Язык программирования Python: сферы применения, методы и этапы изучения

Краткая история создания языка программирования Python

Python сегодня входит в число наиболее популярных языков программирования. Неудивительно, что столько начинающих кодеров задаются вопросом, трудно ли учить язык программирования Python и есть ли вообще в этом смысл.

Python является языком программирования высокого уровня общего назначения. Сфера его применения весьма широка. В разработке приложений и веб-сайтов он тоже активно используется. Этот интерпретируемый объектно-ориентированный язык имеет открытый исходный код и динамическую семантику. Сам Python создавался посредством языка “Си”.

В 1989 г. Гвидо Ван Россум создал новый язык программирования под названием Python, а в 1991 г выпустил его. Главная цель, которую ставил перед собой автор — это упрощение процесса программирования. Чтобы писать код было проще, он должен стать более читабельным и понятным для человека. У Python открытый исходный код. Одно из преимуществ этого языка — возможность запускать программы на нём как на ОС Windows, так и на macOS и Linux.

Узнай, какие ИТ - профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Павел Симонов

Исполнительный директор Geekbrains

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ бесплатных нейросетей для упрощения работы и увеличения заработка

Только проверенные нейросети с доступом из России и свободным использованием

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

Список проверенных ресурсов реальных вакансий с доходом от 210 000 ₽

Получить подборку бесплатно

pdf 3,7mb

doc 1,7mb

Уже скачали 30002

Код, написанный на “питоне”, действительно легко читать и разбираться в его структурных элементах. Это делает язык программирования Python подходящим для начинающих. Но его возможности не сводятся лишь к базовым: на Python написаны и эффективно поддерживаются сложнейшие веб-платформы и высоконагруженные приложения.

Причины популярности Python

Интерпретируемость — одно из главных преимуществ “питона”. Напомним, что интерпретируемым называется тот язык, код на котором не нужно компилировать, а можно сразу запускать.

Запуск кода на Python возможен на любом ПК, интерпретаторы для него есть везде. А это значит, что разработчик может сразу видеть результат. Однако, будучи интерпретируемым языком, Python уступает по скорости компилируемым языкам (поскольку не работает непосредственно на компьютере).

• Интерпретируемость сильно упрощает тестирование и перемещение с платформы на платформу небольших блоков кода. Совместимость с большинством существующих ОС делает Python универсальным языком программирования.
• Он прекрасно подходит для тех, кто только начинает программировать. Данный высокоуровневый язык позволяет разработчику сосредоточиться на сути и целях, а не конкретных шагах и процедурах. По этой причине писать скрипты на Python оказывается быстрее, чем на многих других языках.
• Его сходство с естественным языком (английским) сильно облегчает его изучение, если сравнивать Python с другими языками программирования. Разработчику легко запомнить синтаксис “питона” и начать читать код.
• Помимо небольших прикладных скриптов, на Python можно писать и крупные коммерческие приложения, думая только о том, как обеспечить им необходимый функционал (все мелкие задачи решаются “под капотом”, и программисту не нужно беспокоиться о них). Надёжность делает язык программирования Python очень популярным.

Это четыре причины столь трепетной привязанности к “питону” со стороны программистов, хакеров и дата-сайентистов.

Ключевым фактором при его выборе является гибкость этого языка программирования и его соответствие ООП-парадигме. Поэтому его активно применяют в Data Science и машинном обучении.

