстың кез-келген әдісін қайта анықтауға болады. Мұны істеу үшін сіз ата-аналық класста қайта анықтағыңыз келетін әдіспен бірдей атаумен child/бала класстағы әдісті анықтайсыз. Python ата-аналық класс әдісін елемейді және тек child/бала класста анықтаған әдіске назар аударады.

Car классында fill_gas_tank() деп аталатын әдіс болды делік. Бұл әдіс толығымен электрлік көлік үшін мағынасыз, сондықтан сіз бұл әдісті жоққа шығарғыңыз келуі мүмкін. Мұны істеудің бір жолы:

        class ElectricCar(Car):
            --snip/код үзіндісі--
        
            def fill_gas_tank(self):
                """Электромобильдерде жанармай құятын цистерналар жоқ."""
                print("This car doesn't have a gas tank!")

Енді біреу электр көлігімен fill_gas_tank() қызметіне қоңырау шалуға әрекеттенсе, Python Car ішіндегі fill_gas_tank() әдісін елемейді және орнына осы кодты іске қосады. Мұрагерлікті пайдаланған кезде, бала класстарына қажет нәрсені сақтап қалуға және ата-аналық класстағы қажет емес нәрселердің барлығын қайта анықтауға болады.

Атрибуттар ретінде даналарды қолдану

Нақты әлемнен бірдеңені кодта модельдеу кезінде классқа көбірек мәліметтер қосып жатқаныңызды байқауыңыз мүмкін. Сізде атрибуттар мен әдістердің өсіп келе жатқан тізімі бар екенін және файлдарыңыз ұзарып бара жатқанын көресіз. Мұндай жағдайларда бір класстың бөлігі бөлек класс ретінде жазылуы мүмкін екенін түсінуіңіз мүмкін. Үлкен классты бірге жұмыс істейтін кішірек класстарға бөлуге болады; бұл тәсіл композиция деп аталады.

Мысалы, ElectricCar классына егжей-тегжейлі қосуды жалғастырсақ, көлік батареясына тән көптеген атрибуттар мен әдістерді қосып жатқанымызды байқаймыз. Бұл жағдайды көргенде, біз тоқтап, сол атрибуттар мен әдістерді Батарея деп аталатын бөлек классқа жылжыта аламыз. Содан кейін біз ElectricCar классында атрибут ретінде Battery данасын пайдалана аламыз:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
        class Battery:
            """Электрокөлік үшін аккумуляторды үлгілеудің қарапайым әрекеті."""
        
        ❶     def __init__(self, battery_size=40):
                """Батареяның атрибуттарын инициализациялаңыз."""
                self.battery_size = battery_size
        
        ❷     def describe_battery(self):
                """Батарея өлшемін сипаттайтын мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")
        
        
        class ElectricCar(Car):
            """Автомобильдің электрлік көліктерге тән аспектілерін көрсету."""
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """
                Initialize attributes of the parent class.
                Then initialize attributes specific to an electric car.
                """
                super().__init__(make, model, year)
        ❸         self.battery = Battery()
        
        my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())
        my_leaf.battery.describe_battery()

Біз Battery деп аталатын жаңа классты анықтаймыз, ол басқа класстан мұрагер емес. __init__() әдісі ❶ self-тен басқа battery_size деген бір параметрге ие. Бұл мән берілмесе, батареяның өлшемін 40 етіп орнататын қосымша параметр. describe_battery() әдісі де осы классқа жылжытылды ❷.

ElectricCar классында біз енді self.battery ❸ деп аталатын атрибутты қосамыз. Бұл жол Python жүйесіне Battery жаңа данасын (әдепкі өлшемі 40, біз мән көрсетпейтіндіктен) жасауды және сол дананы self.battery атрибутына тағайындауды айтады. Бұл __init__() әдісі шақырылған сайын орын алады; енді кез-келген ElectricCar данасы автоматты түрде жасалған Battery данасына ие болады.

Біз электромобиль жасап, оны my_leaf айнымалысына тағайындаймыз. Біз аккумуляторды сипаттағымыз келгенде, көліктің battery атрибуты арқылы жұмыс істеуіміз керек:

my_leaf.battery.describe_battery()

Бұл жол Python-ға my_leaf данасын қарауды, оның battery атрибутын табуды және байланыстырылған describe_battery() әдісін атрибутқа тағайындалған Battery данасынан шақыруды ұсынады.

Шығыс бұрын көргенімізбен бірдей:

        2024 Nissan Leaf
        This car has a 40-kWh battery.

Бұл көп қосымша жұмыс сияқты көрінеді, бірақ енді біз ElectricCar классына кедергі келтірмей, батареяны қалағанымызша егжей-тегжейлі сипаттай аламыз. Battery параметріне батарея көлеміне негізделген көлік ауқымын есептейтін басқа әдісті қосайық:

        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
        class Battery:
            --snip/код үзіндісі--
        
            def get_range(self):
                """Осы батарея беретін ауқым туралы мәлімдеме басып шығарыңыз."""
                if self.battery_size == 40:
                    range = 150
                elif self.battery_size == 65:
                    range = 225
        
                print(f"This car can go about {range} miles on a full charge.")
        
        class ElectricCar(Car):
            --snip/код үзіндісі--
        
        my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())
        my_leaf.battery.describe_battery()
        ❶ my_leaf.battery.get_range()

Жаңа әдіс get_range() қарапайым талдауды орындайды. Батареяның сыйымдылығы 40 кВт сағ болса, get_range() диапазонды 150 мильге, ал сыйымдылығы 65 кВт/сағ болса, диапазонды 225 мильге орнатады. Содан кейін ол осы мәнді хабарлайды. Бұл әдісті қолданғымыз келгенде, оны көліктің battery атрибуты ❶ арқылы қайтадан шақыруымыз керек.

Шығыс аккумулятор көлеміне байланысты көліктің жүріп өте алатын жолын көрсетеді:

        2024 Nissan Leaf
        This car has a 40-kWh battery.
        This car can go about 150 miles on a full charge.

Нақты әлемдегі нысандарды модельдеу

Электромобильдер сияқты күрделірек заттарды модельдей бастағанда, сіз қызықты сұрақтармен күресетін боласыз. Электрлік көліктің жүріп өте алатын жолы аккумулятордың немесе автомобильдің қасиеті ме? Егер біз тек бір көлікті сипаттайтын болсақ, get_range() әдісінің Battery класымен байланысын сақтау дұрыс болар еді. Бірақ егер біз өндірушінің барлық автомобильдер желісін сипаттайтын болсақ, біз get_range() параметрін ElectricCar класына жылжытқымыз келуі мүмкін. get_range() әдісі диапазонды анықтау алдында әлі де батарея көлемін тексереді, бірақ ол байланыстырылған көлік түріне тән ауқымды хабарлайды. Немесе, біз get_range() әдісінің батареямен байланысын сақтай аламыз, бірақ оған car_model сияқты параметрді бере аламыз. Содан кейін get_range() әдісі батарея өлшемі мен көлік үлгісіне негізделген жүріп өте алатын жолды хабарлайды.

Бұл сізді бағдарламашы ретінде өсуіңіздің қызықты нүктесіне әкеледі. Осындай сұрақтармен күрескен кезде сіз синтаксиске бағытталған деңгейде емес, жоғары логикалық деңгейде ойлайсыз. Сіз Python туралы емес, нақты әлемді кодта қалай көрсету туралы ойлайсыз. Осы нүктеге жеткенде, сіз нақты әлемдегі жағдайларды модельдеудің дұрыс немесе бұрыс тәсілдер жиі жоқ екенін түсінесіз. Кейбір тәсілдер басқаларына қарағанда тиімдірек, бірақ ең тиімді шешімдерді табу үшін тәжірибе қажет. Егер сіздің кодыңыз өзіңіз қалағандай жұмыс істеп тұрса, сіз жақсы жұмыс істеп жатырсыз! Әртүрлі тәсілдер арқылы кластарыңызды бөлшектеп, бірнеше рет қайта жазып жатқаныңызды байқасаңыз, көңіліңізді қалдырмаңыз. Дәл, тиімді код жазуға ұмтылу үшін барлығы осы процестен өтеді.

Класстарды импорттау

Класстарыңызға қосымша функционалдылықты қосқан сайын, мұрагерлікті және композицияны дұрыс пайдалансаңыз да, файлдарыңыз ұзағырақ болуы мүмкін. Python-ның жалпы философиясына сәйкес файлдарыңызды мүмкіндігінше "таза" ұстағыңыз келеді. Көмек көрсету үшін Python класстарды модульдерде сақтауға, содан кейін негізгі бағдарламаңызға қажет класстарды импорттауға мүмкіндік береді.

Бір ғана классты импорттау

Тек қана Car классын қамтитын модуль жасайық. Бұл мәселесін тудырады: бізде осы тарауда car.py деп аталатын файл бар, бірақ бұл модуль car.py деп аталу керек, себебі оның құрамында машинаны сипаттайтын код болады. Бұл атау мәселесін біз бұрын болған car.py файлын ауыстыра отырып, Car классын car.py деп аталатын модульде сақтау арқылы шешеміз. Енді осы модульді пайдаланатын кез-келген бағдарламаға my_car.py сияқты нақтырақ файл атауы қажет болады. Міне, Car класындағы код бар car.py файлы:

car.py

        ❶ """Көлікті көрсету үшін пайдалануға болатын класс."""
        
        class Car:
            """Көлікті көрсетудің қарапайым әрекеті."""
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """Көлікті сипаттау үшін атрибуттарды инициализациялау."""
                self.make = make
                self.model = model
                self.year = year
                self.odometer_reading = 0
        
            def get_descriptive_name(self):
                """Ұқыпты пішімделген сипаттама атауын қайтарыңыз."""
                long_name = f"{self.year} {self.make} {self.model}"
                return long_name.title()
        
            def read_odometer(self):
                """Көліктің жолын көрсететін мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has {self.odometer_reading} miles on it.")
        
            def update_odometer(self, mileage):
                """
                Set the odometer reading to the given value.
                Reject the change if it attempts to roll the odometer back.
                """
                if mileage >= self.odometer_reading:
                    self.odometer_reading = mileage
                else:
                    print("You can't roll back an odometer!")
        
            def increment_odometer(self, miles):
                """Одометр көрсеткішіне берілген соманы қосыңыз."""
                self.odometer_reading += miles

Осы модульдің мазмұнын қысқаша сипаттайтын модуль деңгейіндегі құжат-жолын/docstring қосамыз ❶. Сіз жасаған әрбір модуль үшін құжат-жолын жазуыңыз керек.

Енді біз my_car.py деп аталатын бөлек файл жасаймыз. Бұл файл Car классын импорттайды, содан кейін сол класстан дананы жасайды:

my_car.py

        ❶ from car import Car
        
        my_new_car = Car('audi', 'a4', 2024)
        print(my_new_car.get_descriptive_name())
        
        my_new_car.odometer_reading = 23
        my_new_car.read_odometer()

import операторы ❶ Python-ға car модулін ашуға және Car класын импорттауға команда береді. Енді біз Car класын осы файлда анықталғандай пайдалана аламыз. Шығару біз бұрын көргендей нәтиже береді:

        2024 Audi A4
        This car has 23 miles on it.

Класстарды импорттау - бағдарламалаудың тиімді жолы. Егер бүкіл Car класы қосылған болса, бұл бағдарлама файлының қанша уақытқа созылатынын елестетіңіз. Оның орнына классты модульге жылжытқанда және модульді импорттағанда, сіз бәрібір бірдей функцияларды аласыз, бірақ негізгі бағдарлама файлыңызды таза және оқуға оңай сақтайсыз. Сіз логиканың көп бөлігін бөлек файлдарда сақтайсыз; кластарыңыз өзіңіз қалағандай жұмыс істегеннен кейін, бұл файлдарды жалғыз қалдырып, негізгі бағдарламаңыздың жоғары деңгейлі логикасына назар аударуыңызға болады.

Модульде бірнеше класстарды сақтау

Сіз бір модульде қанша қажет болса, сонша классты сақтай аласыз, дегенмен модульдегі әрбір класс өзара байланысты болуы керек. Battery және ElectricCar класстарының екеуі де автомобильдерді көрсетуге көмектеседі, сондықтан оларды car.py модуліне қосайық.

car.py

        """Газбен және электрмен жүретін көліктерді көрсету үшін қолданылатын кластар жинағы."""
        
        class Car:
            --snip/код үзіндісі--
        
        class Battery:
            """Электрокөлік үшін аккумуляторды үлгілеудің қарапайым әрекеті."""
        
            def __init__(self, battery_size=40):
                """Батареяның атрибуттарын инициализациялаңыз."""
                self.battery_size = battery_size
        
            def describe_battery(self):
                """Батарея өлшемін сипаттайтын мәлімдемені басып шығарыңыз."""
                print(f"This car has a {self.battery_size}-kWh battery.")
        
            def get_range(self):
                """Осы батарея беретін ауқым туралы мәлімдеме басып шығарыңыз."""
                if self.battery_size == 40:
                    range = 150
                elif self.battery_size == 65:
                    range = 225
        
                print(f"This car can go about {range} miles on a full charge.")
        
        class ElectricCar(Car):
            """Электрлік көліктерге тән автокөлік үлгілері аспектілері."""
        
            def __init__(self, make, model, year):
                """
                Initialize attributes of the parent class.
                Then initialize attributes specific to an electric car.
                """
                super().__init__(make, model, year)
                self.battery = Battery()

Енді біз my_electric_car.py деп аталатын жаңа файл жасай аламыз, ElectricCar класын импорттай аламыз және электромобиль жасай аламыз:

my_electric_car.py

        from car import ElectricCar
        
        my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())
        my_leaf.battery.describe_battery()
        my_leaf.battery.get_range()

Бұл кодта логиканың көп бөлігі модульде жасырылған болса да, біз бұрын көрген нәтижеге ие:

        2024 Nissan Leaf
        This car has a 40-kWh battery.
        This car can go about 150 miles on a full charge.

Модульден бірнеше класстарды импорттау

Бағдарлама файлына қанша қажет болса, сонша классты импорттай аласыз. Егер біз бір файлда кәдімгі автомобильді және электромобильді жасағымыз келсе, екі классты да импорттауымыз керек: Car және ElectricCar:

my_cars.py

        ❶ from car import Car, ElectricCar
        
        ❷ my_mustang = Car('ford', 'mustang', 2024)
        print(my_mustang.get_descriptive_name())
        ❸ my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())

Әр классты ❶ үтірмен бөлу арқылы модульден бірнеше классты импорттайсыз. Қажетті класстарды импорттағаннан кейін, қажетінше әр класстың даналарын жасай аласыз.

Бұл мысалда біз газбен жұмыс істейтін Ford Mustang ❷, содан кейін электрлік Nissan Leaf ❸ жасаймыз:

        2024 Ford Mustang
        2024 Nissan Leaf

Модульді толықтай импорттау

Сонымен қатар сіз модульді толықтай импорттай аласыз, содан кейін нүкте белгісін пайдаланып қажетті класстарға қол жеткізе аласыз. Бұл тәсіл қарапайым және оңай оқылатын кодты береді. Класс данасын жасайтын әрбір шақыру модуль атауын қамтитындықтан, сізде ағымдағы файлда қолданылған атаулармен атау қайшылықтары болмайды.

Мысалы car модулін толық импорттап, содан кейін кәдімгі көлік пен электромобильді жасау келесідей көрінеді:

my_cars.py

        ❶ import car
        
        ❷ my_mustang = car.Car('ford', 'mustang', 2024)
        print(my_mustang.get_descriptive_name())
        
        ❸ my_leaf = car.ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())

Алдымен біз бүкіл car модулін ❶ импорттаймыз. Содан кейін біз қажетті класстарға module_name.ClassName синтаксисі арқылы қол жеткіземіз. Біз қайтадан Ford Mustang ❷ және Nissan Leaf ❸ жасаймыз.

Модульден барлық класстарды импорттау

Келесі синтаксисті пайдаланып модульден барлық классты импорттай аласыз:

from module_name import *

Бұл әдіс екі себепке байланысты ұсынылмайды. Біріншіден, файлдың жоғарғы жағындағы import амалдарын оқып, бағдарламаның қай класстарды қолданатынын нақты түсіну пайдалы. Бұл тәсілмен модульде қандай класстарды пайдаланып жатқаныңыз түсініксіз. Бұл тәсіл файлдағы атаулармен шатастыруға да әкелуі мүмкін. Егер сіз бағдарлама файлындағы басқа нәрсемен бірдей атпен классты кездейсоқ импорттасаңыз, диагностикасы қиын қателер жасай аласыз. Бұл жерде көрсетілген себебі, бұл тәсілді қолданбасаңыз да, оны бір сәтте басқа адамдардың кодында көруіңіз мүмкін.

Модульден көптеген класстарды импорттау қажет болса, толық модульді импорттап, module_name.ClassName синтаксисін пайдаланған дұрыс. Сіз файлдың жоғарғы жағында қолданылатын барлық класстарды көрмейсіз, бірақ модульдің бағдарламада қай жерде қолданылатынын анық көресіз. Сондай-ақ модульдегі әрбір классты импорттау кезінде туындауы мүмкін атау қақтығыстарынан аулақ боласыз.

Модульді модульге импорттау

Кейде бір файлдың тым үлкен болып кетпеуі және бір модульде бір-бірімен байланысы жоқ класстардың сақталмауы үшін кластарыңызды бірнеше модульге таратқыңыз келеді. Класстарды бірнеше модульдерде сақтаған кезде, бір модульдегі класс басқа модульдегі классқа тәуелді екенін байқауыңыз мүмкін. Бұл орын алғанда, бірінші модульге қажетті классты импорттауға болады.

Мысалы, Car класын бір модульде, ал ElectricCar және Battery кластарын бөлек модульде сақтайық. Біз бұрын жасалған electric_car.py файлының орнына electric_car.py деп аталатын жаңа модуль жасаймыз және осы файлға тек Battery мен ElectricCar кластарын көшіреміз:

electric_car.py

        """Электромобильдерді көрсету үшін пайдалануға болатын кластар жинағы."""
        
        from car import Car
        
        class Battery:
            --snip/код үзіндісі--
        
        class ElectricCar(Car):
            --snip/код үзіндісі--

ElectricCar классына Car негізгі класы қолжетімді болуы керек, сондықтан модульге Car-ды тікелей импорттаймыз. Бұл код жолын ұмытып кетсек, Python electric_car модулін импорттауға тырысқанда қате шығарады. Сондай-ақ, Car модулін жаңарту керек, сонда ол тек Car классын қамтиды:

car.py

        """Көлікті көрсету үшін пайдалануға болатын класс."""
        
        class Car:
            --snip/код үзіндісі--

Енді біз әр модульден бөлек-бөлек импорттай аламыз және кез-келген көлік түрін жасай аламыз:

my_cars.py

from car import Car
        from electric_car import ElectricCar
        
        my_mustang = Car('ford', 'mustang', 2024)
        print(my_mustang.get_descriptive_name())
        
        my_leaf = ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)
        print(my_leaf.get_descriptive_name())

Біз Car-ды өз модулінен, ал ElectricCar-ды өз модулінен импорттаймыз. Содан кейін біз бір қарапайым көлік пен бір электромобиль жасаймыз. Екі көлік те дұрыс жасалған:

        2024 Ford Mustang
        2024 Nissan Leaf

Лақап аттарды пайдалану

8-тарауда көргеніңіздей, бүркеншік аттар жобаларыңыздың кодын ұйымдастыру үшін модульдерді пайдалану кезінде өте пайдалы болуы мүмкін. Сіз сондай-ақ класстарды импорттау кезінде бүркеншік аттарды пайдалана аласыз.

Мысал ретінде көптеген электромобильдер жасағыңыз келетін бағдарламаны қарастырыңыз. ElectricCar дегенді қайта-қайта теру (және оқу) жалықтыруы мүмкін. Импорттау амалынанда ElectricCar бүркеншік ат беруге болады:

from electric_car import ElectricCar as EC

Енді бұл бүркеншік атты электрлік көлік жасағыңыз келген кезде пайдалануға болады:

my_leaf = EC('nissan', 'leaf', 2024)

Модульге бүркеншік ат беруге де болады. Міне, бүркеншік атпен бүкіл electric_car модулін импорттау жолы:

import electric_car as ec

Енді осы модуль бүркеншік атын толық класс атымен пайдалануға болады:

my_leaf = ec.ElectricCar('nissan', 'leaf', 2024)

Өз жұмыс процесін табу

Көріп отырғаныңыздай, Python сізге үлкен жобада кодты құрылымдау жолының көптеген нұсқаларын береді. Жобаларды ұйымдастырудың ең жақсы жолдарын анықтау, сондай-ақ басқа адамдардың жобаларын түсіну үшін осы мүмкіндіктердің барлығын білу маңызды.

Сіз бастаған кезде код құрылымын қарапайым ұстаңыз. Барлығын бір файлда орындап көріңіз және барлығы жұмыс істегеннен кейін кластарыңызды бөлек модульдерге жылжытыңыз. Модульдер мен файлдардың өзара әрекеттесуі ұнаса, жобаны бастаған кезде класстарды модульдерде сақтап көріңіз. Жұмыс істейтін кодты жазуға мүмкіндік беретін әдісті тауып, сол жерден өтіңіз.

Python стандартты кітапханасы (The Python Standard Library).

Python стандартты кітапханасы әрбір Python орнатуымен қамтылған модульдер жинағы болып табылады. Енді сізде функциялар мен класстардың қалай жұмыс істейтіні туралы негізгі түсінік болған соң, басқа бағдарламашылар жазған модульдерді пайдалана бастай аласыз. Файлыңыздың жоғарғы жағында қарапайым import амалынан қосу арқылы стандартты кітапханадағы кез-келген функцияны немесе классты пайдалануға болады. Көптеген нақты жағдайларды модельдеуге пайдалы болатын random модулін қарастырайық.

Кездейсоқ/Random модульдегі бір қызықты функция randint() болып табылады. Бұл функция екі бүтін аргументті қабылдайды және сол сандар арасында (оның ішінде) кездейсоқ таңдалған бүтін санды қайтарады.

Міне, 1 мен 6 арасындағы кездейсоқ санды жасау жолы:

        >>> from random import randint
        >>> randint(1, 6)
        3

Тағы бір пайдалы функция - choice(). Бұл функция тізімді немесе кортежді қабылдайды және кездейсоқ таңдалған элементті қайтарады:

        >>> from random import choice
        >>> players = ['charles', 'martina', 'michael', 'florence', 'eli']
        >>> first_up = choice(players)
        >>> first_up
        'florence'

Қауіпсіздікке қатысты қосымшаларды жасау кезінде random модулін пайдаланбау керек, бірақ ол көптеген қызықты және ойын жобалар үшін жақсы жұмыс істейді.

