Практикум j практическое примщенше численных методов

I* M»_;: ;Л*<^[ ;>m>» t«* «Wn»m> H«p : • •••:
b О Ш 4 =••;•:• b . • V Ъ $ |i> -

«y^.SeefinSS S
"л \< :• f- .IFF »• \S I Г'⁴'-'" '

П
Simplest default with labels


V


Рис. 1.8 Просмотр графического файла в NetBeans


О", i vt»3»'K⁽; s'*
rik Ш Vjmv fUht^r.t Мм if *>m Oebv$ WrxSm Htfr


: : 5
^ i>v;»>»wjffc4v>wtTM:oe ьл jxj SottoQ yp Лхч-;»
I •£ ;fc^;: Лох ЯЖСпхрМ i •>' л ft wt
I : &>. SHS**; Л* T«$e: *Ж л м rrojert J< Р:о>кГьСЬ«<*х*.
>: t>4»>def*c«i)tN«r.>rv'>Kte
j S': J®': ф|Ггее4№»1*е4к*
tS'• ^arw^TN} 6o Сч«м* *t*oc* F'cjNfcr


AciAirtooc
: ** **«
.<: ^^;_; ибилм?»з K^rbv» Op^y* $ ;1Мчде0\ Aptcrtor*
&; СсосчсВД Jo CVtitwei
; S | -iceS^wj :cc Sf.3«4c*c*i»kvx



Creating and Editing Files


NcrtVsr*» )witb№ < w:o<: к»п.с« t* jvrwwl _?k\ n^r(Uvv<»»( ^Ь<:1лу y_v> Ut»:!W: to sew»:* :-xg>: *Ли*>кч :i\<


■»»:;4>f:rv Iditortll.VA ^?


Рис. 1.9 Просмотр PDF файла

иша met
Элементы языка
Эта глава никак не претендует на полное и всестороннее руководство по язы­ку Python. Основная цель состоит в том, чтобы предоставить минимальную информацию, которая достаточна для того, чтобы начать работать с Python. Особенно это будет нетрудно, если Вы знакомы с другими алгоритмическими языками. После общего обсуждения дается краткая характеристика базовых элементов языка с ориентацией на пользователя, который намерен использо­вать Python в своих вычислительных экспериментах.

1. 
   Общая характеристика языка Python
   

Язык Python, объекты Python, динамическая типизация.
Язык Python
Python — это активно развиваемый, мощный, переносимый, простой в исполь­зовании и свободно распространяемый язык программирования. Он ориен­тирован па высокую производительность разработчика и максимальную чи­таемость кода. Не предлагая революционных особенностей и нововведений, язык Python комбинирует основные лучшие качества многих различных язы­ков программирования. Разработка языка Python была начата в конце 1980-х годов голландским математиком Гвидо ван Россумом (Guido van Rossum), работа над языком активно поддерживается сообществом пользователей.
Несомненное преимущество языка Python состоит в простоте, удобочитаемо­сти программ. Это достигается жесткими правилами оформления программ­ного кода (см. Python Style Guide¹⁶), что облегчает его понимание. Небольшое число ясных базовых концепций (философия программирования на языке Python¹⁷) делает язык простым в освоении и использовании. Возможность диа­логового режима работы интерпретатора Python сокращает время изучения самого языка и облегчает переход к решению поставленных задач.
Python ориентирован па быструю разработку приложений (RAD, Rapid Appli­cation Development). Создание программ за меньшее время достигается ис­пользованием встроенных высокоуровневых структур данных, динамической типизацией и простым синтаксисом. Программирование на языке Python зна­чительно увеличивает производительность труда разработчика по сравнению с традиционными языками программирования, такими как С, C++ и Java. Меньший объем программного кода на Python дает значительный выигрыш времени на написание, отладку и сопровождение программного продукта.
Python относится у категории открытых программных продуктов. Вы мо­жете получить полные исходные тексты реализации Python и использовать без всяких ограничений (копировать, распространять, встраивать в другие продукты). Поддержка обеспечивается через Интернет квалифицированны­ми экспертами всего мира.
Python доступен для многих платформ, а написанные на нем программы пе­реносимы между платформами без каких-либо изменений. Стандартная реа­лизация языка Python написана на переносимом ANSI С, благодаря чему он компилируется и работает практически на всех основных платформах. Про­граммы па языке Python, которые используют базовые возможности языка и стандартные библиотеки, компилируются в переносимый байт-код и одина­ково работают в Windows и в Linux, а также в любых других операционных системах, где установлен Python.
Стандартная библиотека Python предоставляет широкие возможности, кото­рые используются в прикладных программах. Она включает модули для ра­боты с текстом, мультимедийными форматами, архивами, сетевыми протоко­лами и форматами Интернета, обеспечивается поддержка юнит-тестирования и др. В Python существует множество прикладных библиотек для решения самых разнообразных задач (Web-приложения, базы данных, графические библиотеки и т. д.). Среди них для нас наибольший интерес вызывают биб­лиотеки численных методов, которые по своей функциональности позволяют заменить MATLAB.
Функциональные возможности разрабатываемых программных продуктов расширяются за счет интеграции отдельных компонентов. Можно как встра­ивать (embedding) интерпретатор Python в программу на другом языке, так и, наоборот, писать модули для Python па других языках (extending). Стан­дартная библиотека позволяет программам Python напрямую обращаться к динамическим библиотекам (DLL, Dynamic-link library), написанным на С. Су­ществуют модули, позволяющие встраивать код на C/C++ прямо в исходные файлы Python, программный интерфейс для написания собственных модулей на других языках. Такие модули расширения позволяют объединить эффек­тивность кода на C/C++ с удобством и гибкостью интерпретатора Python. На этом пути нивелируется недостатки языка Python, которые связаны, прежде всего, со скоростью выполнения программ, которая не всегда может быть та­кой же высокой, как у программ, написанных на языках программирования низкого уровня, таких как С или C++.
Объекты Python
Не забираясь в терминологические дебри объектно-ориентированного про­граммирования, можно сказать, что все данные в языке Python являются объектами, над которыми выполняются те или иные действия. С отдельным объектом связывается область памяти со значениями и ассоциированными с ними наборами операций.
Программа на языке Python можно разложить на такие основные составляю­щие, как модули, инструкции, выражения и объекты. Иерархическое постро­ение основано на том, что:

