Полное руководство для начинающих по программированию
Coding
Этот пост начнется с обсуждения того, какие компьютеры находятся на концептуальном уровне, а затем обсудим основы программирования.
Мы будем использовать Python в этом посте, но многие строительные блоки работают на разных языках программирования, так что это все равно поможет, даже если вы сначала заинтересованы в изучении другого языка.
Что такое программирование?
Вы, вероятно, взаимодействуете с компьютерами ежедневно, но давайте определимся конкретно, что мы имеем в виду, когда говорим о компьютерах в связи с программированием.
Компьютер - это машина, которая обрабатывает и хранит информацию.
Программирование говорит компьютеру, как принимать, обрабатывать, а затем хранить эти данные. Когда кто-то пишет программу, он дает компьютеру набор команд, которым он должен следовать.
Когда мы пишем программы, мы пишем инструкции, которым будет следовать компьютер. Компьютеры очень буквальны - они берут наши инструкции и точно следуют им, но мы должны изложить их очень подробно, чтобы они поняли нас.
Программирование, по своей сути, берет большую проблему и разбивает ее на все меньшие и меньшие проблемы, пока они не станут достаточно маленькими, чтобы мы могли сказать компьютеру, чтобы решить эту проблему.
Где вы можете увидеть программы в использовании?
Везде! От вашей операционной системы на вашем компьютере через сложные веб-сайты, все они написаны с использованием кода! Старые (и новые!) Сотовые телефоны, модные кофемашины, автомобили с автоматическим управлением, Facebook, Amazon, банкомат, приложение, устройства для перегрузки карт метро, сканеры для супермаркетов и большинство телевизоров используют код для запуска в дополнение к вашему настольному компьютеру или ноутбуку компьютер.
Что такое языки программирования?
Компьютеры не понимают естественный язык по умолчанию, хотя они становятся все ближе и ближе к возможности!
В своей основе компьютеры работают на серии микроскопических переключателей включения и выключения, а когда мы пишем код, мы включаем и выключаем их - как выключатель света!
Компьютеры используют числовую систему, называемую бинарной, чтобы использовать эти выключатели. Двоичная система представляет собой числовую систему, состоящую из 1 и 0, которая аналогична нашей арабской системе счисления, которая использует 0-9.
К счастью, многие действительно умные люди до нашего времени думали о том, как мы можем общаться с нашими компьютерами без нулей и единиц.
Вместо этого мы используем языки программирования, которые могут быть интерпретированы нашим компьютером, подобно тому, как переводчики языка могут переводить испанский язык на английский.
Они больше похожи на английский, чем на двоичный, но у них все еще гораздо больше символов и меньше способов, чем на естественном языке.
Существует множество языков программирования, похожих на то, как говорят во всем мире. Некоторые, такие как Assembly, C или Bash, имеют очень низкий уровень и не очень похожи на то, как мы говорим.
Другие, такие как Python и Ruby, очень похожи на человеческий язык. Эти языки используются для различных задач, например, HTML, CSS и JavaScript используются для написания веб-сайтов, тогда как C используется для написания вашей операционной системы.
Они развивались со временем - старые программисты привыкли использовать перфокарты и передавать их на компьютер вместо того, чтобы печатать код на своих компьютерах!
Есть компромиссы между производительностью и простотой использования, но когда вы научитесь кодировать, я очень рекомендую тот, который ближе к обычному языку!
Основные принципы программирования
Есть несколько фундаментальных понятий, которые переходят с нами с языка программирования на язык программирования. Мы будем использовать Python, но почти каждый из известных языков имеет эти основы, хотя они могут быть написаны по-разному (за исключением HTML и CSS, которые сильно отличаются).
Вкратце, вы можете запустить Python в своем веб-браузере, используя Repl.it. Вы можете создать проект Python, нажав новую кнопку repl и выбрав Python. Затем введите область под main.py. Затем вы можете запустить свой код с зеленой кнопкой запуска.
Вы также можете установить Python на свой компьютер, скачав его, а затем используя текстовый редактор - мой любимый - VS Code. Затем вы запустите код из командной строки. Вы должны создать файл с расширением .py, а затем написать свой код в редакторе, и, наконец, запустить файл, запустив python your_file_name.py.
