Объектно-ориентированное программирование на Python с нуля
Год издания: 2026
Автор: Коллектив авторов
Издательство: АСТ
ISBN: 978-5-17-18-23-11-5
Серия: Программирование от А до C++
Язык: Русский
Формат: PDF
Качество: Отсканированные страницы
Количество страниц: 466
Описание: Данное руководство предлагает системный подход к освоению принципов объектно-ориентированного программирования (ООП) с использованием языка Python, широко применяемого в промышленной разработке и научных исследованиях. В книге представлена комплексная теоретическая и практическая база, адаптированная под современные версии Python.
Обучение строится по принципу последовательного усложнения материала: от базовых элементов языка (переменных, функций, коллекций) к проектированию и реализации собственных классов и объектов. Подробно рассматриваются ключевые парадигмы ООП: инкапсуляция, наследование и полиморфизм, а также работа с магическими методами, модулями, пакетами и организация тестирования.
Особое внимание уделяется практическому применению знаний. На примере создания ряда приложений, включая графический интерфейс на основе tkinter, демонстрируется использование ООП для решения реальных задач. Все примеры логически взаимосвязаны, что способствует глубокому и последовательному усвоению материала.
Примеры страниц (скриншоты)
Оглавление
Введение ............................................................................................... 15
Что такое компьютер? ................................................................................. 15
Компьютерные инструкции ............................................................... 15
Основные компоненты компьютера ............................................... 16
Процессор ................................................................................................... 18
Память ......................................................................................................... 19
Типы компьютеров ................................................................................. 20
История компьютеров ................................................................................. 23
Компьютеры первого поколения (1 950-е годы) ........................... 25
Компьютеры второго поколения (конец 1950-х -
середина 1 9 6 0-х годов) ........................................................................... 26
Компьютеры третьего поколения (середина 1 960-х -
начало 197 0-х годов) ............................................................................... 26
Компьютеры четвертого поколения (начало 1970-х годов
и дале е) ........................................................................................................ 26
Пр ограммирование компьютера ............................................................ 27
Алгоритмы ................................................................................................. 27
Рецепты как алгоритмы (структурированный подход
к программированию) ................................................................... 27
Сценарии для пье с как алгоритмы (объектно-
ориентированный подход к проrраммированию) ............. 28
Языки проrраммирования ................................................................... 28
Компиляторы, интерпретаторы и язык программирования
Python ........................................................................................................... 30
Ра зработка программы на Python ..................................................... 31
Понимание проблемы ................................................................... 32
Создание алгоритма ........................................................................ 33
Написание программы .................................................................. 34
Тестирование проrраммъ1 ............................................................ 35
Языки программирования ........................................................................ 35
Процедурнь1е языки ............................................................................... 35
Функциональные и логические языки ........................................... 38
Объектно-ориентированные языки ................................................. 40
Основы Python ..................................................................................... 43
Введение ........................................................................................................... 43
Сравнение Python 2 и Python 3 ............................................................ 43
Начало работы с Python .............................................................................. 44
Использование интерактивного интерпретатора ..................... 44
Запуск программ из файлов ................................................................ 46
Установка новых пакетов ..................................................................... 47
Дополнительные материалы .............................................................. 47
Основные элементы программы на Python ........................................ 48
Ключевые слова ....................................................................................... 49
Идентификаторы ..................................................................................... 50
Упражнение 1 ........................................................................................... 52
Поток управления ................................................................................... 53
Отступы и отсутствие точек с запятой ............................................ 53
Упражнение 2 ........................................................................................... 54
Упражнение 3 ........................................................................................... 55
Чувствительность к регистру символов ........................................ 55
Подробнее о комментариях ................................................................. 56
Ввод и вывод .............................................................................................. 57
Файлы ........................................................................................................... 59
Встроенные типы .................................................................................... 60
Целые числа .................................................................................................... 61
Целочисленные операции ................................................................... 62
Приоритет операторов .......................................................................... 64
Упражнение 4 ........................................................................................... 65
Числа с плавающей точкой ...................................................................... 66
Операции с плавающей точкой и приоритет .............................. 67
Упражнение 5 ........................................................................................... 68
Строки ................................................................................................................ 69
Форматирование строк ......................................................................... 70
Экранирование ......................................................................................... 70
«Сырые» строки ........................................................................................ 72
Тройнъ1е кавычки .................................................................................... 73
Операции со строками .......................................................................... 73
Упражнение 6 ........................................................................................... 7 4
Ответы на упражнения .............................................................................. 76
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 76
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 76
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 76
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 77
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 77
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 79
ПеремеН11Ъ1е и область видимости ................................................. 81
Переменные .................................................................................................... 81
Объявление переменных ..................................................................... 81
Область видимости и время жизни переменных ....................... 82
Оператор присваивания ....................................................................... 84
Составные операторы присваивания .............................................. 86
ПодРобнее об области видимости: пересечение границ ......... 87
Упражнение 1 ........................................................................................... 90
