В этой части мы рассмотрим способы ввода и вывода информации, встроенные типы данных, математические операции с числами и способы преобразования одних типов данных в другие. В конце статьи – 10 практических заданий с решениями.

← Часть 2 Все, что нужно для изучения Python с нуля – книги, сайты, каналы и курсы

Ввод, вывод данных и переменные в Python

Большинство программ, даже самых простых, выполняют обработку какой-либо информации – получают разнообразные данные, производят необходимые операции, после чего выводят результат. За ввод и вывод данных в Python отвечают встроенные функции input() и print(). С помощью функции вывода print() можно написать классическую программу Hello, World! в одну строку:

         >>> print('Hello, World!') Hello, World!      

Для ввода нужной информации используют input(). В этом примере переменная name с помощью оператора присваивания = получит введенное пользователем значение:

         name = input()     

Чтобы пользователю было понятнее, какое именно значение от него ожидает программа, можно добавить пояснение:

         name = input('Как тебя зовут? ')     

Или:

         name = input('Введите свое имя ')     

Напишем программу, которая запрашивает имя пользователя и выводит приветствие:

         name = input('Как тебя зовут? ') print('Привет,', name)      

Результат:

         Как тебя зовут? Вася Привет, Вася      

В этой программе используются две встроенные функции input() и print(), а также переменная name. Переменная – это именованная область памяти, в которой во время выполнения программы хранятся данные определенного типа (о типах данных расскажем ниже). В стандартах оформления кода PEP 8 даны рекомендации по названиям переменных:

• Названия не должны начинаться с цифры, но могут заканчиваться цифрой. Например, назвать переменную 7up – неправильно, а так – seven11 – можно.
• Названия могут состоять из комбинации строчных, заглавных букв, цифр и символов подчеркивания: lower_case, mixedCase, CapitalizedCase, UPPER_CASE, lower123.
• Не следует давать переменным названия, совпадающие со служебными словами, названиями встроенных функций и методов, к примеру – print, list, dict, set, pass, break, raise.
• Следует избегать использования отдельных букв, которые могут быть ошибочно приняты друг за друга – l (L в нижнем регистре), I (i в верхнем регистре) или за нуль – O.
• В названиях не должно быть пробелов, дефисов и специальных символов, например, ' или $.
• Главный принцип именования переменных – осмысленность. По названию переменной должно быть понятно, какого рода данные в ней хранятся – например, car_model, petName, CARD_NUMBER более информативны, чем a, а1, а2.

Переменные выполняют две важные функции:

• делают код понятнее;
• дают возможность многократно использовать введенные данные.

Если программа небольшая, а введенное значение используется однократно, можно обойтись без использования переменной:

         print('Привет,', input('Как тебя зовут?'))     

Больше полезных материалов вы найдете на нашем телеграм-канале «Библиотека питониста» Интересно, перейти к каналу

Ввод и вывод нескольких переменных, f-строки

Если в программе используются несколько переменных, ввод данных можно оформить на отдельных строках:

         first_name = input() last_name = input() age = input()      

Или в одну строку:

         first_name, last_name, age = input(), input(), input()     

Либо так – если значения переменных равны:

         x1 = x2 = x3 = input()     

Чтобы вывести значения переменных на экран, названия перечисляют в print() через запятую:

         print(first_name, last_name, age)     

Или по отдельности:

         print(first_name) print(last_name) print(age)     

При перечислении через запятую Python выводит все переменные в одну строку, разделяя значения пробелами:

         Вася Пупкин 12     

Вместо пробела можно подставить любой другой разделитель. Например:

         print(first_name, last_name, age, sep="***")     

В результате значения будут разделены звездочками:

         Вася***Пупкин***12     

Если нужно вывести значения не в строку, а в столбик, можно воспользоваться специальным параметром end="n" – он обеспечивает переход на новую строку:

         print(first_name, last_name, age, end="n")     

Чтобы сделать вывод более информативным, используют f-строки:

         print(f'Имя: {first_name}, Фамилия: {last_name}, Возраст: {age}')     

Все содержимое такой строки находится в конструкции f'...', а названия переменных внутри строки заключаются в фигурные скобки {...}.