• 
  программы состоят из модулей;
  
• 
  модули содержат инструкции;
  
• 
  инструкции состоят из выражений, которые создают и обрабатывают объ­екты.
  

Сами объекты могут быть встроенными, когда они предоставляются языком Python, а также объектами, которые создаются с помощью других инстру­ментов, например, библиотек расширений, написанных на языке С. Объек­ты могут быть неизмеичивыми и изменчивыми. Например, строки в языке Python являются неизменчивыми и в силу этого операции над строками со­здают новые строки.
Python предоставляет мощную коллекцию объектных типов, встроенных не­посредственно в язык, которые решают многие типовые задачи программиро­вания. Такие встроенные объекты, как коллекции (списки) и таблицы поис­ка (словари) можно использовать непосредственно. Среди встроенных типов языка Python как базовые можно отметить числа (целые, числа с плавающей точкой, комплексные числа), строки, списки, словари, кортежи и файлы.
Динамическая типизация
Язык Python относится к классу языков программирования с динамической типизацией, при которой переменная связывается с типом в момент присваи­вания значения, а не в момент объявления переменной, как при статической типизации. Типы данных определяется автоматически, и их не требуется яв­но объявлять в программном коде В различных участках программы одна и та же переменная может принимать значения разных типов.
В языке Python отсутствует конструкция объявления типа, сам синтаксис выполняемых выражений задает типы создаваемых и используемых объек­тов. После создания объекта, он будет ассоциирован со своим собственным набором операций на протяжении всего времени существования — над объ­ектом можно выполнять только те операции, которые применимы к его типу (строгая типизация).
При динамической типизации тип переменной определяется только во время исполнения. Переменные не имеют никакой информации о типе или ограни­чениях, связанных с ним: тип является свойством объекта, а не его имени. Переменные являются всего лишь ссылками на конкретные объекты и в кон­кретные моменты времени: одна и та же переменная может связываться в разных частях программы с объектами разного типа. Прежде чем перемен­ную можно будет использовать, ей должно быть присвоено значение (связать с объектом).
Объект в Python помимо типа характеризуется числом ссылок. Если на объ­ект нет ссылок, то происходит автоматическое освобождение памяти, зани­маемой объектами — сборка мусора (garbage collection).

2. 
   Типы данных
   

Числа в Python, строки, листы, кортежи и словари, файлы.
Числа в Python
В Python имеются стандартные типы объектов чисел (целые и с плаваю­щей точкой), которые присутствуют в других языках программирования. Python поддерживает работу с комплексными числами. Точность представ­ления определяется точностью компилятора языка С, который использован для сборки интерпретатора Python. В Python имеются также длинные целые числа с неограниченной точностью представления (точность зависит от объ­ема доступной памяти).
Тип int (целые числа) соответствует типу long в компиляторе С для использу­емой архитектуры. При работе на 32-разрядной системе максимальное целое равно 2³¹ — 1, а минимальное равно — 2³¹.
Длинное целое число (тип long) идентифицируется символом 1 или L в конце числа. Интерпретатор языка Python осуществляет преобразования значения, выходящее за рамки допустимого типа int, в long. Ниже приведен пример, поясняющий сказанное.