4 klasa. Temat 5. Środowisko programistyczne języka Python, stosowanie zmiennych i wyprowadzanie wyników

 

Krok 1. Środowisko programistyczne języka Python

Aby pisać programy w języku Python, należy zainstalować darmową aplikację Python, w skład której wchodzi zintegrowane środowisko programistyczne IDLE. Link https://www.python.org/

Krok 2. Pisanie poleceń w trybie interaktywnym

Powłoka Pythona uruchamia się w trybie interaktywnym. Po znaku zachęty >>> widzimy migający kursor. W tym miejscu możemy napisać instrukcję lub wyrażenie.

Po naciśnięciu klawisza Enter instrukcja zostanie wykonana, a wyrażenie obliczone.

Z trybem interaktywnym mogliśmy się spotkać w poznanych w szkole podstawowej językach, np. Scratch.

Ćwiczenie 1.

1. Uruchom środowisko IDLE.

2. W oknie powłoki Pythona sprawdź działanie trybu interaktywnego. Wpisz po znaku zachęty:

2345 + 564 i naciśnij Enter

print ("Pracuję w trybie interaktywnym") i naciśnij Enter

W trybie interaktywnym możemy sprawdzić działanie jednego polecenia, np. gdy chcemy od razu zobaczyć wynik obliczeń czy sprawdzić działanie konkretnej instrukcji.

Do tworzenia programów w języku Python służy tryb skryptowy.

Krok 3. Pisanie programów w trybie skryptowym.

W językach interpretowanych, takich jak Python, możemy napisać program składający się z wielu poleceń (tworząc tzw. skrypt), zapisać go w pliku tekstowym, a następnie uruchomić, używając interpretera. Mówimy wówczas, że pracujemy w trybie skryptowym.

Do trybu skryptowego możemy przejść z trybu interaktywnego z okna powłoki Pythona. Program piszemy w edytorze kodu źródłowego, zapisujemy w pliku na dysku, a następnie uruchamiamy (poprzez wywołanie interpretera Pythona).

Algorytm tworzenia programu

1. Uruchamiamy środowisko programistyczne języka Python - IDLE 

2. W oknie powłoki Pythona otwieramy okno edytora kodu źródłowego (File/New File) i piszemy program 

3. Zapisujemy kod źródłowy programu w pliku (File/Save As)

4. Uruchamiamy program (Run/Run Modul) 

5. Jeżeli interpreter wskazał błąd, poprawiamy błąd, zapisujemy zmiany (File/Save). Jeżeli błędów nie ma, otrzymujemy wynik działania programu w oknie powłoki Pythona.

W odróżnieniu od kompilatora, interpreter próbuje wykonać program instrukcja po instrukcji. Jeżeli w programie wystąpi błąd, interpreter przerwie wykonanie programu i wyświetli komunikat o błędzie.

Ćwiczenie 2.

1. Utwórz nowy plik źródłowy i napisz program wyświetlający na ekranie napis "Zaczynamy"

print("Zaczynamy")

2. Przepisz program w pliku pod nazwą Napis.

3. Uruchom program.

4. Jeśli interpreter wykrył błędy, popraw je. Zapisz plik pod tą samą nazwą i ponownie uruchom.

Ćwiczenie 3.

1. Zmodyfikuj program utworzony w ćwiczeniu 2, wyświetlając w tym samym wierszu dalszą część napisu: "lekcje z programowania", a w drugim wierszu - napis "w języku Python". 

2. Jeśli interpreter wykrył błędy, popraw je. Zapisz plik pod tą samą nazwą. Ponownie uruchom program.

Krok 4. Stosowanie zmiennych.

Chcemy obliczyć  iloczyn dwóch liczb całkowitych. Jak napisać w języku Python program umożliwiający wprowadzenie dwóch liczb całkowitych z klawiatury, obliczający ich iloczyn i wyprowadzający wynik obliczeń na ekran?

Dodamy zmienne!

Zasady dotyczące nazw zmiennych w języku Python 

1. Wielkie i małe litery w nazwach są traktowane odmienne (np. suma i Suma będą oznaczać różne zmienne). Pisząc program, należy zwracać uwagę na poprawne używanie małych i wielkich liter.

2. W nazwach zmiennych powinno się używać liter, znaku podkreślania i cyfr. Nazwa nie może zaczynać się od cyfry. Przyjęte jest stosowanie małych liter i nie stosowanie polskich liter.

3. W nazwach zmiennych nie wolno stosować spacji. W przypadku nazw kilkuczłonowych zamiast spacji stosujemy znak podkreślenia.

4. Należy nadawać nazwy, które określają znaczenie danej zmiennej, np. suma, liczba_elementow.

Krok 5. Nadawanie zmiennym wartości.

