Инструкции и выражения в Python: как их использовать

Python – невероятно функциональный и простой в изучении язык программирования, который имеет свои отличительные особенности по сравнению с другими:

1. Кроссплатформенность. Поскольку Python – это интерпретируемый язык программирования, для многих платформ можно воспользоваться его интерпретатором. Поэтому написанные с его помощью приложения могут использоваться на самых разных устройствах.
2. Для Python доступно большое количество средств разработки, фреймворков и сервисов. Поэтому не составит труда найти тот вариант, который подходит именно вам.
3. Возможность подключать библиотеки, которые написаны на C. Это позволяет увеличить эффективность и быстродействие приложений, которые создаются с использованием этого языка программирования.

Но чтобы ощутить на себе все эти преимущества, необходимо понимать фундаментальные основы того, как правильно использовать этот язык программирования.

Поэтому сегодня мы более подробно поговорим о том, как правильно использовать инструкции и выражения Python. Также разберемся, в чем выражаются различия между ними. Помимо этого, мы поговорим об инструкциях, которые занимают несколько строк и об отступах в Python. Также попробуем дать ответ на вопрос, зачем отступы вообще нужны в этом языке программирования. Ведь в других же они не используются настолько часто!

Инструкции в Python

Понятие инструкции

Под инструкцией подразумевается логическое выражение, доступное для прочтения и выполнения интерпретатором Python. Он может являться выражением либо оператором присваивания в этом языке программирования.

Присваивание используется в языке повсеместно. С его помощью мы задаем метод создания и хранения объектов с использованием выражений.

Что такое выражение?

Выражение — это тип оператора, который содержит логическую последовательность чисел, строк, объектов и операторов Python. Значение и переменная сами по себе являются выражениями.

Вы можете использовать выражения для выполнения таких операций, как сложение, вычитание, объединение и т. д. Это также могут быть вызовы функций, возвращающие определенный результат. Приведем несколько примеров выражений. 

# Использование арифметических выражений

>>> ((20 + 2) * 10 / 5 - 20)

24.0




# Использование функций в выражении

>>> pow(2, 10)

1024




# Использование eval в выражении

>>> eval("2.5+2.5")

5.0

Простая операция присваивания

Если мы говорим о присваивании, то здесь происходит создание новых переменных, которым уже происходит присваивание значений. Переменные могут подвергаться изменениям. Инструкция предоставляет выражение и имя переменной в качестве метки для сохранения значения выражения. 

# Синтаксис

variable = expression

Давайте теперь попробуем рассмотреть стандартные типы выражений присваивания в Python и посмотрим, как устроена их работа.

Пример 1: с правой стороны – выражение со значением

Это стандартная форма присваивания в этом языке программирования. 

>>> test = "Изучение python"

В этом примере Python создает строку «Изучение Python» в памяти, после чего присваивает ей имя test. Чтобы узнать, по какому адресу в памяти она расположена, необходимо воспользоваться встроенной функцией id(). 

>>> test = "Изучение python"

>>> id(test)

6589040

Номер — это адрес места, где хранится значение. Вот несколько интересных моментов, о которых следует помнить.

1. Если вы создадите другую строку с тем же значением, Python создаст новый объект и назначит его другому месту в памяти. Это работает в большинстве случаев.
2. Однако в следующих двух случаях он использует одну и ту же ячейку памяти:
   • Строки без пробелов, содержащие менее 20 символов;
   • Целые числа от -5 до 255.

Это называется интернированием и делается для сохранения памяти.

Пример 2. С правой стороны – существующая переменная Python

Теперь давайте приведем еще один пример, как может использоваться инструкция присваивания. С правой стороны расположена переменная Python, которая была объявлена ранее.  

>>> another_test = test

Если мы используем инструкцию, приведенную выше, у нас не будет выделено дополнительное пространство в памяти. Обе переменных будут ссылаться на одинаковй объект в памяти. Это аналогично созданию псевдонима для того объекта, который уже существует. Чтобы в этом удостовериться, можно воспользоваться той же функцией id(). 

>>> test = "Изучение python"

>>> id(test)

6589424

>>> another_test = test

>>> id(another_test)

6589424

Пример 3. С правой стороны – операция.

А если мы используем такую инструкцию, то исход операции непосредственно влияет на ее результат. Давайте приведем такой пример для наглядности. 

>>> test = 2 * 2 / 4

>>> print(test)

1.0

>>> type(test)

В этом примере присваивание приведет к созданию переменной типа float. А в этом – к появлению переменной типа int. 

>>> test = 3 * 3

>>> print(test)

9

>>> type(test)

Дополнительная инструкция присваивания

Арифметические операторы можно комбинировать для формирования инструкций дополненного присваивания.