Hello World
Когда вы изучаете новый язык программирования, это традиция писать программу Hello World. Итак, давайте напишем один на Python!
В Python есть функция, которая позволяет нам писать текст везде, где мы запускаем наш код - поэтому, если вы используете командную строку, она будет там печататься, если вы используете Repl.it, она будет печатать на правой стороне вашего экрана.
print("Hello, World!")
Переменные
Переменные являются очень важной частью программирования. Переменные хранят информацию, которую вы можете использовать снова и снова. Если вы помните переменные из класса алгебры, они концептуально одно и то же!
В Python, чтобы установить переменную, мы напишем имя переменной (в данном случае имя и возраст), а затем используем знак равенства, чтобы установить для этой переменной значение - в примере «Ali» и 24.
Если мы используем буквы, нам нужно поместить их в кавычки.
name = "Ali" age = 24 print(name) print(age)
Помните сверху, языки программирования предназначены для людей, а не только для компьютера. Если бы мы просто разговаривали с компьютером, мы бы просто использовали 0 и 1 и писали двоичный файл!
Поэтому не забывайте использовать имена переменных, которые будут иметь смысл для будущего вас или другого программиста, который будет читать ваш код в будущем.
Практическое правило для переменных: если вы собираетесь использовать значение снова и снова, создайте для него переменную!
Типы данных
Существуют разные типы данных, которые мы можем использовать при программировании. Некоторые из них являются целыми числами, числами с точкой, логическими значениями и строками.
Integers
Integers - это еще один термин математического класса - в основном это числа без десятичных знаков. Так 1, 0, -100, 200 и т. д.
Мы можем использовать integers в Python, просто набирая числа!
5 10 -20 30
Мы можем хранить их в переменных, как мы видели выше, чтобы мы могли использовать их снова и снова.
my_favorite_number = 22
Мы также можем сделать математику с ними! Четыре основных символа * для умножения, + для сложения, - для вычитания и / для деления.
print(22 + 10) pieces_of_candy = 20 - 5 print(pieces_of_candy)
Floats
Floats числа с десятичными числами - так 4.0, 4.5, -19.6 и т. д.
Booleans
Booleans True и False в Python - в основном они говорят «да» или «нет» - помните, как компьютеры представляют собой кучу переключателей включения и выключения? Booleans похожи!
Мы можем установить переменные в логические значения, но обычно более полезно сравнивать значения и рассматривать результаты как логические значения.
Одним из распространенных применений является проверка равенства. Является ли некоторая переменная некоторой величиной? Мы используем двойные знаки равенства для проверки равенства, так как мы используем один знак равенства для установки переменной.
age = 22 print(age == 22) # True
Мы также можем проверить больше или меньше - или все эти математические проверки. Мы используем > для большего, < для меньшего, > = для большего или равного и <= для меньшего или равного!
print(5 > 10) # False print(10 >= 10) # True
Мы также можем хранить booleans переменные!
is_greater = 5 > 10 print(is_greater) # False
Вещи после хэштегов в Python являются комментариями - они игнорируются компьютером и являются примечаниями для вас или других разработчиков!
Strings
Strings это текст в Python. Оборачиваем их в кавычки!
my_string = "This is a string!" print(my_string)
Lists
Иногда мы хотим сохранить в переменной более одного значения - скажем, набор чисел, имена людей в комнате, последние твиты в твиттере или цены товаров в нашем магазине.
Мы можем хранить эти значения в списках в Python!
items_in_store = [5, 10, 15, 8] dev_employees = ["Ali", "Jess", "Ben", "Peter", "Andy", "Mac", "Liana", "Michael", "Anna", "Mario"]
Практическое правило для списков: если у вас есть группа похожих вещей, поместите их в список
Conditionals
Другая ключевая часть программирования - это условные выражения. Это позволяет нам запускать блоки кода иногда и другие блоки в другое время.
Итак, если условие True, запустите блок кода. Может быть, если что-то еще верно, запустить другой блок кода. Наконец, если все остальные не соответствуют действительности, запустите этот другой блок кода.