Zmiennej stosowany w programie możemy nadać konkretną wartość za pomocą instrukcji przypisania. W instrukcji przypisania zmiennej podanej po lewej stronie instrukcji zostanie przypisana obliczona przez komputer wartość wyrażenia znajdującego się po prawej stronie instrukcji.

Przykład.

rok = 2022 (zmiennej rok przypisujemy wartość, która jest liczbą całkowitą, czyli zmienia rok będzie typu całkowitego) int

a = 7.58 (zmiennej a przypisujemy wartość, która jest liczbą rzeczywistą, czyli zmienna a będzie typu rzeczywistego) float

x = y (zmiennej x przypisujemy wartość zmiennej y)

obwod = 2 * a + 2 * b (zmiennej obwod przypisujemy wartość wyrażenia 2 * a + 2 * b;  jeśli wynik obliczeń będzie liczbą całkowitą, interpreter określi dla zmiennej obwod typ całkowity, jeśli wynik będzie liczbą dziesiętną, interpreter określi typ trumiennej jako rzeczywisty)

Jeśli w programie w instrukcji przypisania nadamy zmiennej nową wartość, to poprzednia wartość zostanie usunięta.

Zmiennej stosowanej w programie możemy również nadać wartość za pomocą instrukcji przypisania, wprowadzając wartość z klawiatury w trakcie działania programu. W tym celu stosujemy instrukcję wejścia - funkcję input()

Przykład.

a = input("Wprowadź liczbę") (jeśli piszemy z klawiatury liczbę 346, w zmiennej a zostanie zapamiętany ciąg znaków "346", a nie liczba 346)

a = int(input("Wprowadź liczbę")) (jeśli wpiszemy z klawiatury liczbę 346, w zmiennej a zostanie zapamiętana liczba całkowita 346)

srednia = float(input("Podaj średnią ocen"))(jeśli wpiszemy z klawiatury liczbę 4.3, w zmiennej srednia zostanie zapamiętane liczba rzeczywista)

miasto = input("Wprowadź nazwę miasta: ") (jeśli wpiszemy z klawiatury nazwę miasta "Wrocław", w zmiennej miasto zostanie zapamiętany ciąg znaków "Wrocław")

Krok 6. Wykonywanie obliczeń.

W języku Python obliczenia możemy zapisywać, korzystając z instrukcji przypisania. W obliczeniach stosujemy podstawowe operatory arytmetyczne:
+ dodawania 
- odejmowania 
* mnożenia 
// dzielenia całkowitego 
/ dzielenia zmiennoprzecinkowego 
% reszta z dzielenia dwóch liczb całkowitych

Przykład. 
Wyniki działania dla danych a = 11 i b = 4

Dodawanie
suma = a + b                    11 + 4 = 5

Odejmowanie
roznica = a - b                  11 - 4 = 7

Mnożenie
iloczyn = a * b                   11 * 4 = 44

Dzielenie całkowite 
(z zaokrągleniem części ułamkowej "w dół" - do największej liczby całkowitej mniejszej od wyniku dzielenia)
iloraz = a // b                     11//4 = 2

Dzielenie zmiennoprzecinkowe
(z zachowaniem części ułamkowej)
iloraz = a / b                      11/4 = 2.75

Obliczenie reszty z dzielenia dwóch liczb całkowitych
reszta = a % b                   11 % 4 = 3

Ćwiczenie 4. Tworzymy program z wykorzystaniem zmiennych. Zapisz program w pliku pod nazwą Iloczyn. Uruchom program.

a = int(input("Podaj liczbę: "))

b = int(input("Podaj liczbę: "))

iloczyn = a * b

Krok 7. Wyprowadzanie komunikatów i wyników na ekran monitora.

W ćwiczeniach 2 i 3 wyprowadzaliśmy komunikaty na ekran monitora, używając polecenia print() 

Za pomocą tego polecenia można wyprowadzać również wyniki obliczeń.

Ćwiczenie 5. 

Do programu zapisanego w ćwiczeniu 4 dodaj wyświetlenie komunikatu i wyniku. Zapisz plik pod tą samą nazwą. Uruchom program.

a = int(input("Podaj liczbę: "))

b = int(input("Podaj liczbę: "))

iloczyn = a * b

print ("Iloczyn wynosi:", iloczyn)

Ćwiczenie 6. 
Testujemy działanie programu obliczającego średnią arytmetyczną dla danych różnego typu.

Do programu zapisanego w ćwiczeniu 5 dodaj obliczanie średniej arytmetycznej liczb a i b. Wynik wyprowadź na ekran. Dodaj odpowiednie komunikaty. Zapisz program w pliku pod nazwą Srednia_c. Uruchom program i przetestuj dla par liczb (wartości zmiennych a i b): (2; 3), (14;8), (7;6).