Python. Большая книга примеров

Аннотация........................................................................................................................................................1
Языки. Общие представления............................................................................................................................2
■ Структура языка..................................................................................................................................................5
■ Выражения python............................................................................................................................................5
■ ......................................................................................................................................................................................6
■ Имена.......................................................................................................................................................................7
■ Имена python..............................................................................................................................................................................7
■ Информация о модуле keyword............................................................................................................................8
■ Нотация в Python.......................................................................................................................................................................8
■ Как выбирать имена в Python............................................................................................................................................9
■ Именование переменных в PEP8..................................................................................................................................12
■ ...................................................................................................................................................................................12
■ Типы и классы....................................................................................................................................................13
■ Типы данных в Python..........................................................................................................................................................13
■ Динамическая типизация........................................................................................................................................13
■ Достоинства динамической типизации...........................................................................................................14
■ Недостатки динамической типизации........................................................................................................................14
■ Классификация типов данных python..............................................................................................................15
■ Числовые типы python..............................................................................................................................................15
■ Последовательности..................................................................................................................................................17
■ Файл....................................................................................................................................................................................19
■ None....................................................................................................................................................................................19
■ Работа с типами в python........................................................................................................................................20
■ Классы....................................................................................................................................................................21
■ Принципы ООП.............................................................................................................................................................22
■ Методы класса..............................................................................................................................................................23
■ Атрибуты класса...........................................................................................................................................................23
■ Конструктор....................................................................................................................................................................24
■ Наследование .............................................................................................................................................................. 26
■ Переопределение.......................................................................................................................................................27
■ Объявление аргументов в функциях и методах классов.....................................................................................................27
■ ...................................................................................................................................................................................27
■ Документирование кода..................................................................................................................................................28
■ Docstring......................................................................................................................................................................28
■ Документация для классов...............................................................................................................................................28
■ Документация класса................................................................................................................................................28
■ Документация методов класса............................................................................................................................28
■ Документация для пакетов....................................................................................................................................30
■ Документация для модулей..................................................................................................................................30
■ Форматы Docstring......................................................................................................................................................30
■ pydoc...................................................................................................................................................................................31
■ HTTP сервер с документацией.............................................................................................................................32
■ Запись документации в файл................................................................................................................................33
■ Автодокументирование кода...............................................................................................................................33
■ Сведения об операторах python...........................................................................................................................33
■ Операторы управления потоком выполнения.......................................................................................................34
■ _if...........................................................................................................................................................................................34
■ if - else................................................................................................................................................................................37
■ Оператор if внутри другого if-оператора.........................................................................................................................38
■ Оператор if-elif-else....................................................................................................................................................42
■ Итерации..........................................................................................................................................................................43
■ Операторы цикла........................................................................................................................................................44
■ Выход из двух циклов с помощью break.......................................................................................................................49
■ Пример создания итерируемого объекта......................................................................................................................53
■ Работа с циклами: примеры..................................................................................................................................54
■ ...................................................................................................................................................................................59
■ Массивы...............................................................................................................................................................60
■ Объявление массива............................................................................................................................................................60
■ Библиотека numpy: объявления массивов ................................................................................................................. 61
■ Массив как класс. Перечень методов.........................................................................................................................65
■ Индексация в массиве.........................................................................................................................................................65
■ Итерация в массиве..............................................................................................................................................................66
■ Срезы в массиве...........................................................................................................................................................68
■ ...................................................................................................................................................................................70
■ Списки....................................................................................................................................................................71
■ Создание списков..................................................................................................................................................................71
■ Функции и методы списков..............................................................................................................................................72
■ ...................................................................................................................................................................................73
■ Универсальные функции NumPy (ufunc)..............................................................................................................................74
■ Специализированные универсальные функции.....................................................................................................................74
■ Перечень универсальных функций........................................................................................................................................75
■ Аргументы универсальных функций.......................................................................................................................................81
■ out........................................................................................................................................................................................81
■ where..................................................................................................................................................................................82
■ casting.................................................................................................................................................................................83
■ order....................................................................................................................................................................................84
■ dtype...................................................................................................................................................................................84
■ subok...................................................................................................................................................................................85
■ signature............................................................................................................................................................................85
■ extobj..................................................................................................................................................................................86
