Học Python: Từ số không đến anh hùng

Trước hết, Python là gì? Theo người tạo ra nó, Guido van Rossum, Python là một:

“Ngôn ngữ lập trình cấp cao và triết lý thiết kế cốt lõi của nó là về khả năng đọc mã và cú pháp cho phép các lập trình viên diễn đạt các khái niệm trong một vài dòng mã.”

Đối với tôi, lý do đầu tiên để học Python là trên thực tế, nó là mộtngôn ngữ lập trình. Nó thực sự tự nhiên để viết mã trong đó và thể hiện suy nghĩ của tôi.

Một lý do khác là chúng ta có thể sử dụng mã hóa bằng Python theo nhiều cách: khoa học dữ liệu, phát triển web và học máy đều tỏa sáng ở đây. Quora, Pinterest và Spotify đều sử dụng Python để phát triển web phụ trợ của họ. Vì vậy, chúng ta hãy tìm hiểu một chút về nó.

Những thứ cơ bản

1. Các biến

Bạn có thể nghĩ về các biến như những từ lưu trữ một giá trị. Đơn giản như vậy.

Trong Python, việc xác định một biến và đặt giá trị cho nó thực sự dễ dàng. Hãy tưởng tượng bạn muốn lưu trữ số 1 trong một biến được gọi là “một”. Hãy làm nó:

one = 1

Làm thế nào đơn giản là nó? Bạn vừa gán giá trị 1 cho biến “một”.

two = 2 some_number = 10000

Và bạn có thể gán bất kỳ giá trị nào khác cho bất kỳ biến nào khác mà bạn muốn. Như bạn thấy trong bảng trên, biến “ hai ” lưu trữ số nguyên 2 và “ some_number ” lưu trữ 10.000 .

Bên cạnh số nguyên, chúng ta cũng có thể sử dụng boolean (True / False), string, float và nhiều kiểu dữ liệu khác.

# booleans true_boolean = True false_boolean = False # string my_name = "Leandro Tk" # float book_price = 15.80

2. Dòng điều khiển: câu lệnh điều kiện

Nếu ” sử dụng một biểu thức để đánh giá xem một câu lệnh là Đúng hay Sai. Nếu nó là True, nó thực thi những gì bên trong câu lệnh “if”. Ví dụ:

if True: print("Hello Python If") if 2 > 1: print("2 is greater than 1")

2 lớn hơn 1 , vì vậy mã “ in ” được thực thi.

Câu lệnh “ else ” sẽ được thực thi nếu biểu thức “ ifsai .

if 1 > 2: print("1 is greater than 2") else: print("1 is not greater than 2")

1 không lớn hơn 2 , vì vậy mã bên trong câu lệnh “ else ” sẽ được thực thi.

Bạn cũng có thể sử dụng câu lệnh “ elif ”:

if 1 > 2: print("1 is greater than 2") elif 2 > 1: print("1 is not greater than 2") else: print("1 is equal to 2")

3. Looping / Iterator

Trong Python, chúng ta có thể lặp lại ở các dạng khác nhau. Tôi sẽ nói về hai: trong khicho .

While Looping: trong khi câu lệnh là True, mã bên trong khối sẽ được thực thi. Vì vậy, mã này sẽ in số từ 1 đến 10 .

num = 1 while num <= 10: print(num) num += 1

Các trong khi vòng lặp cần một “ điều kiện lặp. ”Nếu nó vẫn Đúng, nó tiếp tục lặp lại. Trong ví dụ này, khi num11những điều kiện vòng lặp bình đẳng False.

Một đoạn mã cơ bản khác để hiểu rõ hơn về nó:

loop_condition = True while loop_condition: print("Loop Condition keeps: %s" %(loop_condition)) loop_condition = False

Điều kiện của vòng lặpTruevì vậy nó tiếp tục lặp lại - cho đến khi chúng tôi đặt nó thành False.