Преимущества и недостатки использования Python

Преимущества языка программирования Python:

• Простота изучения. Язык программирования Python легко выучить с нуля, поскольку он ясен, логичен и читабелен. Сложный синтаксис и запутанные правила — это не про “питон”. Если вы владеете английским, то у вас всё получится.
• Высокая востребованность языка. В 2020 г. в рейтинге IEEE Spectrum Python занял первое место. Он не только широко распространён, но и применим в разных видах программных продуктов. Заработки Python-программистов очень неплохи, особенно в веб-разработке, машинном обучении и Data Science.
• Использование Python в технологиях искусственного интеллекта и машинного обучения. С помощью Python удобно производить сложные расчёты, поэтому он и пригодился в машинном обучения. А библиотеки, отвечающие за нейронные системы, пришлись очень кстати в ИИ.
• На языке программирования Python можно написать программу для ПК, мобильное и веб-приложение (сегодня в вебе и мобильной разработке очень много таких продуктов). У “питона” имеется множество расширений для создания микро- и макропроектов.
• Открытый исходный код и бесплатная доступность языка на официальном сайта. Кроме того, каждый может внести свой вклад в развитие Python и добавить новые фичи в него.
• Язык независим от ОС и с одинаковой эффективностью работает на главных платформах — Linux, Windows, macOS.

Недостатки Python:

• Медленная работа. “Питон” плохо подходит для создания высокопроизводительных приложений, лучше сразу выбрать другой язык.
• Крайне мало возможностей для процессорных оптимизаций: их сводит на нет особая модель памяти языка.

В этом и заключаются основные минусы данного языка — низкое быстродействие и недостаток возможностей для статического анализа кода. Эти проблемы тесно взаимосвязаны. Если удастся решить вторую, то откроются пути решения первой.

Сферы применения Python

• Web-разработка

Всю серверную часть веб-сайта можно написать на “питоне”. Но не на чистом Python, а на популярных фреймворках (Django, Flask), которые, в свою очередь, написаны на нём. Эти фреймворки упрощают процессы генерации html-страничек, которые пользователь видит в своём браузере, запросы к базе данных, обработку адресов.

К сегодняшнему дню уже написана масса дополнительных инструментов для реализации веб-приложений. Например, с помощью HTMLGen авторства сторонних разработчиков можно добавлять готовые классы для html-страницы на Python; пакет mod_python помогает запускать Apache-скрипты и при этом обеспечивать стабильное функционирование шаблонов Python Server Pages.

• Визуальный интерфейс

В области графики многие задачи тоже решаются с помощью языка программирования Python. Если вам необходимо адаптировать создаваемый графический интерфейс под стилистику операционной системы, где будет запускаться приложение, то вы можете использовать Python с дополнительными графическими библиотеками Dabo и PythonCard, которые значительно упростят процесс разработки.

• Базы данных

Современная версия “питона” создавалась таким образом, чтобы максимально просто и ясно взаимодействовать с любыми базами данным. В частности, рабочая среда языка содержит программный интерфейс для работы с базами прямо в скрипте посредством SQL-запросов. Код на Python потребует лишь минимальных доработок, если нужно будет использовать его для БД Oracle и MySQL.

Только до 23.09

Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней

Список документов:

ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains

20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей

Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»

Чтобы получить файл, укажите e-mail:

Введите e-mail, чтобы получить доступ к документам

Подтвердите, что вы не робот,
указав номер телефона:

Введите телефон, чтобы получить доступ к документам

Скачать подборку бесплатно pdf 2,5mb

Уже скачали 52300

Я подтверждаю согласие на обработку персональных данных.

• Системное программирование и администрирование

У Python есть интерфейсы для управления службами различных ОС, в которых он работает — Linux, Windows и др. Поэтому на “питоне” удобно писать портативные приложения для ПК. Уже давно язык программирования Python используют системные администраторы для написания своих программ. Посредством Python можно ускорять открытие и поиск файлов в папках, запуск программ, вычисления и другие типичные задачи.

Читайте также!

Нейронные сети на Python: как всё устроено

Подробнее

• Сложные расчёты

В области вычислений язык программирования Python не менее продвинут, чем C++ и FORTRAN. Для осуществления математических вычислений создано расширение NumPy, работающее с уравнениями, массивами данных и другими их форматами. С момента установки этого расширения на ПК “питон” моментально интегрируется с библиотеками формул.