Кластарды жазу стилі

Класстарға қатысты бірнеше сәндеу мәселелерін нақтылаған жөн, әсіресе сіздің бағдарламаларыңыз күрделене түскен сайын.

Класс атаулары CamelCase ішінде жазылуы керек. Мұны істеу үшін атаудағы әрбір сөздің бірінші әрпін бас әріппен жазыңыз және астын сызуды пайдаланбаңыз. Дана/instance және модуль атаулары сөздердің арасында астын сызу арқылы кіші әріппен жазылуы керек.

Әр класста класс анықтамасынан кейін бірден құжат-жолы/docstring болуы керек. Құжат тізбегі класс не істейтінінің қысқаша сипаттамасы болуы керек және сіз функцияларда құжат жолдарын жазу үшін пайдаланған пішімдеу конвенцияларын орындауыңыз керек. Әрбір модульде модульдегі класстарды не үшін пайдалануға болатынын сипаттайтын құжат жолы болуы керек.

Кодты ұйымдастыру үшін бос жолдарды пайдалануға болады, бірақ оларды шамадан тыс пайдаланбаңыз. Класс ішінде әдістер арасында бір бос жолды, ал модульде класстарды бөлу үшін екі бос жолды пайдалануға болады.

Стандартты кітапханадан және сіз жазған модульден модульді импорттау қажет болса, алдымен стандартты кітапхана модулі үшін импорттау амалынан орналастырыңыз. Содан кейін сіз жазған модуль үшін бос жолды және импорттау амалынан қосыңыз. Бірнеше импорт амалы бар бағдарламаларда бұл конвенция бағдарламада пайдаланылатын әртүрлі модульдердің қайдан келетінін көруді жеңілдетеді.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз өз кластарыңызды жазуды үйрендіңіз. Сіз атрибуттарды пайдаланып класста ақпаратты сақтауды және класстарыңызға қажетті ерекшелік-сипаттама беретін әдістерді жазуды үйрендіңіз. Сіз дәл өзіңіз қалаған атрибуттармен класстарыңыздан даналарды жасайтын __init__() әдістерін жазуды үйрендіңіз. Сіз дананың атрибуттарын тікелей және әдістер арқылы қалай өзгерту керектігін көрдіңіз. Мұрагерлік бір-бірімен байланысты класстарды жасауды жеңілдететінін білдіңіз және әр классты қарапайым ету үшін бір класстың даналарын басқа класста атрибут ретінде пайдалануды үйрендіңіз.

Класстарды модульдерде сақтау және қажет класстарды олар пайдаланылатын файлдарға импорттау жобаларыңызды қалай реттелген сақтай алатынын көрдіңіз. Сіз Python стандартты кітапханасы туралы біле бастадыңыз және random модуліне негізделген мысалды көрдіңіз. Соңында, сіз Python конвенцияларын пайдаланып кластарыңызды стильдеуді үйрендіңіз.

10-тарауда сіз файлдармен жұмыс істеуді үйренесіз, осылайша бағдарламада жасаған жұмысыңызды және қолданушыларға жасауға мүмкіндік берген жұмыстарды сақтай аласыз. Сондай-ақ, сіз қателіктер туындаған кезде жауап беруге көмектесетін арнайы Python классы exceptions/ерекшеліктер туралы біле аласыз.

Қарапайым, дұрыс ұйымдастырылған кішкентай бағдарламаларды жазу үшін қажет негізгі-бастапқы білімді игергеннен кейін, бағдарламаларыңызды бұрынғыдан да тиімді және қолдануға ыңғайлы ету туралы ойланатын кез келді. Бұл тарауда сіз файлдармен жұмыс істеуді үйренесіз, осылайша бағдарламалар көп деректерді жылдам талдай алады.

Бағдарламалар күтпеген жағдайларға тап болған кезде бұзылып қалмауы үшін қателерді өңдеуді үйренесіз. Сіз Python бағдарламасының жұмыс барысында пайда болатын қателерді басқару үшін жасалатын арнайы нысандар болып табылатын exceptions/ерекшеліктер туралы біле аласыз. Сондай-ақ, бағдарлама жұмысы тоқтаған кезде жоғалып кетпеу үшін пайдаланушы деректерін сақтауға мүмкіндік беретін json ('джейсон) модулі туралы біле аласыз.

Файлдармен жұмыс істеуді және деректерді сақтауды үйрену адамдардың бағдарламаларыңызды қолдануын жеңілдетеді. Пайдаланушылар қандай деректерді енгізу керектігін және оны қашан енгізу керектігін таңдай алады. Адамдар сіздің бағдарламаңызды іске қосып, керекті уақыт жұмыс жасай алады, содан кейін бағдарламаны жауып, кейін қайта қосса тоқтаған жерінен жалғастыра алады. Ерекшеліктерді өңдеуді үйрену файлдар жоқ жағдайларды шешуге және бағдарламаларыңыздың бұзылуына әкелетін басқа мәселелерді шешуге көмектеседі. Бұл байқаусызда жасалған қателерден немесе бағдарламаларды бұзуға жасалған арнайы зиянды әрекеттерден туындайтын нашар деректерге тап болған кезде бағдарламаларыңызды сенімдірек етеді. Осы тарауда үйренетін дағдылардың арқасында сіз бағдарламаларыңызды қолдануға ыңғайлы, қолдануға жарамды және тұрақтырақ етесіз.

Файлдан оқу

Мәтіндік файлдарда деректердің керемет көлемі қолжетімді. Мәтіндік файлдарда ауа райы деректері, жол қозғалысы туралы деректер, әлеуметтік-экономикалық деректер, әдеби шығармалар және т.б. болуы мүмкін. Файлдан оқу әсіресе деректерді талдау (data analysys) қолданбаларында пайдалы, сонымен қатар ол файлда сақталған ақпаратты талдағыңыз немесе өзгерткіңіз келетін кез-келген жағдайға да қатысты. Мысалы, мәтіндік файлдың мазмұнын оқитын және оны браузерде әдемілеп-пішімдеп көрсетуге мүмкіндік беретін бағдарламаны жазуға болады.

Мәтіндік файлдағы ақпаратпен жұмыс істегіңіз келсе, бірінші қадам файлды жадқа оқу болып табылады. Содан кейін файлдың барлық мазмұнымен бірден немесе жеке қатар-қатарымен талдап жұмыс істесеңіз болады.

Файлдың мазмұнын оқу

Бастау үшін бізге бірнеше мәтін жолы бар файл қажет. Біз pi-дің алғашқы 30 ондық бөлшек санынан бастайық, әр жолда 10 бөлшек саны болсын:

pi_digits.txt

          3.1415926535
          8979323846
          2643383279

Келесі мысалдарды өзіңіз де жасап көру үшін осы жолдарды редакторға енгізіп, файлды pi_digits.txt ретінде, осы тараудың бағдарламалары сақталатын каталогта сақтаңыз.

Міне, осы файлды ашатын, оны оқитын және файлдың мазмұнын экранға басып шығаратын бағдарлама:

file_reader.py

        from pathlib import Path
        
        ❶ path = Path('pi_digits.txt')
        ❷ contents = path.read_text()
        print(contents)

Файлдың мазмұнымен жұмыс істеу үшін Python-ға файлдың жолын айтуымыз керек. Path/жол - жүйедегі файл немесе каталогтың нақты орны. Python сіз немесе бағдарлама пайдаланушылары қай операциялық жүйемен жұмыс істейтініне қарамастан, файлдармен және каталогтармен жұмыс істеуді жеңілдететін pathlib деп аталатын модульді ұсынады. Осы сияқты арнайы функционалдылықты қамтамасыз ететін модуль жиі library/кітапхана деп аталады, сондықтан pathlib деп аталады.

Біз Path классын pathlib ішінен импорттаудан бастаймыз. Файлға нұсқайтын Path нысанымен көп нәрсе жасауға болады. Мысалы, онымен жұмыс жасамас бұрын оның бар-жоғын тексеруге, файлдың мазмұнын оқуға немесе файлға жаңа деректерді жазуға болады. Мұнда біз pi_digits.txt файлын көрсететін Path нысанын жасаймыз, оны path ❶ айнымалысына тағайындаймыз. Бұл .txt файл біз жазып жатқан .py файлымен бір каталогта сақталғандықтан, файлға қатынасу үшін Path-қа тек файл атауы қажет.

Бізде pi_digits.txt-ты ұсынатын Path нысаны болғаннан кейін, файлдың барлық мазмұнын оқу үшін read_text() әдісін қолданамыз. ❷. Файлдың мазмұны бір тіркес ретінде қайтарылады, біз оны contents айнымалысына тағайындаймыз. contents мәнін басып шығарғанда, біз мәтіндік файлдың барлық мазмұнын көреміз:

          3.1415926535
          8979323846
          2643383279
        
        

Бұл шығыс пен түпнұсқа файл арасындағы жалғыз айырмашылық - шығыстың соңындағы қосымша бос жол. Бұл бос жолдың пайда болу себебі read_text() файлдың соңына жеткенде бос тіркесті қайтарады; бұл бос тіркес бос жол ретінде көрсетіледі.

Біз қосымша бос тіркесті rstrip() арқылы contents жолында жоюға болады:

        from pathlib import Path
        
        path = Path('pi_digits.txt')
        contents = path.read_text()
        contents = contents.rstrip()
        print(contents)

2-тараудан Python бағдарламасының rstrip() әдісі тіркестің оң жақтағы бос орын таңбаларын жояды немесе алып тастайтынын еске түсіріңіз. Енді шығыс түпнұсқа файлдың мазмұнына дәл сәйкес келеді:

          3.1415926535
          8979323846
          2643383279

Файлдың мазмұнын оқығанда, read_text() шақырғаннан кейін бірден rstrip() әдісін қолдану арқылы соңғы жаңа жол таңбасын алып тастай аламыз:

contents = path.read_text().rstrip()

Бұл жол Python-ға біз жұмыс істеп жатқан файлдағы read_text() әдісін шақыруды айтады. Содан кейін ол rstrip() әдісін read_text() қайтаратын жолға қолданады. Содан кейін тазартылған жол contents айнымалысына тағайындалады. Бұл тәсіл әдіс тізбегі/method chain деп аталады және оның бағдарламалауда жиі қолданылатынын көресіз.

Салыстырмалы және абсолютті файл жолдары

Сіз Path әдісіне pi_digits.txt сияқты қарапайым файл атауын берген кезде, Python қазір орындалып жатқан файл (яғни .py бағдарлама файлы орындалып жатқан) каталогты іздейді.

Кейде жұмысыңызды қалай ұйымдастырғаныңызға байланысты ашқыңыз келетін файл бағдарлама файлымен бірдей каталогта болмайды. Мысалы, .py бағдарлама файлдарын python_work деп аталатын каталогта сақтауға болады; python_work ішінде бағдарлама файлдарын олар өңдеп жатқан мәтіндік файлдардан ажырату үшін text_files деп аталатын басқа каталог болуы мүмкін. Енді text_files каталогы python_work каталогы ішінде болса да, text_files каталогы ішіндегі файлдың атын Path-қа құр өзін бере салу жұмыс істемейді, өйткені Python тек python_work ішіне қарайды және сонда тоқтайды; ол жалғаспайды және text_files каталогының ішін іздемейді. Python-ды бағдарлама файлы сақталған каталогтан басқа каталогтан файлдарды ашу үшін алу үшін дұрыс жолды көрсету керек.

Бағдарламалауда жолды анықтаудың екі негізгі жолы бар. Салыстырмалы файл жолы Python-ға ағымдағы іске қосылған бағдарлама файлы сақталатын каталогқа қатысты берілген орынды іздеуге нұсқайды. text_files каталогы python_work каталогы ішінде болғандықтан, бізге text_files каталогынан басталып, файл атымен аяқталатын жолды құру керек. Жолды қалай құру керек міне көрсетілген:

path = Path('text_files/filename.txt')

Сонымен қатар орындалып жатқан бағдарламаның қай жерде сақталатынына қарамастан, Python-ға файлдың компьютеріңіздегі нақты қай жерде екенін айта аласыз. Бұл абсолютті файл жолы деп аталады. Егер салыстырмалы жол жұмыс істемесе, абсолютті жолды пайдалануға болады. Мысалы, егер сіз text_files каталогын python_work каталогынан басқа каталогқа қойған болсаңыз, Path-қа мына жолды 'text_files/filename.txt' беру жұмыс істемейді, себебі Python сол орынды тек python_work ішінен іздейді. Python файлы қайда қарайтынын нақтылау үшін абсолютті жолды жазуыңыз керек.

Абсолюттік жолдар әдетте салыстырмалы жолдарға қарағанда ұзағырақ, себебі олар жүйенің түбірлік каталогынан басталады:

path = Path('/home/eric/data_files/text_files/filename.txt')

Абсолютті жолдарды пайдалану арқылы файлдарды жүйедегі кез-келген жерден оқуға болады. Әзірге файлдарды бағдарлама файлдарымен бірдей каталогта немесе бағдарлама файлдарын сақтайтын каталог ішіндегі text_files сияқты каталогта сақтау оңайырақ.

Файл жолдарын оқу

Файлмен жұмыс істегенде, файлдың әрбір жолын жиі тексергіңіз келеді. Сіз файлдағы белгілі бір ақпаратты іздеп жатқан боларсыз немесе файлдағы мәтінді қандай да бір әдіспен өзгерткіңіз келуі мүмкін. Мысалы, ауа райы деректерінің файлын оқып, сол күнгі ауа райының сипаттамасында күн сөзі бар кез-келген жолмен жұмыс істегіңіз келуі мүмкін. Жаңалықтар есебінде <headline> тегі бар кез-келген тіркесті іздеп, сол тіркесті пішімдеудің белгілі бір түрімен қайта жазуға болады.

Ұзын тіркесті жолдар жинағына айналдыру үшін splitlines() әдісін қолдануға болады, содан кейін файлдағы әрбір жолды бір-бірден тексеру үшін for циклін пайдалануға болады:

file_reader.py

        from pathlib import Path
        
        path = Path('pi_digits.txt')
        ❶ contents = path.read_text()
        
        ❷ lines = contents.splitlines()
        for line in lines:
            print(line)

Бұрынғыдай ❶ файлдың толық мазмұнын оқудан бастаймыз. Егер сіз файлдағы жеке жолдармен жұмыс істеуді жоспарласаңыз, файлды оқу кезінде бос орындарды алып тастаудың қажеті жоқ. splitlines() әдісі файлдағы барлық жолдардың тізімін қайтарады және біз бұл тізімді lines ❷ айнымалысына тағайындаймыз. Содан кейін біз осы жолдарды айналдырып, әрқайсысын басып шығарамыз:

          3.1415926535
          8979323846
          2643383279

Бірде-бір жолды өзгертпегендіктен, нәтиже бастапқы мәтіндік файлға дәл сәйкес келеді.

Файлдың мазмұнымен жұмыс істеу

Файлдың мазмұнын жадта оқығаннан кейін, бұл деректермен қалағаныңызды орындауға болады, сондықтан pi сандарын қысқаша зерттеп көрейік. Алдымен, файлдағы бос орынсыз барлық сандарды қамтитын жалғыз тіркесті құруға тырысамыз:

pi_string.py

        from pathlib import Path
        
        path = Path('pi_digits.txt')
        contents = path.read_text()
        
        lines = contents.splitlines()
        pi_string = ''
        ❶ for line in lines:
            pi_string += line
        
        print(pi_string)
        print(len(pi_string))

Біз файлды оқудан және алдыңғы мысалдағыдай тізімдегі цифрлардың әрбір жолын сақтаудан бастаймыз. Содан кейін pi сандарын ұстау үшін pi_string айнымалысын жасаймыз. Сандардың әрбір жолын pi_string-ке ❶ қосатын циклды жазамыз. Біз бұл тіркесті басып шығарамыз, сонымен қатар тіркестің ұзақтығын көрсетеміз:

        3.1415926535  8979323846  2643383279
        36

pi_string айнымалысы әр жолдағы цифрлардың сол жағындағы бос орынды қамтиды, бірақ әр жолда lstrip() арқылы одан құтылуға болады:

        --snip/код үзіндісі--
        for line in lines:
            pi_string += line.lstrip()
        
        print(pi_string)
        print(len(pi_string))

Қазір бізде pi-дың 30 бөлшек санынан тұратын тіркес бар. Тіркестің ұзындығы 32 таңба, себебі ол алдыңғы 3 саны мен ондық нүктені қамтиды:

        3.141592653589793238462643383279
        32

Үлкен файлдар: бір миллион цифр

Осы уақытқа дейін біз тек үш жолды қамтитын мәтіндік файлды талдауға назар аудардық, бірақ бұл мысалдардағы код үлкенірек файлдарда да жұмыс істейді. Егер біз 30-дың орнына pi-ден бөлшек санның 1 000 000 таңбаға дейінгі таңбаны қамтитын мәтіндік файлдан бастасақ, біз осы цифрлардың барлығын қамтитын бір тіркесті жасай аламыз. Бізге оған басқа файлды беруден басқа бағдарламамызды мүлде өзгертудің қажеті жоқ. Біз сондай-ақ алғашқы 50 ондық таңбаны ғана басып шығарамыз, сондықтан терминалда миллион цифрдың басып шығарылуын қарап отырудың қажеті жоқ:

pi_string.py

        from pathlib import Path
        
        path = Path('pi_million_digits.txt')
        contents = path.read_text()
        
        lines = contents.splitlines()
        pi_string = ''
        for line in lines:
            pi_string += line.lstrip()
        
        print(f"{pi_string[:52]}...")
        print(len(pi_string))

Шығыс бізде шын мәнінде pi - 1 000 000 ондық таңбалары бар тіркес бар екенін көрсетеді:

        3.14159265358979323846264338327950288419716939937510...
        1000002

Python-да жұмыс істеуге болатын деректер көлеміне тән шектеулер жоқ; жүйенің жады жетіп жұмыс істей алатындай көп деректермен жұмыс істей аласыз.

Туған күніңіз Pi ішінде бар ма?

"Менің туған күнім pi сандарының кез-келген жерінде кездеседі ме?" - осыны білу маған әрқашан қызықты болды. Біреудің туған күні pi-дің алғашқы миллион цифрының кез-келген жерінде көрінетінін білу үшін жаңа ғана жазған бағдарламаны қолданайық. Біз мұны әрбір туған күнді сандар тізбегі ретінде көрсету және сол тіркестің pi_string ішінде кез-келген жерде пайда болуын көру арқылы жасай аламыз:

pi_birthday.py

        --snip/код үзіндісі--
        for line in lines:
            pi_string += line.strip()
        
        birthday = input("Enter your birthday, in the form mmddyy: ")
        if birthday in pi_string:
            print("Your birthday appears in the first million digits of pi!")
        else:
            print("Your birthday does not appear in the first million digits of pi.")

Біз алдымен пайдаланушының туған күнін сұраймыз, содан кейін бұл тіркестің pi_string ішінде бар-жоғын тексереміз. Қарап көрейік:

        Enter your birthdate, in the form mmddyy: 120372
        Your birthday appears in the first million digits of pi!

Менің туған күнім pi цифрларында көрсетіледі! Файлды оқығаннан кейін оның мазмұнын ойыңызда елестете алатын кез-келген жолмен талдап-сараптай аласыз.

         >>> message = "Мен иттерді қатты жақсы көремін."
         >>> message.replace('ит', 'мысық')
         «Мен мысықтарды қатты жақсы көремін.'

         contents.splitlines():

Файлға жазу

Деректерді сақтаудың қарапайым тәсілдерінің бірі оны файлға жазу болып табылады. Файлға мәтін жазғаннан кейін терминалды жапсаңыз да сіз жазған код пен ақпарат сақтаулы болады. Жазған файлыңызде текесріп және оны өзге бағдарламашылар не қолданушылармен бөлісе де аласыз. Сондай-ақ осы мәтінді жадқа қайта оқитын және онымен кейінірек қайта жұмыс істейтін бағдарламаларды жазуға болады.

Бір жол мәтін жазу

Файлдың сақталу жолын анықтағаннан кейін, файлға write_text() әдісі арқылы жаза аласыз. Мұның қалай жұмыс істейтінін көру үшін қарапайым хабарлама жазып, оны экранға басып шығарудың орнына файлға сақтайық:

write_message.py

        from pathlib import Path
        
        path = Path('programming.txt')
        path.write_text("I love programming.")

write_text() әдісі бір аргумент алады: файлға жазғыңыз келетін жол. Бұл бағдарламада терминал шығысы жоқ, бірақ programming.txt файлын ашсаңыз, бір жол мәтінді көресіз:

programming.txt

I love programming.

Бұл файл компьютердегі кез-келген басқа файл сияқты әрекет етеді. Оны ашуға, оған жаңа мәтін жазуға, одан көшіруге, қоюға және т.б. жасауға болады.

Бірнеше мәтін жолын жазу

write_text() әдісі бізге көрсетпей артқы фонда бірнеше әрекеттерді орындайды. path сілтеме жасайтын файл жоқ болса, ол сол файлды жасайды. Сондай-ақ, тіркесті файлға жазғаннан кейін ол файлдың дұрыс жабылғанына көз жеткізеді. Дұрыс жабылмаған файлдар деректердің жоғалуына немесе бүлінуіне әкелуі мүмкін.

Файлға бір жолдан артық жазу үшін файлдың бүкіл мазмұнын қамтитын тіркесті құрастыру керек, содан кейін сол тіркесті аргумент ретінде беріп write_text() әдісін шақыру керек. Енді programming.txt файлына бірнеше жолды жазайық:

        from pathlib import Path
        
        contents = "I love programming.\n"
        contents += "I love creating new games.\n"
        contents += "I also love working with data.\n"
        
        path = Path('programming.txt')
        path.write_text(contents)

Файлдың бүкіл мазмұнын сақтайтын contents деп аталатын айнымалы мәнді анықтаймыз. Келесі жолда осы тіркеске тағы тіркес қосу үшін += операторын қолданамыз. Осы әдісті кез-келген ұзындықтағы тіркесті жасау үшін қажетінше қайталап қолдана беруге болады. Бұл жағдайда әрбір амал өз жолында көрсетілетініне көз жеткізу үшін әр жолдың соңына жаңа жол таңбаларын қосамыз.

Оны іске қосып, programming.txt файлын ашсаңыз, мәтіндік файлда мына тіркес жолдарының әрқайсысын көресіз:

        I love programming.
        I love creating new games.
        I also love working with data.

Сонымен қатар, жазылатын мәтінді өзіңізге қажетті етіп форматтау үшін бос орындарды, tab-ты және бос жолдарды пайдалануға болады. Тіркестің ұзындығында шектеу жоқ және компьютермен жасалған құжаттардың басым көпшілігі осылай жасалады.