Đối với Vòng lặp : bạn áp dụng biến “ num ” cho khối và câu lệnh “ for ” sẽ lặp lại nó cho bạn. Mã này sẽ in giống như mã while : từ 1 đến 10 .

for i in range(1, 11): print(i)

Xem? Nó rất đơn giản. Phạm vi bắt đầu bằng 1và đi cho đến 11phần tử thứ ( 1010phần tử thứ).

Danh sách: Bộ sưu tập | Mảng | Cấu trúc dữ liệu

Hãy tưởng tượng bạn muốn lưu trữ số nguyên 1 trong một biến. Nhưng có thể bây giờ bạn muốn lưu trữ 2. Và 3, 4, 5…

Tôi có cách nào khác để lưu trữ tất cả các số nguyên mà tôi muốn, nhưng không phải trong hàng triệu biến không? Bạn đoán nó - thực sự có một cách khác để lưu trữ chúng.

Listlà một tập hợp có thể được sử dụng để lưu trữ danh sách các giá trị (như những số nguyên mà bạn muốn). Vì vậy, hãy sử dụng nó:

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

Nó thực sự đơn giản. Chúng tôi đã tạo một mảng và lưu trữ nó trên my_integer .

Nhưng có thể bạn đang hỏi: "Làm cách nào để lấy giá trị từ mảng này?"

Câu hỏi tuyệt vời. Listcó một khái niệm gọi là chỉ mục . Phần tử đầu tiên nhận chỉ số 0 (không). Cái thứ hai được 1, và cứ thế. Bạn có được ý tưởng.

Để làm rõ hơn, chúng ta có thể biểu diễn mảng và mỗi phần tử bằng chỉ số của nó. Tôi có thể vẽ nó:

Sử dụng cú pháp Python, nó cũng đơn giản để hiểu:

my_integers = [5, 7, 1, 3, 4] print(my_integers[0]) # 5 print(my_integers[1]) # 7 print(my_integers[4]) # 4

Hãy tưởng tượng rằng bạn không muốn lưu trữ số nguyên. Bạn chỉ muốn lưu trữ các chuỗi, như danh sách tên người thân của bạn. Của tôi sẽ trông giống như thế này:

relatives_names = [ "Toshiaki", "Juliana", "Yuji", "Bruno", "Kaio" ] print(relatives_names[4]) # Kaio

Nó hoạt động theo cách tương tự như số nguyên. Đẹp.

Chúng ta vừa tìm hiểu cách Listshoạt động của các chỉ số. Nhưng tôi vẫn cần chỉ cho bạn cách chúng ta có thể thêm một phần tử vào Listcấu trúc dữ liệu (một mục vào danh sách).

Phương pháp phổ biến nhất để thêm giá trị mới vào a Listappend. Hãy xem nó hoạt động như thế nào:

bookshelf = [] bookshelf.append("The Effective Engineer") bookshelf.append("The 4 Hour Work Week") print(bookshelf[0]) # The Effective Engineer print(bookshelf[1]) # The 4 Hour Work Week

appendlà siêu đơn giản. Bạn chỉ cần áp dụng phần tử (ví dụ: “ Kỹ sư hiệu quả ”) làm appendtham số.

Chà, đủ về Lists. Hãy nói về một cấu trúc dữ liệu khác.

Từ điển: Cấu trúc dữ liệu khóa-giá trị

Bây giờ chúng ta biết rằng nó Listsđược lập chỉ mục với các số nguyên. Nhưng nếu chúng ta không muốn sử dụng các số nguyên làm chỉ số thì sao? Một số cấu trúc dữ liệu mà chúng ta có thể sử dụng là số, chuỗi hoặc các loại chỉ số khác.