Рассмотрим этот пример: x + = y. Это похоже на эту инструкцию — x = x + y.

Следующий пример, добавляющий новые элементы в кортеж, немного более наглядно демонстрирует принцип. 

>>> my_tuple = (5, 10, 20)

>>> my_tuple += (40, 80,)

>>> print(my_tuple)

(5, 10, 20, 40, 80)

А этот пример – это список, элементами которого являются гласные буквы английского алфавита. В нем в список добавляются недостающие значения. 

>>> list_vowels = ['a','e','i']

>>> list_vowels += ['o', 'u',]

>>> print(list_vowels)

['a', 'e', 'i', 'o', 'u']

Инструкция в несколько строк

Каждая инструкция Python оканчивается знаком новой строки. Но это действие можно расширить до нескольких строк, используя символ \.

В Python есть два способа обработки операторов, занимающих несколько строк.

1. Явное продолжение строки

Когда символ продолжения строки сразу используется для разделения инструкции на несколько строк. 

# Инициализация списка с помощью многострочной инструкции

>>> my_list = [1, \

... 2, 3\

... ,4,5 \

... ]

>>> print(my_list)

[1, 2, 3, 4, 5]

# Вычислить выражение, используя многострочную инструкцию

>>> eval ( \

... " 2.5 \

... + \

... 3.5")

6.0

2. Неявное продолжение строки

Неявное продолжение строки работает, когда инструкция разрывается скобками (), квадратным или фигурными скобками. Тогда инструкцию о переводе необходимо заключить в соответствующие скобки. 

>>> result = (10 + 100

... * 5 - 5

... / 100 + 10

... )

>>> print(result)

519.95

 

>>> subjects = [

... 'Математика',

... 'Английский',

... 'Химия'

... ]

>>> print(subjects)

['Математика', 'Английский', 'Химия']

>>> type(subjects)

Реализация отступов в Python

Как правило, почти любой высокоуровневый язык программирования использует фигурные скобки для того, чтобы выделять определенные блоки кода. Это заставляет совершать лишние действия, прописывать эти скобки. Суммарно это занимает довольно немало времени, даже если эти действия были доведены до автоматизма. Чтобы сделать код более простым для чтения и написания, в Python разработчики решили отказаться от использования скобок для выделения какого-то фрагмента кода. А их роль стали выполнять отступы.

Тот блок кода, который играет роль тела функции либо цикла, начинается с отступа и завершается первой строкой, в которой отступа нет.

Сколько места занимает отступ?

Общепринятый размер отступа в Python – 4 символа. Правда, Google предусматривает немного другие правила: размер может ограничиваться исключительно двумя символами. Таким образом, можно руководствоваться и собственным стилем, задавая такое количество отступов, которое нужно. Тем не менее, рекомендуется все же делать четыре отступа.

Почему без отступов в Python не получится обойтись?

Большинство языков программирования используют отступы для улучшения читабельности, но добавлять отступы необязательно. Но в Python их обязательно надо применять, в этом особенность данного языка программирования. Обычно каждой строке предшествует 4-символьный отступ для блока кода.

В примерах из предыдущих разделов были блоки без отступов. Однако в более сложных выражениях без них не обойтись. 

def demo_routine(num):

    print('Демо функция')

    if num % 2 == 0:

        return True

    else:

        return False




num = int(input('Введи число:'))

if demo_routine(num) is True:

    print(num, 'четное число')

else:

    print(num, 'нечетное число')

А также давайте рассмотрим пример случая, когда ненужный отступ приводит к возникновению ошибки. 

>>>  6*5-10

File "", line 1

    6*5-10

    ^

IndentationError: unexpected indent

Выводы

Таким образом, стать профессиональным разработчиком на Python без понимания того, что собой являют выражения, инструкции и отступы, нельзя. Чтобы получить максимум от этого урока, рекомендуется самостоятельно прописать весь код в консоли. Чтобы работать с командами, которые были указаны ранее, можно использовать клавишу «стрелка вверх» на клавиатуре.

В целом, Python – это понятный и простой язык программирования, который можно легко использовать как новичкам, так и опытным специалистам. Нет необходимости изучать сложный синтаксис. Да и использование отступов все же упрощает код, по сравнению с фигурными скобками. 

Все это позволяет добиться высокой скорости написания программ. Конечно, сами по себе приложения, написанные на Python, не настолько быстры по сравнению с теми, которые были написаны на других языках. Но чтобы научиться программировать, нужно начинать с простого. И видим, что такие аспекты разработки, как выражения, инструкции и отступы, вовсе не так сложны в понимании, как может показаться на первый взгляд.