Слайд 1Программирование на языке Python
Слайд 2Программа, вывод и комментарии
# Это пустая программа
комментарии после #
не
обрабатываются
# -*- coding: utf-8 -*-
# Это пустая программа
кодировка utf-8 по
умолчанию)
Windows: cp1251
"""
Это тоже комментарий
"""
Слайд 3Вывод на экран
print ( "2+2=?" )
print ( "Ответ: 4" )
Протокол:
2+2=?
Ответ: 4
автоматический переход на новую строку
print ( '2+2=?'
)
print ( 'Ответ: 4' )
Слайд 4Задания
«B»: Вывести на экран текст «лесенкой»
Вася
пошел
гулять
«C»: Вывести
на экран рисунок из букв
Ж
ЖЖЖ
ЖЖЖЖЖ
ЖЖЖЖЖЖЖ
HH HH
ZZZZZ
Слайд 5Ввод двух значений в одной строке
a, b = map (
int, input().split() )
input()
ввести строку с клавиатуры
21 33
input().split()
21
33
разделить
строку на части по пробелам
map ( int, input().split() )
21
33
целые
применить
эту операцию
a, b = map ( int, input().split() )
Слайд 6Изменение значений переменной
a = 5
b = a + 2
a =
(a + 2)*(b – 3)
b = b + 1
a
5
b
=5+2
7
28
=(5+2)*(7-3)
=7+1
8
Слайд 7Вывод данных
print ( a )
значение переменной
print ( "Ответ: ", a
)
значение и текст
print ( "Ответ: ", a+b )
вычисление выражения
print (
a, "+", b, "=", c )
2 + 3 = 5
через пробелы
print ( a, "+", b, "=", c, sep = "" )
2+3=5
sep = ""
убрать разделители
Слайд 8Форматный вывод
a = 123
print ( "{:5d}".format(a) )
a = 123
print (
"{:5d}{:5d}{:5d}".format
(a, a*a, a*a*a) )
целое
Слайд 9Случайные числа
Случайно…
встретить друга на улице
разбить тарелку
найти 10 рублей
выиграть в лотерею
Случайный
выбор:
жеребьевка на
соревнованиях
выигравшие номера
в лотерее
Как получить случайность?
Слайд 10Случайные числа на компьютере
Электронный генератор
нужно специальное устройство
нельзя воспроизвести результаты
318458191041
564321
209938992481
458191
938992
малый период
(последовательность повторяется через 106 чисел)
Метод середины квадрата (Дж. фон Нейман)
в
квадрате
Псевдослучайные числа – обладают свойствами случайных чисел, но каждое следующее число вычисляется по заданной формуле.
зерно
Слайд 11Генератор случайных чисел
Генератор на [0,1):
X = random(); # псевдослучайное
число
Y = random() # это уже другое число!
англ. random –
случайный
Целые числа на отрезке [a,b]:
X = randint(a, b) # псевдослучайное число
Y = randint(a, b) # это уже другое число!
import random
Слайд 12Задачи
«A»: Ввести с клавиатуры три целых числа, найти их сумму,
произведение и среднее арифметическое.
Пример:
Введите три целых числа:
5 7 8
5+7+8=20
5*7*8=280
(5+7+8)/3=6.667
«B»:
Ввести с клавиатуры координаты двух точек (A и B) на плоскости (вещественные числа). Вычислить длину отрезка AB.
Пример:
Введите координаты точки A:
5.5 3.5
Введите координаты точки B:
1.5 2
Длина отрезка AB = 4.272
Слайд 13Задачи
«C»: Получить случайное трехзначное число и вывести через запятую его
отдельные цифры.
Пример:
Получено число 123.
Его цифры 1, 2, 3.
Слайд 14Программирование на языке Python
Ветвления
Слайд 15Условный оператор
Задача: изменить порядок действий в зависимости от выполнения некоторого
условия.
полная форма ветвления
if a > b:
M = a
else:
M = b
Слайд 16Условный оператор: неполная форма
неполная форма ветвления
M = a
if
b > a:
M = b
M = max(a, b)
Решение
в стиле Python:
M = a if a > b else b
Слайд 17Условный оператор
if a > b:
с = a
a = b
b = c
4
6
?