Изменение значений ................................................................................... 91
Константы .................................................................................................. 91
Изменяемые и неизменяемые типы
(mutaЫe vs immutaЬle) ........................................................................... 94
ПодРобнее о вводе данных ................................................................... 96
Пример: вычисление расхода топлива автомобилем ............... 98
Упражнение 2 ........................................................................................... 99
Преобразование типов ................................................................................ 100
Неявное преобразование ...................................................................... 100
Явное преобразование ........................................................................... 101
Преобразование строк ........................................................................... 103
Дополнительные сведения о преобразованиях .......................... 104
Упражнение 3 ........................................................................................... 106
Ответы на упражнения .............................................................................. 107
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 107
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 108
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 108
Операторы ветвления ............................................................... ........ 110
Введение ........................................................................................................... 110
Оператор выбора: i f .................................................................................... 110
Операторы проверки равенства ........................................................ 111
Сравнение значений и оператор тождественности .................. 113
Использование отступов ...................................................................... 114
Условная конструкция else ..................................................................... 115
Упра)КНение 1 ........................................................................................... 116
Дополнительные сведения об операторе i f ...................................... 117
Вложенные операторы i f ......................................................................... 117
Конструкция eli f и «лестница условий» ..................................... 119
Значения типа bool и логические операторы .................................. 122
тип Ьоо 1 ..................................................................................................... 122
Логические операторы .......................................................................... 123
Оператор and ............................................................................................. 124
Вычисление по ускоренной схеме .................................................... 125
Оператор ог ............................................................................................... 127
Оператор not ............................................................................................. 129
Приоритет операторов для логических выражений ................. 130
Закон Де Моргана и особенности применения
оператора not ........................................................................................... 131
Упражнение 2 ........................................................................................... 133
Значение None ............................................................................................... 134
Замена оператора switch в Python на основе словарей ......... 136
Тернарный опер атор (условн ое выражение) ............................... 137
Упражнение 3 ........................................................................................... 138
Ответы на упражнения .............................................................................. 141
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 141
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 142
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 143
Коллекции ...... ........ ................ .............. ........ ....................................... 145
Списки ............................................................................................................... 145
Встроенные функции для списков ................................................... 149
Использование арифметических операторов со списками ...... 152
Списки и массивы ................................................................................... 152
Упражнение 1 ........................................................................................... 154
Кортежи ............................................................................................................ 154
Упражнение 2 ........................................................................................... 157
Множества (sets) ............................................................................................ 157
Упражнение З .................................................................................... ....... 159
Диапазоны ....................................................................................................... 160
Упражнение 4 ........................................................................................... 161
Словари ............................................................................................................. 161
Упражнение 5 ........................................................................................... 165
Пр еобр азование между коллекциями .................................................. 166
Неявные пр еобразования ..................................................................... 166
Явные преобр азования ......................................................................... 167
Подробно о стр оках ................................................................................. 168
Упражнение 6 ........................................................................................... 171
Двумерные последовательности ............................................................ 172
Упражнение 7 ........................................................................................... 176
Ответы на упражнения .............................................................................. 178
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 178
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 178
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 179
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 179
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 179
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 180
Ответ на упражнение 7 ......................................................................... 181
Операторы управления циклом ...................................................... 182
В ведение ........................................................................................................... 182
Оператор wh i 1 е ............................................................................................. 184
Упражнение 1 ........................................................................................... 187
Оператор f о r .................................................................................................. 188
Упражнение 2 ........................................................................................... 191
Вложеннъ1е циклы ........................................................................................ 192
Упражнение 3 ........................................................................................... 193
Итерируемые объекты, итераторы и rенераторы ............................ 194
Упражнение 4 ........................................................................................... 198
Выр ажения-генер аторы ............................................................................. 198
Упражнение 5 ........................................................................................... 202
Операторы break и continue ................................................................ 202
Оператор break ....................................................................................... 202
Оператор continue ................................................................................ 203
И спользование опер атора Ь reak для имитации
цикла do-while ........................................................................................... 204
Упражнение 6 .. ......................... .......... ..... ..... ......................... ..... .............. 206
И спользование циклов для упрощения кода ............................... 207
Упражнение 7 ........................................................................................... 208
