EvoClass | Education That Evolves With You

📚 Обзор курса

Изучите Python — популярный язык программирования, охватывающий основные концепции для разработки веб-приложений, программного обеспечения, анализа данных и тестирования качества. Приобретённые навыки включают написание программ на Python 3 и упрощение кода.

Краткое резюме основных целей: Освоить основы Python, управление потоком выполнения, структуры данных (списки, строки, словари), функции, модули и работу с файлами, завершая курс введением в объектно-ориентированное программирование.

🎯 Цели обучения

Писать и выполнять базовые скрипты на Python 3, применяя основную синтаксическую конструкцию и встроенные типы данных (int, float, str).
Реализовывать сложную логику программы с использованием структур управления потоком выполнения (if/else, циклы for/while) для управления путями исполнения.
Проектировать и использовать функции и модули для структурирования программ с целью повышения повторного использования и поддерживаемости.
Эффективно работать с данными с помощью основных структур языка: списков, строк и словарей.
Взаимодействовать с внешними источниками данных, выполняя операции ввода/вывода файлов (текст, CSV, JSON).

🔹 Урок 1: Привет, мир и основы синтаксиса

Обзор: Этот фундаментальный урок знакомит с основными элементами языка программирования Python, начиная с традиционной программы «Привет, мир» с использованием функции print(). Мы установим ключевые правила синтаксиса, включая важность отступов, чувствительность к регистру и эффективное использование комментариев для документирования кода. Особое внимание будет уделено переменным: их объявление, присваивание и основным типам данных, таким как целые числа, дробные числа и строки, необходимым для хранения цен и наименований товаров. В конце урока мы сразу применяем эти знания, создавая базовую структуру простой системы продаж для мебельного магазина. Это приложение включает определение конкретных переменных товара (например, 'sofa_price', 'quantity') и выполнение базовых арифметических вычислений для определения общей стоимости покупки, что закрепляет понимание потока выполнения в Python. Результаты обучения:

Выполнить стандартную программу «Привет, мир» с помощью функции print() в Python.
Описать и применять основные правила синтаксиса Python, включая правильные отступы и эффективное использование комментариев.
Определить, объявить и присвоить значения переменным с использованием соответствующих базовых типов данных (int, float, str).
Использовать базовые арифметические операторы для выполнения простых вычислений в программе.
Создать начальную структуру системы продаж, определив цены на товары и рассчитав общую сумму транзакции.

🔹 Урок 2: Управление потоком выполнения и логика

Обзор: В этом уроке представлено фундаментальное понятие управления потоком выполнения — порядка, в котором исполняется код программы. Мы начинаем с изучения булевой логики, понимания типа данных bool (True/False) и отношений (например, ==, >, <), используемых для создания условных выражений. Основная структура — инструкция if — подробно рассматривается, демонстрируя, как выполнять блоки кода только при соблюдении условия. Затем мы расширяем эту структуру для обработки взаимоисключающих путей с помощью инструкций else и elif, позволяя создавать сложные деревья решений в коде на Python. Наконец, студенты освоят логические операторы (and, or, not), которые позволяют эффективно объединять несколько проверок условий. Практические примеры будут сосредоточены на проверке ограничений пользовательского ввода и маршрутизации выполнения программы на основе конкретных критериев. Результаты обучения:

Определить булевы переменные и использовать отношения (например, ==, >, <) для оценки условных выражений.
Составить базовую структуру условной логики с использованием инструкции if.
Реализовать многоуровневую логику принятия решений с помощью инструкций else и elif.
Объяснить важную роль отступов в определении блоков управления потоком выполнения в Python.
Применить логические операторы (and, or, not) для создания составных условных проверок.

🔹 Урок 3: Работа со списками

Обзор: В этом уроке представлено основное последовательное структурированное хранилище данных — список в Python, который позволяет хранить упорядоченные изменяемые коллекции. Мы начнём с объяснения способа создания списков с помощью квадратных скобок [] и покажем их способность хранить данные разных типов. Основные механизмы списков — индексация и срезы — будут подробно рассмотрены, показывая, как получить доступ к конкретным элементам или частям с помощью положительной (начиная с 0) и отрицательной индексации. Ключевая теоретическая тема — изменяемость, объясняющая, что списки можно изменять после их создания. Практические примеры будут посвящены ключевым методам работы со списками, включая добавление элементов (append(), insert()), удаление элементов (remove(), pop(), оператор del), а также определение длины списка (len()). Студенты научатся эффективно хранить и управлять динамическими группами данных — критически важным навыком для любого приложения на Python. Результаты обучения:

Определить и инициализировать список в Python с использованием соответствующего синтаксиса, понимая его роль как упорядоченной изменяемой последовательности.
Доступ к элементам, изменение и извлечение элементов или частей списка с помощью положительной индексации, отрицательной индексации и срезов.
Применить базовые методы списков, такие как append(), insert(), pop() и remove(), для динамического управления содержимым списка.
Объяснить концепцию изменяемости и различать способы управления содержимым списка по сравнению с неизменяемыми типами данных.