4
6
4
a
b
3
2
1
c
a, b =
b, a
Решение в стиле Python:
Слайд 19Вложенные условные операторы
if a > b:
print("Андрей старше")
else:
if
a == b:
print("Одного возраста")
else:
print("Борис старше")
вложенный условный оператор
Задача:
в переменных a и b записаны возрасты Андрея и Бориса. Кто из них старше?
Слайд 20Каскадное ветвление
if a > b:
print("Андрей старше")
elif a ==
b:
print("Одного возраста")
else:
print("Борис старше")
Слайд 21Каскадное ветвление
cost = 1500
if cost < 1000:
print (
"Скидок нет." )
elif cost < 2000:
print ( "Скидка
2%." )
elif cost < 5000:
print ( "Скидка 5%." )
else:
print ( "Скидка 10%." )
первое сработавшее условие
Скидка 2%.
Слайд 23Программирование на языке Python
Циклические алгоритмы
Слайд 24Что такое цикл?
Цикл – это многократное выполнение одинаковых действий.
Два вида
циклов:
цикл с известным числом шагов (сделать 10 раз)
цикл с неизвестным
числом шагов (делать, пока не надоест)
Задача. Вывести на экран 10 раз слово «Привет».
Слайд 25Повторения в программе
print("Привет“)
print("Привет")
...
print("Привет")
Слайд 26Блок-схема цикла
начало
конец
да
нет
тело цикла
Слайд 27Как организовать цикл?
счётчик = 0
пока счётчик < 10:
print("Привет“)
увеличить
счётчик на 1
счётчик = 10
пока счётчик > 0:
print("Привет")
уменьшить счётчик на 1
результат операции автоматически сравнивается с нулём!
Слайд 28Цикл с условием
count = 0;
while :
n = n // 10
count += 1
тело цикла
начальное значение
счётчика
n > 0
условие продолжения
заголовок цикла
Слайд 29Цикл с условием
k = 0
while k < 10:
print
( "привет" )
k += 1
При известном количестве шагов:
k =
0
while k < 10:
print ( "привет" )
Зацикливание:
Слайд 30Цикл с постусловием
while True:
if n > 0: break
условие выхода
print (
"Введите положительное число:" )
n = int ( input() )
тело цикла
при
входе в цикл условие не проверяется
цикл всегда выполняется хотя бы один раз
Задача. Обеспечить ввод положительного числа в переменную n.
бесконечный цикл
прервать цикл
Слайд 31Цикл с переменной
Задача. Вывести 10 раз слово «Привет!».
while
:
print("Привет!")
i = 0
i < 10
i += 1
for
:
print("Привет!")
i in range(10)
в диапазоне [0,10)
Цикл с переменной:
range(10) 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Слайд 32Цикл с переменной
Задача. Вывести все степени двойки от 21 до
210.
while :
print ( 2**k )
k =
1
k <= 10
k += 1
for :
print ( 2**k )
k in range(1,11)
в диапазоне [1,11)
Цикл с переменной:
range(1,11) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Слайд 33Цикл с переменной: другой шаг
100
81
64
49
36
25
16
9
4
1
1
9
25
49
81
for
:
print ( k**2 )
k in
range(1,11,2)
for :
print ( k**2 )
k in range(10,0,-1)
шаг
10,9,8,7,6,5,4,3,2,1
1,3,5,7,9
Слайд 34Задачи
i=1
m=32000
while i
m=a
otv=i
i+=1
print("Номер минимального числа otv=",otv)
«A»: Нахождение номера
минимального значения в последовательности вводимых чисел
i=1
m=0
while i<10:
a=float(input("Введите число a="))
if (m>a or m==0):
m=a
otv=i
i+=1
print("Номер минимального числа otv=",otv)
Слайд 35Вложенные циклы
Задача. Вывести все простые числа в диапазоне
от 2 до
1000.