Ответы на упражнения .............................................................................. 209
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 209
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 210
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 212
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 212
Отв ет на упражнение 5 ......................................................................... 213
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 214
Ответ на упражнение 7 ......................................................................... 216
Ошибки и исюпочения ...................................................................... 218
Ошибки ............................................................................................................. 218
Синтаксические ошибки ...................................................................... 218
Ошибки времени выполнения .......................................................... 220
Логические ошибки ................................................................................ 221
Упражнение 1 ........................................................................................... 222
Обработка исключений .............................................................................. 223
Опер аторы t гу и except ..................................................................... 224
Как Python обрабатывает исключения ........................................... 228
Проверка на ошибки и обработка исключений .......................... 229
Операторы else и f inally ................................................................ 230
Упр ажнение 2 ........................................................................................... 232
Оператор wi t h .......................................................................................... 233
Использование объекта исключения .............................................. 233
Генерация исключений вручную ..................................................... 235
Упражнение 3 ........................................................................................... 236
Отладка программ ........................................................................................ 237
Инструменты отладки ........................................................................... 239
Pyflakes, pylint, PyChecker и рер8 ........................................................ 239
pdb ................................................................................................................. 240
Логирование (Logging) ................................................................................. 241
Упражнение 4 ........................................................................................... 244
Ответы на упражнения .............................................................................. 246
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 246
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 247
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 249
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 250
функции ............................................................................................... 252
Введение ........................................................................................................... 252
Упражнение 1 ........................................................................................... 255
Входные параметры ..................................................................................... 256
Упражнение 2 ........................................................................................... 258
Возвращаемые значения ........................................................................... 258
Упражнение 3 ........................................................................................... 262
Стек вызовов ................................................................................................... 262
Рекурсия ...................................................................................................... 263
Упражнение 4 ........................................................................................... 265
Параметры по умолчанию ........................................................................ 265
Изменяемые типы и параметры по умолчанию ......................... 268
Упражнение 5 ........................................................................................... 269
*а rgs и **kwa rgs ........................................................................................ 270
Упражнение 6 ........................................................................................... 273
Декораторы ...................................................................................................... 27 4
Упражнение 7 ........................................................................................... 277
Лямбды .............................................................................................................. 277
Упражнение 8 ........................................................................................... 279
Функции-генераторы и yield ................................................................. 279
Упражнение 9 ........................................................................................... 281
Ответы на упражнения .............................................................................. 282
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 282
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 282
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 283
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 283
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 284
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 285
Ответ на упражнение 7 ......................................................................... 286
Ответ на упражнение 8 ......................................................................... 287
Ответ на упражнение 9 ......................................................................... 288
Классы .................................................................................................. 289
Определение и использование класса ................................................. 290
Упражнение 1 ........................................................................................... 293
Атрибуты экземпляра .................................................................................. 294
getatt г , setatt г и hasatt г ............................................................ 296
Упражнение 2 ........................................................................................... 297
Атрибуты класса ............................................................................................ 298
Упр ажнение 3 ........................................................................................... 301
Декораторы классов ..................................................................................... 302
@classmethod ............................................................................................. 302
@staticmethod ............................................................................................ 304
@property .................................................................................................... 306
Упражнение 4 ........................................................................................... 309
Исследование объекта ................................................................................ 310
Упражнение 5 ........................................................................................... 312
Переопределение магических методов ................................................ 313
Упражнение 6 ............................................ ..... ..... ............... ............... ..... .. 316
Ответы на упражнения .............................................................................. 318
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 318
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 319
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 320
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 320
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 322
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 322
Объектно-ориентированное проrраммирование ........................ 323
В ведение ........................................................................................................... 323
Основные принципы ООП ................................................................... 325
Отношения между объектами ............................................................ 326
Композиция ..................................................................................................... 327