Hãy cùng tìm hiểu về Dictionarycấu trúc dữ liệu. Dictionarylà một tập hợp các cặp khóa-giá trị. Đây là những gì nó trông giống như:

dictionary_example = { "key1": "value1", "key2": "value2", "key3": "value3" }

Các chốt được chỉ số trỏ đến cácgiá trị . Làm thế nào để chúng tôi truy cập Dictionarygiá trị ? Bạn đoán nó - bằng cách sử dụng chìa khóa . Hãy thử nó:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian" } print("My name is %s" %(dictionary_tk["name"])) # My name is Leandro print("But you can call me %s" %(dictionary_tk["nickname"])) # But you can call me Tk print("And by the way I'm %s" %(dictionary_tk["nationality"])) # And by the way I'm Brazilian

Tôi đã tạo ra một Dictionaryvề tôi. Tên, biệt hiệu và quốc tịch của tôi. Những thuộc tính đó là Dictionarychìa khóa .

Khi chúng ta đã học cách truy cập vào Listchỉ mục bằng cách sử dụng, chúng ta cũng sử dụng các chỉ mục ( khóa trong Dictionaryngữ cảnh) để truy cập giá trị được lưu trữ trong Dictionary.

Trong ví dụ, tôi đã in một cụm từ về tôi bằng cách sử dụng tất cả các giá trị được lưu trữ trong Dictionary. Khá đơn giản phải không?

Another cool thing about Dictionary is that we can use anything as the value. In the DictionaryI created, I want to add the key “age” and my real integer age in it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian", "age": 24 } print("My name is %s" %(dictionary_tk["name"])) # My name is Leandro print("But you can call me %s" %(dictionary_tk["nickname"])) # But you can call me Tk print("And by the way I'm %i and %s" %(dictionary_tk["age"], dictionary_tk["nationality"])) # And by the way I'm Brazilian

Here we have a key (age) value (24) pair using string as the key and integer as the value.

As we did with Lists, let’s learn how to add elements to a Dictionary. The keypointing to avalue is a big part of what Dictionary is. This is also true when we are talking about adding elements to it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian" } dictionary_tk['age'] = 24 print(dictionary_tk) # {'nationality': 'Brazilian', 'age': 24, 'nickname': 'Tk', 'name': 'Leandro'} 

We just need to assign a value to a Dictionarykey. Nothing complicated here, right?

Iteration: Looping Through Data Structures

As we learned in the Python Basics, the List iteration is very simple. We Pythondevelopers commonly use For looping. Let’s do it:

bookshelf = [ "The Effective Engineer", "The 4-hour Workweek", "Zero to One", "Lean Startup", "Hooked" ] for book in bookshelf: print(book)

So for each book in the bookshelf, we (can do everything with it) print it. Pretty simple and intuitive. That’s Python.

For a hash data structure, we can also use the for loop, but we apply the key :

dictionary = { "some_key": "some_value" } for key in dictionary: print("%s --> %s" %(key, dictionary[key])) # some_key --> some_value

This is an example how to use it. For each key in the dictionary , we print the key and its corresponding value.

Another way to do it is to use the iteritems method.

dictionary = { "some_key": "some_value" } for key, value in dictionary.items(): print("%s --> %s" %(key, value)) # some_key --> some_value

We did name the two parameters as key and value, but it is not necessary. We can name them anything. Let’s see it:

dictionary_tk = { "name": "Leandro", "nickname": "Tk", "nationality": "Brazilian", "age": 24 } for attribute, value in dictionary_tk.items(): print("My %s is %s" %(attribute, value)) # My name is Leandro # My nickname is Tk # My nationality is Brazilian # My age is 24

We can see we used attribute as a parameter for the Dictionarykey, and it works properly. Great!

Classes & Objects

A little bit of theory:

Objects are a representation of real world objects like cars, dogs, or bikes. The objects share two main characteristics: data and behavior.

Cars have data, like number of wheels, number of doors, and seating capacity They also exhibit behavior: they can accelerate, stop, show how much fuel is left, and so many other things.