Exceptions

Python бағдарламаны орындау кезінде пайда болатын қателерді басқару үшін exceptions/ерекше жағдайлар/ерекшелік деп аталатын арнайы нысандарды пайдаланады. Python-ды әрі қарай не істеу керектігін білмеуге мәжбүрлейтін қате орын алған сайын, ол ерекше жағдай нысанын жасайды. Ерекше жағдайды қарастырып-өңдейтін кодты жазсаңыз, бағдарлама жұмысын жалғастырады. Ерекше жағдайды қарастырып-өңдемесеңіз, бағдарлама тоқтап, кері бақылауды көрсетеді, оған туындаған ерекшелік туралы есеп кіреді.

Ерекшеліктер try-except блоктарымен өңделеді. try-except блогы Python-нан бірдеңе жасауды сұрайды, бірақ ол сонымен қатар Python-ға ерекше жағдай туындаған жағдайда не істеу керектігін айтады. try-except блоктарын пайдаланған кезде, бағдарламалар дұрыс емес болып кетсе де жұмысын жалғастырады. Пайдаланушылар түсінуі қиын қате туралы ақпараттың орнына пайдаланушылар қате туралы ақпаратты беретін сіз жазған түсінікті хабарларды көреді.

ZeroDivisionError ерекше жағдайын өңдеу

Python-да ерекше жағдайды тудыратын қарапайым қатені қарастырайық. Санды нөлге бөлу мүмкін емес екенін білетін шығарсыз, бірақ бәрібір Python-нан мұны істеуді сұрайық:

division_calculator.py

print(5/0)

Python мұны істей алмайды, сондықтан біз traceback(кері-бақылауды) аламыз:

        Traceback (most recent call last):
          File "division_calculator.py", line 1, in <module>
            print(5/0)
                  ~^~
        ❶ ZeroDivisionError: division by zero

Бақылауда хабарланған қате, ZeroDivisionError, ❶ exceptions/ерекшелік нысаны болып табылады. Python мұндай нысанды біз сұраған нәрсені орындай алмайтын жағдайға жауап ретінде жасайды. Бұл орын алған кезде, Python бағдарламаны тоқтатады және қандай ерекшелік туындағанын айтады. Біз бұл ақпаратты бағдарламамызды өзгерту үшін пайдалана аламыз. Біз Python-ға мұндай ерекшелік орын алған кезде не істеу керектігін айтамыз; осылайша, егер бұл қайталанса, біз дайын боламыз.

try-except блогын пайдалану

Қате орын алуы мүмкін деп ойласаңыз, көтерілуі мүмкін ерекше жағдайды өңдеу үшін try-except блогын жаза аласыз. Сіз Python-ға қандай да бір кодты іске қосып көруді айтасыз және кодтың нәтижесінде ерекше жағдайдың белгілі бір түрі болса, не істеу керектігін айтасыз.

Міне, ZeroDivisionError ерекшелігін өңдеуге арналған try-except блогы келесідей болады:

        try:
            print(5/0)
        except ZeroDivisionError:
            print("You can't divide by zero!")

Біз print(5/0), қатені тудырған жолды try блогының ішіне орналастырдық. Егер try блогындағы код жұмыс істесе, Python except блогын қарастырмайды. Егер try блогындағы код қатені тудырса, Python қате туындаған try блогына сәйкес келетін except блогын іздейді және сол блоктағы кодты іске қосады.

Бұл мысалда try блогындағы код ZeroDivisionError шығарады, сондықтан Python оған қалай жауап беру керектігін көрсететін exception блогын іздейді. Содан кейін Python осы блокта кодты іске қосады және пайдаланушыға traceback-тың орнына қате туралы түсінікті хабарды көреді:

You can't divide by zero!

Егер try-except блогынан кейін қосымша код болса, бағдарлама жұмысын жалғастырады, өйткені біз Python-ға қатені қалай өңдеу керектігін айттық. Қатені анықтау бағдарламаның жұмысын жалғастыруға мүмкіндік беретін мысалды қарастырайық.

Бағдарламаның бұзылып қалуын болдырмау үшін exceptions пайдалану

Қателерді дұрыс тауып оны өңдей білу, бағдарлама қатеден кейін әлі көп код орындау керек болғанда әсіресе маңызды. Бұл пайдаланушылардан ақпарат енгізуді сұрайтын бағдарламаларда жиі орын алады. Егер бағдарлама жарамсыз енгізуге сәйкес жауап берсе, ол бұзылудың орнына дұрысырақ енгізуді сұрай алады.

Тек бөлуді орындайтын қарапайым калькуляторды жасайық:

division_calculator.py

        print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
        print("Enter 'q' to quit.")
        
        while True:
        ❶     first_number = input("\nFirst number: ")
            if first_number == 'q':
                break
        ❷     second_number = input("Second number: ")
            if second_number == 'q':
                break
        ❸     answer = int(first_number) / int(second_number)
            print(answer)

Бұл бағдарлама пайдаланушыдан бірінші_сан ❶ енгізуді және егер пайдаланушы шығу үшін q енгізіп, ENTER басып жібермесе, екінші_сан ❷ енгізуді ұсынады. Содан кейін жауап ❸ алу үшін осы екі санды бөлеміз. Бұл бағдарлама қателерді өңдеу үшін ештеңе жасамайды, сондықтан оны нөлге бөлуді сұрау оның бұзылуына әкеледі:

        Give me two numbers, and I'll divide them.
        Enter 'q' to quit.
        
        First number: 5
        Second number: 0
        Traceback (most recent call last):
          File "division_calculator.py", line 11, in <module>
            answer = int(first_number) / int(second_number)
                     ~~~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
        ZeroDivisionError: division by zero

Бағдарламаның бұзылғаны жаман, бірақ пайдаланушыларға кері бақылауларды көруге мүмкіндік беру де жақсы идея емес. Техникалық емес пайдаланушылар оларды шатастырады және зиянды жағдайда шабуылдаушылар сіз қалағаннан да көп нәрсені үйренеді. Мысалы, олар сіздің бағдарлама файлыңыздың атын біледі және кодыңыздың дұрыс жұмыс істемейтін бөлігін көреді. Тәжірибелі шабуылдаушы кейде бұл ақпаратты кодыңызға қарсы қолданылатын шабуыл түрлерін анықтау үшін пайдалана алады.

else код блогын жазу

Біз try-except блогында қателер тудыруы мүмкін жолды орау арқылы бұл бағдарламаны қатеге төзімді ете аламыз. Қате бөлуді орындайтын жолда орын алады, сондықтан біз осы жерге try-except блогын қоямыз. Бұл мысалда else блогы да бар. try блогының сәтті орындалуына байланысты кез-келген код else блогына кіреді:

          print("Give me two numbers, and I'll divide them.")
          print("Enter 'q' to quit.")
          
          while True:
              first_number = input("\nFirst number: ")
              if first_number == 'q':
                  break
              second_number = input("Second number: ")
              if second_number == 'q':
                  break
        ❶     try:
                answer = int(first_number) / int(second_number)
        ❷     except ZeroDivisionError:
                print("You can't divide by 0!")
        ❸     else:
                print(answer)

Біз Python-нан try блогындағы бөлу операциясын орындауға тырысуын сұраймыз ❶, ол тек қате тудыруы мүмкін кодты қамтиды. try блогындағы кодтың сәтті өтуіне тәуелді болатын кез-келген код else блогына жазылады. Бұл жағдайда бөлу операциясы сәтті болса, нәтижені басып шығару үшін else блогын қолданамыз ❸.

except блогы Python-ға ZeroDivisionError пайда болғанда, ❷ қалай жауап беру керектігін айтады. Егер try блогы нөлге бөлу қатесі себебінен сәтті болмаса, біз пайдаланушыға мұндай қатені болдырмау жолын көрсететін түсінікті хабарды басып шығарамыз. Бағдарлама жұмыс істеуді жалғастырады және пайдаланушы ешқашан кері-бақылауды көрмейді:

        Give me two numbers, and I'll divide them.
        Enter 'q' to quit.
        
        First number: 5
        Second number: 0
        You can't divide by 0!
        
        First number: 5
        Second number: 2
        2.5
        
        First number: q

try блогында болуы керек жалғыз код - бұл ерекше жағдайды тудыруы мүмкін код. Кейде сізде try блогы сәтті болған жағдайда ғана іске қосылуы керек қосымша код болады; бұл код else блогында болады. except блогы Python-ға try блогында кодты іске қосуға әрекеттенген кезде белгілі бір ерекшелік туындаған жағдайда не істеу керектігін айтады.

Қателердің ықтимал көздерін болжау арқылы, олар жарамсыз деректер мен жетіспейтін ресурстарға тап болған кезде де жұмысын жалғастыратын сенімді бағдарламаларды жаза аласыз. Кодыңыз байқаусызда жасалған пайдаланушы қателеріне және зиянды шабуылдарға төзімді болады.

FileNotFoundError ерекше жағдайын өңдеу

Файлдармен жұмыс істеу кезінде жиі туындайтын мәселелердің бірі "жоқ" файлдарды өңдеу болып табылады. Сіз іздеп жатқан файл басқа жерде болуы мүмкін, файл атауы қате жазылуы мүмкін немесе файл мүлде болмауы мүмкін. Осы жағдайлардың барлығын try-except блогымен өңдеуге болады.

Жоқ файлды оқып көрейік. Келесі бағдарлама Алиса ғажайыптар елінде ертегісі жазылған файлдың мазмұнын оқуға тырысады, бірақ мен alice.txt файлын alice.py файлымен бірге бір каталогта сақтамадым:

alice.py

        from pathlib import Path
        
        path = Path('alice.txt')
        contents = path.read_text(encoding='utf-8')

Біз read_text() функциясын бұрын көргеніңізден сәл басқаша қолданып жатқанымызды ескеріңіз. Бұл жердегі encoding аргументі жүйенің әдепкі кодтауы оқылып жатқан файлдың кодтауына сәйкес келмегенде қажет. Оның орын алуы мүмкіндігі егер сіздің оқып жатқан файлыңыз сіздің жүйеңізде жасалмаған болса тіпті мүмкін.

Python жетіспейтін файлды оқи алмайды, сондықтан ол ерекше жағдайды тудырады:

        Traceback (most recent call last):
        ❶   File "alice.py", line 4, in <module>
        ❷     contents = path.read_text(encoding='utf-8')
                       ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
          File "/.../pathlib.py", line 1056, in read_text
            with self.open(mode='r', encoding=encoding, errors=errors) as f:
                 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
          File "/.../pathlib.py", line 1042, in open
            return io.open(self, mode, buffering, encoding, errors, newline)
                   ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
        ❸ FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: 'alice.txt'

Бұл біз бұрын көргендерге қарағанда ұзағырақ traceback/кері-бақылау, сондықтан күрделі бақылауларды қалай түсінуге болатынын қарастырайық. Көбінесе кері қайтарудың ең соңынан бастаған дұрыс. Соңғы жолда FileNotFoundError ерекше жағдайдың ❸ туындағанын көреміз. Бұл маңызды, себебі ол біз жазатын except блогында қандай ерекшелік түрін пайдалану керектігін айтады.

Енді traceback-тың алғшқы қатарына ❶ қарайтын болсақ, қате alice.py файлындағы 4-жолда орын алғанын көреміз. Келесі жол ❷ қатені тудырған код жолын көрсетеді. Қалған бақылау файлдарды ашуға және оқуға қатысатын кітапханалардың кейбір кодын көрсетеді. Әдетте бұл жолдардың барлығындағы кері бақылауды оқып шығудың немесе түсінудің қажеті жоқ.

Туындаған қатені өңдеу үшін try блогы кері іздеуде ақаулы деп танылған жолдан басталады. Біздің мысалда бұл read_text() әдісін қамтитын жол:

        from pathlib import Path
        
        path = Path('alice.txt')
        try:
            contents = path.read_text(encoding='utf-8')
        ❶ except FileNotFoundError:
            print(f"Sorry, the file {path} does not exist.")

Бұл мысалда try блогындағы код FileNotFoundError жасайды, сондықтан біз қатесіне сәйкес келетін except блогын жазамыз. ❶. Содан кейін файл табылмаған кезде Python сол блоктағы кодты іске қосады және нәтиже кері бақылау орнына түсінікті қате туралы хабарды береді:

Sorry, the file alice.txt does not exist.

Файл жоқ болса, бағдарлама басқа ештеңе істей алмайды, сондықтан бұл біз көретін барлық нәтиже. Осы мысалға негізделіп, бірнеше файлмен жұмыс істегенде ерекше жағдайларды өңдеу қалай көмектесетінін көрейік.

Мәтінді талдау, анализдеу

Том том кітап мәтіні жазылған өте үлкен файлдарға дейін талдауға болады. Әдебиеттің көптеген классикалық туындылары қарапайым мәтіндік файлдар ретінде қол жетімді, себебі олар қоғамдық доменде. Бұл бөлімде пайдаланылған мәтіндер Project Gutenberg (https://gutenberg.org/) сайтынан алынған. Гутенберг жобасы жалпыға қолжетімді әдеби шығармалар жинағын қолдайды және бағдарламалау жобаларыңызда әдеби мәтіндермен жұмыс істеуге қызығушылық танытсаңыз, бұл тамаша ресурс.

Келіңіз, Алиса ғажайыптар елінде мәтінін алып, мәтіндегі сөздердің санын санап көрейік. Ол үшін әдепкі бойынша тіркесті кез-келген бос орынды тапқан жерде бөлетін split() тіркес әдісін қолданамыз:

        from pathlib import Path
        
        path = Path('alice.txt')
        try:
            contents = path.read_text(encoding='utf-8')
        except FileNotFoundError:
            print(f"Sorry, the file {path} does not exist.")
        else:
            # Count the approximate number of words in the file:
        ❶     words = contents.split()
        ❷     num_words = len(words)
            print(f"The file {path} has about {num_words} words.")

Мен alice.txt файлын дұрыс каталогқа жылжыттым, сондықтан try блогы бұл жолы жұмыс істейді. Біз бір ұзын тіркес ретінде Алиса ғажайыптар елінде бүкіл мәтінін қамтитын contents тіркесін аламыз және осы тіркеске split() әдісін қолданып кітаптағы барлық сөздердің тізімін ❶ жасаймыз. Осы тізімде ❷ len() әдісін пайдалану бастапқы мәтіндегі сөздердің санын жақсы жуықтап береді. Соңында біз файлда қанша сөз табылғанын көрсететін амалды басып шығарамыз. Бұл код else блогында орналастырылған, себебі ол тек try блогындағы код сәтті орындалған жағдайда ғана жұмыс істейді.

Шығыс alice.txt ішінде қанша сөз бар екенін көрсетеді:

The file alice.txt has about 29594 words.

Санау нәтижесі түпнұсқа кітаптағы сөздер санынан кішкене ғана жоғары, себебі қосымша ақпаратты осы жерде пайдаланылған мәтіндік файлда баспагер береді, бірақ бұл Алиса ғажайыптар елінде фильмінің ұзақтығына жақсы жуықтау.

Бірнеше файлдармен жұмыс істеу

Талдау үшін көбірек кітаптарды қосамыз, бірақ мұны жасамас бұрын, осы бағдарламаның негізгі бөлігін count_words() деп аталатын функцияға жылжытайық. Бұл бірнеше кітапқа талдау жүргізуді жеңілдетеді:

word_count.py

        from pathlib import Path
        
        def count_words(path):
        ❶     """Файлдағы сөздердің шамамен санын санау."""
            try:
                contents = path.read_text(encoding='utf-8')
            except FileNotFoundError:
                print(f"Sorry, the file {path} does not exist.")
            else:
                # Count the approximate number of words in the file:
                words = contents.split()
                num_words = len(words)
                print(f"The file {path} has about {num_words} words.")
        
        path = Path('alice.txt')
        count_words(path)

Бұл кодтың көпшілігі өзгеріссіз. Ол тек шегініспен белгіленді және count_words() функция ішіне жылжытылды. Бағдарламаны өзгерткен кезде түсініктемелерді жаңартып отыру жақсы әдет, сондықтан түсініктеме де құжат жолына өзгертілді және сәл ғана өзгертілді ❶ .

Енді біз талдағымыз келетін кез-келген мәтіндегі сөздерді санау үшін қысқа цикл жаза аламыз. Мұны біз талдағымыз келетін файлдардың атауларын тізімде сақтау арқылы орындаймыз, содан кейін тізімдегі әрбір файл үшін count_words() деп атаймыз. Біз Ғажайыптар әлеміндегі Алиса, Сиддхарта, Моби Дик және Кішкентай әйелдер сөздерін санауға тырысамыз, олардың барлығы қоғамдық доменде қол жетімді. Мен siddhartha.txt файлын word_count.py бар каталогтан әдейі сырт қалдырдым, сондықтан біз бағдарламаның жетіспейтін файлды қаншалықты жақсы өңдейтінін көре аламыз:

        from pathlib import Path
        
        def count_words(filename):
            --snip/код үзіндісі--
        
        filenames = ['alice.txt', 'siddhartha.txt', 'moby_dick.txt', 
                'little_women.txt']
        for filename in filenames:
        ❶     path = Path(filename)
            count_words(path)

Файлдардың атаулары қарапайым тіркес ретінде сақталады. Одан кейін әр тіркес count_words() шақыру алдында Path нысанына ❶ түрлендіріледі. Жетіспейтін siddhartha.txt файлы бағдарламаның қалған орындалуына әсер етпейді:

        The file alice.txt has about 29594 words.
        Sorry, the file siddhartha.txt does not exist.
        The file moby_dick.txt has about 215864 words.
        The file little_women.txt has about 189142 words.

Осы мысалдағы try-except блогын пайдалану екі маңызды артықшылық береді. Біз пайдаланушыларымызға кері қайтаруды көруге жол бермейміз және бағдарламаға өзі таба алатын мәтіндерді талдауды жалғастыруға мүмкіндік береміз. Егер siddhartha.txt тудыратын FileNotFoundError қатесін ұстамасақ, пайдаланушы толық кері-бақылауды көреді және Sidhartha-ны талдау әрекетінен кейін бағдарлама жұмысын тоқтатады. Ол ешқашан Моби Дик немесе Кішкентай әйелдер-ді талдамайды.

Қателерді үнсіз-хабарсыз өткізу

Алдыңғы мысалда біз пайдаланушыларға файлдардың біреуі қолжетімсіз екенін хабарлағанбыз. Бірақ туындаған әрбір ерекше-жағдай туралы хабарлау міндетті емес. Кейде бағдарлама ерекше-жағдай орын алған кезде үнсіз бұзылуын және ештеңе болмағандай жалғастыруды қалайсыз. Бағдарламаның үнсіз істен шығуы үшін сіз әдеттегідей try блогын жазасыз, бірақ Python-ға except блогында ешнәрсе жасамау керектігін анық айтасыз. Python-да блокта ештеңе істемеу керектігін айтатын pass амалы бар:

        def count_words(path):
            """Файлдағы сөздердің шамамен санын санау."""
            try:
                --snip/код үзіндісі--
            except FileNotFoundError:
                pass
            else:
                --snip/код үзіндісі--

Бұл код жолдары мен алдыңғысының арасындағы жалғыз айырмашылық - except блогындағы pass амалы. Енді FileNotFoundError туындағанда, except блогындағы код іске қосылады, бірақ ештеңе болмайды. Қайта бақылау жасалмайды және туындаған қатеге жауап ретінде ешқандай нәтиже жоқ. Пайдаланушылар бар әрбір файл үшін сөз санын көреді, бірақ олар файл табылмады деген ақпаратты көрмейді:

        The file alice.txt has about 29594 words.
        The file moby_dick.txt has about 215864 words.
        The file little_women.txt has about 189142 words.

pass операторы да placeholder/толтырғыш ретінде әрекет етеді. Бұл сіздің бағдарламаңызды орындаудың белгілі бір нүктесінде ештеңе жасамауды таңдағаныңызды және кейінірек сол жерде бірдеңе жасағыңыз келуі мүмкін екенін еске салады. Мысалы, бұл бағдарламада біз жетіспейтін файл атауларын missing_files.txt деп аталатын файлға жазуды шешуіміз мүмкін. Біздің пайдаланушылар бұл файлды көрмейді, бірақ біз файлды оқып, кез-келген жетіспейтін мәтіндерді өңдей аламыз.

Қандай қателер туралы хабарлауды шешу

Пайдаланушыларға қате туралы қашан хабарлау керектігін және бағдарламаңыздың үнсіз бұзылып, қатені өткізіп жіберуін қалай білуге болады? Пайдаланушылар қандай мәтіндерді талдау керек екенін білсе, олар кейбір мәтіндердің неге талданбағаны туралы хабарды бағалап, пайдасына жарата алады. Ал қолданушылар не өңделіп жатқанын білсе, бірақ нәтиже қандай болуы керек екенін алдын-ала нақты білмесе, артық ақпарат беру керек емес. Пайдаланушыларға олар іздемейтін ақпаратты беру бағдарламаңыздың ыңғайлылығын төмендетуі мүмкін. Python қателерді өңдеу құрылымдары дұрыс емес жағдайда пайдаланушылармен қаншалықты бөлісуге болатынын нақты бақылауға мүмкіндік береді; қанша ақпарат бөлісетінін өзіңіз шешесіз.

Жақсы жазылған, дұрыс тексерілген код синтаксистік немесе логикалық қателер сияқты ішкі қателерге өте бейім емес. Бірақ сіздің бағдарламаңыз пайдаланушы енгізуі, файлдың болуы немесе желілік қосылымның қолжетімділігі сияқты сыртқы нәрсеге тәуелді болған сайын, ерекше жағдайдың туындау ықтималдылығы бар. Уақыт өте келетін бағдарламалау тәжірибесі бағдарламада ерекше жағдайларды өңдеу блоктарын қай жерде қосу керектігін және пайда болатын қателер туралы пайдаланушыларға қанша есеп беру керектігін білуге көмектеседі.

