Змінні та присвоєння

Огляд

Викладання: 10 хв
Вправи: 10 хв

Питання

• Як я можу зберігати дані в програмах?

Цілі

• Написати програми, які присвоюють скалярні значення змінним і виконують обчислення з цими значеннями.

• Правильнo відстежувати зміни значень у програмах, які використовують скалярне присвоєння.

Використовуйте змінні для зберігання значень.

• Змінні - це назви значень.
• У Python символ = використовується для присвоєння значення, яке знаходиться праворуч, до її назви, яка вказана ліворуч.
• Змінна створeна, коли ій присвоюється значення.
• Нижче Python присвоює значення року змінній age та ім’я у лапках - змінній first_name.

age = 42
first_name = 'Ahmed'

• Назви змінних
  • можуть складатися тільки з букв, цифр та підкреслення _ (яке звичайно використовується, щоб відокремити слова у довгих назвах змінних)
  • не можуть починатися з цифри
  • залежать від регістру (тобто age, Age та AGE - це три різні змінні)
• Назви змінних які починаються з підкреслення, як наприклад __alistairs_real_age, мають спеціальне значення, і тому ми не будемо використовувати їх, доки не зрозуміємо цього правила.

Використовуйте print для виводу значень.

• Python має вбудовану функцію print, яка друкує щось як текст.
• Щоб викликати функцію (тобто, щоб виконати її), треба вказати її ім’я.
• Щоб передати функції значення (тобто, те що треба надрукувати), їх треба помістити у дужки.
• Щоб направити до друку рядок тексту, його треба помістити у одинарні або подвійні лапки.
• Значення, які передаються до функції, називаються аргументами

print(first_name, 'is', age, 'years old')

Ahmed is 42 years old

• print автоматично додає пропуск проміж надрукованими аргументами, щоб розділити їх.
• Також print переходить на новий рядок після друку.

Змінні мають бути створені перед їх використанням.

• Якщо змінна не їснує, або її назва написана з помилкою, Python видасть помилку. (На відміну від деяких іншіх мов, які можуть “вгадати” якесь значення за замовчуванням.)

print(last_name)

---------------------------------------------------------------------------
NameError                                 Traceback (most recent call last)
<ipython-input-1-c1fbb4e96102> in <module>()
----> 1 print(last_name)

NameError: name 'last_name' is not defined

• Останній рядок у повідомленні про помилку є найбільш інформативним.
• Ми більш детально подивимось на повідомлення про помилки пізніше.

Змінні зберігаються між клітинками

Майте на увазі, що в блокноті Jupyter важливий порядок виконання клітинок, а не порядок їх появи. Python запам’ятає весь код, який було запущено раніше, включно з будь-якими змінними, які ви визначили, незалежно від порядку в блокноті. Тому, якщо ви визначите змінні нижче в блокноті, а потім (повторно) запустите комірки вище, то ті клітинки, що визначені нижче, все одно будуть присутні. Для прикладу створіть дві клітинки з таким вмістом у такому порядку:

print(myval)

myval = 1

Якщо ви виконуєте це послідовно, перша клітинка дасть помилку. Однак,якщо ви запустите першу клітинку після другої, то буде надруковано 1. Щоб уникнути плутанини, може бути корисним скористатися опцією Kernel -> Restart & Run All, яка очищує інтерпретатор і запускає все з чистого листа зверху вниз.

Змінні можна використовувати для обчислень.

• Ми можемо використовувати змінні в обчисленнях так само, як би вони були значеннями.
  • Пам’ятайте, ми присвоїли значення 42 змінній age кількома рядками вище.

age = age + 3
print('Age in three years:', age)

Age in three years: 45

Використовуйте індекс, щоб отримати один символ із рядка.

• Символи (окремі літери, цифри тощо) у рядку є упорядкованими. Наприклад, рядок 'AB' не те саме, що 'BA'. Завдяки такому упорядкуванню ми можемо розглядати рядок як список символів.
• Кожна позиція в рядку (перша, друга тощо) має номер. Це число називається індексом або іноді нижнім індексом.
• Індекси нумеруються від 0.
• Використовуйте індекс позиції в квадратних дужках, щоб отримати символ з тієї позиції.

atom_name = 'helium'
print(atom_name[0])

h

Використовуйте зріз, щоб отримати підрядок.

• Частина рядка має назву підрядок. Підрядок може бути дуже коротким - лише один символ.
• Список складається з елементів. У випадку, коли рядок розглядається як список, його елементами є окремі символи.
• Фрагмент - це частина рядка (в загальному випадку, будь-який вираз).
• Фрагмент вилучається за допомогою [start:stop], де start замінюється на індекс елемента, який повинен бути першим, а stop - на індекс елемента, який розташований відразу після останнього потрібного елемента.
• З математичної точки зору, фрагмент вибирає [start:stop).
• Проміжок між stop and start - це довжина фрагмента.
• Вилучення фрагмента не змінює вміст вихідного рядка. Навпаки, фрагмент буде копією частини вихідного рядка.

atom_name = 'sodium'
print(atom_name[0:3])

sod

Використовуйте вбудовану функцію len, щоб знайти довжину рядка.

print(len('helium'))

6

• Вкладені функції опрацьовуються, починаючи з середини, як в математиці.