We identify data as attributes and behavior as methods in object-oriented programming. Again:

Data → Attributes and Behavior → Methods

And a Class is the blueprint from which individual objects are created. In the real world, we often find many objects with the same type. Like cars. All the same make and model (and all have an engine, wheels, doors, and so on). Each car was built from the same set of blueprints and has the same components.

Python Object-Oriented Programming mode: ON

Python, as an Object-Oriented programming language, has these concepts: class and object.

A class is a blueprint, a model for its objects.

So again, a class it is just a model, or a way to define attributes and behavior (as we talked about in the theory section). As an example, a vehicle class has its own attributes that define what objects are vehicles. The number of wheels, type of tank, seating capacity, and maximum velocity are all attributes of a vehicle.

With this in mind, let’s look at Python syntax for classes:

class Vehicle: pass

We define classes with a class statement — and that’s it. Easy, isn’t it?

Objects are instances of a class. We create an instance by naming the class.

car = Vehicle() print(car) # 

Here car is an object (or instance) of the classVehicle.

Remember that our vehicle class has four attributes: number of wheels, type of tank, seating capacity, and maximum velocity. We set all these attributes when creating a vehicle object. So here, we define our class to receive data when it initiates it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

We use the initmethod. We call it a constructor method. So when we create the vehicle object, we can define these attributes. Imagine that we love the Tesla Model S, and we want to create this kind of object. It has four wheels, runs on electric energy, has space for five seats, and the maximum velocity is 250km/hour (155 mph). Let’s create this object:

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250)

Four wheels + electric “tank type” + five seats + 250km/hour maximum speed.

All attributes are set. But how can we access these attributes’ values? We send a message to the object asking about them. We call it a method. It’s the object’s behavior. Let’s implement it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def number_of_wheels(self): return self.number_of_wheels def set_number_of_wheels(self, number): self.number_of_wheels = number

This is an implementation of two methods: number_of_wheels and set_number_of_wheels. We call it getter & setter. Because the first gets the attribute value, and the second sets a new value for the attribute.

In Python, we can do that using @property (decorators) to define getters and setters. Let’s see it with code:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity @property def number_of_wheels(self): return self.__number_of_wheels @number_of_wheels.setter def number_of_wheels(self, number): self.__number_of_wheels = number

And we can use these methods as attributes:

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250) print(tesla_model_s.number_of_wheels) # 4 tesla_model_s.number_of_wheels = 2 # setting number of wheels to 2 print(tesla_model_s.number_of_wheels) # 2

This is slightly different than defining methods. The methods work as attributes. For example, when we set the new number of wheels, we don’t apply two as a parameter, but set the value 2 to number_of_wheels. This is one way to write pythonicgetter and setter code.

But we can also use methods for other things, like the “make_noise” method. Let’s see it:

class Vehicle: def __init__(self, number_of_wheels, type_of_tank, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.type_of_tank = type_of_tank self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity def make_noise(self): print('VRUUUUUUUM')

Khi chúng ta gọi phương thức này, nó chỉ trả về một chuỗi VRRRRUUUUM.

tesla_model_s = Vehicle(4, 'electric', 5, 250) tesla_model_s.make_noise() # VRUUUUUUUM

Đóng gói: Ẩn thông tin

Encapsulation là một cơ chế hạn chế quyền truy cập trực tiếp vào dữ liệu và phương thức của đối tượng. Nhưng đồng thời, nó tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động trên dữ liệu đó (các phương thức của đối tượng).

“Tính năng đóng gói có thể được sử dụng để ẩn các thành viên dữ liệu và chức năng của các thành viên. Theo định nghĩa này, tính đóng gói có nghĩa là biểu diễn bên trong của một đối tượng nói chung bị ẩn khỏi tầm nhìn bên ngoài định nghĩa của đối tượng ”. - Wikipedia

Tất cả các đại diện bên trong của một đối tượng được ẩn từ bên ngoài. Chỉ đối tượng mới có thể tương tác với dữ liệu bên trong của nó.

Đầu tiên, chúng ta cần phải hiểu thế nào publicnon-publicdụ các biến và phương pháp làm việc.