         >>> line = "Қатар, қатар, қайықты қатарла"
         >>> line.count('row')
         2
         >>> line.lower().count('row')
         3

Деректерді сақтау

Көптеген бағдарламаларыңыз пайдаланушылардан белгілі бір ақпарат түрлерін енгізуді сұрайды. Сіз пайдаланушыларға ойында қалаған опцияларын сақтауға немесе визуализация үшін деректерді беруге рұқсат ете аласыз. Бағдарламаңыздың мақсаты қандай болса да, пайдаланушылар беретін ақпаратты тізімдер мен сөздіктер сияқты деректер құрылымдарында сақтайсыз. Пайдаланушылар бағдарламаны жапқанда, сіз әрқашан олар енгізген ақпаратты сақтағыңыз келеді. Мұны істеудің қарапайым жолы деректеріңізді json('джейсон) модулі арқылы сақтауды қамтиды.

json модулі қарапайым Python деректер құрылымдарын JSON-пішімделген тіркестерге түрлендіруге, содан кейін бағдарлама келесі рет іске қосылғанда сол файлдан деректерді жүктеуге мүмкіндік береді. Сондай-ақ әртүрлі Python бағдарламалары арасында деректерді ортақ пайдалану үшін json пайдалануға болады. Одан да кереметі, JSON деректер пішімі тек Python-ға тән емес, сондықтан сіз JSON пішімінде сақтайтын деректерді көптеген басқа бағдарламалау тілдерінде жұмыс істейтін адамдармен бөлісе аласыз. Бұл пайдалы және портативті пішім және оны үйрену оңай.

json.dumps() және json.loads() пайдалану

Сандар жиынын сақтайтын қысқа бір бөлек бағдарламаны және осы сандарды жадқа қайта оқитын басқа екінші бағдарламаны жазайық. Бірінші бағдарлама сандар жинағын сақтау үшін json.dumps() пайдаланады, ал екінші бағдарлама json.loads() пайдаланады.

json.dumps() функциясы бір аргумент алады: JSON пішіміне түрлендіру керек деректер бөлігі. Функция тіркесті қайтарады, оны кейін деректер файлына жаза аламыз:

number_writer.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        numbers = [2, 3, 5, 7, 11, 13]
        
        ❶ path = Path('numbers.json')
        ❷ contents = json.dumps(numbers)
        path.write_text(contents)

Алдымен json модулін импорттаймыз, содан кейін жұмыс істеу үшін сандар тізімін жасаймыз. Содан кейін ❶ сандар тізімі сақталатын файл атауын таңдаймыз. Файлдағы деректердің JSON пішімінде сақталғанын көрсету үшін .json файл кеңейтімін пайдалану қалыпты жағдай. Содан кейін біз деректердің JSON көрінісін қамтитын тіркесті жасау үшін json.dumps() ❷ функциясын қолданамыз. -мен жұмыс істеп жатырмыз. Бұл тіркесті алғаннан кейін біз оны файлға бұрын қолданған write_text() әдісі арқылы жазамыз.

Бұл бағдарламаның шығысы жоқ, бірақ numbers.json файлын ашып, оны қарайық. Деректер Python сияқты көрінетін пішімде сақталады:

[2, 3, 5, 7, 11, 13]

Енді тізімді жадқа қайта оқу үшін json.loads() қолданатын бөлек бағдарлама жазамыз:

number_reader.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        ❶ path = Path('numbers.json')
        ❷ contents = path.read_text()
        ❸ numbers = json.loads(contents)
        
        print(numbers)

Біз өзіміз жаңа жазған файлдан оқуды қамтамасыз етеміз ❶. Деректер файлы тек арнайы пішімдеу бар мәтіндік файл болғандықтан, біз оны read_text() әдісімен ❷ оқи аламыз. . Содан кейін файлдың мазмұнын json.loads() ❸ ішіне жібереміз. Бұл функция JSON-пішімделген тіркесті қабылдайды және Python нысанын (бұл жағдайда тізім) қайтарады, біз оны numbers тағайындаймыз. Соңында біз қалпына келтірілген сандар тізімін басып шығарамыз және оның number_writer.py ішінде жасалған тізіммен бірдей екенін көреміз:

[2, 3, 5, 7, 11, 13]

Бұл екі бағдарлама арасында деректерді ортақ пайдаланудың қарапайым жолы.

Пайдаланушы жасаған деректерді сақтау және оқу

Деректерді json көмегімен сақтау пайдаланушы жасаған деректермен жұмыс істегенде пайдалы, себебі пайдаланушының ақпаратын қандай да бір жолмен сақтамасаңыз, оны бағдарлама жұмысын тоқтатқанда жоғалтасыз. Бағдарламаны бірінші рет іске қосқан кезде пайдаланушыдан оның атын сұрайтын мысалды қарастырайық, содан кейін ол бағдарламаны қайта іске қосқанда оның атын есте сақтаймыз.

Пайдаланушы атын сақтаудан бастайық:

remember_me.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        ❶ username = input("What is your name? ")
        
        ❷ path = Path('username.json')
        contents = json.dumps(username)
        path.write_text(contents)
        
        ❸ print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")

Біз алдымен ❶ сақтау үшін пайдаланушы атын сұраймыз. Содан кейін біз жаңа ғана жинаған деректерді username.json ❷ деп аталатын файлға жазамыз. Содан кейін біз пайдаланушыға олардың ақпаратын сақтағанымыз туралы хабарды басып шығарамыз ❸:

        What is your name? Eric
        We'll remember you when you come back, Eric!

Енді аты бұрыннан сақталған пайдаланушымен сәлемдесетін жаңа бағдарламаны жазайық:

greet_user.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        ❶ path = Path('username.json')
        contents = path.read_text()
        ❷ username = json.loads(contents)
        
        print(f"Welcome back, {username}!")

Біз ❶ деректер файлының мазмұнын оқимыз, содан кейін қалпына келтірілген файлды тағайындау үшін json.loads() пайдаланыңыз. деректер username ❷ айнымалысына. Пайдаланушы атын қалпына келтіргендіктен, пайдаланушыны жеке сәлемдесу арқылы қарсы аламыз:

Welcome back, Eric!

Осы екі бағдарламаны бір файлға біріктіру керек. Біреу remember_me.py іске қосқанда, мүмкін болса, оның пайдаланушы атын жадтан шығарып алғымыз келеді; болмаса, пайдаланушы атын сұраймыз және оны келесі жолы username.json ішінде сақтаймыз. username.json жоқ болса, тиісті жауап беру үшін біз мұнда try-except блогын жаза аламыз, бірақ оның орнына ыңғайлы файлды қолданамыз. pathlib модулінен алынған әдіс:

remember_me.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        path = Path('username.json')
        ❶ if path.exists():
            contents = path.read_text()
            username = json.loads(contents)
            print(f"Welcome back, {username}!")
        ❷ else:
            username = input("What is your name? ")
            contents = json.dumps(username)
            path.write_text(contents)
            print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")

Path нысандарымен қолдануға болатын көптеген пайдалы әдістер бар. exists() әдісі файл немесе каталог бар болса True мәнін, ал жоқ болса False мәнін қайтарады. Мұнда пайдаланушы атының ❶ сақталғанын білу үшін path.exists() пайдаланамыз. Егер username.json бар болса, біз пайдаланушы атын жүктеп, пайдаланушыға жеке сәлемдесуді басып шығарамыз.

Егер username.json файлы жоқ болса ❷, біз пайдаланушы атын сұраймыз және пайдаланушы енгізген мәнді сақтаймыз. Біз сондай-ақ олар қайтып келгенде есте сақтайтын таныс хабарды басып шығарамыз.

Қай блок орындалса да, нәтиже пайдаланушы аты мен сәйкес сәлемдесу болып табылады. Егер бағдарлама бірінші рет іске қосылса, нәтиже мынадай:

        What is your name? Eric
        We'll remember you when you come back, Eric!

Өзге жағдайда:

        Welcome back, Eric!

Бұл бағдарлама кемінде бір рет іске қосылғанын көретін нәтиже. Бұл бөлімдегі деректер тек бір тіркес болса да, бағдарлама JSON пішіміндегі тіркеске түрлендіруге болатын кез-келген деректермен бірдей жұмыс істейді.

Рефакторинг

Көп жағдайда сіз кодыңыз жұмыс істейтін сәтке жетесіз, бірақ кодты белгілі бір тапсырмалары бар функциялар қатарына бөлу арқылы жақсартуға болатынын байқайсыз. Бұл процесс рефакторинг деп аталады. Рефакторинг кодыңызды тазалайды, түсінуді және кеңейтуді-жетілдіруді жеңілдетеді.

Оның логикасының негізгі бөлігін бір немесе бірнеше функцияға жылжыту арқылы remember_me.py файлын қайта өңдей аламыз. remember_me.py фокусы пайдаланушымен сәлемдесу болып табылады, сондықтан барлық бар кодымызды greet_user() деп аталатын функцияға жылжытайық:

remember_me.py

        from pathlib import Path
        import json
        
        def greet_user():
        ❶     """Пайдаланушының атымен сәлемдесу."""
            path = Path('username.json')
            if path.exists():
                contents = path.read_text()
                username = json.loads(contents)
                print(f"Welcome back, {username}!")
            else:
                username = input("What is your name? ")
                contents = json.dumps(username)
                path.write_text(contents)
                print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")
        
        greet_user()

Біз қазір функцияны пайдаланып жатқандықтан, түсініктемелерді(comments) бағдарламаның қазіргі уақытта жұмыс істеу әдісін көрсететін құжат-жолы(docstrings) ретінде қайта жазамыз ❶. Бұл файл сәл тазарақ, бірақ greet_user() функциясы пайдаланушымен сәлемдесу ғана емес, сонымен қатар ол бар болса, сақталған пайдаланушы атын шығарып алады және жоқ болса, жаңа пайдаланушы атын сұрайды.

Келіңіз, greet_user() рефакторын жасайық, сондықтан ол әртүрлі тапсырмаларды орындамайды. Сақталған пайдаланушы атын шығарып алуға арналған кодты бөлек функцияға жылжытудан бастаймыз:

        from pathlib import Path
        import json
        
        def get_stored_username(path):
        ❶     """Қол жетімді болса, сақталған пайдаланушы атын алыңыз."""
            if path.exists():
                contents = path.read_text()
                username = json.loads(contents)
                return username
            else:
        ❷         return None
        
        def greet_user():
            """Пайдаланушының атымен сәлемдесу."""
            path = Path('username.json')
            username = get_stored_username(path)
        ❸     if username:
                print(f"Welcome back, {username}!")
            else:
                username = input("What is your name? ")
                contents = json.dumps(username)
                path.write_text(contents)
                print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")
        
        greet_user()

Жаңа функция get_stored_username() ❶ құжат-жолында көрсетілгендей анық мақсаты бар. Бұл функция сақталған пайдаланушы атын шығарып алады және егер ол табылса, пайдаланушы атын қайтарады. get_stored_username() әдісіне жіберілген жол жоқ болса, функция None қайтарады ❷. Бұл жақсы тәжірибе: функция не күткен мәнді қайтаруы керек, не None қайтаруы керек. Бұл функцияның қайтарылатын мәнімен қарапайым сынақты орындауға мүмкіндік береді. Пайдаланушы атын шығарып алу әрекеті сәтті болса ❸, біз пайдаланушыға сәлемдесу хабарламасын басып шығарамыз және олай болмаса, біз жаңа пайдаланушы атын енгізуді сұрайтын prompt шығарамыз.

Біз greet_user() ішінен тағы бір код блогын есепке алуымыз керек. Пайдаланушы аты жоқ болса, жаңа пайдаланушы атын сұрайтын кодты осы мақсатқа арналған функцияға жылжытуымыз керек:

        from pathlib import Path
        import json
        
        def get_stored_username(path):
            """Қол жетімді болса, сақталған пайдаланушы атын алыңыз."""
            --snip/код үзіндісі--
        
        def get_new_username(path):
        """Жаңа пайдаланушы атын сұрау."""
            username = input("What is your name? ")
            contents = json.dumps(username)
            path.write_text(contents)
            return username
        
        def greet_user():
            """Пайдаланушының атымен сәлемдесу."""
            path = Path('username.json')
        ❶     username = get_stored_username(path)
            if username:
                print(f"Welcome back, {username}!")
            else:
        ❷         username = get_new_username(path)
                print(f"We'll remember you when you come back, {username}!")
        
        greet_user()

remember_me.py бағдарламасының осы соңғы нұсқасындағы әрбір функцияның бір, анық мақсаты бар. Біз greet_user() әдісін шақырамыз және бұл функция сәйкес хабарламаны басып шығарады: ол бұрыннан бар пайдаланушыға қош келдіңіз дейді немесе жаңа пайдаланушыны қарсы алады. Бұрыннан бар қолданушыны қарысы алуды get_stored_username() ❶ әдісіне шақыру жасау арқылы жасайды, бұл әдіс сақталған пайдаланушы атын шығарып алуға ғана жауапты, ол бар болса әрине. Ал кей жағдайда, қажет болса, greet_user() әдісі жауапты get_new_username()❷ шақырады. Жұмысты бұл бөліктерге бөлу қарапайым кодты жазудың маңызды бөлігі болып табылады, оны сақтау және кеңейту оңай болады.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз файлдармен жұмыс істеуді үйрендіңіз. Сіз файлдың бүкіл мазмұнын оқуды үйрендіңіз, содан кейін қажет болса, мазмұнды бір-бір жол арқылы өңдеуді үйрендіңіз. Сіз файлға қанша мәтін қажет болса, соншамай мәтінді жазуды үйрендіңіз. Сондай-ақ, сіз ерекше жағдайлар және бағдарламаларыңызда көретін ерекше жағдайларды қалай өңдеу керектігі туралы оқыдыңыз. Соңында сіз Python деректер құрылымдарын сақтауды үйрендіңіз, осылайша пайдаланушылар ұсынатын ақпаратты сақтай аласыз, осылайша олар бағдарламаны іске қосқан сайын қайта бастауды болдырмайды.

11-тарауда кодты тексерудің тиімді жолдарын үйренесіз. Бұл сіз әзірлеген кодтың дұрыс екеніне сенімді болуға көмектеседі және сіз жазған бағдарламаларды құруды жалғастырған кезде пайда болатын қателерді анықтауға көмектеседі.

Функцияны немесе классты жазғанда, сол код үшін сынақтарды да жаза аласыз. Тестілеу сіздің кодыңыз қабылдауға арналған енгізудің барлық түрлеріне жауап ретінде жұмыс істейтінін дәлелдейді. Тесттерді жазған кезде, сіздің кодыңыз дұрыс жұмыс істейтініне сенімді бола аласыз, уақыт өте сіздің бағдарламаларыңызды көбірек адамдар пайдалана бастайды, олардың барлығының қажеттілігін қанағаттандыратын болады. Сондай-ақ, жаңа код жолдарын қосатын болсаңыз бағдарламаңыздың бұрынғы жұмыс істеуін бұзбайтынына көз жеткізу үшін тесттер көмегімен жаңа кодты сынай аласыз. Әрбір бағдарламашы қателіктер жібереді, сондықтан пайдаланушылар қателіктерге тап болмас бұрын әр бағдарламашы өз кодын жиі тексеріп тұруы керек.

Бұл тарауда сіз pytest арқылы кодты тексеруді үйренесіз. pytest кітапханасы - бұл сізге алғашқы тесттілеу кодтарын жылдам және қарапайым жазуға көмектесетін құралдар жинағы, және уақыт өте бағдарламаңыз-жобаңыз күрделенсе pytest-тің қолдау мүмкіндігі де соншалықты артады. Python әдепкі бойынша pytest қолданбайды, сондықтан сіз сыртқы кітапханаларды орнатуды үйренесіз. Сыртқы кітапханаларды орнатып-білу сізге өзге бағдарламашылар жазған, жақсы жобаланған кодтың көптеген жиынтығын қолжетімді етеді. Бұл кітапханалар сіз жұмыс істеуге болатын жобалардың түрлерін кеңейтеді.

Сіз сынақтар жиынтығын құруды үйренесіз және әрбір енгізілетін мән нәтижесі қалаған шығысқа әкелетінін тексересіз. Сіз өткен сынақтың және өтпеген сынақтың қандай болатынын көресіз және сәтсіз тест кодыңызды жақсартуға қалай көмектесетінін білесіз. Сіз функциялар мен класстарды тексеруді үйренесіз және жоба үшін қанша сынақ жазу керектігін түсіне бастайсыз.

pip көмегімен pytest орнату

Python тілі стандартты кітапханада көптеген функционалдылықты қамтығанымен, Python әзірлеушілері үшінші тарап пакеттеріне де өте тәуелді. Үшінші тарап пакеті - бұл Python негізгі тілінен тыс әзірленген кітапхана. Кейбір танымал үшінші тарап кітапханалары ақырында стандартты кітапханаға қабылданады және осы сәттен бастап Python орнату-қондырғыларының көпшілігіне қосылады. Көбінесе бұл бастапқы қателерді түзетіп болғаннан кейін көп өзгермейтін кітапханаларда болады. Кітапханалардың бұл түрлері жалпы тілмен бірдей қарқынмен дами алады.

Бірақ көптеген бумалар/packages стандартты кітапханадан тыс сақталады, сондықтан оларды тілдің өзінен тәуелсіз уақыт кестесінде әзірлеуге болады. Бұл пакеттер Python-ның өзіне қарағанда жиі жаңартылады. Бұл pytest және біз осы кітаптың екінші жартысында қолданатын кітапханалардың көпшілігіне қатысты. Әрбір үшінші тарап пакетіне көзсіз сенбеу керек, бірақ мұндай пакеттер арқылы көптеген маңызды функционалдық мүмкіндіктер жүзеге асырылатынын білгенде жөн.

pip-ті жаңарту

Python үшінші тарап пакеттерін орнату үшін пайдаланылатын pip деп аталатын құралды қамтиды. pip сыртқы ресурстардан пакеттерді орнатуға көмектесетіндіктен, ол ықтимал қауіпсіздік мәселелерін шешу үшін жиі жаңартылып отырады. Сонымен, біз пипті жаңартудан бастаймыз.

Жаңа терминал терезесін ашыңыз және келесі пәрменді беріңіз:

        $ python -m pip install --upgrade pip
        ❶ Requirement already satisfied: pip in /.../python3.11/site-packages (22.0.4)
        --snip/код үзіндісі--
        ❷ Successfully installed pip-22.1.2

Осы пәрменнің бірінші бөлігі, python -m pip, Python-ға pip модулін іске қосуды ұсынады. Екінші бөлім, install --upgrade, pip-ке орнатылған буманы жаңартуды ұсынады. Соңғы бөлім pip қай үшінші тарап бумасын жаңарту керектігін көрсетеді. Шығарылым менің ағымдағы pip нұсқасының 22.0.4 ❶ нұсқасы осы жазу кезінде соңғы нұсқамен ауыстырылғанын көрсетеді, 22.1. 2 ❷.

Бұл пәрменді жүйеде орнатылған кез-келген үшінші тарап бумасын жаңарту үшін пайдалануға болады:

$ python -m pip install --upgrade package_name

pytest орнату

Енді бұл pip жаңартылды, біз pytest орната аламыз:

        $ python -m pip install --user pytest
        Collecting pytest
          --snip/код үзіндісі--
        Successfully installed attrs-21.4.0 iniconfig-1.1.1 ...pytest-7.x.x

Біз бұл жолы --upgrade жалауынсыз негізгі pip install пәрменін әлі де қолданамыз. Оның орнына, біз Python-ға осы пакетті тек ағымдағы пайдаланушы үшін орнатуды айтатын --user жалауын қолданамыз. Шығару pytest-тің өзі тәуелді басқа пакеттер қатарымен бірге pytest соңғы нұсқасының сәтті орнатылғанын көрсетеді.

Бұл пәрменді көптеген үшінші тарап пакеттерін орнату үшін пайдалануға болады:

$ python -m pip install --user package_name

Функцияны тестілеу

Тестілеуді үйрену үшін, тест жасайтын код жолдары қажет. Міне, аты мен тегін қабылдайтын және дұрыс пішімделген толық атын қайтаратын қарапайым функция:

name_function.py

        def get_formatted_name(first, last):
          """Ұқыпты пішімделген толық атауды жасаңыз."""
            full_name = f"{first} {last}"
            return full_name.title()

get_formatted_name() функциясы толық аты-жөнін дұрыс пішімдеп жазу үшін аты мен тегінің арасын бос орынмен біріктіреді, содан кейін бас әріппен жазады және толық атауды қайтарады. get_formatted_name() жұмыс істейтінін тексеру үшін осы функцияны пайдаланатын бағдарламаны жасайық. Мына names.py бағдарламасы пайдаланушыларға аты мен тегін енгізуге және дұрыс пішімделген толық атын көруге мүмкіндік береді:

names.py

        from name_function import get_formatted_name
        
        print("Enter 'q' at any time to quit.")
        while True:
            first = input("\nPlease give me a first name: ")
            if first == 'q':
                break
            last = input("Please give me a last name: ")
            if last == 'q':
                break
        
            formatted_name = get_formatted_name(first, last)
            print(f"\tNeatly formatted name: {formatted_name}.")

Бұл бағдарлама name_function.py ішінен get_formatted_name() импорттайды. Пайдаланушы аты-жөнін енгізіп, пішімделген толық аты-жөнін көре алады:

        Enter 'q' at any time to quit.
        
        Please give me a first name: janis
        Please give me a last name: joplin
               Neatly formatted name: Janis Joplin.
        
        Please give me a first name: bob
        Please give me a last name: dylan
                Neatly formatted name: Bob Dylan.
        
        Please give me a first name: q

Осы жасалған аты-жөннің дұрыс пішімделгенін көреміз. Бірақ біз get_formatted_name() параметрін өзгерткіміз келеді делік, осылайша ол әкесінің атын да өңдей алатын етейік. Сонымен қатар тек аты мен тегін берген жағдайда да кодымыздың бұзылмай жұмыс жасайтынына көз жеткізейік. Біз кодымызды тексеру үшін names.py файлын іске қосып, get_formatted_name() функциясын өзгерткен сайын Janis Joplin сияқты есімді енгізу арқылы тексере аламыз, бірақ бұл жалықтырып-зеріктіретін жұмысқа айналады. Бақытымызға орай, pytest функция шығысын тексеруді автоматтандырудың тиімді әдісін ұсынады. Егер get_formatted_name() функциясын сынауды автоматтандыратын болсақ, біз сынақ ретінде жазған есімдердің түрлері берілгенде функция жұмыс істейтініне әрқашан сенімді бола аламыз.

Unit tests және Test cases/сынақ жағдайлары

Бағдарламалық құралды тестілеудің алуан түрлі тәсілдері бар. Тесттің ең қарапайым түрлерінің бірі - Unit tests. Unit tests/бірлік сынағы функция әрекетінің бір нақты аспектісінің дұрыстығын тексереді. Test cases/сынақ жағдайы - бұл функцияның сіз күткен жағдайлардың толық ауқымында өз әрекетін дұрыс орындауы тиіс екенін дәлелдейтін бірлік сынақтарының жинағы.

Жақсы сынақ жағдайы функция қабылдай алатын кірістің барлық ықтимал түрлерін қарастырады және осы жағдайлардың әрқайсысын көрсететін сынақтарды қамтиды. Full coverage/толық қамтылуы бар сынақ жағдайы функцияны пайдаланудың барлық ықтимал жолдарын қамтитын бірлік сынақтарының толық ауқымын қамтиды. Үлкен жобада толық қамтуға қол жеткізу қорқынышты болуы мүмкін. Көбінесе кодыңыздың маңызды әрекеттері үшін сынақтар жазып, содан кейін жоба өте кең, көп қолданыла бастағанда ғана толық қамтуды мақсат етуге болады.