Операции во время вывода

Функция print(), помимо вывода результатов работы программы, допускает проведение разнообразных операций с данными:

         >>> print(5 + 5) 10 >>> print(10 // 3) 3 >>> print(6 ** 2) 36 >>> print('I' + ' love' + ' Python') I love Python      

Встроенные типы данных в Python

Питон работает с двумя категориями данных – встроенными типами (они поддерживаются по умолчанию) и специализированными (для операций с ними нужно подключение определенного модуля). К специализированным типам данных относятся, например, datetime (дата и время) и deque (двухсторонняя очередь).

Все встроенные типы данных в Python можно разделить на следующие группы:

• Числовые – целые, вещественные, комплексные числа. Примечание: для максимально точных расчетов с десятичными числами в Python используют модуль decimal (тип данных Decimal), а для операций с рациональными числами (дробями) – модуль fractions (тип данных Fraction).
• Булевы – логические значения True (истина) и False (ложь).
• Строковые – последовательности символов в кодировке Unicode.
• NoneType – нейтральное пустое значение, аналогичное null в других языках программирования.
• Последовательности – списки, кортежи, диапазоны.
• Словари – структура данных типа «ключ: значение».
• Множества – контейнеры, содержащие уникальные значения. Подразделяются на изменяемые set и неизменяемые frozenset множества.
• Байтовые типы – bytes (байты), bytearray (изменяемая байтовая строка), memoryview (предоставление доступа к внутренним данным объекта).

В таблице приведены примеры и определения встроенных типов данных:

Тип данных	Значение	Определение в Python	Вариант использования
Целые числа	-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3	int	a = int(input())
Вещественные числа	-1.5, -1.1, 0.6, 1.7	float	a = float(input())
Комплексные числа	−5i, 3+2i	complex	a = complex(input())
Булевы значения	True, False	True, False	flag = True
NoneType	None	None	a = None
Строка	‘abracadabra’	str	a = str(5)
Список	[1, 2, 3], [‘a’, ‘b’, ‘c’]	list	a = list((‘a’, ‘b’, ‘c’))
Кортеж	(‘red’, ‘blue’, ‘green’)	tuple	a = tuple((‘red’, ‘blue’, ‘green’))
Изменяемое множество	{‘black’, ‘blue’, ‘white’}, {1, 3, 9, 7}	set	a = set((‘black’, ‘blue’, ‘white’))
Неизменяемое множество	{‘red’, ‘blue’, ‘green’}, {2, 3, 9, 5}	frozenset	a = frozenset((2, 5, 3, 9))
Диапазон	0, 1, 2, 3, 4, 5	range	a = range(6)
Словарь	{‘color’: ‘red’, ‘model’: ‘VC6’, ‘dimensions’: ’30×50′}	dict	a = dict(color=’red’, model=’VC6′, dimensions=’30×50′)
Байты	b’x00x00x00′	bytes	a = bytes(3)
Байтовая строка	(b’x00x00′)	bytearray	a = bytearray(2)
Просмотр памяти	0x1477a5813a00	memoryview	a = memoryview(bytes(15))

Чтобы узнать тип данных, нужно воспользоваться встроенной функцией type():

         >>> a = 3.5 >>> type(a) <class 'float'>      

Как задать тип переменной

Важно заметить, что если тип переменной не указан явно при вводе, т.е. ввод выполняется как a = input(), то Python будет считать введенное значение строкой. В приведенном ниже примере Питон вместо сложения двух чисел выполняет конкатенацию строк:

         >>> a, b = input(), input() 5 6 >>> print(a + b) 56      

Это произошло потому, что a и b были введены как строки, а не целые числа:

         >>> type(a) <class 'str'> >>> type(b) <class 'str'>      

Чтобы ввести целое число, следует использовать конструкцию int(input()), вещественное –float(input()).