Python чутливий до регістру.

• Python вважає, що великі та малі літери різні, таким чинoм, Name та name є різними змінними.
• Існують домовленості про використання великих літер на початку імен змінних, тому ми будемо використовувати малі літери.

Використовуйте осмислені назви змінних.

• Python байдуже, як ви називаєте змінні, якщо вони відповідають правилам (букви, цифри та підкреслення).

flabadab = 42
ewr_422_yY = 'Ahmed'
print(ewr_422_yY, 'is', flabadab, 'years old')

• Використовуйте змістовні назви змінних, щоб допомогти іншим зрозуміти, що робить програма.
• Найважливіша «інша людина» — це ваше майбутнє.

Заміна значень

Заповніть таблицю, вказавши значення змінних у цій програмі після виконання кожного оператора.

# Оператор  # Значення x   # Значення y   # Значення  swap #
x = 1.0     #              #              #               #
y = 3.0     #              #              #               #
swap = x    #              #              #               #
x = y       #              #              #               #
y = swap    #              #              #               #

Рішення

# Оператор # Значення x # Значення y     # Значення swap     #
x = 1.0    # 1.0          # не визначено  # не визначено   #
y = 3.0    # 1.0          # 3.0          # не визначено   #
swap = x   # 1.0          # 3.0          # 1.0           #
x = y      # 3.0          # 3.0          # 1.0           #
y = swap   # 3.0          # 1.0          # 1.0           #

Ці три рядки обмінюються значеннями в x та y за допомогою swap - змінною для тимчасового зберігання. Це досить поширена ідіома програмування.

Прогнозування значень

Яке кінцеве значення position у наведеній нижче програмі? (Спробуйте передбачити значення без запуску програми, а потім перевірте свій прогноз).

initial = 'left'
position = initial
initial = 'right'

Рішення

'left'

Змінній initial присвоюється значення 'left'. У другому рядку змінна position також отримує значення рядка 'left'. У третьому рядку змінній initial надається значення 'right', але змінна position зберігає своє рядкове значення 'left'.

Випробування

Якщо ви призначите a = 123, що станеться, якщо ви спробуєте отримати другу цифру a через a[1]

Рішення

Числа не є рядками чи послідовностями, і Python поверне помилку, якщо ви спробуєте виконати операцію індексування на числі. У наступному уроці про типи та перетворення типів ми дізнаємося більше про типи та про правила конвертації різних типів. Якщо вам потрібна N-та цифра числа, ви можете перетворити число на рядок за допомогою вбудованої функції str, а потім виконати операцію індексування цього рядка.

a = 123
print(a[1])

TypeError: 'int' object is not subscriptable

a = str(123)
print(a[1])

2

Вибір імені

Яка назва змінної є кращою: m, min або minutes? Чому? Підказка: подумайте, який код ви б хотіли успадкувати від когось, хто виходить з лабораторії:

1. ts = m * 60 + s
2. tot_sec = min * 60 + sec
3. total_seconds = minutes * 60 + seconds

Рішення

minutes краще, тому що min може означати щось на зразок “мінімум” (і фактично це вбудована функція в Python, яку ми розглянемо пізніше).

Практика застосування зрізів

Що надрукує наступна программа?

atom_name = 'carbon'
print('atom_name[1:3] is:', atom_name[1:3])

Рішення

atom_name[1:3] is: ar

Визначення зрізів

1. Що є результатом зрізу thing[low:high]?
2. Що є результатом зрізу thing[low:] (без значення після двокрапки)?
3. Що є результатом зрізу thing[:high] (без значення до двокрапки) ?
4. Що є результатом зрізу thing[:] (тільки двокрапка)?
5. Що є результатом зрізу thing[number:some-negative-number]?
6. Що станеться, якщо ми оберемо значення high, яке виходить за рамки діапазону? (наприклад, спробуйте atom_name[0:15])

Рішення

1. thing[low:high] поверне зріз, починаючи зі значення low до значення перед high
2. thing[low:] поверне зріз, починаючи зі значення low, що містить всі значення до кінця thing
3. thing[:high] поверне зріз, починаючи зі значення thing до значення перед high
4. thing[:] поверне всі значення рядка thing
5. thing[number:some-negative-number] поверне зріз, починаючи зі значення number до значення some-negative-number, що розраховується з кінця рядка thing
6. Якщо частина фрагмента виходить за межі діапазону, операція не завершується. atom_name[0:15] дає той самий результат, що йatom_name[0:].

Ключові моменти

• Використовуйте змінні для зберігання значень.

• Використовуйте print для відображення значень.

• Змінні зберігаються між клітинками.

• Змінні мають бути створені перед їх використанням.

• Змінні можна використовувати в обчисленнях.

• Використовуйте індекс, щоб отримати один символ із рядка (string).

• Використовуйте зріз, щоб отримати підрядок (substring).

• Використовуйте вбудовану функцію len, щоб знайти довжину рядка.

• Python чутливий до регістру.

• Використовуйте змістовні імена змінних.