Өту сынағы

pytest көмегімен өзіңіздің бірінші Unit сынағын жазу өте оңай. Біз жалғыз тесттілеу функциясын жазамыз. Сынақ функциясы біз сынап жатқан функцияны шақырады және біз қайтарылған мән туралы қорытынды-тұжырым жасаймыз. Біздің қорытынды-тұжырым дұрыс болса, сынақтан өтеді; егер қорытынды-тұжырым дұрыс болмаса, сынақ сәтсіз болады.

Міне, get_formatted_name() функциясының бірінші сынағы:

test_name_function.py

        from name_function import get_formatted_name
        
        ❶ def test_first_last_name():
            """"Джанис Джоплин" сияқты атаулар жұмыс істей ме?"""
        ❷     formatted_name = get_formatted_name('janis', 'joplin')
        ❸     assert formatted_name == 'Janis Joplin'

Сынақты іске қоспас бұрын, осы функцияны толығырақ қарастырайық. Сынақ файлының атауы маңызды; ол test_ деп басталуы керек. Біз pytest-тен біз жазған сынақтарды орындауды сұраған кезде, ол test_ деп басталатын кез-келген файлды іздейді және сол файлда тапқан барлық сынақтарды орындайды.

Сынақ файлында біз алдымен тексергіміз келетін функцияны импорттаймыз: get_formatted_name(). Содан кейін сынақ функциясын анықтаймыз: бұл жағдайда test_first_last_name() ❶. Бұл арнайы себеппен біз қолданып жүрген функциядан ұзағырақ атау. Біріншіден, сынақ функциялары test сөзінен басталып, астын сызу керек. test_ деп басталатын кез-келген функция pytest арқылы ашылады және тестілеу процесінің бөлігі ретінде іске қосылады.

Сонымен қатар сынақ атаулары әдеттегі функция атауына қарағанда ұзағырақ және сипаттамалы болуы керек. Сіз ешқашан функцияны өзіңіз шақырмайсыз; pytest функцияны тауып, оны сіз үшін іске қосады. Сынақ функциясының атаулары сынақ есебінде функция атауын көрсеңіз, қандай әрекет тексеріліп жатқанын жақсы түсіну үшін жеткілікті ұзын болуы керек.

Келесі, біз сынап жатқан функцияны ❷ шақырамыз. Мұнда біз names.py іске қосқан кезде пайдаланғанымыздай, 'janis' және 'joplin' аргументтерімен get_formatted_name() функциясын шақырамыз. Бұл функцияның қайтару мәнін formatted_name мәніне тағайындаймыз.

Соңында, ❸ қорытынды-тұжырым/assertion жасаймыз. assertion/қорытынды-тұжырым - бұл шартқа қойылатын талап. Мұнда біз formatted_name мәні 'Janis Joplin' болуы керек деп талап қоямыз.

Сынақты іске қосу

Егер test_name_function.py файлын тікелей іске қоссаңыз, ешқандай нәтиже алмайсыз, өйткені біз ешқашан сынақ функциясын шақырмағанбыз. Оның орнына, сынақ файлын pytest біз үшін іске қосып беруі керек.

Ол үшін терминал терезесін ашып, сынақ файлы бар каталогқа өтіңіз. VS Code редакторын пайдаланып жатсаңыз, сынақ файлы бар каталогты ашып, VS Code редактор терезесіне ендірілген терминалды пайдалануға болады. Терминал терезесінде pytest пәрменін енгізіңіз. Сіз мынаны көруіңіз керек:

        $ pytest
        ========================= test session starts =========================
        ❶ platform darwin -- Python 3.x.x, pytest-7.x.x, pluggy-1.x.x
        ❷ rootdir: /.../python_work/chapter_11
        ❸ collected 1 item
        
        ❹ test_name_function.py .                                          [100%]
        ========================== 1 passed in 0.00s ==========================

Осы нәтижені түсінуге тырысайық. Ең алдымен, біз ❶ сынақ орындалатын жүйе туралы кейбір ақпаратты көреміз. Мен мұны macOS жүйесінде сынап жатырмын, сондықтан сіз мұндағыдан аздап өзге нәтиже көруіңіз мүмкін. Ең бастысы, сынақты іске қосу үшін Python, pytest және басқа пакеттердің қандай нұсқалары қолданылып жатқанын көре аламыз.

Одан кейін, ❷ сынақ қай каталог ішінен орындалатын көреміз: менің жағдайда, python_work/chapter_11. pytest ❸ іске қосу үшін бір сынақ файлын тапқанын және ❹ орындалып жатқан сынақ файлы қайсы екенін көре аламыз. Файл атауынан кейінгі жалғыз нүкте бір-сынақ өткенін айтады, ал 100% барлық сынақтардың орындалғанын көрсетеді. Үлкен жобада жүздеген немесе мыңдаған сынақтар болуы мүмкін, ал нүктелер мен пайыздық орындалу көрсеткіші сынақтың жалпы барысын бақылауға көмектесуі мүмкін.

Соңғы жол бір сынақтан өткенін және сынақты орындауға 0,01 секундтан аз уақыт кеткенін айтады.

Бұл шығыс-нәтиже функцияны өзгертпейінше, get_formatted_name() функциясы әрқашан аты мен тегі бар есімдер үшін жұмыс істейтінін көрсетеді. get_formatted_name() өзгерткенде, біз бұл сынақты қайта іске қоса аламыз. Егер сынақтан өтсе, функция Джанис Джоплин сияқты есім үшін әлі де жұмыс істейтінін білеміз.

Сәтсіз сынақ

Сәтсіз сынақ қандай болады? get_formatted_name() функциясын өзгертейік, осылайша ол әкесінің атын өңдей алады, бірақ Джанис Джоплин сияқты аты мен тегі ғана берілген есімдер осы функцияны бұзатындай етіп жасайық.

Міне, get_formatted_name() функциясының әкесінің аты аргументін қажет ететін жаңа нұсқасы:

name_function.py

        def get_formatted_name(first, middle, last):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды жасаңыз."""
            full_name = f"{first} {middle} {last}"
            return full_name.title()

Бұл нұсқа әкесінің аты-жөнін берген адамдар үшін жұмыс істеуі керек, бірақ біз оны сынаған кезде аты-жөнін ғана берген адамдар үшін функцияны бұзғанымызды көреміз.

Бұл жолы pytest іске қосу келесі нәтижені береді:

        $ pytest
        ========================= test session starts =========================
        --snip/код үзіндісі--
        ❶ test_name_function.py F                                          [100%]
        ❷ ============================== FAILURES ===============================
        ❸ ________________________ test_first_last_name _________________________
            def test_first_last_name():
                """"Джанис Джоплин" сияқты атаулар жұмыс істей ме?"""
        ❹ >       formatted_name = get_formatted_name('janis', 'joplin')
        ❺ E       TypeError: get_formatted_name() missing 1 required positional
                    argument: 'last'
        
        test_name_function.py:5: TypeError
        ======================= short test summary info =======================
        FAILED test_name_function.py::test_first_last_name - TypeError:
            get_formatted_name() missing 1 required positional argument: 'last'
        ========================== 1 failed in 0.04s ==========================

Бұл жерде көптеген ақпарат бар, өйткені сынақ сәтсіз болған кезде сізге көп нәрсе қажет болуы мүмкін. Шығарылымдағы ескертпенің бірінші элементі бір сынақтың сәтсіз аяқталғанын көрсететін жалғыз F ❶ болып табылады. Одан кейін біз FAILURES ❷-ге назар аударатын бөлімді көреміз, себебі сәтсіз сынақтар әдетте назар аудару керек ең маңызды нәрсе болып табылады. Әрі қарай, ❸ орындалмаған сынақ функциясы test_first_last_name() екенін көреміз. ❹ бұрыштық жақша сынақтың сәтсіз аяқталуына себеп болған код жолын көрсетеді. ❺ келесі код жолындағы E қатеге себеп болған нақты қатені көрсетеді: TypeError туындады, себебі қажетті позициялық аргумент last жоқ болғандықтан. Ең маңызды ақпарат соңында қысқарақ қорытындыда қайталанады, сондықтан көптеген сынақтарды орындаған кезде, қандай сынақтардың және неліктен сәтсіз болғанын жылдам түсіне аласыз.

Сәтсіз сынаққа жауап беру

Сынақ сәтсіз болғанда не істейсіз? Сіз дұрыс шарттарды тексеріп жатырсыз деп есептесеңіз, сынақтан өту функцияның дұрыс жұмыс істеп тұрғанын білдіреді және сәтсіз сынақ сіз жазған жаңа кодта қате бар екенін білдіреді. Сондықтан сынақ сәтсіз болғанда, сынақты өзгертпеңіз. Егер олай жасасаңыз, сынақтарыңыз өтуі мүмкін, бірақ дұрыс-сынақ сияқты функцияңызды шақыратын кез-келген код кенеттен жұмысын тоқтатады. Оның орнына сынақтың сәтсіз болуына әкелетін кодты түзетіңіз. Функцияға жаңа ғана енгізген өзгерістерді қарап шығыңыз және сол өзгерістердің қалаған әрекетті қалай бұзғанын анықтаңыз.

Бұл жағдайда get_formatted_name() тек екі параметрді қажет ететін: аты мен тегі. Енді ол аты, әкесінің аты және тегі қажет. Бұл міндетті әкесінің аты параметрін қосу get_formatted_name() бастапқы әрекетін бұзды. Мұнда ең жақсы нұсқа - әкесінің атын міндетті емес қосымша ету. Біз жасағаннан кейін, Janis Joplin сияқты аттарға арналған тестіміз қайтадан өтуі керек және біз әкесінің аты-жөнін де қабылдай алатын боламыз. Әкесінің аты міндетті емес болуы үшін get_formatted_name() өзгертейік, содан кейін сынақ жағдайын қайта іске қосыңыз. Ол өтсе, біз функцияның әке атын дұрыс өңдейтініне көз жеткізуге көшеміз.

Әкесінің атын міндетті емес ету үшін middle параметрін функция анықтамасындағы параметрлер тізімінің соңына жылжытамыз және оған бос әдепкі мән береміз. Біз сондай-ақ әкесінің атының берілген-берілмегеніне байланысты толық атын дұрыс құрайтын if шартты амалын қосамыз:

name_function.py

        def get_formatted_name(first, last, middle=''):
            """Ұқыпты пішімделген толық атауды жасаңыз."""
            if middle:
                full_name = f"{first} {middle} {last}"
            else:
                full_name = f"{first} {last}"
            return full_name.title()

get_formatted_name() қолданбасының осы жаңа нұсқасында әкесінің аты міндетті емес. Егер функцияға әкесінің аты берілсе, толық атауда аты, әкесінің аты және тегі болады. Әйтпесе, толық аты тек аты мен тегінен тұрады. Енді функция атаулардың екі түрі үшін де жұмыс істеуі керек. Функцияның әлі де Janis Joplin сияқты атаулар үшін жұмыс істейтінін білу үшін сынақты қайта іске қосамыз:

        $ pytest
        ========================= test session starts =========================
        --snip/код үзіндісі--
        test_name_function.py .                                       [100%]
        ========================== 1 passed in 0.00s ==========================

Сынақ енді өтеді. Бұл өте жақсы; бұл функция Janis Joplin сияқты атаулар үшін функцияны қолмен сынамай-ақ қайта жұмыс істейтінін білдіреді. Функциямызды түзету оңайырақ болды, себебі сәтсіз сынақ жаңа кодтың бұрын дұрыс жұмыс істеп тұрған кодты қалай бұзғанын анықтауға көмектесті.

Жаңа сынақтарды қосу

Енді біз get_formatted_name() параметрінің қарапайым атаулар үшін жұмыс істейтінін білетіндіктен, әкесінің аты бар адамдар үшін екінші сынақты жазайық. Мұны test_name_function.py файлына басқа сынақ функциясын қосу арқылы жасаймыз:

test_name_function.py

        from name_function import get_formatted_name
        
        def test_first_last_name():
            --snip/код үзіндісі--
        
        def test_first_last_middle_name():
            """Вольфганг Амадей Моцарт" сияқты атаулар жұмыс істей ме?"""
        ❶     formatted_name = get_formatted_name(
                'wolfgang', 'mozart', 'amadeus')
        ❷     assert formatted_name == 'Wolfgang Amadeus Mozart'

Бұл жаңа функцияны test_first_last_middle_name() деп атаймыз. Функция атауы test_ деп басталуы керек, сондықтан pytest іске қосылғанда функция автоматты түрде іске қосылады. get_formatted_name() параметрінің қандай әрекетін тексеріп жатқанымызды анықтау үшін функцияны атаймыз. Нәтижесінде, сынақ сәтсіз аяқталса, қандай атауларға әсер ететінін бірден білеміз.

Функцияны тексеру үшін ❶ аты, соңғы және әкесінің атымен get_formatted_name() деп атаймыз, содан кейін біз ❷ қайтарылған толық аттың біз күткен толық атқа (бірінші, орта және соңғы) сәйкес келетінін растаймыз. pytest қайта іске қосылғанда, екі сынақ та өтеді:

        $ pytest
        ========================= test session starts =========================
        --snip/код үзіндісі--
        collected 2 items
        
        ❶ test_name_function.py ..                                         [100%]
        ========================== 2 passed in 0.01s ==========================

Екі нүкте ❶ екі сынақтан өткенін көрсетеді, бұл шығарылымның соңғы жолынан да анық. Бұл тамаша! Функция әлі де Янис Джоплин сияқты атаулар үшін жұмыс істейтінін білеміз және оның Вольфганг Амадей Моцарт сияқты атаулар үшін де жұмыс істейтініне сенімді бола аламыз.

Классты тестілеу

Осы тараудың бірінші бөлігінде сіз бір функция үшін сынақтар жаздыңыз. Енді сіз классқа тест жазасыз. Сіз көптеген жеке бағдарламаларыңызда кластарды пайдаланасыз, сондықтан кластарыңыздың дұрыс жұмыс істейтінін дәлелдеу пайдалы. Жұмыс істеп жатқан классқа қатысты өтетін дұрыс сынақтар жазған болсаңыз, классқа енгізген жақсартулар-өзгертулер оның ағымдағы әрекетін кездейсоқ бұзбайтынына сенімді бола аласыз.

Қорытынды тұжырымдардың әртүрлілігі

Осы уақытқа дейін сіз қорытынды тұжырымның бір түрін ғана көрдіңіз: тіркестің белгілі бір мәні болу керек деген талап. Тест жазу кезінде шартты амал ретінде көрсетуге болатын болса, сәйкесінше кез-келген талап қоюға болады. Егер шарт күтілгендей True болса, бағдарламаның сол бөлігінің әрекеті, нәтижесі туралы болжамыңыз расталады; қателер жоқ екеніне сенімді бола аласыз. Егер сіз True деп болжаған шарт шын мәнінде False болса, сынақ сәтсіз аяқталады және сіз шешетін мәселе бар екенін білесіз. 11-1-кесте бастапқы сынақтарыңызға қосуға болатын ең пайдалы тұжырым түрлерінің кейбірін көрсетеді.

Бұл тек бірнеше мысал; шартты амал ретінде өрнектелетін кез-келген нәрсені сынаққа қосуға болады.

Тестілеуге арналған класс

Кластты тестілеу функцияны тексеруге ұқсас, себебі жұмыстың көп бөлігі класстағы әдістердің әрекетін тексеруді қамтиды. Дегенмен, бірнеше айырмашылықтар бар, сондықтан тестілеу үшін класс жазайық. Анонимді сауалнамаларды басқаруға көмектесетін классты қарастырыңыз:

survey.py

class AnonymousSurvey:
            """Сауалнама сұрағына жасырын жауаптарды жинаңыз."""
        
        ❶     def __init__(self, question):
                """Сұрақты сақтаңыз және жауаптарды сақтауға дайындалыңыз."""
                self.question = question
                self.responses = []
        
        ❷     def show_question(self):
                """Сауалнама сұрағын көрсет."""
                print(self.question)
        
        ❸     def store_response(self, new_response):
                """Сауалнамаға бір жауапты сақтаңыз."""
                self.responses.append(new_response)
        
        ❹     def show_results(self):
                """Барлық берілген жауаптарды көрсетіңіз."""
                print("Survey results:")
                for response in self.responses:
                    print(f"- {response}")

Бұл класс ❶ берген сауалнама сұрағымен басталады және жауаптарды сақтау үшін бос тізімді қамтиды. Класста ❷ сауалнама сұрағын басып шығару, ❸ және ❹ тізімінде сақталған барлық жауаптарды басып шығарыңыз. Осы класстан дананы жасау үшін сізге тек сұрақ қою керек. Белгілі бір сауалнаманы білдіретін дананы алғаннан кейін, сауалнама сұрағын show_question() арқылы көрсетесіз, жауапты store_response() көмегімен сақтайсыз және нәтижелерді show_results арқылы көрсетесіз. ().

AnonymousSurvey классы жұмыс істейтінін көрсету үшін классты пайдаланатын бағдарламаны жазайық:

language_survey.py

from survey import AnonymousSurvey
        
        # Define a question, and make a survey.
        question = "What language did you first learn to speak?"
        language_survey = AnonymousSurvey(question)
        
        # Show the question, and store responses to the question.
        language_survey.show_question()
        print("Enter 'q' at any time to quit.\n")
        while True:
            response = input("Language: ")
            if response == 'q':
                break
            language_survey.store_response(response)
        
        # Show the survey results.
        print("\nThank you to everyone who participated in the survey!")
        language_survey.show_results()

Бұл бағдарлама сұрақты анықтайды ("Алғаш рет қай тілде сөйлеуді үйрендіңіз?") және сол сұрақпен AnonymousSurvey нысанын жасайды. Бағдарлама сұрақты көрсету үшін show_question() шақырады, содан кейін жауаптарды сұрайды. Әрбір жауап алынған кезде сақталады. Барлық жауаптар енгізілген кезде (шығу үшін пайдаланушы q енгізеді), show_results() сауалнама нәтижелерін басып шығарады:

What language did you first learn to speak?
        Enter 'q' at any time to quit.
        
        Language: English
        Language: Spanish
        Language: English
        Language: Mandarin
        Language: q
        
        Thank you to everyone who participated in the survey!
        Survey results:
        - English
        - Spanish
        - English
        - Mandarin

Бұл класс қарапайым анонимді сауалнама үшін жұмыс істейді, бірақ біз AnonymousSurvey және оның құрамындағы сауалнама модулін жақсартқымыз келеді делік. Біз әрбір пайдаланушыға бірнеше жауап енгізуге рұқсат бере аламыз, біз тек бірегей жауаптарды тізімдеу әдісін жаза аламыз және әр жауаптың қанша рет берілгені туралы есеп бере аламыз немесе тіпті анонимді сауалнамаларды басқару үшін басқа класс жаза аламыз.

Мұндай өзгерістерді енгізу AnonymousSurvey класының ағымдағы әрекетіне әсер ету қаупі бар. Мысалы, әр пайдаланушыға бірнеше жауаптар енгізуге рұқсат беруге тырысқанда, біз бір жауаптарды өңдеу әдісін кездейсоқ өзгертуіміз мүмкін. Бұл модульді әзірлеу кезінде бар мінез-құлықты бұзбау үшін біз классқа тесттер жаза аламыз.

AnonymousSurvey классын сынау

Келіңіз, AnonymousSurvey әрекетінің бір аспектісін тексеретін сынақ жазайық. Сауалнама сұрағына бір жауап дұрыс сақталғанын тексеру үшін сынақ жазамыз:

test_survey.py

from survey import AnonymousSurvey
        
        ❶ def test_store_single_response():
            """Бір жауаптың дұрыс сақталғанын тексеріңіз."""
            question = "What language did you first learn to speak?"
        ❷     language_survey = AnonymousSurvey(question)
            language_survey.store_response('English')
        ❸     assert 'English' in language_survey.responses

Біз тексергіміз келетін классты импорттаудан бастаймыз, AnonymousSurvey. Бірінші сынақ функциясы сауалнама сұрағына жауапты сақтаған кезде жауап сауалнаманың жауаптар тізімінде аяқталатынын тексереді. Бұл функция үшін жақсы сипаттамалық атау test_store_single_response() ❶ болып табылады. Бұл сынақ сәтсіз аяқталса, сауалнамаға бір жауапты сақтауда ақау бар екенін сынақ қорытындысындағы функция атауынан білеміз.

Кластың әрекетін тексеру үшін класстың данасын жасау керек. "Алғаш рет қай тілде сөйлеуді үйрендіңіз?" деген сұрақпен language_survey ❷ деп аталатын дананы жасаймыз. store_response() әдісін қолданып, Ағылшынша деген жалғыз жауапты сақтаймыз. Содан кейін Ағылшын тілінің language_survey.responses ❸ тізімінде екенін растау арқылы жауаптың дұрыс сақталғанын тексереміз. .

Әдепкі бойынша, pytest пәрменін аргументсіз орындау pytest ағымдағы каталогта ашатын барлық сынақтарды іске қосады. Бір файлдағы сынақтарға назар аудару үшін іске қосқыңыз келетін сынақ файлының атын беріңіз. Мұнда біз AnonymousSurvey үшін жазған бір ғана сынақты орындаймыз:

$ pytest test_survey.py
        ========================= test session starts =========================
        --snip/код үзіндісі--
        test_survey.py .                                                 [100%]
        ========================== 1 passed in 0.01s ==========================

Бұл жақсы бастама, бірақ сауалнама бірнеше жауап берген жағдайда ғана пайдалы болады. Үш жауапты дұрыс сақтауға болатынын тексерейік. Ол үшін TestAnonymousSurvey-ге басқа әдісті қосамыз:

from survey import AnonymousSurvey
        
        def test_store_single_response():
            --snip/код үзіндісі--
        
        def test_store_three_responses():
            """Үш жеке жауап дұрыс сақталғанын тексеріңіз."""
            question = "What language did you first learn to speak?"
            language_survey = AnonymousSurvey(question)
        ❶     responses = ['English', 'Spanish', 'Mandarin']
            for response in responses:
                language_survey.store_response(response)
        
        ❷     for response in responses:
                assert response in language_survey.responses

Жаңа функцияны test_store_three_responses() деп атаймыз. Сауалнама нысанын дәл test_store_single_response() ішіндегі жасағандай жасаймыз. Біз үш түрлі жауаптан тұратын тізімді ❶ анықтаймыз, содан кейін осы жауаптардың әрқайсысы үшін store_response() деп атаймыз. Жауаптар сақталғаннан кейін, біз басқа цикл жазамыз және әрбір жауап енді language_survey.responses ❷ ішінде екенін бекітеміз.