Упражнение 1 ...................................................... ..................................... 331
Наследование ................................................................................................. 332
Упражнение 2 ........................................................................................... 335
Подробнее о наследовании ....................................................................... 337
Множественное наследование ........................................................... 337
Миксинъ1 (Mix-ins) ................................................................................... 338
Абстрактные классы и интер фейсы ................................................. 340
Упражнение 3 ................... ........................................ .......... .................... .. 342
Как запретить наследования ................................................................... 342
Замена наследования композицией ................................................ 344
Упражнение 4 ........................................................................................... 345
Ответы на упражнения .............................................................................. 346
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 346
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 349
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 351
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 353
Работа с пакетами и тестирование ................................................. 355
Модули .............................................................................................................. 355
Пакеты ............................................................................................................... 357
Создание дистрибутива программы с помощью DistriЬute ....... 357
Установка и импорт модулей ............................................................. 359
Документация ................................................................................................ 360
Docstrings ..................................................................................................... 360
Примеры документирования ............................................................. 361
Тестирование .................................................................................................. 363
Выбор тестовых случаев ....................................................................... 365
Написание модульных тестов ............................................................ 368
Проверка покрытия тестами ............................................................... 373
Упражнение 1 ........................................................................................... 375
Ответы на упражнения .............................................................................. 378
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 378
Полезнъ1е модули стандартной библиотеки ... ..... ......................... 388
Дата и время: модуль datetime ............................................................. 388
Упражнение 1 ........................................................................................... 390
Математические функции: модуль math ............................................ 390
Упражнение 2 ........................................................................................... 391
Псевдослучайные числа: модуль random ........................................... 391
Упражнение 3 ........................................................................................... 394
Сопоставление строк по шаблону: модуль ге ................................... 394
Основы регулярных выражений ....................................................... 395
Использование модуля ге .................................................................... 398
Жадность ..................................................................................................... 401
Использование функции в ге. sub .................................................. 402
Флаги ............................................................................................................ 403
Упражнение 4 ........................................................................................... 404
Разбор СSV-файлов: модуль csv ............................................................. .405
Упражнение 5 ........................................................................................... 406
Написание скриптов: модули sys и argparse ............................... .406
Скрипты против библиотек ................................................................ 407
Простые параметры командной строки ........................................ .407
Сложные параметры командной строки ....................................... 408
Упражнение 6 ........................................................................................... 410
Ответы на упражнения .............................................................................. 412
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 412
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 412
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 413
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 413
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 414
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 414
Введение в программирование графического интерфейса
с помощью tkinter ....................................... ....................................... 417
Событийно-ориентированное программирование ......................... 418
Основы tkinter ................................................................................................ 418
Классы виджетов ..................................................................................... 421
Варианты компоновки ............................................................................... 422
Пользовательские события ....................................................................... 425
Собираем все вместе .................................................................................... 428
Проверка правильности ввода текста ............................................ .431
Обновление общего результата ......................................................... 432
Упражнение 1 ........................................................................................... 433
Ответы на упражнения .............................................................................. 434
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 434
Сортировка, поиск и анализ алгоритмов ...................................... 438
Введение .................................................................................................. 438
Алгоритмы сортировки .............................................................................. 439
Сортировка выбором .............................................................................. 440
Упражнение 1 ........................................................................................... 444
Упражнение 2 ........................................................................................... 444
Сортировка слиянием ............................................................................ 445
Упражнение 3 ........................................................................................... 449
Алгоритм сортировки в Python .......................................................... 449
Алгоритмы поиска ..................................................................................... 450
линейный поиск ...................................................................................... 451
Упражнение 4 ........................................................................................... 452
Бинарный поиск ...................................................................................... 453
Упражнение 5 ........................................................................................... 454
Сложность алгоритма и нотация « О-большое» ................................. 455
Упражнение 6 ........................................................................................... 457
Ответы на упражнения .............................................................................. 459
Ответ на упражнение 1 ......................................................................... 459
Ответ на упражнение 2 ......................................................................... 459
Ответ на упражнение 3 ......................................................................... 460
Ответ на упражнение 4 ......................................................................... 462
Ответ на упражнение 5 ......................................................................... 462
Ответ на упражнение 6 ......................................................................... 463
