Lekce 2 - Proměnné, základní datové typy a funkce

V minulé lekci, Úvod do Pythonu, jsme si řekli něco o tomto jazyku, ukázali IDLE a naučili jsme se základní matematické operátory. V dnešním tutoriálu si ukážeme proměnné, základní datové typy a napíšeme si první konzolové aplikace. Samozřejmě nebude chybět cvičení

Typový systém

Existují dva základní typové systémy: statický a dynamický.

• Dynamický typový systém nás plně odstiňuje od toho, že proměnná má vůbec nějaký datový typ. Ona ho samozřejmě vnitřně má, ale jazyk to nedává najevo. Dynamické typování jde mnohdy tak daleko, že proměnné nemusíme ani deklarovat, jakmile do nějaké proměnné něco uložíme a jazyk zjistí, že nebyla nikdy deklarována, sám ji založí. Do té samé proměnné můžeme ukládat text, potom objekt uživatele a potom desetinné číslo. Jazyk se s tím sám popere a vnitřně automaticky mění datový typ. V těchto jazycích jde vývoj rychleji díky menšímu množství kódu, zástupci jsou např. PHP nebo Ruby.
• Statický typový systém naopak striktně vyžaduje definovat typ proměnné a tento typ je dále neměnný. Jakmile proměnnou jednou deklarujeme, není možné její datový typ změnit. Jakmile se do textového řetězce pokusíme uložit objekt uživatel, dostaneme vynadáno.

Python je dynamicky typovaný jazyk, proměnné nemusíme deklarovat s jejich datovým typem. Díky tomu je vývoj v jazyce rychlejší a jazyk se ze začátku lépe osvojuje.

Proměnné

V Pythonu jsou proměnné brány jako odkazy na objekty, díky čemuž je můžeme používat ve funkcích a volat na nich metody (ukážeme si později). Proměnná nám většinou uchovává nějakou hodnotu určitého (datového) typu.

Základní datové typy

Celé číslo

Anglicky integer, zkratka int - uchovává v paměti celé číslo, jehož velikost je limitována pouze pamětí počítače.

Desetinné číslo

Anglicky floating point number, zkratka float - uchovává v paměti desetinné číslo, není však neomezeně přesné. U desetinných čísel se nepíše čárka, ale tečka. Čísla začínající nulou se dají psát bez nuly. Např. 0.25 se dají psát jako .25.

Řetězec

Anglicky string, zkratka str - uchovává v paměti řetězec (sled znaků - např. slovo). Definuje se tak, že se výraz, který uchovává, zapíše do uvozovek. Buď jednoduchých ' ', nebo do dvojitých " ".

Datové typy deklarovat nemusíme, pokud nechceme nějaké speciální.

Hodnoty uložené v proměnných

Teď si otevřte pythonovskou konzoli nebo IDLE. Vytvoříme si naši první proměnnou:

>>> a = 1

Máme a, což je odkaz na objekt o hodnotě 1. Zkusíme zvýšit hodnotu proměnné o 1:

>>> a = a + 1

A teď vypíšeme hodnotu a:

>>> a
2

Proměnných můžeme i více. Přidáme si proměnnou b.

>>> b = 3

A nyní vydělíme b proměnnou a a to celé uložíme do c:

>>> c = b / a

Kolik je c ?

>>> c
1.5

Někoho z vás možná napadne, že c nebude celé číslo. Python si určí, jakého typu bude proměnná. Zjistit typ proměnné můžeme funkcí type():

>>> type(c)
<class 'float'>

Proměnná c je desetinné číslo!

Velikost písmen

Teď ještě vsuvka ohledně velikosti písmen:

>>> a = 1
>>> A = 2
>>> a
1
>>> A
2

Python na rozdíl od některých jiných jazyků, rozlišuje velikost písmen u proměnných, takže a a A jsou úplně jiné proměnné!

Hello World!

V téměř každém jazyce je první aplikace Hello World! - neboli Ahoj světe! My si ji také vytvoříme. Otevřte si IDLE -> dále pak file -> New File (nebo můžete stisknout Ctrl + N). Vyskočí vám nové okno. Tam zapíšeme následující kód, který si hned vysvětlíme:

#!/usr/bin/env python3

print("Hello world!")
input()

První řádek je komentář, který zároveň slouží k spuštění interpretu (Pythonu) na unixových systémech. Komentář začíná # a Python dále ignoruje co je za ním (na řádce). Poté následuje mezera pro přehlednost. Na další řádce je funkce print(). Tato funkce zobrazí řetězec nebo číslo v konzoli. Další je funkce input(), která přijímá vstup od uživatele jako řetězec (v tomto případě čeká na stisk klávesy, jinak by se okno okamžitě zavřelo).