🔹 Урок 4: Итерация и циклы

Обзор: В этом уроке представлена концепция итерации — фундаментального инструмента программирования, позволяющего многократно выполнять блоки кода, что приводит к упрощению и высокой эффективности программ. Мы разберём два основных циклических конструкта языка: цикл for, идеально подходящий для перебора известной последовательности (например, элементов списка или чисел, генерируемых функцией range()), и цикл while, который выполняется до тех пор, пока заданное логическое условие остаётся истинным. Мы покажем, как создавать надёжные циклы, обеспечивая чёткие критерии завершения для циклов while, чтобы избежать бесконечного выполнения. Кроме того, мы рассмотрим специальные механизмы управления циклом, включая оператор break для немедленного выхода из цикла и оператор continue для пропуска остатка текущей итерации и перехода к следующей, что даёт возможность реализовать сложные стратегии управления потоком выполнения при итеративных решениях. Результаты обучения:

Различать структурные роли циклов for и while и выбирать соответствующий тип цикла для конкретной задачи.
Создавать и использовать циклы for для эффективного перебора последовательностей (например, списков) и применять функцию range() для числового перебора.
Реализовывать безопасные и контролируемые циклы while, обеспечивая чёткие условия завершения для предотвращения бесконечного выполнения.
Применять операторы break и continue для изменения стандартного потока выполнения цикла в соответствии с конкретными условиями.

🔹 Урок 5: Повторное использование кода с функциями

Обзор: В этом уроке представлено ключевое понятие повторного использования кода через функции в Python. Студенты сначала изучат основной синтаксис определения функции с помощью ключевого слова def, поняв важность правильного отступа и возможности использования строк документации (docstrings). Будет рассмотрено, как структурировать функции для получения входных данных через параметры (аргументы) и как возвращать результаты с помощью оператора return. Основное преимущество функций — упрощение кода, улучшение читаемости и предотвращение дублирования (принцип DRY) — будет особо подчеркнуто. Практическое применение включает решение реальных математических задач. Студенты определят и вызовут функции для расчёта известных физических формул, таких как кинетическая энергия или сила тяготения, демонстрируя, как функции инкапсулируют конкретную логику для удобного и повторного использования в любом приложении на Python. Результаты обучения:

Определить цель функций в программировании на Python и описать преимущества повторного использования кода и модульности.
Создать и определить простые функции на Python с использованием ключевого слова def, включая соответствующие параметры и стандартные соглашения об именовании.
Успешно вызвать определённые функции, передав требуемые аргументы для выполнения инкапсулированной логики.
Использовать оператор return для вывода результатов функции для дальнейшего присваивания или вычисления.
Применить концепции функционального программирования для реализации и расчёта известных физических формул, таких как расстояние или скорость.

🔹 Урок 6: Работа со строками

Обзор: В этом уроке представлен мощный объект строки в Python, являющийся основой для обработки текстовых данных. Мы начнём с изучения способов создания строк, включая использование одинарных и двойных кавычек, и обсудим их неизменяемый характер. Основное внимание будет уделено доступу к тексту и его перестановке с помощью индексации и срезов, позволяющим эффективно извлекать отдельные символы или подстроки. Затем мы рассмотрим ключевые методы для работы с текстом, включая очистку текста с помощью .strip(), изменение регистра с помощью .lower() и .upper(), а также проверку содержимого с помощью методов, таких как .startswith(). Наконец, студенты освоят процесс разбора больших блоков текста на списки слов или строк с помощью мощного метода .split(), а затем эффективную сборку их обратно с помощью универсального метода .join(), что позволяет создавать автоматизированные приложения для обработки текста. Результаты обучения:

Определить объект строки в Python и применить индексацию и срезы для доступа к конкретным символам или подстрокам.
Использовать распространённые методы строк, такие как .upper(), .lower() и .strip(), для очистки и форматирования текстовых данных.
Применить методы интерполяции строк с использованием f-строк и метода .format() для создания динамического текста.
Продемонстрировать использование метода .split() для разбиения текста на списки и метода .join() для сборки последовательностей в строки.

🔹 Урок 7: Модули в Python

Обзор: В этом уроке представлено фундаментальное понятие модулей в Python, позволяющее организовывать код и значительно расширять функциональность за счёт переиспользуемых файлов. Мы определим, что такое модуль (стандартный файл .py), и объясним, почему использование модулей способствует повторному использованию кода и повышает читаемость. Основное внимание будет уделено мастерству использования оператора import, включая стандартный синтаксис (import module_name), псевдонимы (import module as alias) и точечный импорт (from module import item) для эффективного управления пространством имён программы. Мы рассмотрим практические примеры с базовыми встроенными модулями из стандартной библиотеки Python, такими как модуль math (для функций, таких как sqrt, или констант, таких как pi) и модуль random. Наконец, мы продемонстрируем, как создать и использовать простой пользовательский модуль для организации и повторного использования собственных функций в разных файлах. Результаты обучения:

Определить, что такое модуль в Python, и объяснить его роль в расширении функциональности и организации крупных программ.
Правильно использовать оператор import и его варианты (псевдонимы и точечный импорт).
Продемонстрировать способность вызывать и использовать функции из распространённых встроенных модулей, таких как math и random.
Объяснить, как различные методы импорта влияют на текущее пространство имён программы.
Создать простой пользовательский модуль на Python, содержащий переиспользуемые функции.

