Lekce 3 - PyCharm a Copilot

V minulé lekci, Využití umělé inteligence při studiu programování, jsme si ukázali, jak využívat umělou inteligenci při studiu programování.

V tomto Python tutoriálu se zaměříme především na IDE PyCharm. Ukážeme si, jak se toto vývojové prostředí instaluje i používá a nainstalujeme si plugin GitHub Copilot.

Co dělat, když se zasekneš

Naše kurzy pravidelně aktualizujeme, technologie se ale rychle mění a s ní i použité nástroje a příkazy v lekcích. Někdy ti něco nemusí fungovat i proto, že máš třeba jinou verzi nástroje nebo operačního systému. Pokud narazíš v jakékoli lekci na problém a studuješ u nás rekvalifikační kurz, můžeš využít široké možnosti podpory:

• často je řešení problému zmíněno v diskuzi pod lekcí, zejména, pokud se problém projeví více lidem
• v lekci o AI si ukážeme, že v případě problémů často stačí problém napsat ChatGPT a on ti poradí, stejně nám prosím ale o problému řekni
• pokud ani jedno z toho nepomohlo, jde o něco vážnějšího, zavolej svému studijnímu referentovi a domluv si konzultaci s lektorem, který ti pomůže
• nic si nedělej z toho, že ti úplně všechno nefunguje nebo úplně všemu nerozumíš, běž vždy dál a nenech se odradit, máš na to!

Příprava prostředí

Začněme přípravou prostředí pro vývoj v Pythonu.

Instalace Pythonu

Nejprve si stáhneme instalační soubor z oficiálních stránek Pythonu. Pozor, na stránce neklikneme na žluté tlačítko, ale na odkaz pod ním na standalone installer Python 3.x.x:

Verze se může mírně lišit podle aktuálního vydání, ale vždy je vybrána ta nejnovější stabilní verze pro náš operační systém. Stažený instalační soubor spustíme. Zaškrkneme možnost Add Python to PATH a nainstalujeme odkliknutím Install Now:

Pokud jsme možnost Add Python to PATH zapomněli zaškrtnout, můžeme instalační soubor spustit znovu, Python odinstalovat a celý proces zopakovat – tentokrát už s touto volbou aktivovanou.

Na konci instalace se zobrazí nabídka Disable path length limit. Klikneme na ni a potvrdíme ji.

Instalace IDE

Dále stáhneme IDE PyCharm. IDE je zkratka pro Integrated Development Environment (integrované vývojové prostředí) a jednoduše řečeno se jedná o aplikaci, ve které píšeme zdrojový kód a pomocí které potom naši aplikaci testujeme a ladíme. Existuje více různých IDE, populární je také například PyDev.

My však použijeme IDE PyCharm, které je volně dostupné ke stažení na stránce společnosti JetBrains.

Pro našince není bez zajímavosti, že PyCharm vyvíjí společnost JetBrains, která byla založena v Praze.

V současné době je PyCharm distribuován jako jednotný produkt. Základní funkce pro vývoj v Pythonu jsou k dispozici zdarma (dříve byl ke stažení pod názvem Community Edition) a nadstandardní funkce (které dříve patřily k verzi Professional) jsou nyní dostupné formou licence nebo rozšíření.

Když si tedy PyCharm stáhnete, automaticky získáte 30denní zkušební přístup ke všem prémiovým funkcím. Po uplynutí zkušební doby můžete nadále používat jádro IDE zdarma, bez nutnosti platit.

Kliknutím na tlačítko Download se spustí stahování instalátoru.

Stažený instalační soubor spustíme. Pomocí tlačítka Next se dostaneme k nabídce Installation Options, kde zaškrtneme volbu Add "bin" folder to the PATH. Tím zajistíme, že bude možné spouštět Python přímo z příkazové řádky:

V další oknech již nic měnit nemusíme. Pokračujeme až k tlačítku Install a po dokončení instalace klikneme na Finish.