В Python блоки кода имеют отступ, поэтому «если это правда, запустите код с отступом после него»
name = "Ali"
if name == "Ali":
print("Hi, Ali!") #отступ
Теперь давайте добавим условие, которое будет выполняться, если первое условие - False. Мы будем использовать ключевое слово else для этого!
password = "hello!"
correct_password = "hi"
if password == correct_password:
print("Welcome to the website!")
else:
print("Permission denied")
Мы также можем проверить несколько условий, используя elif:
age = 50
if age > 100:
print("you are old")
elif age < 20 and age >= 13:
print("You are a teenager")
elif age < 13:
print("You are a child")
else:
print("You are an adult")
Приведите разные значения для возраста и посмотрите, что изменится!
Вы можете использовать and для проверки нескольких условий одновременно! Или or проверить, является ли одна вещь True или другая вещь True.
Практическое правило для условных выражений: если вы хотите, чтобы определенный код запускался иногда, а другой код запускался в другое время: используйте условное выражение!
***
Functions
Быстрая разбивка жаргона, прежде чем я начну объяснять функции:
Аргументы - передаются в функцию каждый раз, когда вы ее вызываете
Параметры - переменные в определении функции.
В def myFunction(x, y) x и y являются параметрами. Когда мы запускаем эту функцию, говоря myFunction(1, 3), 1 и 3 являются аргументами.
огда я преподаю функции, я стараюсь учить их двумя способами, чтобы иметь смысл для двух разных типов мыслителей.
Первый - это многократно используемый кусок кода, в который вы можете вставлять значения, чтобы сделать ваш код более универсальным и позволить менее повторяющийся код.
В этом случае аргументы - это «динамические» фрагменты информации, которые включены в кусок кода. Поэтому, когда вы вызываете функцию, это значение может измениться. В значительной степени переменная, которая меняется каждый раз, когда вы запускаете функцию.
Мне также нравится объяснять функции как последовательность входов и выходов - вроде как маленькая машина. Вы кладете что-то в машину, и что-то получается на основании этого. Аргументы - это то, что вы вводите в машину, а возвращаемое значение - это то, что выводится. Это более точно соответствует алгебраическому определению функций - если вы помните f(x) = 2x + 1 из школьной математики, это функции, написанные просто на бумаге, а не программно.
В Python порядок передачи аргументов в функцию соответствует порядку параметров в объявлении функции.
Итак, если мое объявление функции выглядит как def add(x, y), и я затем вызываю функцию с помощью add(1, 2), в функции 1 будет x, а 2 будет y. Если бы я вместо этого запустил add(100, 50), x будет 100, а y будет 50.
Поскольку x - мой первый параметр, первый аргумент, который я передам в функцию, будет x, а поскольку y - второй, второе значение I пройти будет у. Иногда полезно составить схему этого.
Все, что находится после ключевого слова return, является выходом для функции.
def subtract(x, y): return x - y print(subtract(5, 2)) # 3, 5 is x, 2 is y print(subtract(200, 50)) # 150, 200 is x, 50 is y print(subtract(20, 70)) # -50, 20 is x, 70 is y five = subtract(10, 5) print(five)
Другой пример:
def say_hi(person):
print("Hi " + person)
return person
ali = say_hi("Ali")
print(ali)
Эта функция выводит информацию о человеке (что совпадает с вводом), но она также выполняет другое действие - выводит имя человека с помощью hi. Это первое действие не влияет на вывод - или то, что возвращается из функции. Если вы печатаете Ali, это «Ali»!
Следующие шаги для изучения, как кодировать
Это некоторые действительно важные фундаментальные концепции для программирования, но их так много! Двумя важными являются отладка и решение проблем.
Когда вы пишете код, компьютер действительно умен, так как он делает то же, что и вам. Но, если у вас есть опечатка или любой неправильный код, ваш код выдаст ошибку!
Научитесь работать с этими ошибками и любите их за то, что они рассказывают вам, что происходит, а не боятся их! Они так полезны!
Решение проблем приходит, когда мы пытаемся собрать кусочки головоломки вместе, чтобы сделать разные программы.
Заметили ошибку или есть вопросы?Рассказывай нам о них,связаться с нами ты сможешь с помощью нашего чата или же с помощью бота обратной связь
Не забывайте ставить 👍 если вам понравилась и подписаться на канал,а так же посетить наш чат.