Математические операции в Python

Все операции в математике имеют определенный приоритет: сначала выполняется возведение в степень, затем деление по модулю и так далее. Этот приоритет соблюдается и в Питоне:

Приоритет	Оператор Python	Операция	Пример	Результат
1	**	Возведение в степень	5 ** 5	3125
2	%	Деление по модулю (получение остатка)	16 % 7	2
3	//	Целочисленное деление (дробная часть отбрасывается)	13 // 3	4
4	/	Деление	39 / 2	19.5
5	*	Умножение	123 * 321	39483
6	—	Вычитание	999 – 135	864
7	+	Сложение	478 + 32	510

Python допускает применение сложения и умножения в операциях со строками. Сложение строк, как уже упоминалось выше, называется конкатенацией:

         >>> print('Python -' + ' лучший' + ' язык' + ' программирования') Python - лучший язык программирования      

Умножение строки на целое число называется репликацией:

         >>> print('Репликанты' * 5) РепликантыРепликантыРепликантыРепликантыРепликанты      

Однако попытки умножить строки друг на друга или на вещественное число обречены на провал:

         >>> print('Репликанты' * 5.5) Traceback (most recent call last):   File "<pyshell>", line 1, in <module> TypeError: can't multiply sequence by non-int of type 'float'      

Преобразование типов данных

Python позволяет на лету изменять типы данных. Это может оказаться очень полезным при решении тренировочных и практических задач.

Округление вещественного числа:

         >>> a = float(input()) 5.123 >>> print(int(a)) 5      

Преобразование целого числа в вещественное:

         >>> a = 5 >>> print(float(a)) 5.0      

Преобразование строки в число и вывод числа без ведущих нулей:

         >>> a = '00032567' >>> print(int(a)) 32567      

Сложение строки и числа:

         >>> a = 'Apollo ' >>> b = 13 >>> print(a + str(b)) Apollo 13      

Преобразование списка в строку:

         >>> a = ['п', 'р', 'и', 'в', 'е', 'т'] >>> print('*'.join(a)) п*р*и*в*е*т      

Преобразование строки в множество:

         >>> a = 'привет' >>> print(set(a)) {'в', 'е', 'и', 'т', 'п', 'р'}      

Преобразование строки в список:

         >>> a = 'я изучаю Python' >>> print(list(a)) ['я', ' ', 'и', 'з', 'у', 'ч', 'а', 'ю', ' ', 'P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']      

Преобразование кортежа в список:

         >>> a = ('red', 'blue', 'green') >>> print(list(a)) ['red', 'blue', 'green']      

Разумеется, преобразование типов данных происходит в определенных пределах – строку, содержащую буквенные и специальные символы, нельзя сделать числом, а превращение списка, строки, множества или кортежа в словарь потребует дополнительных манипуляций, которые мы изучим позже.

Практика – задачи с решениями

Задание 1. Напишите программу, которая запрашивает имя и возраст пользователя, и выводит приветствие и возраст пользователя в следующем году. Пример работы программы:

         Как тебя зовут? Катя Привет, Катя! Сколько тебе лет? 14 Здорово! В следующем году тебе будет 15!      

Решение:

         name = input('Как тебя зовут? ') print(f'Привет, {name}!') age = int(input('Сколько тебе лет? ')) print(f'Здорово! В следующем году тебе будет {age + 1}!')      

Задание 2. Напишите программу, которая запрашивает имя, фамилию и возраст пользователя, а затем выводит эти данные в столбик с помощью f-строки. Результат работы программы:

         Имя: Евгения Фамилия: Фролова Возраст: 19      

Решение:

         first_name = input() last_name = input() age = input() print(f'Имя: {first_name}nФамилия: {last_name}nВозраст: {age}')      

Задание 3. Напишите программу, которая выводит на экран прямоугольник 5 х 15, сформированный из звездочек. Пример вывода:

         *************** *             * *             * *             * ***************      

Решение:

         print('*' * 15) print('*' + ' ' * 13 + '*') print('*' + ' ' * 13 + '*') print('*' + ' ' * 13 + '*') print('*' * 15)      

Задание 4. Напишите программу, которая получает на вход целое число n из диапазона от 1 до 9 включительно, и выводит результат вычисления выражения nnn – nn – n. Например, если введенное число 3, программа должна вывести 297 (333 – 33 – 3).