Сынақ файлын қайта іске қосқанда, екі сынақ (бір жауап және үш жауап үшін) өтеді:

$ pytest test_survey.py
        ========================= test session starts =========================
        --snip/код үзіндісі--
        test_survey.py ..                                                [100%]
        ========================== 2 passed in 0.01s ==========================

Бұл тамаша жұмыс істейді. Дегенмен, бұл сынақтар аздап қайталанады, сондықтан оларды тиімдірек ету үшін pytest басқа мүмкіндігін қолданамыз.

Арматураларды пайдалану

test_survey.py ішінде біз әрбір сынақ функциясында AnonymousSurvey жаңа данасын жасадық. Бұл біз жұмыс істеп жатқан қысқа мысалда жақсы, бірақ ондаған немесе жүздеген сынақтары бар нақты жобада бұл қиындық тудыруы мүмкін.

Тестілеу кезінде арнатура сынақ ортасын орнатуға көмектеседі. Көбінесе бұл бірнеше сынақ пайдаланатын ресурс жасауды білдіреді. @pytest.fixture декораторымен функция жазу арқылы pytest ішінде арматураны жасаймыз. декоратор – функция анықтамасының алдында орналасқан директива; Python бұл директиваны функция кодының әрекетін өзгерту үшін оны іске қоспас бұрын оған қолданады. Бұл күрделі болып көрінсе, алаңдамаңыз; үшінші тарап пакеттеріндегі декораторларды өз бетіңізше жазуды үйренбес бұрын пайдалана бастай аласыз.

Келіңіз, test_survey.py ішіндегі екі сынақ функцияларында да пайдалануға болатын жалғыз сауалнама данасын жасау үшін арматураны қолданайық:

import pytest
        from survey import AnonymousSurvey
        
        ❶ @pytest.fixture
        ❷ def language_survey():
            """Барлық сынақ функцияларына қолжетімді сауалнама."""
            question = "What language did you first learn to speak?"
            language_survey = AnonymousSurvey(question)
            return language_survey
        
        ❸ def test_store_single_response(language_survey):
            """Бір жауаптың дұрыс сақталғанын тексеріңіз."""
        ❹     language_survey.store_response('English')
            assert 'English' in language_survey.responses
        
        ❺ def test_store_three_responses(language_survey):
            """Үш жеке жауап дұрыс сақталғанын тексеріңіз."""
            responses = ['English', 'Spanish', 'Mandarin']
            for response in responses:
        ❻         language_survey.store_response(response)
        
            for response in responses:
                assert response in language_survey.responses

Біз қазір pytest импорттауымыз керек, себебі біз pytest ішінде анықталған декораторды пайдаланып жатырмыз. @pytest.fixture декораторын ❶ жаңа language_survey() функциясына қолданамыз. ❷. Бұл функция AnonymousSurvey нысанын құрастырады және жаңа сауалнаманы қайтарады.

Екі сынақ функциясының анықтамалары өзгергеніне назар аударыңыз ❸ ❺; әрбір сынақ функциясының енді language_survey деп аталатын параметрі бар. Сынақ функциясындағы параметр функция атауымен @pytest.fixture декораторымен сәйкес келгенде, арматура автоматты түрде іске қосылады және қайтарылатын мән сынақ функциясына беріледі. Бұл мысалда language_survey() функциясы test_store_single_response() және test_store_three_responses() данасымен қамтамасыз етеді. .

Сынақ функцияларының ешқайсысында да жаңа код жоқ, бірақ әр функциядан екі Тіркестің жойылғанын ескеріңіз ❹ ❻: сұрақты анықтайтын жол және AnonymousSurvey нысанын жасаған жол.

Сынақ файлын қайта іске қосқанда, екі сынақ әлі де өтеді. Бұл сынақтар әр адам үшін бірнеше жауаптарды өңдеу үшін AnonymousSurvey кеңейту әрекеті кезінде әсіресе пайдалы болады. Бірнеше жауапты қабылдау үшін кодты өзгерткеннен кейін, осы сынақтарды іске қосып, бір жауапты немесе жеке жауаптар сериясын сақтау мүмкіндігіне әсер етпегеніңізге көз жеткізіңіз.

Жоғарыдағы құрылым күрделі болып көрінетіні сөзсіз; онда сіз осы уақытқа дейін көрген ең дерексіз кодтардың кейбірі бар. Арматураларды бірден пайдаланудың қажеті жоқ; Тесттерді мүлдем жазбағанша, қайталанатын коды көп сынақтарды жазған дұрыс. Қайталау кедергі болатын жеткілікті сынақтарды жазған кезде, қайталаумен күресудің жақсы бекітілген әдісі бар екенін біліңіз. Сондай-ақ, осы сияқты қарапайым мысалдардағы қондырғылар кодты орындауды қысқартпайды немесе оңайлатпайды. Бірақ көптеген сынақтары бар жобаларда немесе бірнеше сынақтарда пайдаланылатын ресурсты құру үшін көп жолдар қажет болатын жағдайларда арматуралар сынақ кодыңызды күрт жақсарта алады.

Құрылғыны жазғыңыз келсе, бірнеше сынақ функциялары пайдаланатын ресурсты жасайтын функцияны жазыңыз. Жаңа функцияға @pytest.fixture декораторын қосыңыз және осы ресурсты пайдаланатын әрбір сынақ функциясына параметр ретінде осы функцияның атын қосыңыз. Осы сәттен бастап сынақтарыңыз қысқа болады және жазу және қолдау оңайырақ болады.

Қорытынды

Бұл тарауда сіз pytest модуліндегі құралдарды пайдаланып, функциялар мен класстарға тест жазуды үйрендіңіз. Функцияларыңыз бен класстарыңыз көрсетуі керек нақты әрекеттерді тексеретін сынақ функцияларын жазуды үйрендіңіз. Сынақ файлындағы бірнеше сынақ функцияларында пайдалануға болатын ресурстарды тиімді жасау үшін арматураларды қалай пайдалануға болатынын көрдіңіз.

Тестілеу – көптеген жаңа бағдарламашылар біле бермейтін маңызды тақырып. Жаңа бағдарламашы ретінде сынап көретін барлық қарапайым жобаларға тест жазудың қажеті жоқ. Бірақ сіз айтарлықтай даму күш-жігерін қамтитын жобалармен жұмыс істей бастағанда, функцияларыңыз бен класстарыңыздың сыни мінез-құлқын сынауыңыз керек. Жобаңыздағы жаңа жұмыс жұмыс істейтін бөліктерді бұзбайтынына сенімді боласыз және бұл сізге кодты жақсартуға еркіндік береді. Егер сіз бұрыннан бар функционалдылықты байқаусызда бұзсаңыз, мәселені бірден біле аласыз, осылайша мәселені оңай шеше аласыз. Сіз орындаған сәтсіз сынаққа жауап беру бақытсыз пайдаланушының қате туралы есебіне жауап беруден әлдеқайда оңай.

Бастапқы сынақтарды қоссаңыз, басқа бағдарламашылар сіздің жобаларыңызды көбірек құрметтейді. Олар сіздің кодыңызбен тәжірибе жасауды ыңғайлы сезінеді және сізбен жобаларда жұмыс істеуге дайын болады. Басқа бағдарламашылар жұмыс істеп жатқан жобаға үлес қосқыңыз келсе, кодыңыздың бар сынақтардан өткенін көрсетуіңіз керек және әдетте жобаға енгізген кез-келген жаңа мінез-құлық үшін сынақтар жазуыңыз күтіледі.

Кодыңызды сынау процесімен танысу үшін сынақтармен ойнаңыз. Функцияларыңыз бен класстарыңыздың ең маңызды мінез-құлықтары үшін сынақтар жазыңыз, бірақ нақты себебіңіз болмаса, бастапқы жобаларда толық қамтуды мақсат етпеңіз.

Келіңіз, Бөтен планеталықтардың шабуылы деп аталатын ойын жасайық! Біз графиканы, анимацияны және тіпті дыбысты басқаратын, күрделі ойындарды құруды жеңілдететін қызықты, көңілді, қуатты Python модульдерінің жинағы Pygame-ді қолданамыз. Pygame экранға кескіндер салу, графика, қозғалыс сияқты тапсырмаларды автоматтандырады, және сіз ойын динамикасының жоғары деңгейлі логикасына барлық назарыңызды аудара аласыз.

Бұл тарауда сіз Pygame орнатасыз, содан кейін ойыншының енгізуіне жауап ретінде оңға және солға қозғалатын және оқ ататын зымырандық кеме жасайсыз. Келесі екі тарауда сіз атып-жою үшін өзге планеталықтар флотын жасайсыз, содан кейін пайдалануға болатын кемелер санына шектеу қою және табло қосу арқылы ойынды жетілдіруді жалғастырасыз.

Осы ойынды құрастыру кезінде сіз бірнеше файлды қамтитын үлкен жобаларды басқаруды үйренесіз. Біз жобаны ұйымдастыру және кодты тиімді ету үшін көптеген кодтарды қайта өңдеп, файл мазмұнын басқарамыз.

Ойын жасау - тіл үйрену кезінде көңіл көтерудің тамаша тәсілі. Өзіңіз жазған ойынды ойнау өте керемет сезім және қарапайым ойын жазу сізге кәсіпқойлардың ойындарды қалай жасайтыны туралы көп нәрсені үйретеді. Осы тараумен жұмыс істеу барысында әрбір код блогының жалпы ойынға қалай үлес қосатынын анықтау үшін кодты енгізіңіз және іске қосыңыз. Ойындарыңыздағы өзара әрекеттесуді жақсарту жолын жақсырақ түсіну үшін әртүрлі мәндер мен параметрлермен тәжірибе жасаңыз.

Жобаңызды жоспарлау

Үлкен жобаны құрып жатқанда, кодты жазуды бастамас бұрын жоспарды дайындау маңызды. Жоспарлау сіздің ой-көңіліңізді, назарыңызды жинақы етеді және жобаны аяқтау ықтималдығын арттырады.

Жалпы ойынның сипаттамасын жазайық. Төмендегі сипаттама Бөтен планеталықтардың шабуылының барлық мәліметтерін қамтымаса да, ол ойынды қалай бастау керектігі туралы нақты түсінік береді:

Alien Invasion ойынында ойыншы экранның төменгі ортасында пайда болатын зымырандық кемені басқарады. Ойыншы нұсқау пернелерін пайдаланып кемені оңға және солға жылжыта алады және бос орын пернесін пайдаланып оқ ата алады. Ойын басталған кезде, өзге планеталықтар флоты аспанды толтырып, экранның бойымен және төмен қарай жылжиды. Ойыншы өзге планеталықтарды атып, жояды. Егер ойыншы барлық өзге планеталықтарды жойса, алдыңғы флотқа қарағанда жылдамырақ қозғалатын жаңа флот пайда болады. кез-келген бөтен планеталық ойыншының кемесіне соқтығысса немесе экранның төменгі жағына жетсе, ойыншы кемеден айырылады. Ойыншы үш кемені жоғалтса, ойын аяқталады.

Бірінші әзірлеу кезеңінде ойыншы нұсқау пернелерін басқанда оңға және солға жылжи алатын кемені және бос орын пернесін басқан кезде оқтарды ататын кеме жасаймыз. Бұл әрекетті жасап болғаннан кейін біз өзге планеталықтарды жасап, ойынды нақтылай аламыз.

Pygame орнату

Кодтауды бастамас бұрын Pygame орнатыңыз. Біз мұны 11-тарауда pytest орнатқандай орындаймыз: pip көмегімен. 11-тарауды өткізіп алсаңыз, немесе еске түсіру қажет болса pip көмегімен pytest орнату бөлімін қараңыз.

Pygame-ді орнату үшін терминал шақыруында келесі пәрменді енгізіңіз:

$ python -m pip install --user pygame

Бағдарламаларды іске қосу немесе терминал сеансын бастау үшін python пәрменінен басқа пәрменді пайдалансаңыз, мысалы, python3, python орнына сол пәрменді пайдаланып жатқаныңызға көз жеткізіңіз.

Ойын жобасын бастау

Бос Pygame терезесін жасау арқылы ойын құруды бастаймыз. Кейінірек біз осы терезеде кеме және өзге планеталықтар сияқты ойын элементтерін саламыз. Сондай-ақ, біз ойынымыз пайдаланушының енгізуіне жауап беретін етеміз, фон түсін орнатамыз, кеме кескінін жүктейміз.

Pygame терезесін жасау және пайдаланушы енгізуіне жауап беру

Ойынды көрсету үшін класс жасау арқылы біз бос Pygame терезесін жасаймыз. Мәтіндік редакторда жаңа файл жасаңыз және оны alien_invasion.py ретінде сақтаңыз; содан кейін келесіні енгізіңіз:

alien_invasion.py

        import sys
        
        import pygame
        
        class AlienInvasion:
            """Ойын элементтерін және олардың әрекетін..."""
            """...басқаруға арналған жалпы сынып."""
        
            def __init__(self):
                """Ойынды инициализациялаңыз және ойын ресурстарын жасаңыз."""
        ❶         pygame.init()
        
        ❷         self.screen = pygame.display.set_mode((1200, 800))
                pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
        
            def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
        ❸         while True:
                    # Watch for keyboard and mouse events.
                    # Пернетақта мен тінтуір өзгерістерін қадағалау.
        ❹             for event in pygame.event.get():
        ❺                 if event.type == pygame.QUIT:
                            sys.exit()
        
                    # Make the most recently drawn screen visible.
                    # Ең соңғы салынған экранды көрсетіңіз.
        ❻             pygame.display.flip()
        
        if __name__ == '__main__':
            # Make a game instance, and run the game.
            ai = AlienInvasion()
            ai.run_game()

Біріншіден, sys және pygame модульдерін импорттаймыз. pygame модулінде ойын жасауға қажетті функциялар бар. Ойыншы шыққанда ойыннан шығу үшін sys модуліндегі құралдарды қолданамыз.

Alien Invasion AlienInvasion деп аталатын класс ретінде басталады. __init__() әдісінде pygame.init() функциясы Pygame дұрыс жұмыс істеуі үшін қажет фондық параметрлерді инициализациялайды ❶. Содан кейін біз ❷ дисплей терезесін жасау үшін pygame.display.set_mode() әдісін шақырамыз, осы дисплейге ойынның барлық графикалық элементтерін саламыз. Мұндағы (1200, 800) аргументі ойын терезесінің өлшемдерін анықтайтын кортеж болып табылады, оның ені 1200 пиксель және биіктігі 800 пиксель болады. (Бұл мәндерді дисплей өлшеміне байланысты реттеуге болады.) Біз бұл дисплей терезесін self.screen атрибутына тағайындаймыз, сондықтан ол класстағы барлық әдістерде қолжетімді болады.

Біз self.screen-ға тағайындаған нысан беті деп аталады. Pygame ішіндегі бет/surface ойын элементін көрсетуге болатын экранның бөлігі болып табылады. Ойынның әрбір элементі, мысалы бөтен планеталық немесе кеме, өзіндік бетте болады. display.set_mode() арқылы қайтарылған бет бүкіл ойын терезесін білдіреді. Ойынның анимациялық циклін іске қосқанда, бұл бет цикл арқылы әр өтуде қайта сызылып-салынады, сондықтан оны пайдаланушы енгізуі арқылы енгізілген кез-келген өзгерістермен жаңартуға болады.

Ойын run_game() әдісімен басқарылады. Бұл әдіс үздіксіз жұмыс істейтін while ❸ циклін қамтиды. while циклінде экран жаңартуларын басқаратын оқиғалар циклі мен код бар. Оқиға/event — пайдаланушының ойын ойнау кезінде пернені басу немесе тінтуірді жылжыту сияқты әрекеті. Бағдарламамыздың оқиғаларға жауап беруі үшін оқиғаларды тыңдау үшін оқиға циклін жазамыз және орын алған оқиғалар түріне байланысты тиісті тапсырмаларды орындаймыз. ❹ for циклі while циклінің ішінде кірістірілген оқиға циклі болып табылады.

Pygame анықтайтын оқиғаларға қол жеткізу үшін pygame.event.get() функциясын қолданамыз. Бұл функция осы функция соңғы рет шақырылғаннан бері орын алған оқиғалардың тізімін қайтарады. Кез-келген пернетақта немесе тінтуір оқиғасы осы for циклінің іске қосылуына себеп болады. Цикл ішінде біз нақты оқиғаларды анықтау және оларға жауап беру үшін if амалдарының қатарын жазамыз. Мысалы, ойыншы ойын терезесінің жабу түймесін басқанда, pygame.QUIT оқиғасы көрінеді және біз ойынынан шығу үшін sys.exit() әдісін шақырамыз ❺.

pygame.display.flip() ❻ әдісіне шақыру жасау Pygame-ге соңғы салынған экранды көрсетуді ұсынады. Бұл жағдайда ол жай ғана while циклі арқылы әрбір өтуде бос экранды сызып, ескі экранды өшіреді, осылайша тек жаңа экран көрінеді. Ойын элементтерін жылжытқанда, pygame.display.flip() ойын элементтерінің жаңа орындарын көрсету және ескілерін жасыру үшін дисплейді үнемі жаңартып, бірқалыпты қозғалыс елесін жасайды.

Файлдың соңында біз ойынның данасын жасаймыз, содан кейін run_game() шақырамыз. Біз run_game() файлын тікелей шақырғанда ғана іске қосылатын if блогына орналастырамыз. Осы alien_invasion.py файлын іске қосқан кезде бос Pygame терезесін көресіз.

Кадр жиілігін басқару

Ойынымыз жақсы жұмыс істеу үшін оның жалдамдығы-frame rate барлық жүйелерде бердей орындалуы керек. Бірнеше жүйеде жұмыс істей алатын ойынның кадр жиілігін басқару күрделі мәселе, бірақ Pygame бұл мақсатқа жетудің салыстырмалы түрде қарапайым әдісін ұсынады. Біз сағат жасаймыз және бағдарлама негізгі цикл арқылы әр өткенде сағат бір жылжуын қамтамасыз етеміз. Егер цикл біз анықтаған жылдамдықтан тез өңделіп кетсе, Pygame ойын тұрақты жылдамдықпен жұмыс істеуі үшін үзіліс уақытын есептеп, керекті үзілісті жасайды.

Сағатты __init__() әдісімен анықтаймыз:

alien_invasion.py

            def __init__(self):
                """Ойынды инициализациялаңыз және ойын ресурстарын жасаңыз."""
                pygame.init()
                self.clock = pygame.time.Clock()
                --snip/код үзіндісі--

pygame инициализациясынан кейін pygame.time модулінен Clock класының данасын жасаймыз. Содан кейін run_game() ішіндегі while циклінің соңында сағат белгісін қоямыз:

            def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
                    --snip/код үзіндісі--
                    pygame.display.flip()
                    self.clock.tick(60)

tick() әдісі бір аргумент алады: ойынға арналған кадр жиілігі/frame rate. Мұнда біз 60 мәнін пайдаланып жатырмыз, сондықтан Pygame циклды секундына дәл 60 рет орындау үшін барын салады.

Фон түсін орнату

Pygame әдепкі бойынша қара экран жасайды, бірақ бұл қызықсыз. Басқа фон түсін орнатайық. Мұны __init__() әдісінің соңында орындаймыз.

alien_invasion.py

            def __init__(self):
                --snip/код үзіндісі--
                pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
        
                # Set the background color.
        ❶         self.bg_color = (230, 230, 230)
        
            def run_game(self):
                --snip/код үзіндісі--
                    for event in pygame.event.get():
                        if event.type == pygame.QUIT:
                            sys.exit()
        
                    # Redraw the screen during each pass through the loop.
        ❷             self.screen.fill(self.bg_color)
        
                    # Make the most recently drawn screen visible.
                    pygame.display.flip()
                    self.clock.tick(60)

Pygame-дегі түстер RGB түстері ретінде көрсетілген: қызыл, жасыл және көктің араласуы. Әрбір түс мәні 0 мен 255 аралығында болуы мүмкін. Түс мәні (255, 0, 0) қызыл, (0, 255, 0) жасыл және (0, 0, 255) көк. 16 миллион түске дейін жасау үшін әртүрлі RGB мәндерін араластыруға болады. Түс мәні (230, 230, 230) қызыл, көк және жасыл түстерді бірдей мөлшерде араластырады, бұл ашық сұр фондық түс береді. Біз бұл түсті self.bg_color ❶ түріне тағайындаймыз.

Біз бетке әсер ететін fill() ❷ әдісі арқылы экранды фон түсімен толтырамыз, және бұл әдіс бір ғана аргумент қабылдайды: түс.

Баптау/Settings классын жасау

Ойынға жаңа функцияларды қосқан сайын сәйкесінше біз әдетте жаңа баптауларды жасаймыз. Баптауларды бүкіл код ішіне араластырып қосудың орнына, осы мәндердің барлығын бір жерде сақтау үшін Settings деп аталатын классты қамтитын settings деп аталатын модуль жазайық. Бұл тәсіл бізге жеке баптауға қол жеткізу керек болған кез-келген сәтте бір ғана settings нысанымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл сонымен қатар жобамыз өсіп келе жатқанда ойынның сыртқы түрі мен әрекетін өзгертуді жеңілдетеді. Ойынды өзгерту үшін жоба ішіндегі әртүрлі баптауларды іздеудің орнына, біз қазір жасайтын settings.py ішіндегі сәйкес мәндерді өзгерте саламыз.

alien_invasion каталогыңызда settings.py атты жаңа файл жасаңыз және осы бастапқы Settings классын қосыңыз:

settings.py

        class Settings:
            """Alien Invasion ойынына қажетті барлық баптауларды сақтауға арналған класс."""
        
            def __init__(self):
                """Ойын параметрлерін инициализациялау."""
                # Screen settings
                self.screen_width = 1200
                self.screen_height = 800
                self.bg_color = (230, 230, 230)

Жобада Settings данасын жасау және оны баптауларымызға кіруге пайдалану үшін alien_invasion.py файлын келесідей өзгерту керек:

alien_invasion.py

        --snip/код үзіндісі--
        import pygame
        
        from settings import Settings
        
        class AlienInvasion:
            """Ойын элементтері мен әрекетін басқаруға арналған жалпы клас."""
        
            def __init__(self):
                """Ойынды инициализациялаңыз және ойын ресурстарын жасаңыз."""
                pygame.init()
                self.clock = pygame.time.Clock()
        ❶         self.settings = Settings()
        
        ❷         self.screen = pygame.display.set_mode(
                    (self.settings.screen_width, self.settings.screen_height))
                pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
        
            def run_game(self):
                    --snip/код үзіндісі--
                    # Redraw the screen during each pass through the loop.
        ❸             self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        
                    # Make the most recently drawn screen visible.
                    pygame.display.flip()
                    self.clock.tick(60)
        --snip/код үзіндісі--

Біз Settings негізгі бағдарлама файлына импорттаймыз. Содан кейін Settings данасын жасаймыз және оны self.settings ❶ параметріне тағайындаймыз, pygame.init() әдісін шақырғаннан кейін. Ойын ❷ экранын жасағанда, біз self.settings-тің screen_width және screen_height атрибуттарын қолданамыз, содан кейін біз экранды түспен бояу кезінше фон түсіне қол жеткізу үшін тағы да ❸ self.settings-ті қолданамыз.