■ Универсальные функции. Продолжение................................................................................................................................86
■ numpy.sin.........................................................................................................................................................................87
■ numpy.cos.........................................................................................................................................................................88
■ numpy.tan........................................................................................................................................................................89
■ numpy.arcsin...................................................................................................................................................................90
■ numpy.arccos..................................................................................................................................................................91
■ numpy.arctan..................................................................................................................................................................92
■ numpy.hypot ................................................................................................................................................................. 93
■ numpy.arctan2................................................................................................................................................................94
■ numpy.degrees...............................................................................................................................................................95
■ numpy.radians................................................................................................................................................................96
■ numpy.deg2rad..............................................................................................................................................................96
■ numpy.rad2deg..............................................................................................................................................................97
■ numpy.sinh.......................................................................................................................................................................98
■ numpy.cosh......................................................................................................................................................................99
■ numpy.tanh...................................................................................................................................................................100
■ numpy.arcsinh..............................................................................................................................................................100
■ numpy.arccosh.............................................................................................................................................................101
■ numpy.arctanh.............................................................................................................................................................102
■ numpy.around..............................................................................................................................................................103
■ numpy.round ..............................................................................................................................................................104
■ numpy.rint......................................................................................................................................................................105
■ numpy.fix........................................................................................................................................................................105
■ numpy.floor...................................................................................................................................................................106
■ numpy.ceil......................................................................................................................................................................107
■ numpy.trunc..................................................................................................................................................................107
■ ................................................................................................................................................................................108
■ Декораторы и декорирование............................................................................................................................................109
■ Замыкания...............................................................................................................................................................................109
■ Декоратор................................................................................................................................................................................109
■ Декорируемые функции..................................................................................................................................................110
■ Применение декораторов..............................................................................................................................................111
■ Как это работает?......................................................................................................................................................112
■ Декоратор retry.....................................................................................................................................................................112
■ Аргументы декоратора.....................................................................................................................................................113
■ Использование этого кода...................................................................................................................................114
■ Декоратор retry ................................................................................................................................................... 115
■ Напоминание..............................................................................................................................................................116
■ Множественное декорирование функции............................................................................................................118
■ Передача аргументов в декорируемую функцию.............................................................................................118
■ ООП: декорирование методов.....................................................................................................................................119
■ Декорирование с распаковкой аргументов..........................................................................................................119
■ Декораторы с аргументами...........................................................................................................................................120
■ Аргументы декораторов..................................................................................................................................................123
■ Особенности работы с декораторами.....................................................................................................................123
■ Класс - декоратор................................................................................................................................................................124
■ Аргументы в классах-декораторах.............................................................................................................................125
■ Исключения и обработка исключений.........................................................................................................................126
■ Tkinter: общее представление.....................................................................................................................................126
■ Графический интерфейс..................................................................................................................................................126
■ Ошибки......................................................................................................................................................................................126
■ Синтаксические ошибки........................................................................................................................................127
■ Логические ошибки.................................................................................................................................................127
■ Исключения..................................................................................................................................................................127
■ Исключения: преимущества применения.............................................................................................................127
■ Перехват исключений.......................................................................................................................................................128
■ except: несколько блоков................................................................................................................................................129
■ Вложенные блоки и else..................................................................................................................................................129
■ finally...........................................................................................................................................................................................130
■ Конструкция with - as.........................................................................................................................................................131
■ Пользовательские исключения....................................................................................................................................131
■ Иерархия исключений ...................................................................................................................................... 133
■ Класс Exception. Несистемные исключения...............................................................................................133
■ Магические методы....................................................................................................................................135
■ Введение......................................................................................................................................................135
■ Конструирование и инициализация магических методов............................................................................135
■ Переопределение операторов на произвольных классах............................................................................136
■ Магические методы сравнения...................................................................................................................................137
■ Создание недостающих методов сравнения пользовательского класса.............................................................................139
■ Примечание.................................................................................................................................................................139
■ Числовые магические методы.....................................................................................................................................140
■ Унарные операторы и функции...................................................................................................................................141
■ Обычные арифметические операторы....................................................................................................................142
■ Отражённые арифметические операторы............................................................................................................143
■ Составное присваивание.................................................................................................................................................145
■ Магические методы преобразования типов........................................................................................................147
■ Представление собственных классов.......................................................................................................................148
■ Контроль доступа к атрибутам.....................................................................................................................................149
■ Функция super() в python: доступ к унаследованным методам.................................................................150
■ object-or-type - применение................................................................................................................................151
■ Типичные случаи использования super()................................................................................................................151
