Основы программирования на Python

Изучаем Python с нуля: где применяют, как появился и как быстро начать 🚀

Этот материал объясняет, что такое Python, где он используется в 2025 году, чем полезен новичкам и практикующим инженерам, как установить интерпретатор, запустить первую программу и уверенно перейти к ключевым конструкциям языка. Мы идём по траектории «от идеи к практике», добавляем примеры, советы по редакторам/IDE и короткие чек-листы для закрепления ✅

Что такое Python и зачем он нужен 🤔

Python — высокоуровневый интерпретируемый язык общего назначения с динамической типизацией и мощной стандартной библиотекой. Он позволяет быстро прототипировать, автоматизировать рутину, строить веб-сервисы, анализировать данные и обучать модели машинного обучения. Главная ценность — читабельность и простота сопровождения кода, что снижает порог входа и ускоряет командную разработку 🙂

Короткая история и позиционирование

Язык создавался как практичный инструмент для ежедневных задач разработчика. Благодаря ясному синтаксису и расширяемости он быстро стал популярным в образовании и индустрии. Сегодня Python стабильно в топе востребованных языков, применяется в крупных компаниях и опен-сорс-проектах, а экосистема поддерживается сообществом и индустриальными игроками.

Где применяется Python

• Веб-разработка. Flask и Django для backend, REST/GraphQL API, админ-панели, авторизация, фоновые очереди.
• Данные и аналитика. NumPy и pandas для обработки и визуализации, отчёты, сводки, ETL-конвейеры.
• Машинное обучение и ИИ. Классические модели и нейросети: scikit-learn, PyTorch, TensorFlow.
• Автоматизация и скрипты. Файлы и сети, парсинг, интеграции, задачи по расписанию.
• Научные вычисления и образование. Jupyter-ноутбуки, демонстрации экспериментов, учебные курсы.

Плюсы Python ✅

• Низкий порог входа. Простые конструкции, внятные сообщения об ошибках.
• Большая стандартная библиотека и PyPI. Тысячи пакетов под прикладные задачи.
• Кроссплатформенность. Windows, macOS, Linux, контейнеры.
• Зрелое сообщество. Документация, гайды, форумы и Q&A-площадки.

Что нужно для старта

• Интерпретатор Python 3.x. Актуальная стабильная ветка.
• Редактор или IDE. VS Code, PyCharm Community или Jupyter — в зависимости от задачи.
• Терминал. Умение открывать консоль, переходить в папку и выполнять команды.

Установка и подготовка окружения

Скачивание

Загрузите актуальный релиз 3.x под вашу ОС. Для стабильности берите x64 и рекомендованный установщик.

Установка и PATH

• Windows. Запустите установщик, отметьте «Add Python to PATH», нажмите «Install Now».
• macOS. Поставьте .pkg или используйте Homebrew. При необходимости установите Xcode Command Line Tools.
• Linux. Установите через пакетный менеджер дистрибутива; Python 3 часто уже предустановлен.

Проверка

# версия интерпретатора
python --version
python3 --version

Ожидаем «Python 3.x.y». Если система не находит python, используйте python3 или проверьте PATH.

pip и обновление

# версия и обновление менеджера пакетов
python -m pip --version
python -m pip install --upgrade pip

Мини-проверка REPL

# запуск интерактивной оболочки
python
2 + 2
print("Привет, Python!")
exit()

Виртуальные окружения

# создание и активация окружения
python -m venv .venv
source .venv/bin/activate
.venvScriptsactivate

# деактивация
deactivate

После активации команды python и pip работают внутри проекта и не конфликтуют с глобальной системой.

Выбор IDE 🧰

• VS Code. Лёгкий редактор с расширением Python и встроенным терминалом.
• PyCharm. Полноценная IDE с дебаггером, инспекциями кода и тестами.
• Jupyter. Оптимален для данных и пошаговых экспериментов.

Быстрый старт: первая программа

Hello, world 👋

# файл hello_world.py
print("Привет, мир!")

Запуск

# из каталога проекта
python hello_world.py
python3 hello_world.py
py hello_world.py

В консоли появится «Привет, мир!». Значит окружение работает корректно 🎉

Основы синтаксиса

Ключевые правила: отступы в четыре пробела формируют блоки, регистр символов важен, строки — в одинарных или двойных кавычках, комментарии начинаются с #, логическую строку можно переносить в скобках.

Переменные и типы данных

Динамическая типизация ускоряет старт, а неизменяемость базовых скалярных типов делает поведение предсказуемым.