Biến phiên bản công khai

For a Python class, we can initialize a public instance variable within our constructor method. Let’s see this:

Within the constructor method:

class Person: def __init__(self, first_name): self.first_name = first_name

Here we apply the first_name value as an argument to the public instance variable.

tk = Person('TK') print(tk.first_name) # => TK

Within the class:

class Person: first_name = 'TK'

Here, we do not need to apply the first_name as an argument, and all instance objects will have a class attribute initialized with TK.

tk = Person() print(tk.first_name) # => TK

Cool. We have now learned that we can use public instance variables and class attributes. Another interesting thing about the public part is that we can manage the variable value. What do I mean by that? Our object can manage its variable value: Get and Set variable values.

Keeping the Person class in mind, we want to set another value to its first_name variable:

tk = Person('TK') tk.first_name = 'Kaio' print(tk.first_name) # => Kaio

Đi thôi. Chúng tôi chỉ đặt một giá trị khác ( kaio) cho first_namebiến cá thể và nó đã cập nhật giá trị. Đơn giản như vậy. Vì nó là một publicbiến, chúng tôi có thể làm điều đó.

Biến phiên bản không công khai

Chúng tôi không sử dụng thuật ngữ "riêng tư" ở đây, vì không có thuộc tính nào thực sự là riêng tư trong Python (không có số lượng công việc thường không cần thiết). - PEP 8

Như public instance variable, chúng ta có thể xác định non-public instance variablecả hai bên trong phương thức khởi tạo hoặc bên trong lớp. Sự khác biệt về cú pháp là: for non-public instance variables, sử dụng dấu gạch dưới ( _) trước variabletên.

Các biến cá thể “Riêng tư” không thể được truy cập ngoại trừ từ bên trong một đối tượng không tồn tại trong Python. Tuy nhiên, có một quy ước được tuân theo bởi hầu hết mã Python: một tên có dấu gạch dưới (ví dụ _spam:) phải được coi là một phần không công khai của API (cho dù đó là một hàm, một phương thức hay một thành viên dữ liệu) ” - Quỹ phần mềm Python

Đây là một ví dụ:

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email

Bạn có thấy emailbiến không? Đây là cách chúng tôi xác định non-public variable:

tk = Person('TK', '[email protected]') print(tk._email) # [email protected]
Chúng tôi có thể truy cập và cập nhật nó. Non-public variableschỉ là một quy ước và nên được coi là một phần không công khai của API.

Vì vậy, chúng tôi sử dụng một phương thức cho phép chúng tôi thực hiện điều đó bên trong định nghĩa lớp của chúng tôi. Hãy triển khai hai phương pháp ( emailupdate_email) để hiểu nó:

class Person: def __init__(self, first_name, email): self.first_name = first_name self._email = email def update_email(self, new_email): self._email = new_email def email(self): return self._email

Bây giờ chúng ta có thể cập nhật và truy cập non-public variablesbằng các phương pháp đó. Hãy xem nào:

tk = Person('TK', '[email protected]') print(tk.email()) # => [email protected] # tk._email = '[email protected]' -- treat as a non-public part of the class API print(tk.email()) # => [email protected] tk.update_email('[email protected]') print(tk.email()) # => [email protected]
  1. We initiated a new object with first_name TK and email [email protected]
  2. Printed the email by accessing the non-public variable with a method
  3. Tried to set a new email out of our class
  4. We need to treat non-public variable as non-public part of the API
  5. Updated the non-public variable with our instance method
  6. Success! We can update it inside our class with the helper method

Public Method

With public methods, we can also use them out of our class:

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def show_age(self): return self._age

Let’s test it:

tk = Person('TK', 25) print(tk.show_age()) # => 25

Great — we can use it without any problem.

Non-public Method

But with non-public methods we aren’t able to do it. Let’s implement the same Person class, but now with a show_agenon-public method using an underscore (_).