Pokud program spustíte, dostanete toto:

Konzolová aplikace
Hello world!

Teď zkuste zapsat do vašeho nového programu tento kód a ten poté uložte a spusťte:

#!/usr/bin/env python3

print("Já jsem první řádka.")
print("A já druhá.")
input()

Výstup:

Konzolová aplikace
Já jsem první řádka.
A já druhá.

Máte menší problém. Funkce print() po vypsání textu ukončí řádek. Pokud byste chtěli další výstup "vytisknout" na ten samý řádek, tak máte (zatím) smůlu. Později si ukážeme, jak si přizpůsobit funkci print() k obrazu svému. Funkce print() ale dokáže vypsat více textu najednou, stačí oddělit text čárkou:

#!/usr/bin/env python3

print("Já jsem první část textu", "a já druhá!")
input()

Teď si ukážeme, že i řetězce lze "sčítat":

#!/usr/bin/env python3

print("Já jsem první část textu" + " " + "a já druhá!")
input()

Výstup do konzole je pokaždé stejný a vypadá takto:

Konzolová aplikace
Já jsem první část textu a já druhá!

Papoušek

Minulý program byl poněkud nudný, zkusme nějak reagovat na vstup od uživatele. Napíšeme program papoušek, který bude dvakrát opakovat to, co uživatel napsal. Ještě jsme nezkoušeli z konzole nic načítat, ale je to velmi jednoduché. Zkusme si napsat následující kód:

#!/usr/bin/env python3

print("Ahoj, jsem virtuální papoušek Lóra, rád opakuji!")
slovo = input("Napiš něco: ") #získá od uživatele vstup a uloží jej do proměnné
vysledek = slovo + " " + slovo # vytvoří novou proměnnou
print(vysledek)
input()

Zde je ukázka:

Konzolová aplikace
Ahoj, jsem virtuální papoušek Lóra, rád opakuji!
Napiš něco: Nazdar ptáku!
Nazdar ptáku! Nazdar ptáku!

Parsování

Funkce input() vrací řetězec. Ale co když potřebujeme dostat od uživatele například číslo?

Musíme provést tzv. parsování. Číslo vytvoříme z řetězce (nebo z něčeho jiného) pomocí vestavěné funkce int(). Naopak můžeme převést číslo (nebo něco jiné - např. desetinné číslo) na řetězec pomocí funkce str(). A teď praxe:

Program zdvojnásobovač

#!/usr/bin/env python3

print("Zdvojnásobovač!")
cislo = int(input("Zadejte číslo: ")) # řetězec z input() se převede na celé číslo
print("Jeho dvojnásobek je:", 2 * cislo)
input()

Zde je příklad:

Konzolová aplikace
Zdvojnásobovač!
Zadejte číslo:
3
Jeho dvojnásobek je: 6

Kalkulačka

Teď si vytvoříme konzolovou aplikaci, která dokáže sčítat, odčítat, násobit a dělit dvě čísla.

#!/usr/bin/env python3

print("Vítejte v kalkulačce\n")
prvni_cislo = float(input("Zadejte první číslo: "))
druhe_cislo = float(input("Zadejte druhé číslo: "))
print("Součet:", prvni_cislo + druhe_cislo)
print("Rozdíl:", prvni_cislo - druhe_cislo)
print("Součin:", prvni_cislo * druhe_cislo)
print("Podíl:", prvni_cislo / druhe_cislo)
input("\nDěkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.")

Znak \n v textu způsobí, že se text odřádkuje. To znamená, že text za tímto znakem se zobrazí na další řádce (v tomto případě se udělá prázdný řádek, jelikož za tímto znakem nic nenásleduje).

Pokud budete mít v Pythonu víceslovné názvy proměnných, doporučuje se oddělovat názvy podtržítkem.

Nyní si ukážeme, jak kalkulačka vypadá:

Konzolová aplikace
Vítejte v kalkulačce

Zadejte první číslo:
3
Zadejte druhé číslo:
2
Součet: 5
Rozdíl: 1
Součin: 6
Podíl: 1.5

Děkuji za použití kalkulačky, aplikaci ukončíte libovolnou klávesou.

Tak a to je pro tuto lekci vše. V lekci příští, Řešené úlohy k 1. a 2. lekci Pythonu, se podíváme na větvení programu pomocí if, elif a else; výraz in a dále si ukážeme booleovské hodnoty, logické operátory a napíšeme si pár dalších programů.

V následujícím cvičení Řešené úlohy k 1. a 2. lekci Pythonu si procvičíme nabyté zkušenosti z předchozích lekcí.