מבוא למדעי המחשב -...

1

יסודות פייתון – 2שיעור

טיפוסים ואופרטורים, משתנים1.

משפטי תנאי2.

(lists)ורשימות ( str)מחרוזות : אוספים3.

פונקציות4.

מבוא כללי לתכנות ולמדעי המחשב1843-0310

אמיר רובינשטיין: מרצה

דין שמואל: מתרגל

אוניברסיטת תל אביב 2017-8סמסטר חורף

Pythonיסודות התכנות בשפת

. בהרצאות ובתרגולים הראשונים אנו סוקרים את יסודות התכנות בשפת פייתון

.וההסברים יינתנו בכיתה, סיכום הפרטים העיקריים מופיע בשקפים הבאים

:הערה חשובה

. החדשים שנלמדו Pythonעם רכיבי " לשחק"אחרי כל שיעור חשוב מאוד

.להיכשל ולהצליח, להריץ, לשנות, ולנסות IDLEפשוט לפתוח

2

!בואו נתחיל

:השקפים הבאים מכילים סיכום של הנושאים שראיתם בשני התרגולים הראשונים•

טיפוסים ואופרטורים, משתנים -

תנאימשפטי -

. לאחר מכן נמשיך לנושאים חדשים•

(lists)ורשימות ( str)מחרוזות : אוספים סדורים -

פונקציות -

3

(types)וטיפוסים ( Variables)משתנים . 1

.המחשב בזיכרוןערכים ותוצאות של חישובים לשמורנרצה , כדי לבצע חישובים

.שמות שניתנים לערכים בזיכרון= משתניםהשמירה תתבצע באמצעות

:למשל>>> x = 3

>>> print(x)

3

:טיפוסים בפייתון

... int. -97 0 3או בקיצור , integer – שלםמספר •

... float 0.389 -4.7 6.0או בקיצור , *floating point – ממשימספר •

... "str "hello" "aאו בקיצור string –( טקסט) מחרוזת •

.boolean True False – בוליאני •

...בהמשך נראה עוד•

.אולי יוסבר בהמשך הקורס .באופן שבו מיוצגים מספרים ממשיים בזיכרון המחשב" נקודה צפה"מקור השם * 4

:עוד על טיפוסים

(conversions)והמרות typeהפונקציה

.שלו הטיפוסמקבלת אובייקט ומחזירה את ()type* הפקודה

:למשל>>> x=3

>>> type(x)

<class 'int'>

>>> type(x+4.6)

<class 'float'>

xשל ערכו של ( conversionאו casting) המרהביצע Pythonשימו לב כי בדוגמה האחרונה . float -ל int -מ

.נראה זאת בהמשך(. אך לא כל ההמרות חוקיות)ניתן לבצע גם המרה מפורשת

5 מושג עליו נרחיב בהמשך, פונקציהזוהי למעשה *

(Operators)אופרטורים

(. operands)שנקראים בהקשר זה אופרנדים , היא פעולה על ערכים אופרטור

.הפעולה מניבה תוצאה כלשהי מוגדרת מראש

(:את חלקם ראיתם בתרגול)אופרטורים נפוצים בשפת פייתון

לוגיים השוואתיים טקסטואליים נומריים

and (שוויון)== (שרשור)+ +

or (שוויון-אי)=! (שכפול)* (אונארי ובינארי) -

* > not

/ <

// =>

** =<

%

6

(:טבלאות אמתשנקראות )נוח להגדיר אופרטורים לוגיים באמצעות טבלאות

X Y X and Y X or Y

F F F F

F T F T

T F F T

T T T T

X not X

F T

T F

7

(logical operators)אופרטורים לוגיים

T = True

F = False

(Conditionals) תנאימשפטי . 2

.של פקודות מותנהביצוע

(: syntax) תחביר

אחרי התנאי ):(שימו לב לנקודותיים •

!! tab -שימו לב ל•

.באמצעות אופרטורים לוגיים, התנאי יכול להיות מורכב•

.יכולות להיות בעצמן משפטי תנאי( statements)הפקודות •

.אינן חלק ממשפט התנאי, tabפקודות בהמשך שיופיעו ללא •

(:else)אפשר גם להגדיר מה קורה אם התנאי לא מתקיים •

.דיאגרמת זרימה+ דוגמה בכיתה •

8

if condition : statements . . .

statements

if condition : statements . . .

else: statements . . .