Енді alien_invasion.py қолданбасын іске қосқан кезде сіз әлі ешбір өзгерістерді көрмейсіз, себебі біз бұрыннан қолданып жүрген параметрлерді басқа жерге көшірдік. Енді экранға жаңа элементтер қосуға дайынбыз.

Кеме кескінін қосу

Кемені ойынымызға қосайық. Ойыншының кемесін экранға салу үшін біз кескінді жүктейміз, содан кейін суретті салу үшін Pygame blit() әдісін қолданамыз.

Ойындарыңыз үшін өнер туындысын таңдағанда, лицензиялауға назар аударыңыз. Бастаудың ең қауіпсіз және ең арзан жолы - https://opengameart.org сияқты веб-сайттан пайдалануға және өзгертуге болатын еркін лицензияланған графиканы пайдалану.

Ойыныңызда кескін файлының кез-келген түрін дерлік пайдалана аласыз, бірақ нүктелік кескінді (.bmp) пайдаланған кезде бұл оңайырақ, себебі Pygame растрлық (bitmaps) кескіндерді әдепкі бойынша жүктейді. Pygame қолданбасын басқа файл түрлерін пайдалану үшін конфигурациялауға болады, бірақ кейбір файл түрлері компьютерде орнатылуы керек белгілі бір кескін кітапханаларын талап етеді. Сіз табатын кескіндердің көпшілігі .jpg немесе .png пішімінде, бірақ оларды Photoshop, GIMP және Paint сияқты құралдарды пайдаланып нүктелік кескіндерге (bitmaps) түрлендіруге болады.

Таңдалған суреттегі фон түсіне ерекше назар аударыңыз. Кескін өңдегішін пайдаланып, кез-келген фон түсімен ауыстыруға болатын мөлдір немесе біркелкі түс фоны бар файлды табуға тырысыңыз. Кескіннің өң түсі ойыныңыздың өң түсіне сәйкес келсе, ойындарыңыз жақсы көрінеді. Немесе ойынның фонын кескіннің фонымен сәйкестендіруге болады.

Alien Invasion үшін ship.bmp файлын пайдалана аласыз (12-сурет -1), ол осы кітаптың https://ehmatthes.github.io/pcc_3e сайтындағы ресурстарында қолжетімді. Файлдың өң түсі осы жобада қолданып жатқан параметрлерге сәйкес келеді. Негізгі alien_invasion жоба каталогының ішінде images деп аталатын каталогты жасаңыз. ship.bmp файлын images каталогына сақтаңыз.

Кеме классын жасау

Кеме үшін суретті таңдағаннан кейін оны экранда көрсету керек. Біздің кемені пайдалану үшін біз Ship классын қамтитын жаңа ship модулін жасаймыз. Бұл класс ойыншы кемесінің әрекетінің көп бөлігін басқарады:

ship.py

        import pygame
        
        class Ship:
            """Кемені басқаруға арналған клас"""
        
            def __init__(self, ai_game):
                """Кемені инициализациялаңыз және оның бастапқы орнын орнатыңыз."""
        ❶         self.screen = ai_game.screen
        ❷         self.screen_rect = ai_game.screen.get_rect()
        
                # Кеме кескінін жүктеңіз және оның тіктөртбұрышын алыңыз
        ❸         self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')
                self.rect = self.image.get_rect()
        
                # Әрбір жаңа кемені экранның төменгі ортасынан бастаңыз.
        ❹         self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        
        ❺     def blitme(self):
                """Кемені қазіргі орнында сызыңыз."""
                self.screen.blit(self.image, self.rect)

Pygame тиімді, себебі ол барлық ойын элементтерін тіктөртбұрыштар(rects) сияқты өңдеуге мүмкіндік береді, тіпті олардың пішіні тіктөртбұрыштар сияқты болмаса да. Элементті тіктөртбұрыш ретінде қарастыру тиімді, себебі тіктөртбұрыштар қарапайым геометриялық фигуралар. Pygame екі ойын элементінің соқтығысқан-соқтығыспағанын анықтау қажет болғанда, мысалы, ол әрбір нысанды тіктөртбұрыш ретінде қарастырса, мұны жылдамырақ жасай алады. Осы тәсілдің жеткілікті жақсы жұмыс істеуіне байланысты ойыншылар біздің ойын элементтерінің нақты пішінімен жұмыс жасап жоқ екенімізді байқамайды. Бұл класста кеме мен экранды төртбұрыштар ретінде қарастырамыз.

Классты анықтамас бұрын pygame модулін импорттаймыз. Ship класының __init__() әдісі екі параметрді қабылдайды: self сілтемесі және AlienInvasion класының ағымдағы данасына сілтеме. Бұл Ship қолданбасына AlienInvasion ішінде анықталған барлық ойын ресурстарын қолжетімді етеді. Содан кейін экранды Ship ❶ атрибутына тағайындаймыз, осылайша біз оған осы кластағы барлық әдістерде оңай қол жеткізе аламыз. Біз экранның rect атрибутына get_rect() әдісі арқылы қол жеткіземіз және оны self.screen_rect ❷ -ге тағайындаймыз. Бұл бізге кемені экранда дұрыс орынға қоюға мүмкіндік береді.

Кескінді жүктеу үшін pygame.image.load() ❸ әдісін шақырамыз және оған кеменің суреті сақталған каталог орнын береміз. Бұл функция кемені көрсететін бетті/surface қайтарады, оны біз self.image-ге тағайындаймыз. Кескін жүктелген кезде, біз кеме бетінің rect атрибутына қол жеткізу үшін get_rect() шақырамыз, осылайша оны кейін кемені орналастыру үшін пайдалана аламыз.

Сіз rect нысанымен жұмыс істегенде, осы нысанды терезеде орналастыру-жылжыту үшін жоғарғы, төменгі, сол және оң жақ ұштарының, сондай-ақ орта нүктесінің x- және y- координаталарын пайдалана аласыз. rect-тің ағымдағы орнын орнату үшін осы мәндердің кез-келгенін жазып-орнатуға болады. Ойын элементін ортаға қойатын болсаңыз, rect атрибуттарының center, centerx немесе centery атрибуттарымен жұмыс істеңіз. Экранның шетінде жұмыс істегенде, top/жоғарғы, bottom/төменгі, left/сол немесе right/оң жақ атрибуттарымен жұмыс жасаңыз. Сондай ақ, осы қасиеттерді біріктіретін midbottom, midtop, midleft және midright сияқты атрибуттар да бар. rect көлденең немесе тік орналасуын реттеп жатқанда, сіз жай ғана x және y атрибуттарын пайдалана аласыз, мұндай x- және y-оның жоғарғы сол жақ бұрышының координаталары. Бұл атрибуттар ойын әзірлеушілері бұрын қолмен жасайтын есептеулерді орындаудан құтқарады және сіз оларды жиі пайдаланасыз.

Кемені экранның төменгі ортасына орналастырамыз. Ол үшін self.rect.midbottom ❹ мәні экранның rect нысанының midbottom атрибутына сәйкес болсын. Pygame осы rect атрибуттарын кеме кескінін терезенің қақ ортасында және экранның төменгі жағымен қатарлас етіп орналастыру үшін пайдаланады.

Соңында, біз ❺ bltime әдісін анықтаймыз, ол self.rect арқылы көрсетілген позицияда кескінді экранға салады.

Кемені экранға салу

Енді alien_invasion.py файлын жаңартайық, сонда ол кеме жасайды және кеменің blitme() әдісін шақырады:

alien_invasion.py

        --snip/код үзіндісі--
        from settings import Settings
        from ship import Ship
        
        class AlienInvasion:
            """Ойын активтері мен мінез-құлқын басқаруға арналған жалпы сынып."""
        
            def __init__(self):
                --snip/код үзіндісі--
                pygame.display.set_caption("Alien Invasion")
        
        ❶         self.ship = Ship(self)
        
            def run_game(self):
                    --snip/код үзіндісі--
                    # Redraw the screen during each pass through the loop.
                    self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        ❷             self.ship.blitme()
        
                    # Make the most recently drawn screen visible.
                    pygame.display.flip()
                    self.clock.tick(60)
        --snip/код үзіндісі--

Біз Ship импорттаймыз, содан кейін экран жасалғаннан кейін Ship данасын жасаймыз ❶. Ship() шақыру бір аргументті қажет етеді: AlienInvasion данасы. Мұндағы self аргументі AlienInvasion ағымдағы данасына сілтеме жасайды. Бұл Ship-ке ойын ресурстарын қолжетімді ететін параметр, screen объектісі сияқты. Біз бұл Ship данасын self.ship-ке тағайындаймыз.

Фонды біркелкі түске бояп-толтырғаннан кейін, біз ship.blitme() әдісін шақыру арқылы экранда кеменің суретін саламыз, осылайша кеме фон қабатының үсінде пайда болады ❷.

alien_invasion.py қолданбасын қазір іске қосқан кезде, төменде көрсетілгендей зымыран кемесі орналасқан бос ойын экранын көресіз.12-2-сурет.

Refactoring: The _check_events() and _update_screen() Methods

Үлкен жобаларда қосымша код қоспас бұрын жазған кодты жиі қайта өңдейсіз. Рефакторинг сіз жазған кодтың құрылымын жеңілдетеді және оның үстінен құруды жеңілдетеді. Бұл бөлімде біз ұзарып бара жатқан run_game() әдісін екі көмекші әдіске бөлеміз. Helper method/Көмекші әдіс класс ішінде жұмыс істейді, бірақ класстан тыс кодпен пайдалануға арналмаған. Python тілінде бір астын сызумен басталатын әдіс - көмекші әдіс екенін білдіреді.

_check_events() әдісі

Оқиғаларды басқаратын кодты _check_events() деп аталатын бөлек әдіске жылжытамыз. Бұл run_game()-ді жеңілдетеді және оқиғаларды басқару циклін оқшаулайды. Оқиғалар циклін оқшаулау экранды жаңарту сияқты оқиғаларды ойынның басқа аспектілерінен бөлек басқаруға мүмкіндік береді.

Міне, жаңа _check_events() әдісі бар AlienInvasion классы, ол тек run_game() ішіндегі кодқа әсер етеді:

alien_invasion.py

            def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
        ❶             self._check_events()
        
                    # Redraw the screen during each pass through the loop.
                    --snip/код үзіндісі--
        
        ❷     def _check_events(self):
                """Пернелерді басу және тінтуір оқиғаларына жауап беру."""
                for event in pygame.event.get():
                    if event.type == pygame.QUIT:
                        sys.exit()

Біз жаңа _check_events() әдісін ❷ жасаймыз және "ойыншы терезені жабу нүктесін басты ма" соны тексеретін код жолдарын осы әдіске жылжытамыз.

Кластың ішінен әдісті шақыру үшін ❶ self айнымалысы және әдіс атауын нүкте белгісі арқылы пайдаланыңыз. Әдісті run_game() ішіндегі while циклінің ішінен шақырамыз.

_update_screen() әдісі

run_game() нұсқасын одан әрі жеңілдету үшін экранды жаңарту кодын _update_screen() деп аталатын бөлек әдіске жылжытамыз:

alien_invasion.py

            def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
                    self._check_events()
                    self._update_screen()
                    self.clock.tick(60)
        
            def _check_events(self):
                --snip/код үзіндісі--
        
            def _update_screen(self):
            """Экрандағы кескіндерді жаңартыңыз және жаңа экранға өтіңіз."""
                self.screen.fill(self.settings.bg_color)
                self.ship.blitme()
        
                pygame.display.flip()

Біз фон мен кемені салатын кодты және экранды айналдыратын кодты _update_screen() көмекші әдісіне жылжыттық. Енді run_game() ішіндегі негізгі циклдің денесі әлдеқайда қарапайым. Циклдың әр өтуінде жаңа оқиғалардың болған-болмағанын қадағалайтынымызды, экранды жаңартып жатқанымызды және сағаттың тикат етіп өтіп жатқанын түсіну оңай.

Егер сіз бірнеше ойын жасап қойған болсаңыз, кодты осындай әдістерге бөлуден бастаған боларсыз. Бірақ мұндай жобамен ешқашан айналыспаған болсаңыз, бастапқыда кодты қалай құрылымдау керектігін білмеуіңіз мүмкін. Бұл тәсіл сізге нақты код жазу процесі туралы түсінік береді: сіз кодты мүмкіндігінше қарапайым жаза бастайсыз, содан кейін жобаңыз күрделене түскен сайын оны қайта өңдейсіз.

Енді біз жаңа код жолдарын қосуды жеңілдету үшін рефакторинг жасап болған соң, біз ойынның динамикалық аспектілерімен жұмыс істей аламыз!

Кемені "ұшырып-басқару"

Одан кейін біз ойыншыға кемені оңға және солға жылжыту мүмкіндігін береміз. Ойыншы оң немесе сол жақ көрсеткі пернесін басқанда жауап беретін кодты жазамыз. Біз алдымен оңға қарай қозғалысқа назар аударамыз, содан кейін солға қарай қозғалысты басқару үшін бірдей принциптерді қолданамыз. Бұл кодты қосқанда, экрандағы кескіндердің қозғалысын басқаруды және пайдаланушы енгізуіне жауап беруді үйренесіз.

Пернені басуға жауап беру

Ойыншы пернені басқанда, сол пернені басу Pygame жүйесінде оқиға ретінде тіркеледі. Әрбір оқиға pygame.event.get() әдісі арқылы алынады. Біз _check_events() әдісімізде ойында қандай оқиғаларды тексергіміз келетінін көрсетуіміз керек. Әрбір пернені басу KEYDOWN оқиғасы ретінде тіркеледі.

Pygame KEYDOWN оқиғасын анықтаған кезде, басылған перне белгілі бір әрекетті тудыратын перне екенін тексеруіміз керек. Мысалы, егер ойыншы оң жақ көрсеткі пернесін басса, кемені оңға жылжыту үшін кеменің rect.x мәнін арттырғымыз келеді:

alien_invasion.py

            def _check_events(self):
                """Пернелерді басу және тінтуір оқиғаларына жауап беру."""
                for event in pygame.event.get():
                    if event.type == pygame.QUIT:
                        sys.exit()
        ❶             elif event.type == pygame.KEYDOWN:
        ❷                 if event.key == pygame.K_RIGHT:
                            # Move the ship to the right.
        ❸                     self.ship.rect.x += 1

_check_events() функция ішіндегі оқиғалар цикліне (event loop) ❶ elif блогын қосамыз, ол Pygame KEYDOWN оқиғасын анықтағанда сол әрекетке кері әрекетпен жауап береді. Басылған перне, event.key, оң жақ көрсеткі ❷ ме, соны тексереміз. Оң жақ көрсеткі перне pygame.K_RIGHT арқылы көрсетіледі. Оң жақ көрсеткі пернесі басылған болса, self.ship.rect.x мәнін 1-ге ❸ арттыру арқылы кемені оңға жылжытамыз.

Қазір alien_invasion.py іске қосылғанда, оң жақ көрсеткі пернесін басқан сайын кеме оңға бір пиксельге жылжуы керек. Бұл бастама, және кемені басқарудың тиімді жолы емес. Үздіксіз қозғалысқа рұқсат беру арқылы бұл басқаруды жақсартайық.

Үздіксіз қозғалысқа рұқсат ету

Ойыншы оң жақ көрсеткі пернесін басып тұрғанда, ойыншы пернені босатып-жібермегенше кеменің оң жақ бағытта қозғалуын қалаймыз. Ойынның pygame.KEYUP оқиғасын анықтауын қамтамасыз етеміз, осылайша оң жақ көрсеткі перненің қашан босатылғанын білеміз; содан кейін үздіксіз қозғалысты жүзеге асыру үшін KEYDOWN және KEYUP оқиғаларын moving_right деп аталатын жалаушамен бірге қолданамыз.

moving_right жалауы False болғанда, кеме қозғалыссыз болады. Ойыншы оң жақ көрсеткі пернесін басқанда, жалаушаны True күйіне орнатамыз, ал ойыншы пернені босатқанда, жалаушаны қайтадан False күйіне орнатамыз.

Ship классы кеменің барлық атрибуттарын басқарады, сондықтан біз оған moving_right жалауының күйін тексеру үшін moving_right деп аталатын атрибутты және update() әдісін береміз. update() әдісі жалауша True күйіне орнатылған болса, кеменің орнын өзгертеді. Біз бұл әдісті кеменің орнын жаңарту үшін while циклі арқылы әр өткенде бір рет шақырамыз.

Ship класындағы код өзгертулері манандай:

ship.py

        class Ship:
            """Кемені басқаруға арналған сынып."""
        
            def __init__(self, ai_game):
                --snip/код үзіндісі--
                # Start each new ship at the bottom center of the screen.
                self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        
                # Movement flag; start with a ship that's not moving.
        ❶         self.moving_right = False
        
        ❷     def update(self):
                """Қозғалыс жалауы негізінде кеменің орнын жаңарту."""
                if self.moving_right:
                    self.rect.x += 1
        
            def blitme(self):
                --snip/код үзіндісі--

Біз self.moving_right атрибутын __init__() әдісіне қосамыз және оны бастапқыда False мәніне орнатамыз ❶. Одан кейін жалау True болса, кемені оңға жылжытатын update() қосамыз ❷. update() әдісі класстан тыс шақырылады, сондықтан ол көмекші әдіс болып саналмайды.

Енді біз _check_events() параметрін өзгертуіміз керек, осылайша moving_right оң жақ көрсеткі пернесін басқанда True және перне босатылған кезде False мәніне орнатылады:

alien_invasion.py

            def _check_events(self):
                """Пернелерді басу және тінтуір оқиғаларына жауап беру."""
                for event in pygame.event.get():
                    --snip/код үзіндісі--
                    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                        if event.key == pygame.K_RIGHT:
        ❶                     self.ship.moving_right = True
        ❷             elif event.type == pygame.KEYUP:
                        if event.key == pygame.K_RIGHT:
                            self.ship.moving_right = False

Бұл жерде біз ойыншы оң жақ көрсеткі пернесін басқан кезде ойынның қалай жауап беретінін өзгертеміз: кеменің орнын пиксельдеп тікелей өзгертудің орнына, біз жәй ғана ❶ moving_right мәнін True-ге өзгерте салдық. Содан кейін біз KEYUP оқиғаларына ❷ жауап беретін жаңа elif блогын қосамыз. Ойыншы оң жақ көрсеткі пернесін (K_RIGHT) босатқанда, біз moving_right параметрін False күйіне орнатамыз.

Келесі, run_game() ішіндегі while циклін өзгертеміз, осылайша ол цикл арқылы әрбір өтуде кеменің update() әдісін шақырады:

alien_invasion.py

             def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
                    self._check_events()
                    self.ship.update()
                    self._update_screen()
                    self.clock.tick(60)

Кеменің орны пернетақта оқиғаларын тексергеннен кейін және экранды жаңарту алдында жаңартылады. Бұл ойыншының енгізуіне жауап ретінде кеменің орнын жаңартуға мүмкіндік береді және кемені экранға салу кезінде жаңартылған орынның қолданылуын қамтамасыз етеді.

alien_invasion.py файлын іске қосып, оң жақ көрсеткі пернесін басып тұрғанда, сіз кілтті босатқанша кеме үздіксіз оңға қарай жылжуы керек.

Солға және оңға жылжыту

Енді кеме үздіксіз оңға қарай жылжи алатындықтан, солға қозғалыс қосу оңай. Тағы да, біз Ship классын және _check_events() әдісін өзгертеміз. Мұнда __init__() және update() үшін Ship ішіндегі тиісті өзгерістер берілген:

ship.py

            def __init__(self, ai_game):
                --snip/код үзіндісі--
                # Movement flags; start with a ship that's not moving.
                self.moving_right = False
                self.moving_left = False
        
            def update(self):
                """Қозғалыс жалаулары негізінде кеменің орнын жаңарту."""
                if self.moving_right:
                    self.rect.x += 1
                if self.moving_left:
                    self.rect.x -= 1

__init__() ішінде біз self.moving_left жалауын қосамыз. update() жүйесінде кеменің rect.xelif қолдансақ, оң жақ көрсеткі перне әрқашан басымдыққа ие болады. Екі if блогын пайдалану, ойыншы бағытты өзгерткен кезде екі пернені де бір сәт басып тұруы мүмкін болғанда, қозғалыстарды дәлірек етеді.

Біз _check_events() файлына екі толықтыру енгізуіміз керек:

alien_invasion.py

            def _check_events(self):
                """Пернелерді басу және тінтуір оқиғаларына жауап беру."""
                for event in pygame.event.get():
                    --snip/код үзіндісі--
                    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                        if event.key == pygame.K_RIGHT:
                            self.ship.moving_right = True
                        elif event.key == pygame.K_LEFT:
                            self.ship.moving_left = True
        
                    elif event.type == pygame.KEYUP:
                        if event.key == pygame.K_RIGHT:
                            self.ship.moving_right = False
                        elif event.key == pygame.K_LEFT:
                            self.ship.moving_left = False

Егер K_LEFT пернесі үшін KEYDOWN оқиғасы орын алса, moving_left мәнін True мәніне орнатамыз. K_LEFT пернесі үшін KEYUP оқиғасы орын алса, moving_left мәнін False мәніне орнатамыз. Мұнда біз elif блоктарын пайдалана аламыз, себебі әрбір оқиға тек бір кілтке қосылған. Ойнатқыш екі пернені бірден басса, екі бөлек оқиға анықталады.

Қазір alien_invasion.py іске қосылғанда, кемені үздіксіз оңға және солға жылжыту мүмкіндігіңіз болуы керек. Екі пернені басып тұрсаңыз, кеме қозғалысын тоқтатуы керек.

Кейін кеменің қозғалысын одан әрі нақтылайтын боламыз. Кеменің жылдамдығын реттеп, экранның шетіне жеткенде жоғалып кетпес үшін оның қаншалықты қозғала алатынын шектейік.

Кеме жылдамдығын реттеу

Қазір кеме while циклі арқылы цикл сайын бір пиксельді жылжытады, бірақ біз Settings классына ship_speed атрибутын қосу арқылы кеме жылдамдығын жақсырақ басқара аламыз. Біз бұл атрибутты цикл арқылы әрбір өтуде кемені қаншалықты жылжыту керектігін анықтау үшін қолданамыз. Міне, settings.py ішіндегі жаңа атрибут:

settings.py

        class Settings:
            """Жат планеталық шабуылға арналған барлық параметрлерді сақтауға арналған сынып."""
        
            def __init__(self):
                --snip/код үзіндісі--
        
                # Ship settings
                self.ship_speed = 1.5

Біз ship_speed бастапқы мәнін 1,5 етіп орнаттық. Кеме қазір қозғалғанда, оның орны цикл арқылы әр өту кезінде 1,5 пикселге (1 пиксельге емес) өзгертіледі.