🔹 Урок 8: Работа со словарями

Обзор: В этом уроке представлен мощная структура данных — словарь в Python, которая используется для сопоставления уникальных ключей с определёнными значениями. Мы начнём с определения структуры словаря с использованием фигурных скобок и пар ключ-значение, разделённых запятыми, подчеркивая, что словари являются изменяемыми и оптимизированными для быстрого поиска по ключу. Урок охватывает основные операции: как эффективно получать доступ к значениям с помощью квадратных скобок, как добавлять новые пары или изменять существующие значения. Мы рассмотрим ограничения ключей, отметив, что ключи должны быть неизменяемыми типами (например, строки или кортежи). Наконец, студенты освоят важные методы, такие как .keys(), .values() и .items(), для просмотра содержимого словаря, а также научатся итерировать по этим элементам с помощью циклов, что закрепляет способность эффективно хранить и извлекать сложные, неструктурированные данные. Результаты обучения:

Определить структуру словаря в Python и объяснить его основную функцию как контейнера для хранения пар ключ-значение.
Создать и инициализировать словарь с использованием литерального синтаксиса и правильно назначать и извлекать значения по соответствующим ключам.
Выполнять операции CRUD (создание, чтение, обновление, удаление) с элементами словаря с помощью квадратных скобок и ключевого слова del.
Использовать встроенные методы словаря, включая .keys(), .values() и .items(), для эффективного извлечения различных представлений хранимых данных.
Применять словари в практических примерах кода, таких как моделирование профиля пользователя или управление настройками конфигурации.

🔹 Урок 9: Ввод-вывод файлов (I/O)

Обзор: В этом уроке представлено работа с вводом-выводом файлов в Python, позволяющая автоматизировать процессы и сохранять данные. Мы начнём с освоения основных операций работы с файлами: открытие файлов с помощью встроенной функции open(), указание различных режимов доступа (чтение 'r', запись 'w', добавление 'a') и понимание ключевой роли менеджера контекста with open() as f: для автоматического закрытия файлов, предотвращая утечки ресурсов. Далее мы рассмотрим чтение и запись неструктурированных данных с использованием обычных текстовых файлов (.txt). Вторая часть урока посвящена структурированным данным: использование специализированного модуля csv для эффективного чтения и записи данных в формате CSV, а также внедрение модуля json (особенно json.load() и json.dump()) для работы с комплексными вложенными структурами данных в формате JSON, которые жизненно важны для взаимодействия с API и современными файлами конфигурации. Владение этими концепциями является ключом к созданию практичных приложений на Python, взаимодействующих с внешними источниками данных. Результаты обучения:

Объяснить основной процесс работы с файлами в Python, включая использование функции open() и указание режимов чтения/записи/добавления.
Применить оператор with (менеджер контекста) для безопасного и надёжного управления ресурсами файлов, гарантируя, что файлы всегда закрываются.
Написать код на Python для чтения и записи последовательных данных в обычные текстовые файлы (.txt).
Применить встроенный модуль csv для программного чтения, разбора и генерации данных в формате CSV.
Использовать модуль json для сериализации объектов Python в формат JSON и десериализации данных в формате JSON обратно в рабочие структуры на Python.

🔹 Урок 10: Введение в классы и ООП

Обзор: В этом уроке представлено фундаментальное введение в объектно-ориентированное программирование (ООП) на языке Python. Мы начнём с уточнения различия между стандартными, встроенными типами данных в Python (такими как int, str, list) и мощными, определяемыми пользователем структурами, известными как классы. Учащиеся поймут, что класс служит чертежом, а объект — конкретным экземпляром, созданным на основе этого чертежа. Мы рассмотрим основной синтаксис определения класса с помощью ключевого слова class, уделяя особое внимание тому, как инициализировать состояние объекта с помощью специального метода __init__ (конструктора) и как определять методы, отвечающие за действия. Наконец, мы исследуем, как эти концепции обеспечивают инкапсуляцию — объединение данных и методов, действующих над этими данными, — и кратко обсудим роль интерфейсов в определении чётких контрактов поведения для объектов, заложив основу для сложной архитектуры программного обеспечения. Результаты обучения:

Различать встроенные типы данных в Python и пользовательские, определяемые классы.
Определить и объяснить фундаментальное различие между классом и объектом (экземпляром).
Реализовать простой класс на Python, включая создание экземпляра и определение атрибутов экземпляра.
Использовать метод __init__ (конструктор) для правильной инициализации состояния объекта при его создании.
Объяснить, как инкапсуляция структурирует код и способствует повторному использованию и поддерживаемости.

Введение в программирование на Python

Обзор курса