сделать для n от 2 до 1000
если число
n простое то
вывод n
число n простое
нет делителей [2.. n-1]: проверка в цикле!
for n in range(2, 10001):
if число n простое:
print( n )
Слайд 36Вложенные циклы
for n in range(2, 10001):
count = 0;
if count == 0:
print( n )
for k in
range(2,n):
if n % k == 0:
count += 1
вложенный цикл
Слайд 37Вложенные циклы
for i in range(1,45):
for k in range(1,i+1):
print( i, k )
1 1
2 1
2 2
3 1
3 2
3 3
4
1
4 2
4 3
4 4
Слайд 38Поиск простых чисел – как улучшить?
count = 0
k =
2
while :
if n %
k == 0:
count += 1
k += 1
while k <= math.sqrt(n):
…
while k*k <= n:
if n % k == 0: break
k += 1
if k*k > n:
print ( n )
k*k <= n
выйти из цикла
если вышли по условию
Слайд 39Задачи
«А»: В магазине продается мастика в ящиках по 15 кг,
17 кг, 21 кг. Как купить ровно 185 кг мастики,
не вскрывая ящики? Сколькими способами можно это сделать?
count = 0
for i in range(13):
for j in range(11):
for k in range(9):
if 185 == i*15+j*17+k*21:
count += 1
print(i,j,k)
print('Всего способов - ', count)
Слайд 40Задачи
«С на дом»: Напишите программу, которая получает натуральные числа a
и b(a меньше b) и выводит все простые числа в
интервале от a до b
Пример:
Введите границы диапазона:
10 20
11 13 17 19
a=int(input('Введите a='))
b=int(input('Введите b='))
for k in range(a,b+1):
prime = True
for i in range(2,k):
if k%i==0:
prime=False
break
if prime:
print('{}-простое число'.format(k))
Слайд 41Программирование на языке Python
Процедуры
Слайд 42Зачем нужны процедуры?
print ( "Ошибка программы" )
много раз!
def Error():
print(
"Ошибка программы" )
n = int ( input() )
if n
0:
Error()
вызов процедуры
Процедура:
define определить
Слайд 43Что такое процедура?
Процедура – вспомогательный алгоритм, который выполняет некоторые действия.
текст
(расшифровка) процедуры записывается
до её вызова в основной программе
в программе
может быть много процедур
чтобы процедура заработала, нужно вызвать её по имени из основной программы или из другой процедуры
Слайд 44Процедура с параметрами
Задача. Вывести на экран запись целого числа (0..255)
в 8-битном двоичном коде.
много раз!
Алгоритм:
178
101100102
7 6 5 4 3
2 1 0
1 0 1 1 0 0 1 02
разряды
n:=
n // 128
n % 128
n1 // 64
Слайд 45Процедура с параметрами
Задача. Вывести на экран запись целого числа (0..255)
в 8-битном двоичном коде.
Решение:
k = 128
while k > 0:
print ( n // k,
end = "" )
n = n % k
k = k // 2
178
10110010
Слайд 46Процедура с параметрами
printBin ( 99 )
значение параметра (аргумент)
def printBin( n
):
k = 128
while k > 0:
print
( n // k, end = "" )
n = n % k;
k = k // 2
Параметры – данные, изменяющие работу процедуры.
локальная переменная
def printSred( a, b ):
print ( (a + b)/2 )
Несколько параметров:
Слайд 47Локальные и глобальные переменные
a = 5
def qq():
a = 1
print ( a )
qq()
print ( a )
глобальная переменная
локальная переменная
1
5
a =
5
def qq():
print ( a )
qq()
5
a = 5
def qq():
global a
a = 1
qq()
print ( a )
1
global a
работаем с
глобальной переменной
Слайд 48Задачи
«A»: Напишите процедуру, которая принимает параметр – натуральное число N
– и выводит на экран линию из N символов '–'.
Пример:
Введите N:
10
----------
«B»: Напишите процедуру, которая выводит на экран в столбик все цифры переданного ей числа, начиная с первой.
Пример:
Введите натуральное число:
1234
1
2
3
4
def printChar(s):
print('-'*int(s))
n = input('введите число n=')
printChar(n)
def ShowCif(a):
if a>0:
ShowCif(a//10)
print(a%10)
ShowCif(1234)
Слайд 49Программирование на языке Python
§ 60. Функции
Слайд 50Что такое функция?