# примеры значений
x = 10 # int
pi = 3.14 # float
is_ok = True # bool
name = "Алиса" # str
items = [1, 2, 3] # list
point = (10, 20) # tuple
user = {"id": 1} # dict
tags = {"py", "ml"} # set
nothing = None # NoneType

# поверхностная копия списка
a = [1, 2]
b = a[:]

Операторы и выражения

Арифметика + − * / // % **, сравнения == != < <= > >=, логика and or not, принадлежность in, идентичность is.

a = 7; b = 3
s = a + b; d = a - b; m = a * b; q = a / b # 2.333...
f = a // b # целая часть; r = a % b; p = a ** b
0 <= a < 10 # цепочка сравнений
user = input() or "Гость" # короткое замыкание логики

# форматирование строк
who = "Ada"
f_msg = f"Hi, {who}"
fmt = "{}: {}".format("score", 10)

Условные конструкции

age = 18
if age >= 18:
  status = "взрослый"
elif age >= 14:
  status = "подросток"
else:
  status = "ребёнок"

# match/case (3.10+)
code = 404
match code:
  case 200: text = "OK"
  case 404: text = "Not Found"
  case _: text = "Other"

Циклы for и while

# for по коллекциям и диапазону
for ch in "abc":
  print(ch)
for i in range(3):
  print(i)

# while с else
n = 3
while n > 0:
  print(n); n -= 1
else:
  print("старт")

Списковые, множественные и словарные включения позволяют компактно формировать коллекции.

squares = [x * x for x in range(5)]
evens = {x for x in range(10) if x % 2 == 0}
index = {c: i for i, c in enumerate("abc")}

Структуры данных

Строки

text = "Питон"
text.lower(), text.upper(), text.replace("и", "y")
";".join(["a","b","c"])
text[0], text[-1], text[1:4]

Списки и кортежи

L = [3, 1, 2]; L.append(5); L.sort()
T = (10, 20, 30); T[0]

Словари и множества

D = {"id": 1, "name": "Bob"}; D.get("age", 0); D.keys(); D.items()
S = {"a", "b"}; S.add("c"); "a" in S

Функции

Функции группируют логику, повышают переиспользование и тестопригодность. Есть позиционные и именованные параметры, значения по умолчанию, *args и **kwargs, аннотации типов.

def greet(name: str = "Гость") -> str:
  return f"Привет, {name}"

def stats(*nums: float) -> tuple[float, float]:
  return min(nums), max(nums)

Работа с файлами и путями

Используйте UTF-8 и модуль pathlib для кроссплатформенности 📁

# запись и чтение текста
with open("notes.txt", "w", encoding="utf-8") as f:
  f.write("Привет, файл!")
with open("notes.txt", "r", encoding="utf-8") as f:
  print(f.read())

# pathlib
from pathlib import Path
p = Path("data") / "input.txt"
p.parent.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
p.write_text("пример", encoding="utf-8")
print(p.read_text(encoding="utf-8"))

ООП на практике

Классы объединяют данные и поведение. Наследование и композиция создают расширяемые модели, а специальные методы улучшают взаимодействие с объектами.

class User:
  def __init__(self, name: str):
    self.name = name
  def __repr__(self):
    return f"User({self.name!r})"
  def greet(self):
    return f"Привет, {self.name}"

class Admin(User):
  def grant(self):
    return "Права выданы"

Регулярные выражения 🔎

Позволяют искать и преобразовывать текст по шаблонам. Для простых случаев хватит методов строк, для сложных — модуль re.

import re
email = "user@example.com"
ok = re.fullmatch(r"[w.]+@[w.-]+.[a-zA-Z]{2,}", email) is not None
print(ok) # True

text = "Цена: 120, скидка 20%"
nums = re.findall(r"d+", text) # ["120", "20"]
print(re.sub(r"s+", " ", "много   пробелов"))

Отладка и обработка ошибок 🐞

Сначала читайте последнюю строку traceback, затем место сбоя; используйте logging и точечные breakpoints.

import logging; logging.basicConfig(level=logging.INFO)
try:
  1/0
except ZeroDivisionError as e:
  logging.error("Деление на ноль: %s", e)

Мини-практика: «Список дел»

CLI-утилита хранит задачи в JSON: команды add, list, done, clear. Без внешних зависимостей.

# структура
todo/
  todo.py; storage.py; models.py; data.json
# пример фрагмента
def add(text: str):
  items = load(); new_id = (max((t["id"] for t in items), default=0) + 1)
  items.append({"id": new_id, "text": text.strip(), "done": False})
  save(items); print(f"Добавлено: #{new_id}")

FAQ

Ответы свёрнуты для компактности 👇

Полезные ссылки и материалы 🔗

• Официальный сайт Python. Релизы и загрузки.
• Документация. Учебник и стандартная библиотека.
• PEP 8. Рекомендации по стилю кода.
• PyPI. Каталог и установка сторонних пакетов.
• Real Python. Практические руководства и разборы.
• Learn X in Y minutes: Python. Краткий синтаксический обзор.
• Stack Overflow. Ответы на точечные вопросы.
• LeetCode / HackerRank / Codewars. Практика задач и алгоритмов.
• Книги. «Изучаем Python» Марка Лутца; «Автоматизация рутинных задач с Python» Ал Свейгарт; «Fluent Python» Лусиано Рамальо.

Итоги

Вы разобрались, что такое Python, настроили окружение, запустили первую программу и прошли базовые конструкции. Далее — практика: мини-проекты для веба, данных, автоматизации или ML. Двигайтесь спринтами по 2–4 недели, фиксируйте прогресс в README и укрепляйте навыки короткими итерациями. Уверенный старт даёт регулярная практика и чёткие цели 💪