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def _show_age(self): return self._age

And now, we’ll try to call this non-public method with our object:

tk = Person('TK', 25) print(tk._show_age()) # => 25
Chúng tôi có thể truy cập và cập nhật nó. Non-public methodschỉ là một quy ước và nên được coi là một phần không công khai của API.

Đây là một ví dụ về cách chúng ta có thể sử dụng nó:

class Person: def __init__(self, first_name, age): self.first_name = first_name self._age = age def show_age(self): return self._get_age() def _get_age(self): return self._age tk = Person('TK', 25) print(tk.show_age()) # => 25

Ở đây chúng ta có a _get_agenon-public methodvà a show_agepublic method. Đối tượng show_agecó thể được sử dụng bởi đối tượng của chúng ta (bên ngoài lớp của chúng ta) và đối tượng _get_ageduy nhất được sử dụng bên trong định nghĩa lớp của chúng ta ( show_agephương thức bên trong ). Nhưng một lần nữa: như một vấn đề của quy ước.

Tóm tắt đóng gói

Với tính năng đóng gói, chúng ta có thể đảm bảo rằng biểu diễn bên trong của đối tượng được ẩn khỏi bên ngoài.

Tính kế thừa: các hành vi và đặc điểm

Một số đối tượng có một số điểm chung: hành vi và đặc điểm của chúng.

Ví dụ, tôi thừa hưởng một số đặc điểm và hành vi từ cha tôi. Tôi thừa hưởng đôi mắt và mái tóc của anh ấy là đặc điểm, và sự thiếu kiên nhẫn và hướng nội của anh ấy là hành vi.

In object-oriented programming, classes can inherit common characteristics (data) and behavior (methods) from another class.

Let’s see another example and implement it in Python.

Imagine a car. Number of wheels, seating capacity and maximum velocity are all attributes of a car. We can say that anElectricCar class inherits these same attributes from the regular Car class.

class Car: def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): self.number_of_wheels = number_of_wheels self.seating_capacity = seating_capacity self.maximum_velocity = maximum_velocity

Our Car class implemented:

my_car = Car(4, 5, 250) print(my_car.number_of_wheels) print(my_car.seating_capacity) print(my_car.maximum_velocity)

Once initiated, we can use all instance variables created. Nice.

In Python, we apply a parent class to the child class as a parameter. An ElectricCar class can inherit from our Car class.

class ElectricCar(Car): def __init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity): Car.__init__(self, number_of_wheels, seating_capacity, maximum_velocity)

Simple as that. We don’t need to implement any other method, because this class already has it (inherited from Car class). Let’s prove it:

my_electric_car = ElectricCar(4, 5, 250) print(my_electric_car.number_of_wheels) # => 4 print(my_electric_car.seating_capacity) # => 5 print(my_electric_car.maximum_velocity) # => 250

Beautiful.

That’s it!

We learned a lot of things about Python basics:

  • How Python variables work
  • How Python conditional statements work
  • How Python looping (while & for) works
  • How to use Lists: Collection | Array
  • Dictionary Key-Value Collection
  • How we can iterate through these data structures
  • Objects and Classes
  • Attributes as objects’ data
  • Methods as objects’ behavior
  • Using Python getters and setters & property decorator
  • Encapsulation: hiding information
  • Inheritance: behaviors and characteristics

Congrats! You completed this dense piece of content about Python.

Nếu bạn muốn có một khóa học Python hoàn chỉnh, học thêm các kỹ năng viết mã trong thế giới thực và xây dựng dự án, hãy thử One Month Python Bootcamp . Hẹn gặp lại bạn ☺

Để biết thêm các câu chuyện và bài đăng về hành trình học & làm chủ lập trình của tôi, hãy theo dõi ấn phẩm Nhà phát triển thời Phục hưng của tôi .

Hãy vui vẻ, tiếp tục học hỏi và luôn viết mã.

Twitter & Github của tôi. ☺