Ойынның қарқын-жылдамдығын кейінірек арттырған кезде кеме жылдамдығын жақсырақ басқаруға мүмкіндік беру үшін жылдамдық параметрі үшін біз қазір бөлшек сан қолданамыз. Дегенмен, x сияқты rect атрибуттары тек бүтін мәндерді сақтайды, сондықтан Ship-ке кейбір өзгертулер енгізу керек:

ship.py

        class Ship:
            """Кемені басқаруға арналған сынып."""
        
            def __init__(self, ai_game):
                """Кемені инициализациялаңыз және оның бастапқы орнын орнатыңыз."""
                self.screen = ai_game.screen
        ❶         self.settings = ai_game.settings
                --snip/код үзіндісі--
        
                # Start each new ship at the bottom center of the screen.
                self.rect.midbottom = self.screen_rect.midbottom
        
                # Store a float for the ship's exact horizontal position.
        ❷         self.x = float(self.rect.x)
        
                # Movement flags; start with a ship that's not moving.
                self.moving_right = False
                self.moving_left = False
        
            def update(self):
                """Қозғалыс жалаулары негізінде кеменің орнын жаңарту."""
                # Update the ship's x value, not the rect.
                if self.moving_right:
        ❸             self.x += self.settings.ship_speed
                if self.moving_left:
                    self.x -= self.settings.ship_speed
        
                # Update rect object from self.x.
        ❹         self.rect.x = self.x
        
            def blitme(self):
                --snip/код үзіндісі--

Біз Ship үшін settings атрибутын жасаймыз, сондықтан оны update() ❶ -да пайдалана аламыз. Біз кеменің орнын пикселдің бөліктері бойынша реттеп жатқандықтан, позицияны оған тағайындалған қалқымалы мәнге ие айнымалыға тағайындауымыз керек. rect атрибутын орнату үшін float пайдалана аласыз, бірақ rect сол мәннің бүтін бөлігін ғана сақтайды. Кеменің орнын дәл қадағалау үшін біз жаңа self.x ❷ анықтаймыз. self.rect.x мәнін қалқымалы мәнге түрлендіру және бұл мәнді self.x мәніне тағайындау үшін float() функциясын қолданамыз.

Енді update() ішіндегі кеме орнын өзгерткен кезде, self.x мәні settings.ship_speed ішінде сақталған сомаға реттеледі.❸. self.x жаңартылғаннан кейін, кеме орнын басқаратын self.rect.x жаңарту үшін жаңа мәнді пайдаланамыз.❹. self.x файлының бүтін бөлігі ғана self.rect.x-ге тағайындалады, бірақ бұл кемені көрсету үшін жақсы.

Енді біз ship_speed мәнін өзгерте аламыз және 1-ден жоғары кез-келген мән кемені жылдамырақ жылжытады. Бұл кеменің бөгде планеталықтарды атып түсіру үшін жеткілікті жылдам әрекет етуіне көмектеседі және ойыншы геймплей барысында алға жылжып жатқанда ойын қарқынын өзгертуге мүмкіндік береді.

Кеменің ауқымын шектеу

Кодтың қазіргі жағдайында көрсеткі пернені тым ұзақ басып тұрсаңыз, кеме экранның екі шетінен де жоғалып кетеді. Кеме экранның шетіне жеткенде қозғалысын тоқтататындай етіп түзетейік. Біз мұны update() әдісін Ship ішінде өзгерту арқылы жасаймыз:

ship.py

            def update(self):
                """Қозғалыс жалаулары негізінде кеменің орнын жаңарту."""
                # Update the ship's x value, not the rect.
        ❶         if self.moving_right and self.rect.right < self.screen_rect.right:
                    self.x += self.settings.ship_speed
        ❷         if self.moving_left and self.rect.left > 0:
                    self.x -= self.settings.ship_speed
        
                # Update rect object from self.x.
                self.rect.x = self.x

Бұл код self.x мәнін өзгертпес бұрын кеменің орнын тексереді. self.rect.right коды кеменің rect оң жақ жиегінің x- координатын қайтарады. Бұл мән self.screen_rect.right қайтарған мәннен аз болса, кеме экранның оң жақ шетіне жеткен жоқ ❶. Сол жақ жиекке де солай болады: егер rect сол жағының мәні 0-ден үлкен болса, кеме экранның сол жақ жиегіне жетпеген ❷. Бұл self.x мәнін реттемес бұрын кеменің осы шектерде болуын қамтамасыз етеді.

Қазір alien_invasion.py іске қосылғанда, кеме экранның кез-келген шетінде қозғалуды тоқтатуы керек. Бұл өте керемет; біз тек if амалынане шартты сынақты қостық, бірақ кеме экранның екі шетіндегі қабырғаға немесе күш өрісіне соғылғандай әсер қалдырады!

_check_events() қайта өңдеу

Ойынның дамуын жалғастырған сайын _check_events() әдісі ұзарады, сондықтан _check_events() әдісін екі бөлек әдіске бөлейік: біреуі KEYDOWN оқиғаларын өңдейді және екіншісі KEYUP оқиғаларын өңдейді:

alien_invasion.py

            def _check_events(self):
                """Пернелерді басу және тінтуір оқиғаларына жауап беру."""
                for event in pygame.event.get():
                    if event.type == pygame.QUIT:
                        sys.exit()
                    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
                        self._check_keydown_events(event)
                    elif event.type == pygame.KEYUP:
                        self._check_keyup_events(event)
        
            def _check_keydown_events(self, event):
                """Пернелерді басуға жауап беру."""
                if event.key == pygame.K_RIGHT:
                    self.ship.moving_right = True
                elif event.key == pygame.K_LEFT:
                    self.ship.moving_left = True
        
            def _check_keyup_events(self, event):
                """Негізгі шығарылымдарға жауап беру."""
                if event.key == pygame.K_RIGHT:
                    self.ship.moving_right = False
                elif event.key == pygame.K_LEFT:
                    self.ship.moving_left = False

Біз екі жаңа көмекші әдіс жасаймыз: _check_keydown_events() және _check_keyup_events(). Әрқайсысына self параметрі және event параметрі қажет. Бұл екі әдістің денесі _check_events() ішінен көшірілді және біз ескі кодты жаңа әдістерге шақырулармен ауыстырдық. _check_events() әдісі енді осы таза код құрылымымен оңайырақ, бұл ойыншы енгізуіне әрі қарай жауаптарды әзірлеуді жеңілдетеді.

Шығу үшін Q пернесін басу

Енді біз пернелерді басуға тиімді жауап беріп жатқандықтан, ойыннан шығудың басқа жолын қоса аламыз. Жаңа мүмкіндікті сынаған сайын ойынды аяқтау үшін ойын терезесінің жоғарғы жағындағы X түймесін басу жалықтырады, сондықтан ойыншы Q түймесін басқанда ойынды аяқтау үшін пернелер тіркесімін қосамыз:

alien_invasion.py

            def _check_keydown_events(self, event):
                --snip/код үзіндісі--
                elif event.key == pygame.K_LEFT:
                    self.ship.moving_left = True
                elif event.key == pygame.K_q:
                    sys.exit()

_check_keydown_events() ішінде біз ойыншы Q пернесін басқанда ойынды аяқтайтын жаңа блок қосамыз. Енді тестілеу кезінде, жабу үшін жүгіргіні пайдаланудың орнына ойынды жабу үшін Q түймесін басуға болады. терезе.

Ойынды толық экран режимінде іске қосу

Pygame-де толық экран режимі бар, ол ойынды кәдімгі терезеде іске қосқаннан гөрі ұнауы мүмкін. Кейбір ойындар толық экран режимінде жақсырақ көрінеді, ал кейбір жүйелерде ойын толық экран режимінде жақсырақ жұмыс істеуі мүмкін.

Ойынды толық экран режимінде іске қосу үшін __init__() ішінде келесі өзгерістерді жасаңыз:

alien_invasion.py

            def __init__(self):
                """Ойынды инициализациялаңыз және ойын ресурстарын жасаңыз."""
                pygame.init()
                self.settings = Settings()
        
        ❶         self.screen = pygame.display.set_mode((0, 0), pygame.FULLSCREEN)
        ❷         self.settings.screen_width = self.screen.get_rect().width
                self.settings.screen_height = self.screen.get_rect().height
                pygame.display.set_caption("Alien Invasion")

Экран бетін құру кезінде біз (0, 0) өлшемін және pygame.FULLSCREEN параметрін береміз.❶. Бұл Pygame-ге экранды толтыратын терезе өлшемін анықтауды ұсынады. Біз экранның ені мен биіктігін алдын ала білмегендіктен, экран жасалғаннан кейін бұл параметрлерді жаңартамыз.❷.Біз settings нысанын жаңарту үшін экранның rect атрибуттарының width және height атрибуттарын қолданамыз.

Егер ойынның толық экран режимінде қалай көрінетіні немесе әрекеті ұнаса, осы параметрлерді сақтаңыз. Егер сізге ойын өз терезесінде ұнаса, ойынға арнайы экран өлшемін орнатқан бастапқы әдіске оралуға болады.

Аралық қорытынды

Келесі бөлімде біз оқ ату мүмкіндігін қосамыз, ол bullet.py деп аталатын жаңа файлды қосып, кейбір файлдарға өзгертулер енгізуді қамтиды. Дәл қазір бізде бірнеше класстар мен әдістерді қамтитын үш файл бар. Жобаның қалай ұйымдастырылғанын түсіну үшін қосымша функцияларды қоспас бұрын осы файлдардың әрқайсысын қарап шығайық.

alien_invasion.py

Негізгі файл alien_invasion.py құрамында AlienInvasion классы бар. Бұл класс ойын барысында қолданылатын бірқатар маңызды атрибуттарды жасайды: параметрлер settings, негізгі дисплей беті screen және ship үшін тағайындалады. данасы осы файлда да жасалған. Ойынның негізгі циклі, while циклі де осы модульде сақталады. while циклі _check_events(), ship.update() және _update_screen() шақырады. Ол сонымен қатар цикл арқылы әр өту кезінде сағатты белгілейді.

_check_events() әдісі пернені басу және шығару сияқты сәйкес оқиғаларды анықтайды және осы оқиғалар түрлерінің әрқайсысын _check_keydown_events() және әдістері арқылы өңдейді. _check_keyup_events(). Әзірге бұл әдістер кеменің қозғалысын басқарады. AlienInvasion классында сонымен қатар негізгі цикл арқылы әрбір өтуде экранды қайта сызатын _update_screen() бар.

alien_invasion.py файлы Alien Invasion ойынын ойнағыңыз келгенде іске қосу қажет жалғыз файл. Басқа файлдар, settings.py және ship.py, осы файлға импортталған кодты қамтиды.

settings.py

settings.py файлында Параметрлер классы бар. Бұл класста ойынның сыртқы түрі мен кеменің жылдамдығын басқаратын атрибуттарды инициализациялайтын __init__() әдісі ғана бар.

ship.py

ship.py файлында Ship классы бар. Ship классында __init__() әдісі, кеменің орнын басқаруға арналған update() әдісі және blitme() бар. әдісі арқылы кемені экранға шығару. Кеме суреті images каталогында орналасқан ship.bmp ішінде сақталады.

Оқ ату

Енді оқ ату мүмкіндігін қосайық. Ойыншы бос орын пернесін басқан кезде біз кішкентай тіктөртбұрышпен бейнеленген оқ ататын кодты жазамыз. Содан кейін оқтар экранның жоғарғы жағында жоғалып кеткенше тікелей экранға көтеріледі.

Маркер параметрлерін қосу

__init__() әдісінің соңында жаңа нұсқаға қажет мәндерді қосу үшін settings.py жаңартамыз. Bullet класы:

settings.py

    def __init__(self):
                --snip/код үзіндісі--
                # Bullet settings
                self.bullet_speed = 2.0
                self.bullet_width = 3
                self.bullet_height = 15
                self.bullet_color = (60, 60, 60)

Бұл параметрлер ені 3 пиксель және биіктігі 15 пиксель болатын қою сұр түсті таңбалауыштарды жасайды. Оқтар кемеден сәл жылдамырақ қозғалады.

Маркер классын жасау

Енді Bullet классымызды сақтау үшін bullet.py файлын жасаңыз. Міне, bullet.py файлының бірінші бөлігі:

bullet.py

import pygame
        from pygame.sprite import Sprite
        
        class Bullet(Sprite):
            """Кемеден атылған оқтарды басқару класы."""
        
            def __init__(self, ai_game):
                """Кеменің ағымдағы орнында оқ нысанын жасаңыз."""
                super().__init__()
                self.screen = ai_game.screen
                self.settings = ai_game.settings
                self.color = self.settings.bullet_color
        
                # Create a bullet rect at (0, 0) and then set correct position.
        ❶         self.rect = pygame.Rect(0, 0, self.settings.bullet_width,
                    self.settings.bullet_height)
        ❷         self.rect.midtop = ai_game.ship.rect.midtop
        
                # Store the bullet's position as a float.
        ❸         self.y = float(self.rect.y)

Bullet классы Sprite класынан мұраланады, біз оны pygame.sprite модулінен импорттаймыз. Спрайттарды пайдаланған кезде ойыныңыздағы қатысты элементтерді топтап, барлық топтастырылған элементтерде бірден әрекет ете аласыз. Маркер данасын жасау үшін __init__() қолданбасына AlienInvasion ағымдағы данасы қажет және біз ішінен дұрыс мұра алу үшін super() шақырамыз. Sprite. Біз сондай-ақ экран мен параметрлер нысандары мен таңбалауыш түсі үшін атрибуттарды орнатамыз.

Содан кейін таңбалауыштың rect атрибутын жасаймыз❶. Маркер кескінге негізделмеген, сондықтан pygame.Rect() классын пайдаланып, нөлден бастап rect құруымыз керек. Бұл класс түзетудің жоғарғы сол жақ бұрышының x- және y- координаттарын және ені мен биіктігін қажет етеді. түзету. Біз тік мәнін (0, 0) инициализациялаймыз, бірақ оны келесі Тіркестегі дұрыс орынға жылжытамыз, себебі оқтың орны кеменің орнына байланысты. Маркердің ені мен биіктігін self.settings ішінде сақталған мәндерден аламыз.

Біз маркердің midtop атрибутын кеменің midtop атрибуты ❷ сәйкестендіру үшін орнаттық. Бұл оқ кеменің жоғарғы жағынан шығып, оқ кемеден атылғандай болады. Марканың y-координатасы үшін қалқымалы мәнді пайдаланамыз, осылайша таңбаның жылдамдығына ❸ дәл түзетулер жасай аламыз..

Міне, bullet.py, update() және draw_bullet() файлдарының екінші бөлігі:

bullet.py

    def update(self):
                """Оқ таңбаны экранда жоғары жылжытыңыз."""
                # Update the exact position of the bullet.
        ❶         self.y -= self.settings.bullet_speed
                # Update the rect position.
        ❷         self.rect.y = self.y
        
            def draw_bullet(self):
                """Оқ таңбаны экранға сызыңыз."""
        ❸         pygame.draw.rect(self.screen, self.color, self.rect)

update() әдісі маркердің орнын басқарады. Оқ атылғанда, ол төмендейтін yкоординат мәніне сәйкес келетін экранда жоғары жылжиды. Орынды жаңарту үшін settings.bullet_speed ішінде сақталған соманы self.y ❶ ішінен шегереміз. Содан кейін self.y мәнін self.rect.y ❷ мәнін орнату үшін пайдаланамыз.

bullet_speed параметрі ойын барысында немесе ойын тәртібін жақсарту үшін қажет болғанда оқтардың жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді. Оқ атылғаннан кейін біз оның x-координатының мәнін ешқашан өзгертпейміз, сондықтан ол кеме қозғалса да, тік сызық бойымен қозғалады.

Маркер салғымыз келгенде, draw_bullet() деп атаймыз. draw.rect() функциясы таңбалауыштың түзу арқылы анықталған экран бөлігін self.color ішінде сақталған түспен толтырады.❸.

Марктарды топта сақтау

Енді бізде Bullet классы және анықталған қажетті параметрлер бар, біз ойнатқыш бос орын пернесін басқан сайын оқ шығару үшін код жаза аламыз. Біз барлық белсенді таңбаларды сақтау үшін AlienInvasion ішінде топ құрамыз, осылайша біз бұрыннан іске қосылған оқтарды басқара аламыз. Бұл топ pygame.sprite.Group классының данасы болады, ол ойындарды құру кезінде пайдалы болатын кейбір қосымша функциялары бар тізім сияқты әрекет етеді. Біз бұл топты негізгі цикл арқылы әрбір өтуде экранға таңбалар салу және әрбір таңбаның орнын жаңарту үшін пайдаланамыз.

Біріншіден, жаңа Bullet классын импорттаймыз:

alien_invasion.py

--snip/код үзіндісі--
        from ship import Ship
        from bullet import Bullet

Кейін біз __init__() ішіндегі таңбаларды сақтайтын топты жасаймыз:

alien_invasion.py

    def __init__(self):
                --snip/код үзіндісі--
                self.ship = Ship(self)
                self.bullets = pygame.sprite.Group()

Одан кейін біз while циклі арқылы әр өтудегі таңбалардың орнын жаңартуымыз керек:

alien_invasion.py

    def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
                    self._check_events()
                    self.ship.update()
                    self.bullets.update()
                    self._update_screen()
                    self.clock.tick(60)

Топта update() шақырған кезде, топ автоматты түрде топтағы әрбір спрайт үшін update() шақырады. self.bullets.update() жолы bullets тобына орналастыратын әрбір таңбалауыш үшін bullet.update() шақырады.

Оқ ату

AlienInvasion жүйесінде ойыншы бос орын пернесін басқан кезде оқ ату үшін _check_keydown_events() параметрін өзгертуіміз керек. Бізге _check_keyup_events() параметрін өзгертудің қажеті жоқ, себебі бос орын босатылған кезде ештеңе болмайды. Сондай-ақ, flip() шақырмас бұрын әрбір таңбалауыштың экранға сызылғанына көз жеткізу үшін _update_screen() өзгертуіміз керек.

Оқ атылғанда біраз жұмыс істеу керек, сондықтан осы жұмысты орындау үшін _fire_bullet() атты жаңа әдісті жазайық:

alien_invasion.py

    def _check_keydown_events(self, event):
                --snip/код үзіндісі--
                elif event.key == pygame.K_q:
                    sys.exit()
        ❶         elif event.key == pygame.K_SPACE:
                    self._fire_bullet()
        
            def _check_keyup_events(self, event):
                --snip/код үзіндісі--
        
            def _fire_bullet(self):
                """Жаңа таңбалауыш жасаңыз және оны таңбалар тобына қосыңыз."""
        ❷         new_bullet = Bullet(self)
        ❸         self.bullets.add(new_bullet)
        
            def _update_screen(self):
                """Экрандағы кескіндерді жаңартыңыз және жаңа экранға өтіңіз."""
                self.screen.fill(self.settings.bg_color)
        ❹         for bullet in self.bullets.sprites():
                    bullet.draw_bullet()
                self.ship.blitme()
        
                pygame.display.flip()
        --snip/код үзіндісі--

Бос орын басылғанда _fire_bullet() шақырамыз ❶. _fire_bullet() ішінде біз Bullet данасын жасап, оны new_bullet деп атаймыз.❷. Содан кейін оны add() әдісі арқылы bullets тобына қосамыз.❸. add() әдісі append() әдісіне ұқсас, бірақ ол Pygame топтары үшін арнайы жазылған.

bullets.sprites() әдісі bullets тобындағы барлық спрайттардың тізімін қайтарады. Барлық атылған оқтарды экранға салу үшін bullets ішіндегі спрайттарды айналдырып, әрқайсысында draw_bullet() шақырамыз ❹. Біз бұл ілмекті кемені сызатын сызықтың алдына қоямыз, сондықтан оқтар кеменің үстінен шықпайды.

Қазір alien_invasion.py қолданбасын іске қосқан кезде, кемені оңға және солға жылжытып, қалағаныңызша көп оқ атуға мүмкіндігіңіз болуы керек. 12-3-сурет-де көрсетілгендей, оқтар экранда жоғары қозғалады және жоғарғы жағына жеткенде жоғалады. Таңбалардың өлшемін, түсін және жылдамдығын settings.py арқылы өзгертуге болады.

Ескі таңбаларды жою

Қазіргі уақытта оқтар шыңға жеткенде жоғалып кетеді, бірақ тек Pygame оларды экранның жоғарғы жағынан тарта алмайтындықтан ғана. Оқтар шын мәнінде бар болуын жалғастырады; олардың y-координат мәндері барған сайын теріс өседі. Бұл мәселе, себебі олар жад пен өңдеу қуатын тұтынуды жалғастыруда.

Осы ескі оқтардан құтылуымыз керек, әйтпесе ойын соншалықты қажетсіз жұмысты орындаудан баяулайды. Бұл әрекетті орындау үшін, таңбалауыштың rect мәнінің төменгі мәні экранның жоғарғы жағынан өткенін көрсететін 0 мәніне ие болғанда анықтауымыз керек:

alien_invasion.py

    def run_game(self):
                """Ойынның негізгі циклін бастау."""
                while True:
                    self._check_events()
                    self.ship.update()
                    self.bullets.update()
        
                    # Get rid of bullets that have disappeared.
        ❶             for bullet in self.bullets.copy():
        ❷                 if bullet.rect.bottom <= 0:
        ❸                     self.bullets.remove(bullet)
        ❹             print(len(self.bullets))
        
                    self._update_screen()
                    self.clock.tick(60)

Тізіммен (немесе Pygame жүйесіндегі топпен) for циклін пайдаланған кезде, Python цикл жұмыс істеп тұрған кезде тізім бірдей ұзындықта қалады деп күтеді. Бұл for цикліндегі тізімнен немесе топтан элементтерді жоя алмайтыныңызды білдіреді, сондықтан біз топтың көшірмесін айналдыруымыз керек. for циклін орнату үшін copy() әдісін қолданамыз❶,бұл бізге цикл ішіндегі бастапқы bullets тобын өзгертуге мүмкіндік береді. Біз әрбір оқтың экранның жоғарғы жағында жоғалып кеткенін тексеру үшін тексереміз ❷. Бар болса, оны bullets ішінен алып тастаймыз❸.Ойында қазір қанша таңбалауыш бар екенін көрсету және экранның жоғарғы жағына жеткенде олардың жойылып жатқанын тексеру үшін print() шақыруын енгіземіз.❹.