Instalace Dropboxu – Zálohování

Kromě IDE potřebujeme nějaký nástroj, který bude zálohovat a verzovat naši práci. Nemůžeme se spolehnout na to, že program prostě budeme ukládat, protože jsme lidé, a ne stroje. Lidé dělají chyby, a když přijdete o několikadenní, nebo dokonce několikatýdenní práci, může to zabolet. Je dobré naučit se na toto myslet hned od začátku. Velmi doporučujeme program Dropbox, který je extrémně jednoduchý a sám naše soubory verzuje (tedy zachovává změny v čase a je možné se vrátit ke starším verzím projektu) a zároveň synchronizuje s webovým úložištěm. I kdybychom si projekt omylem smazali, přepsali, ukradli nám notebook nebo nám zkolaboval pevný disk, naše data zůstanou v bezpečí. Dropbox také umožňuje sdílet jeden projekt mezi více vývojáři. Více o Dropboxu píšeme v článku Dropbox - Sen všech ajťáků, který rovněž obsahuje pozvánku do Dropboxu s 0,5 GB prostoru navíc.

Jako další verzovací nástroj se hojně používá Git, jeho nastavení ale vydalo na samostatný kurz a Dropbox zatím pro naše účely bohatě postačuje.

Vytvoření Python projektu

Spustíme si PyCharm a v konfiguračním okně, které se nám zobrazí, zvolíme Do not import settings a klikneme na tlačítko OK:

Poté se nám zobrazí úvodní okno Welcome to PyCharm. Zde klikneme na tlačítko s plusem a popisem New Project:

V okně New Project zadáme nejprve název naší aplikace včetně umístění projektu. V Dropboxu si vytvoříme složku na naše projekty, např. PyCharmProjects/. Toto umístění projektu nastavíme pomocí tlačítka s ikonou složky, v otevřeném okně vybereme složku C:\Users\vase_jmeno\Dropbox\PyCharmProjects\ Jako jméno aplikace zvolíme PrvniAplikace, které dopíšeme do cesty.

Před název projektu musíme do cesty doplnit zpětné lomítko. Na české ho napíšeme pomocí kláves Pravého ALT a klávesy Q:

Dále věnujme pozornost zaškrtávacímu políčku Create a welcome script. Je-li zaškrtnuto, tak jej zrušme. Budeme si totiž chtít vše psát sami 😉

Jako poslední zvolíme interpreter. Protože jsme při instalaci Python přidali do PATH, PyCharm ho automaticky detekuje. Pokud jsme instalovali verzi Python 3.13., budeme mít na konci cesty složku Python313/. Okno bude vypadat takto:

Formulář následně potvrdíme kliknutím na tlačítko Create.

Pokud se nám nainstalovaný Python nezobrazuje, pokračujme podle instrukcí níže:

Vytvoření prvního programu

V PyCharmu jsme právě založili nový projekt:

Panel Project

Při pohledu do levého panelu Project si všimněme stromového zobrazení složky s naším projektem a všemi jeho důležitými součástmi. Klikneme pravým tlačítkem na složku PrvniAplikace, následně z nabídky vybereme New a Python File:

Nový Python soubor pojmenujeme main:

Vytvoření souboru potvrdíme klávesou Enter.

Kód programu

Po této akci se nám vytvoří a otevře nový soubor, do kterého budeme psát první program:

Je zažitým zvykem, že prvním programem v nějakém novém jazyce bývá tzv. Hello world. Jedná se o program, který jakýmkoli způsobem uživateli zobrazí hlášku "Hello world", případně nějaký podobný text.

V následující ukázce použijeme uvozovky. Na české klávesnici je píšeme podobně jako znak ů, ale pomocí klávesy SHIFT:

K výpisu textu slouží:

print("Text")

Textu budeme říkat textový řetězec nebo jen řetězec (anglicky string) a budeme ho psát do uvozovek, aby tomu Python rozuměl a nezaměňoval ho s jinými příkazy.

Python je velice jednoduchý a nevyžaduje žádnou hlavní třídu ani funkci. Do souboru v IDE napišme následující kód:

print("Hello World!")

Spuštění programu

Před pokusem o spuštění nezapomeneme náš soubor nejprve pomocí klávesové zkratky Ctrl + S uložit. Program spustíme kliknutím na zelené tlačítko Play v pravém horním rohu nebo klávesovou zkratkou Ctrl + Shift + F10:

Gratuluji, právě jste se stali programátorem 😊

GitHub Copilot

GitHub Copilot je AI nástroj pro práci s kódem, který při programování navrhuje vhodná doplnění kódu, pomáhá s psaním celých metod nebo vysvětluje části existujícího kódu. V tomto kurzu ho budeme používat jako praktického pomocníka při učení i řešení úloh.