■ Иерархия с единичным наследованием......................................................................................................151
■ Поддержка совместного множественного наследования.................................................................152
■ Примеры получения доступа к унаследованным методам.........................................................................152
■ Функция в единичном наследовании............................................................................................................152
■ Произвольные последовательности.........................................................................................................................155
■ Протоколы....................................................................................................................................................................155
■ Магия контейнеров ............................................................................................................................................................ 155
■ Пример......................................................................................................................................................................................157
■ Отражение....................................................................................................................................................................158
■ Вызываемые объекты............................................................................................................................................159
■ Менеджеры контекста...........................................................................................................................................159
■ Абстрактные базовые классы.......................................................................................................................................161
■ Построение дескрипторов...................................................................................................................................161
■ Пример использования дескрипторов....................................................................................................................161
■ Копирование..........................................................................................................................................................................162
■ Использование модуля pickle на объектах пользовательского класса.....................................................................................163
■ Cериализация..............................................................................................................................................................163
■ Сериализация собственных объектов...........................................................................................................164
■ Пример......................................................................................................................................................................................165
■ Дополнение 1: Как вызывать магические методы............................................................................................165
■ Магический метод call ............................................................................................................................................167
■ Класс с методом call вместо замыканий функций..................................................................................169
■ Реализация декораторов с помощью классов....................................................................................................169
■ Магические методы str , repr , len , abs ...............................................................................170
■ Методы len и abs .............................................................................................................................................172
■ Магические методы add , sub , mul , truediv .......................................................................173
■ Методы сравнений eq , ne , lt , gt и другие........................................................................180
■ Магические методы eq и hash .................................................................................................................186
■ Магический метод bool определения правдивости объектов.........................................................188
■ Магические методы getitem , setitem и delitem ......................................................................190
■ Магические методы iter и next ................................................................................................................194
■ Дополнение 2: Изменения в python 3 ................................................................................................. 197
■ События и программирование событий..........................................................................................199
■ Событийно-ориентированное программирование..........................................................................................199
■ Применение событий........................................................................................................................................................199
■ Перечень событий..............................................................................................................................................................201
■ Создание GUI-программы..............................................................................................................................................202
a. Возможные сценарии создания пользовательского приложения..........................................................202
b. Объектно-ориентированный принцип...................................................................................................................203
6.b.i. Замечание.............................................................................................................................................................204
6.b.ii. Конструктор с дополнительным аргументом funName и строкой для надписи на кнопке.....................................................................................................................................................................................204
6.b.iii. Getattr как она есть........................................................................................................................................204
c. Виджеты Button, Label, Entry........................................................................................................................................207
* Button - кнопка.........................................................................................................................................................207
* Label - метка................................................................................................................................................................208
* Entry - однострочное текстовое поле...........................................................................................................209
о Методы позиционирования элементов................................................................................................................210
* Метод grid....................................................................................................................................................................210
* Метод pack..................................................................................................................................................................211
* Метод place.................................................................................................................................................................215
о Text - многострочное текстовое поле....................................................................................................................216
* Text и Scrollbar...........................................................................................................................................................217
* Методы Text................................................................................................................................................................218
o Класс LabelFrame.................................................................................................................................................................218
* Теги..................................................................................................................................................................................219
* Вставка виджетов в текстовое поле...............................................................................................................220
o Radiobutton и Checkbutton: переменные Tkinter..............................................................................................220
* Radiobutton - радиокнопка................................................................................................................................221
* Ещё примеры ..................................................................................................................................................... 223
* Checkbutton - флажок...........................................................................................................................................228
о Класс RBColor........................................................................................................................................................................231
o Виджет Listbox......................................................................................................................................................................233
o Статические и нестатические методы. Свойства виджетов........................................................................235
* Связать виджет, событие, действие...............................................................................................................238
o События и типы событий................................................................................................................................................240
■ Событие и метод bind.......................................................................................................................................................241
■ Событие (Event) как объект tkinter.............................................................................................................................243
* Применение событий...........................................................................................................................................245
* root.after: альтернативные способы запуска и объявления.............................................................................................246
■ Модуль tkinter.ttk................................................................................................................................................................248
* Создание собственного стиля...........................................................................................................................251
* Тема приложения....................................................................................................................................................251
* Свойства виджетов в ttk.......................................................................................................................................252
■ Создание графических интерфейсов с помощью библиотеки Tkinter...................................................................................254
■ Canvas........................................................................................................................................................................................254
■ Методы позиционирования элементов.................................................................................................................254
■ Линии.........................................................................................................................................................................................254
■ create rectangle: создание прямоугольников.....................................................................................................256
■ Цветные прямоугольники...............................................................................................................................................257
■ create oval: создание эллипсов..................................................................................................................................258
■ Сложные формы..................................................................................................................................................................259
■ Обращение к созданным фигурам для изменения их свойств..............................................................................................261
■ Идентификаторы.......................................................................................................................................................261
■ Теги...................................................................................................................................................................................262
■ Привязка события ............................................................................................................................................................ 263