То есть, Python помогает не только с расчётами, но и с визуализацией полученных данных.

• Машинное обучение

В машинном обучении активно используются не только основной инструментарий языка Python, но и фреймворки, а также дополнительные библиотеки, “заточенные” специально под ML. Наиболее популярные среди них — это TensorFlow (низкоуровневая библиотека, позволяющая пользователю самому создавать алгоритмы) и scikit-learn (который уже содержит наиболее часто встречающиеся алгоритмы обучения).

На языке программирования Python пишется такой функционал для машинного обучения, с помощью которого работают системы распознавания голосов и лиц. Python используют специалисты по глубокому обучению и создатели нейронный сетей.

• Автоматизация бизнес-процессов

Одна из наиболее востребованных ниш в IT, где используется Python — это написание коротких скриптов для автоматизации ряда рабочих процессов и стандартных процедур. К примеру, это небольшой код, автоматически обрабатывающий входящие письма: он сортирует их по наличию заданных ключевых фраз, чем сильно упрощает жизнь пользователю (делать то же самое вручную было бы сложно и долго).

Популярные статьи

Высокооплачиваемые профессии сегодня и в ближайшем будущем

Дополнительный заработок в Интернете: варианты для новичков и специалистов

Востребованные удаленные профессии: зарабатывайте, не выходя из дома

Разработчик игр: чем занимается, сколько зарабатывает и где учится

Как выбрать профессию по душе: детальное руководство + ценные советы

В чём же секрет эффективности языка Python для программирования таких скриптов из нескольких строк? Это, в первую очередь, простой и понятный синтаксис, составлять сценарии на котором — одно удовольствие. И, во вторую очередь, отсутствие этапа компиляции и возможность сразу запустить и отладить код.

• Геймдев

К индустрии игр многие относятся несерьёзно, и совершенно зря. Именно игровая индустрия привела к появлению многих удобных и полезных гаджетов, дала мощный толчок развитию цифровой графики и другим разработкам. Создать крупный проект на одном только Python не получится — он занимает довольно скромное место и выполняет узкий набор функций.

В процессе изучения Python следует пробовать свои силы на простых задачах, начинать с элементарных скриптов (и неважно, что они кажутся банальными и слишком лёгкими). Постепенно вы выберете для себя конкретное направление в программировании и будете специализироваться на нём, прицельно “прокачивая” навыки и строя карьеру.

Пример простой программы на Python

Языки программирования принято демонстрировать новичкам с помощью простой программы “hello world”. Этот код состоит из команды, выводящей фразу “Hello, World!”.

Python оправдывает свою репутацию одного из простейших для изучения языков программирования. Для создания программы “Hello, World!” просто наберите print(«Hello, World!»). Несложно? А теперь возьмёмся за другие аналогичные задачки.

Сложим два числа:

• # Складываем 2 числа
• num1 = 4
• num2 = 6
• sum = num1 + num2
• print(sum)

Читайте также!

Лучшие книги по Python: с нуля и до профи

Подробнее

Как же работает эта последовательность команд? Разберём построчно.

Строка 1: # Складываем 2 числа

Символ # в языке Python используется для комментариев. Если вы видите, что с него начинается строка, будьте уверены — это комментарий, описывающий, что происходит в коде. И компиляторы, и интерпретаторы игнорируют комментарии, зато для других разработчиков это источник ценной информации, помогающий понять смысл кода.

Строка 2: num1 = 4

Num1 — это переменная, которой мы присваиваем определённое значение — 4. Или можно сказать по-другому: мы сохраняем цифру 4 в переменной num1.

Здесь, num1 — переменная. Вы можете сохранять значение в переменной. В этом случае, 3 сохраняется в переменной.

Строка 3: num2 = 6

Точно так же объявляем вторую переменную, num2, и присваиваем ей значение 6.

Строка 4: sum = num1 + num2

Суммируем обе переменные. Для этого используется оператор “+”. Полученная сумма сохраняется в переменной sum.