Функция – это вспомогательный алгоритм, который возвращает значение-результат
(число, символ или объект другого типа).
Задача. Написать функцию, которая вычисляет
сумму цифр числа.
Алгоритм:
сумма = 0
пока n != 0:
сумма += n % 10
n = n // 10
Слайд 51Сумма цифр числа
# основная программа
print ( sumDigits(12345) )
def sumDigits( n
):
sum = 0
while n!= 0:
sum +=
n % 10
n = n // 10
return sum
return sum
передача результата
Слайд 52Использование функций
x = 2*sumDigits(n+5)
z = sumDigits(k) + sumDigits(m)
if sumDigits(n) %
2 == 0:
print ( "Сумма цифр чётная" )
print
( "Она равна", sumDigits(n) )
Одна функция вызывает другую:
def middle ( a, b, c ):
mi = min ( a, b, c )
ma = max ( a, b, c )
return a + b + c - mi - ma
вызываются min и max
Слайд 53Задачи
«A»: Напишите функцию, которая находит наибольший общий делитель двух натуральных
чисел.
Пример:
Введите два натуральных числа:
7006652 112307574
НОД(7006652,112307574) = 1234.
def sumDigits(a,b):
# Пока
какое-нибудь из двух числе не будет равно 0,
while a!=0 and b!=0:
# сравнивать их между собой.
# Если первое число больше второго,
if a>b:
# то находить остаток от деления его на второе число
# и присваивать его первой переменной
a=a%b
# Иначе (когда второе число больше первого)
else:
# присваивать второй переменной остаток от деления
# нацело второго числа на первое
b=b%a
# Одно из чисел содержит 0, а другое - НОД, но какое - неизвестно.
# Проще их сложить, чем писать конструкцию if-else
gcd=a+b
return gcd
print(sumDigits(7006652,112307574)) # ввод целых чисел
Слайд 54Как вернуть несколько значений?
def divmod ( x, y ):
d
= x // y
m = x % y
return
d, m
d – частное,
m – остаток
a, b = divmod ( 7, 3 )
print ( a, b ) # 2 1
q = divmod ( 7, 3 )
print ( q ) # (2, 1)
(2, 1)
кортеж – набор элементов
Слайд 55Задачи
«B»: Напишите функцию, которая определяет сумму цифр переданного ей числа.
Пример:
Введите натуральное число:
123
Сумма цифр числа 123 равна 6.
Слайд 56Задачи
«C»: Напишите функцию, которая сокращает дробь вида M/N.
Пример:
Введите числитель
и знаменатель дроби:
25 15
После сокращения: 5/3
Слайд 57Логические функции
Задача. Найти все простые числа в диапазоне
от 2
до 100.
for i in range(2,1001):
if i - простое :
print ( i )
i - простое
isPrime(i)
функция, возвращающая логическое значение (True/False)
Слайд 58Функция: простое число или нет?
def isPrime ( n ):
k
= 2
while k*k
!= 0:
k += 1
return (k*k > n)
return (k*k > n)
if k*k > n:
return True
else:
return False
Слайд 59Логические функции: использование
n = int ( input() )
while isPrime(n):
print
( n, "– простое число" )
n = int
( input() )
Слайд 60Задачи
«A»: Напишите логическую функцию, которая определяет, является ли переданное ей
число совершенным, то есть, равно ли оно сумме своих делителей,
меньших его самого.
Пример:
Введите натуральное число:
28
Число 28 совершенное.
Пример:
Введите натуральное число:
29
Число 29 не совершенное.
Слайд 61Программирование на языке Python
§ 61. Рекурсия
Слайд 62Что такое рекурсия?
У попа была собака, он её любил,
Она съела
кусок мяса, он её убил,
В землю закопал,
Надпись написал:
У попа была
собака, он её любил,
Она съела кусок мяса, он её убил,
В землю закопал,
Надпись написал:
…
Слайд 63Что такое рекурсия?
Натуральные числа:
индуктивное определение
Рекурсия — это способ определения множества
объектов через само это множество на основе заданных простых базовых
случаев.
Числа Фибоначчи:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
Слайд 64Фракталы
Фракталы – геометрические фигуры, обладающие самоподобием.