Решение:

         num1 = input() num2 = int(num1 * 2) num3 = int(num1 * 3) print(num3 - num2 - int(num1))      

Задание 5. Напишите программу, которая получает на вход целые положительные числа a и b, а затем выводит результаты математических операций в следующем формате:

         Число а в степени b = 25 Произведение a * b = 10 Сумма a + b = 7 Разница a - b = 3      

Решение:

         a, b = int(input()), int(input()) print('Число а в степени b =', a ** b) print('Произведение a * b =', a * b) print('Сумма a + b =', a + b) print('Разница a - b =', a - b)      

Задание 6. Напишите программу, которая получает от пользователя вещественные числа a и b – длину и ширину прямоугольника, – и выводит периметр и площадь прямоугольника в следующем формате:

         Площадь S = 88.0 Периметр P = 38.0      

Площадь вычисляется по формуле S = a * b, периметр P = 2 * (a + b).

Решение:

         a, b = float(input()), float(input()) print('Площадь S =', a * b) print('Периметр P =', 2 * (a + b))      

Задание 7. Напишите программу, которая получает на вход число от 420 до 540 (оптимальная продолжительность сна в минутах) и помогает пользователю определить, на какое время (в формате «часы:минуты») нужно установить звонок будильника. Отсчет времени начинается с полуночи.

Пример ввода:

         470     

Вывод:

         Поставь будильник на 7:50     

Решение:

         time = int(input()) print(f'Поставь будильник на {time // 60}:{time % 60}')      

Задание 8. Напишите программу, которая получает на вход целое число n – количество дней, и конвертирует n в годы, месяцы и дни.

Пример ввода:

         398     

Вывод:

         Годы: 1 Месяцы: 1 Дни: 3     

Решение:

         n = int(input("Введите количество дней: ")) years = n // 365 months = (n - years * 365) // 30 days = (n - years * 365 - months * 30) print(f'Годы: {years} Месяцы: {months} Дни: {days}')      

Задание 9. Напишите программу, которая получает от пользователя целое число n – количество секунд, и конвертирует n в часы, минуты и секунды.

Пример ввода:

         3426     

Вывод:

         Часы: 0 Минуты: 57 Секунды: 6     

Решение:

         n = int(input()) seconds = n % (24 * 3600) hours = seconds // 3600 seconds = seconds % 3600 minutes = seconds // 60 seconds = seconds % 60 print(f'Часы: {hours} Минуты: {minutes} Секунды: {seconds}')      

Задание 10. Напишите программу, которая получает на вход вещественные числа x1, y1, х2, y2 – координаты точек a (x1, y1) и b (х2, y2) на плоскости – и вычисляет расстояние между a и b.

Пример ввода:

         3.6 6.7 5.4 15.2      

Вывод:

         10.278618584226189     

Решение:

         x1, x2, y1, y2 = float(input()), float(input()), float(input()), float(input()) dist = ((x2 - x1) ** 2 + (y2 - y1) ** 2) ** 0.5 print(dist)      

Примечание: модуль math, работу с которым мы рассмотрим подробнее позже, имеет функцию dist для вычисления расстояния между точками на плоскости и в пространстве:

         import math x1, x2, y1, y2 = float(input()), float(input()), float(input()), float(input()) a, b = [x1, y1], [x2, y2] d = math.dist(a, b) print(d)      

Подведем итоги

В этой части мы рассмотрели базовые типы данных в Python, разобрали дополнительные параметры ввода и вывода, научились преобразовывать одни типы данных в другие, написали первые простые программы. В следующей части будем изучать методы работы со строками.

***

📖 Содержание самоучителя

1. Особенности, сферы применения, установка, онлайн IDE
2. Все, что нужно для изучения Python с нуля – книги, сайты, каналы и курсы
3. Типы данных: преобразование и базовые операции

***

Материалы по теме

• 🐍🧩 5 задач с решениями на Python для начинающих разработчиков
• 🐍 Аннотации типов в Python: все, что нужно знать за 5 минут
• 🧊 Фундаментальные структуры данных: массивы и связанные списки с реализацией на Python