Строка 5: print(sum)

Пора вывести результат на монитор, и в этом нам поможет уже знакомая команда print(), куда sum передан как аргумент. На экран выведется цифра 10.

Чтобы начать новую инструкцию, просто нажмите Enter. Отделять строки друг от друга с помощью оператора “;” (как, например, в PHP, JavaScript или C/C++) нет необходимости.

Фигурные скобки “{ }”, используемые в других языках программирования, в Python заменяются отступами (четырьмя пробелами подряд), позволяющим и перейти на следующий блок кода.

С чего лучше начать обучение языку программирования Python

Разработка на любом языке программирования начинается с изучения синтаксиса и возможностей самого языка. “Питон” славится своим низким порогом вхождения для новичков: синтаксис его ясен и легко запоминается (чего нельзя сказать, например, о С).

Поэтому, если запастись терпением и усердием, любой желающий сможет освоить этот язык. Новички будут нуждаться лишь в грамотных советах.

Часто путь начинающего питониста бывает таким: человек, ранее далёкий от разработки и помнящий, в лучшем случае, фамилию основателя Microsoft, гуглит запросы “как выучить Python”, “основы языка программирования Python”, и т. п.. На первых позициях выдачи он натыкается на статьи, рекомендующие вначале прочесть классические труды Марка Саммерфилда и Марка Лутца.

Но это неправильный подход.

Учить язык программирования по этим книгам, особенно новичку, будет сложно. Вообще странно предлагать человеку, который ещё не знаком с азами, сразу прочесть большую книгу. В ней он обнаружит:

• историю создания языка программирования Python на первых сорока страницах;
• затем рассказ об интерпретаторе ещё на сотню страниц;
• наконец, автор добирается до базовых типов и повествует о них на прядении ещё ста страниц.

К этому моменту новичок просто устаёт читать (тем более что текст действительно излишне академичен и нуден) и решает, что Python — не для него.

Знакомство с Python должно быть другим. Главное — сохранить интерес к программированию и увлечённость, а не вызубрить все базовые типы.

Знать все тонкости интерпретации кода на Python тоже незачем, если вы только начинаете свой путь в программировании на этом языке. А вот самостоятельное написание “hello world” — это серьёзный шаг вперёд.

Этапы изучения языка программирования Python

Чтобы продуктивно изучать язык программирования Python, необходимо последовательно идти от одного шага к другому, не пропуская ни единый и тщательно выполняя задания. Обучение работе с этим языком состоит из четырёх этапов:

Этап 1: Учим самые основы программирования

Тому, кто вообще не писал код, необходимо сначала заложить базу. Почитайте статьи о базовом программировании либо пройдите бесплатные курсы (они есть и на русском языке), например, на специальных каналах YouTube.

Этап 2: Выбираем редактор кода

Освоив азы программирования, пора выбрать и установить инструмент, с помощью которого вы будете писать код. Это самый простой этап.

Интегрированная среда разработки, с помощью которой пишут программный код, называется IDE.

PyCharm от JetBrains занимает особое место среди редакторов кода. Его рекомендуются использовать всем, кто пишет на языке программирования Python — и неважно, опытный вы кодер или только приступаете к своему первому “hello world”.

Плюсы PyCharm:

• программа бесплатна (в Community-версии);
• установка не вызывает проблем;
• есть много полезных “фишек”, упрощающих кодинг.

А именно:

• С помощью автозаполнения ввод инструкций ускоряется многократно.
• Созданный код редактируется буквально за пару кликов.
• Есть графический отладчик кода.
• Поддерживается Django.
• Можно автоматически рефакторить код.

Быстродействие PyCharm приятно удивляет, а интерфейс IDE интуитивно понятен даже новичку. Функционал этого редактора столь удобен и комфортен, что вы разберётесь в нём очень быстро.