Треугольник Серпинского:
Слайд 65Ханойские башни
за один раз переносится один диск
класть только меньший диск
на больший
третий стержень вспомогательный
перенести (n-1, 1, 2)
1 -> 3
перенести (n-1,
2, 3)
перенести (n, 1, 3)
Слайд 66Ханойские башни – процедура
def Hanoi ( n, k, m
):
p = 6 - k - m
Hanoi (
n-1, k, p )
print ( k, "->", m )
Hanoi ( n-1, p, m )
номер вспомогательного стержня (1+2+3=6!)
сколько
откуда
куда
рекурсия
рекурсия
Слайд 67Ханойские башни – процедура
Рекурсивная процедура (функция) — это процедура
(функция), которая вызывает сама себя напрямую или через другие процедуры
и функции.
def Hanoi ( n, k, m ):
p = 6 - k - m
Hanoi ( n-1, k, p )
print ( k, "->", m )
Hanoi ( n-1, p, m )
if n == 0: return
условие выхода из рекурсии
# основная программа
Hanoi( 4, 1, 3 )
Слайд 68Вывод двоичного кода числа
def printBin ( n ):
if n
== 0: return
printBin ( n // 2 )
print
( n % 2, end = "" )
условие выхода из рекурсии
напечатать все цифры, кроме последней
вывести последнюю цифру
10011
printBin( 19 )
printBin( 9 )
printBin( 4 )
printBin( 2 )
printBin( 1 )
printBin( 0 )
Слайд 69Вычисление суммы цифр числа
def sumDig ( n ):
sum =
n % 10
if n >= 10:
sum +=
sumDig ( n // 10 )
return sum
рекурсивный вызов
sumDig( 1234 )
4 + sumDig( 123 )
4 + 3 + sumDig( 12 )
4 + 3 + 2 + sumDig( 1 )
4 + 3 + 2 + 1
последняя цифра
Слайд 70Алгоритм Евклида
Алгоритм Евклида. Чтобы найти НОД двух натуральных чисел, нужно
вычитать из большего числа меньшее до тех пор, пока меньшее
не станет равно нулю. Тогда второе число и есть НОД исходных чисел.
def NOD ( a, b ):
if a == 0 or b == 0:
if a > b:
return NOD( a - b, b )
else:
return NOD( a, b – a )
return a + b;
рекурсивные вызовы
условие окончания рекурсии
Слайд 71Задачи
«A»: Напишите рекурсивную функцию, которая вычисляет НОД двух натуральных чисел,
используя модифицированный алгоритм Евклида.
Пример:
Введите два натуральных числа:
7006652 112307574
НОД(7006652,112307574)=1234.
«B»: Напишите
рекурсивную функцию, которая раскладывает число на простые сомножители.
Пример:
Введите натуральное число:
378
378 = 2*3*3*3*7
Слайд 72Задачи
«C»: Дано натуральное число N. Требуется получить и вывести на
экран количество всех возможных различных способов представления этого числа в
виде суммы натуральных чисел (то есть, 1 + 2 и 2 + 1 – это один и тот же способ разложения числа 3). Решите задачу с помощью рекурсивной процедуры.
Пример:
Введите натуральное число:
4
Количество разложений: 4.
Слайд 73Как работает рекурсия?
def Fact(N):
print ( "->", N )
if
N
N * Fact ( N – 1 )
print ( "<-", N )
return F
-> N = 3
-> N = 2
-> N = 1
<- N = 1
<- N = 2
<- N = 3
Факториал:
Слайд 74Стек
Стек – область памяти, в которой хранятся локальные переменные и
адреса возврата.
Fact(3)
Fact(2)
Fact(1)
значение параметра
адрес возврата
локальная переменная
Слайд 75Рекурсия – «за» и «против»
с каждым новым вызовом расходуется память
в стеке (возможно переполнение стека)
затраты на выполнение служебных операций при
рекурсивном вызове
программа становится более короткой и понятной
возможно переполнение стека
замедление работы
def Fact ( n ):
f = 1
for i in range(2,n+1):
f *= i
return f
итерационный алгоритм