9

temp = 30

if temp > 25:

print("It's hot today!")

elif temp == 25:

print("perfect temperature")

else:

print("wear something warm")

print("Good bye")

temp = 30

if temp > 25:


else:

if temp == 25:


else:


print("Good bye")

=


:ל לתוכנית הבאה"השוו את הנ

10

temp = 30

if temp > 25:


else:

if temp == 25:


else:


print("Good bye")

temp = 30

if temp > 25:


else:

if temp == 25:

print("perfect temperature


print("Good bye")

(collections)אוספים . 3

.מכילים עצמים אחריםבפייתון הוא שם כללי לעצמים ש אוסף

(תוויםמכילה ) מחרוזת: דוגמה אחת שכבר ראינו •

(כל טיפוסיכולה להכיל ) רשימה: דוגמה נוספת שנראה כעת •

11

(lists)רשימות

(.לא בהכרח תווים כמו במחרוזת) כלשהםשל איברים סדורהיא אוסף רשימה

.בפסיקיםכאשר האיברים מופרדים , ] [י הסוגרים "ע בפייתוןמיוצגת

:הדפסת תוכן הרשימה

>>> print(lst)

[23, 5.6, -17, "computer"]

:בדיקת האורך של הרשימה

>>> len(lst)

4

:סכום האיברים

>>> sum([1,2,3,4])

10

12

>>> lst = [23, 5.6, -17, "computer"]

>>> type(lst)

<class 'list'>

פעולות משותפות למחרוזות ולרשימות

13

שרשור•

שכפול•

בדיקת אורך•

השוואה•

(איבר-איבר)

בדיקת שייכות•

:מיון•

>>> "good" + "day"

'goodday'

>>> "good" *3

'goodgoodgood'

>>> len("good")

4

>>> "good" == "Good"

False

>>> "good" == "good"

True

>>> "o" in "good"

True

>>> "a" in "good"

False

>>> sorted("good")

['d', 'g', 'o', 'o']

>>> [1,2] + [3]

[1,2,3]

>>> [1,2] *4

[1,2,1,2,1,2,1,2]

>>> len([1,2])

2

>>> [1,2] == [2,1]

False

>>> [1,2] == [1]+[2]

True

>>> 2 in [1,2]

True

>>> 3 in [1,2]

False

>>> sorted([3,1,2])

[1,2,3]

(2)פעולות משותפות למחרוזות ולרשימות

14

לאיברגישה •

(לפי אינדקס)

0 -אינדקסים מתחילים מ

(slicing)חיתוך •

כולל –התחלה אינדקס

כולל לא –סוף אינדקס

>>> st = "Clinton"

>>> st[0]

'C'

>>> st[1]

'l'

>>> st[len(st)-1]

'n'

>>> st[len(st)]

???

>>> st[0:len(st)]

'Clinton'

>>> st[0:3]

'Cli'

>>> st[3:7]

'nton'

>>> lst = [6,33,-5]

>>> lst[0]

6

>>> lst[1]

33

>>> lst[2]

-5

>>> lst[3]

???

>>> lst[0:3]

[6,33,-5]

>>> lst[0:2]

[6,33]

>>> lst[1:3]

[33,-5]

Functions -פונקציות . 4

15

Functions -פונקציות . 4

.שמבצעות פעילות מוגדרת כלשהיבהקשר של תכנות היא אוסף פקודות פונקציה • .כלומר לגרום לביצוע אוסף הפקודות, לפונקציה" לקרוא"באמצעותו ניתן . לפונקציה יש שם -