Что любопытно, даже NASA пишет код с помощью PyCharm.

Впрочем, если вы занимаетесь программированием на языке Python, то можете выбирать и среди других IDE, таких как:

• VS Code (Visual Studio Code);
• Sublime text 3;
• Eclipse;
• Atom.

Этап 3: Читаем книги по программированию на Python

Основой изучения языков программирования является чтение специализированной литературы. Даже дети смогут освоить программирование на языке Python, если будут читать соответствующие книги достаточно внимательно и усердно — это проверенный способ усвоения знаний.

В сети можно найти десятки неплохих учебников, помогающих быстро, просто и удобно освоить базовое программирование на языке Python. Однако ни одна книга, даже самая гениальная, не идёт в сравнением с пособием “Укус Питона”. Этот великолепный учебник бесплатен и прекрасно подходит для новичков в программировании.

Есть один важный момент, который касается чтения подобных книг. Если вы любите читать быстро и глотаете понравившиеся тексты в один присест, то вам есть смысл замедлиться. Конечно, можно и учебник по “питону” прочитать за вечер, однако гораздо больше эффекта будет, если действовать так:

• читать теорию, пока не попадётся фрагмент кода;
• закрыть книгу;
• попытаться воспроизвести код по памяти;
• открыть книгу, сравнить, читать дальше.

Этот способ практикуют миллионы начинающих программистов (некоторые из которых, возможно, скоро станут senior Python developers). Такой подход к учёбе — когда чтение перемежается с практикой — максимально эффективен. Помните о нём.

Подавляющее большинство начинающих воспринимает только текст книги, а весь код пропускает. Этот подход не работает, поскольку:

• Нет кода — нет практики, а раз нет практики, то откуда взяться навыку программирования?
• В книге нет лишних кусков кода, они все иллюстрируют то, что объясняется в тексте.

“Проматывая” фрагменты кода, вы теряете самое главное в учебном материале и лишаете себя наглядных примеров.

Этап 4: Практикуемся

Пора начинать писать код. Именно из этого и состоит процесс разработки любого ПО. Для начала вам необходимо запомнить синтаксис Python и типичные конструкции на нём, чтобы писать скрипты грамотно, а потом уже можно оттачивать навыки с помощью видеотуториалов и сессий live-кодинга, в ходе которых преподаватель пишет код онлайн и объясняет его. Просто повторяйте за ним!

Зачем же копировать код, написанный блогером с YouTube, спросите вы?

• Чтобы систематизировать знания. Если вы честно повторите весь путь создания приложения с нуля до готового продукта, это даст вам, как минимум, понимание каждого этапа разработки.
• Чтобы учиться применять язык программирования Python грамотно. Блогеры обычно комментируют свой выбор тех или иных решений, подсказывают, какие конструкции лучше использовать, делятся “фишками”, разъясняют нюансы, показывают best practices.
• Гораздо проще писать код небольшими блоками, чем, например, разбирать огромные “простыни” кода, приводимые в статьях.

Ещё один прекрасный способ научиться программировать — это делать свои pet-проекты, хотя бы самые крохотные и простые. Возьмите ту тему, которая вам реально важна, и постарайтесь сделать хотя бы минимально жизнеспособный продукт.

Этап 5: Изучать чужой код

Кроме самостоятельного написания скриптов, лазайте по Python-библиотекам (это очень удобно делать на Github).

На Github можно ознакомиться с исходниками известных библиотек. Постепенно изучая их структуру, вы начнёте понимать, как организованы проекты, привыкнете читать код и, возможно, переймёте какие-либо best practices.

Даже пара-тройка часов ежедневного изучения Python даст вам базовое понимание этого языка программирования уже через месяц: вы начнёте писать свои элементарные скрипты на нём. Впрочем, многое определяется вашей мотивацией и обучаемостью.