■ Настройки окон..........................................................................................................................................................264
■ Менеджер геометрии grid..............................................................................................................................................267
■ Правила применения метода grid..............................................................................................................................267
■ Другие аргументы метода grid.....................................................................................................................................268
■ Метод grid: применение.......................................................................................................................................270
■ Диалоговые окна.................................................................................................................................................................271
■ Импорт модуля и вызов функций модуля.............................................................................................................271
■ Виджет Menu.........................................................................................................................................................................273
■ Добавление подменю для основного меню........................................................................................................275
■ Всплывающее меню в Tkinter.......................................................................................................................................276
■ Панель инструментов в Tkinter....................................................................................................................................277
■ Научная графика в Python...............................................................................................................................................278
■ Структура matplotlib...........................................................................................................................................................278
■ Применение модуля matplotlib.pyplot....................................................................................................................279
■ Рисунок (Figure)....................................................................................................................................................................279
■ Иерархическая структура рисунка в matplotlib.............................................................................................................279
■ Область рисования (Axes).....................................................................................................................................279
■ Координатная ось (Axis)........................................................................................................................................279
■ Элементы рисунка (Artists).............................................................................................................................................280
■ Интерфейс прикладного программирования matplotlib API..................................................................................................280
■ Классы Artists................................................................................................................................................................280
■ Примитивы...................................................................................................................................................................280
■ Контейнеры..................................................................................................................................................................280
■ Pyplot............................................................................................................................................................................281
■ Библиотека matplotlib ..................................................................................................................................................... 283
■ Интерфейс Pyplot......................................................................................................................................................283
■ Иерархическая структура рисунка в matplotlib...............................................................................................................284
■ Элементы рисунка Artists................................................................................................................................................284
■ Свойства графических элементов....................................................................................................................286
■ Figure: конфигурация рисунка............................................................................................................................288
■ Настройки линии сетки Matplotlib.pyplot....................................................................................................290
■ Примеры.....................................................................................................................................................291
■ Прямые и квадратичные линии........................................................................................................................291
■ Оптимизация осей координат...........................................................................................................................292
■ Явное определение области рисования......................................................................................................293
■ Нормальная общая система координат.......................................................................................................293
■ Легенда....................................................................................................................................................294
■ Аннотации и собственный текст.......................................................................................................................295
■ Прозрачность линии................................................................................................................................................297
■ Точечная диаграмма...............................................................................................................................................297
■ Барная гистограмма................................................................................................................................................298
■ Диаграмма высокого и низкого потенциала..............................................................................................................298
■ Цветовой блок и аннотация градиентной гистограммы..............................................................................................299
■ 3D изображение и отображение плоскостей........................................................................................................300
■ Изменение цвета графика....................................................................................................................................302
■ Применение цветовых карт (colormap)....................................................................................................................303
■ Список встроенных цветовых карт и их применение.................................................................................................304
■ Цвета и толщины линий линии сетки трехмерной поверхности..................................................................................305
■ Пример 3d изображения и отображения плоскостей..................................................................................................306
■ Анимация...............................................................................................................................................................306
■ Анимация в цикле....................................................................................................................................................307
■ Оптимизация работы приложения............................................................................................................................308
■ Применение класса Animation ................................................................................................................................. 309
■ Создание анимации с помощью класса FuncAnimation.................................................................................................310
■ Пример использования класса FuncAnimation.............................................................................................................310
■ Создание анимации с помощью класса ArtistAnimation.................................................................................................312
■ Цвет как средство отображения.................................................................................................................................313
■ Способы задания цветов. RGB и HEX........................................................................................................................314
■ Цветовая палитра colormap.................................................................................................................................317
■ Плавная цветовая палитра...................................................................................................................................318
■ Дискретная цветовая палитра...........................................................................................................................321
■ Координатные оси.........................................................................................................................................323
■ Дополнительная координатная ось...............................................................................................................323
■ Легенда дополнительной оси............................................................................................................................324
■ Единая легенда..............................................................................................................................................325
■ Логарифмические координатные оси...........................................................................................................325
■ ..................................................................................................................................................................327
■ Поток (и процесс)..........................................................................................................................................328
■ Понятия и определения...................................................................................................................................328
■ Описание разных подходов к параллельным вычислениям в Python....................................................................330
■ Однопоточный режим работы..........................................................................................................................330
■ Пример использования потоков с применением библиотеки threading..................................................................331
■ threading: детали применения..........................................................................................................................332
■ multiprocessing...........................................................................................................................................334
■ Взаимодействие между процессами.............................................................................................................334
■ Класс Pool и multiprocessing................................................................................................................................336
■ Применение многопоточности: взгляд на звёзды............................................................................................336
■ Первый этап разработки приложения..........................................................................................................336
■ Второй этап разработки приложения............................................................................................................337
■ Третий этап разработки приложения............................................................................................................339
■ Четвёртый этап разработки приложения ..................................................................................................... 341
■ Пятый этап разработки приложения.............................................................................................................342
■ Общее представление об асинхронном вводе-выводе....................................................................................346
■ .................................................................................................................................................................346

 Большая книга примеров основывается на описании языка программирования Python и множества материалов из различных интернет-источников. Основное предназначение книги — формирование представления о языке на основе его описания и примеров его применения. 

 Книга может быть использована в качестве учебного пособия.