Je ale důležité počítat s tím, že Copilot není neomylný. Navržený kód může obsahovat chyby, nemusí vždy odpovídat zadání a někdy doporučí i nevhodné řešení. Proto je potřeba jeho návrhy průběžně kontrolovat a přemýšlet nad nimi.

Některé funkce Copilotu závisí na typu účtu nebo zvoleném předplatném, a tak se jejich dostupnost může lišit. Základní verze nabízí omezené používání, placené tarify pak zpřístupňují více funkcí, modelů a vyšší limity.

Instalace pluginu do IDE

Nejprve si GitHub Copilot nainstalujeme do PyCharm. V PyCharm klikneme na ikonu ozubeného kola v horní liště a z nabídky vybereme Plugins:

Do vyhledávání napíšeme "GitHub Copilot" a klikneme na Install:

Pokud se nám zobrazí upozornění o instalaci pluginu třetí strany, klikneme na Accept:

Po instalaci klikneme na tlačítko Restart IDE a poté restart znovu potvrdíme:

Přihlášení do GitHub Copilot

Po restartu nás PyCharm vyzve k přihlášení. Případně klikneme v levém spodním rohu na ikonku Copilota a následně vybereme možnost Login to GitHub:

Ve vyskakovacím okně zvolíme Continue with GitHub:

Otevře se stránka GitHubu v prohlížeči, kde se přihlásíme k našemu GitHub účtu:

Pokud účet na GitHubu ještě nemáme, klikneme na možnost Create an account. Po registraci potvrdíme přístup pro Copilota:

Po úspěšném přihlášení se nám v PyCharm otevře chat s GitHub Copilotem:

Jak Copilot funguje

GitHub Copilot je teď přímo součástí PyCharm a můžeme ho používat na více místech. Pojďme si ukázat, kde ho v prostředí najdeme a co umí.

Copilot v editoru

Nejčastěji budeme Copilota používat přímo při psaní kódu. Jakmile začneme psát kód nebo napíšeme komentář, Copilot nám automaticky nabídne návrh k doplnění kódu. Pokud například napíšeme komentář:

# vypiš čísla od 1 do 10

Copilot nám po chvíli nabídne doplnění kódu ve formě for cyklu. Tyto návrhy se vždy zobrazí šedě. Pokud s návrhem souhlasíme, přijmeme ho stisknutím klávesy Tab:

Návrh můžeme také odmítnout tím, že budeme pokračovat dále v psaní našeho kódu, nebo stiskneme klávesu Esc.

Copilot Chat

Copilot obsahuje také chat, který najdeme v pravé části IDE. Otevřeme jej ikonkou Copilota:

Chat využijeme zejména při řešení problémů nebo při žádosti o vysvětlení existujícího kódu.

Ve spodní části Copilot chatu najdeme pole, kam zadáváme dotazy a instrukce:

Vidíme rovněž ikonku sponky a název souboru. To znamená, že Copilot tento soubor zná a používá ho při odpovědi. Kontext můžeme přidat i ručně pomocí # pro přidání souboru, nebo označením kódu, čímž se přidá se automaticky. Dále zde vidíme vstupní pole pro zadání dotazu a ikonu šipky, pro odeslání dotazu:

V levé části pak můžeme vybírat mezi režimy chatu:

Na výběr máme z režimů:

• Ask - základní režim pro dotazy, který využijeme pro vysvětlení kódu, návrhy řešení, nebo obecné otázky. Tento režim v našem kódu nic nemění, pouze odpovídá.
• Edit - slouží k úpravě existujícího kódu, který využijeme ke zjednodušení kódu, nebo opravu chyb. Copilot nám navrhne změny přímo v kódu a my je buď potvrdíme, nebo zahodíme.
• Agent - aktivně pracuje s celým projektem. Tento režim využijeme pro větší změny v kódu, generování více souborů a komplexní úpravy. Navrhne změny přímo v kódu a my je buď potvrdíme, nebo zahodíme.

Do chatu lze psát i speciální příkazy začínající znakem lomeno /:

• /explain - vysvětlí kód,
• /fix - navrhne opravu,
• /optimize - optimalizuje kód.

V horní liště chatu pak najdeme historii a ikonu + pro vytvoření nového chatu, pokud měníme téma, nebo chceme řešit nový problém:

To bude pro dnešek vše.

V příští lekci, Proměnné a typový systém v Pythonu, se naučíme pracovat s proměnnými, vysvětlíme si rozdíl mezi dynamickým a statickým typovým systémem a na závěr si napíšeme jednoduchý program.