Изучение Python на курсах от GeekBrains

Можно, конечно, взяться за изучение языка программирования полностью самостоятельно. Однако это потребует массы времени и сил. Если нужно быстро освоить основы программирования на языке Python, вам на помощь придёт онлайн-курс от GeekBrains.

Курс даст вам возможность войти в одно из наиболее популярных направлений IT. Вы изучите основы языка, научитесь писать скрипты и целые веб-приложения на нём. В ходе курса вы создадите семь проектов для своего портфолио, а Geekbrains гарантирует вам трудоустройство.

Этот курс подойдёт тем, кто:

• Только пробует свои силы в программировании. Даже если вы абсолютный новичок, вы получите новую профессию — высокооплачиваемую и востребованную.
• Уже работает как Python-разработчик. Вы получите всё, что нужно, для буста в карьере: комплекс знаний и опыт использования продвинутых техник, методик, инструментов.
• Является IT-специалистом и хочет перейти в новое направление, чтобы больше зарабатывать.

Чтобы пройти обучение на курсе, не требуется опыта программирования или технического образования.

На курсе по Python от Geekbrains вас ждут:

• Интерактивные вебинары в Zoom, которые можно смотреть и в записи. В ходе вебинара слушатели задают преподавателю вопросы, советуются с однокурсниками. Пропустить вебинар не страшно, все записи хранятся в личном кабинете учащегося.
• Работа над практическими проектами. Всего за время курса вам предстоит написать семь проектов на языке программирования Python, которые сформируют ваше портфолио.
• Навыки и знания Python, требуемые рынком. Портал Geekbrains каждый год проводит более сотни исследований и выявляет требования ключевых работодателей, чтобы совершенствовать программы обучения. Таким образом, пройдя курс по Python, вы будете готовы выполнять тестовые задания и проходить собеседования.
• Работа в команде. Учащиеся с самого начала погружаются в процесс командной разработки продукта по Agile-методологии. Курс состоит из восьми спринтов, каждым из которых руководит преподаватель и Scrum-мастер. Итог курса — финальный проект.
• Быстрый старт в программировании. Python в принципе хорошо подходит в качестве первого языка программирования. Сегодня количество вакансий Python-разработчиков превышает количество кандидатов в несколько раз. По оценкам портала HeadHunter, в 2020 г. направление разработки на Python стало самым востребованным в IT.
• Сообщество GeekBrains. Здесь вы можете пообщаться с единомышленниками, завязать полезные знакомства, в том числе и в своём городе, поделиться опытом и найти подсказки в базе знаний портала. Получите доступ к закрытым хакатонам, митапам и прочим мероприятиям в онлайн- и офлайн-формате с возможностью поучаствовать как спикер или слушатель.

GeekBrains помогает не только изучить язык программирования Python, но и трудоустроиться:

• Мы даём все нужные знания по теме — как в рамках основного курса, так и факультативов от партнёрских компаний.
• Помогаем правильно составить резюме Python-разработчика. По заявке в сервис трудоустройства наши HR-специалисты проконсультируют вас по оформлению резюме, чтобы оно помогло вам выделиться на рынке.
• Подбираем подходящие вакансии. Посмотреть их и откликнуться на интересующие можно в разделе “Карьере”. Студенты сразу включаются в поиск работы мечты.
• Помогаем трудоустроиться: даём рекомендации, как пройти собеседование, и поздравляем с успешным приёмом на работу.

Вообще-то нейронные сети для ИИ можно писать не только на Python, но и на других языках программирования — Go, Java, JavaScript, и т. п. Однако в этой области лидирует именно Python, поскольку он широко распространён, известен и достаточно “стар”, чтобы накопить огромное количество библиотек. Кроме того, математические функции, встроенные в язык, как нельзя лучше подходят для решения задач нейронной сетью.

*Facebook — организация, деятельность которой признана экстремистской на территории Российской Федерации.

Автор статьи:

Редакция сайта GeekBrains Шеф-редактор раздела Программирование