(פרמטרים) קלטהפונקציה יכולה לקבל -

(תוצאה כלשהי של החישוב) פלטמחזירה -

(.black box)" קופסה שחורה"אפשר להסתכל על פונקציה כעל •

:של פייתון( built-in)פונקציות מובנות ראינו כבר כמה •

- type - print - len - sum

".קופסאות שקופות"הן יהיו . נלמד כעת לכתוב פונקציות בעצמנו 16

len :פרמטר

אורך הרשימה (למשל רשימה)אוסף

קלט פלט

חישוב מקסימום: דוגמה

>>> max2(3,5)

5

>>> a=14

>>> max2(3,a)

14

>>> max3(5,6,1)

6

>>> max3(a,16,-4)

16

17

def max2(a,b):

if a>=b:

return a

else:

return b

def max3(a,b,c):

if a>=b:

if a>=c:

return a

else:

return c

else:

if b>=c:

return b

else:

return c

In a file with a .py extension: Run in interactive mode (shell)

המשך -פונקציות

:יתרונות עיקריים לשימוש בפונקציות •

כותבים פעם אחת , במקום לכתוב אותו קוד או קוד דומה הרבה פעמים –" שכפול קוד"מונע 1.

.וקוראים בכל פעם עם הפרמטרים המתאימים

המבנה של כלל התוכנית ברור יותר2.

המשתמש בפונקציה לא צריך לדעת את פרטי מימושה –הפשטה 3.

:תחביר •

:לפונקציה קריאהזרימת הביצוע בעת • .י רישום שמה עם הפרמטרים המתאימים בסוגריים"ע( לה" קוראים)"מפעילים את הפונקציה (:call)קריאה 1.

.ערכי הפרמטרים שבקריאה מוצבים לתוך הפרמטרים של הפונקציה: לפונקציה" שליטה"העברת ה2.

.returnעד הפעם הראשונה שנתקלים בפקודת , גוף הפונקציה מתבצע: (execution)ביצוע 3.

.הקוראת" סביבה"מוחזר ל return -הערך שבפקודת ה: לסביבה הקוראת" שליטה"החזרת ה4.

18

def func_name (parameters) : function body . . .

return value

אלטרנטיבות לחישוב מקסימום .בדרכים שונות max3אפשר היה לכתוב את

:לדוגמה

?גרסה יעילה יותראיזו : נקודה למחשבה

.ההשוואותכאן נגדיר יעילות כמספר •

.נרצה להבחין בין המקרה הכי גרוע למקרה הכי טוב מבחינת כמות השוואות•

...הביתבתרגיל / אולי בתרגול •

19

def max3_v1(a,b,c):

if a>=b:

if a>=c:

return a

else:

return c

else:

if b>=c:

return b

else:

return c

def max3_v2(a,b,c):

if a>=b and a>=c:

return a

elif b>=a and b>=c:

return b

else:

return c

פונקציה שקוראת לפונקציה

max3 יכולה להשתמש ב- max2 !

.על הלוח –זרימת הנתונים דיאגרמת

תרגיל

?ערכים 4באילו דרכים ניתן לחשב מקסימום של

.ציירו דיאגרמה וכיתבו את הפונקציה עבור אחת הדרכים

20

def max3_v3(a,b,c):

max_first_two = max2(a,b)

max_all = max2(max_first_two, c)

return max_all

21

בפייתוןפונקציות

:מקורות אפשריים 2לפונקציות בפייתון

:def max3(a,b,c) :שהוגדרו בקודפונקציות חדשות 1.

...

:קיימותפונקציות 2.

I . מובנות פונציותbuilt-in):)

…,print, len, sum :למשל

II . מחלקותפונקציות מובנות של*:

str: >>> str.count(“abbabcb”, “b”)של המחלקה countלמשל הפונקציה

4

III . י פקודת "ע" לייבא"שצריך חבילות פונצקיות שלimport*

import math <<< :למשל >>> math.factorial(5) 120

נכיר אותן בהתאם לצורך במהלך הקורס. בתרגילי הבית/ תרגולים / נראה עוד בהרצאות *

...מה לעשות אחרי השיעור: תזכורת

22

מבוא למדעי המחשב -...

Documents