Учебник Python для начинающих

Программа курса

1. 1 Введение в Python

   1. Начинаем изучать Python
   2. Ключевые слова и идентификаторы в Python
   3. Инструкции, отступы и комментарии в Python
   4. Переменные, константы и литералы в Python
   5. Типы данных в Python
   6. Операторы в Python
   7. Числа и математические функции в Python
   8. Преобразование и приведение типов в Python
   9. Ввод, вывод и импорт в Python
   10. Пространство имен и область видимости в Python

2. 2 Управление потоком выполнения в Python

   1. Условный оператор if...else в Python
   2. Цикл for в Python
   3. Цикл while в Python
   4. Инструкции break и continue в Python

      break и continue в Python: прерывание цикла, пропуск итерации, поведение во вложенных циклах, else у цикла, частые ошибки.

   5. Инструкция pass в Python

      Инструкция pass в Python: пустой оператор-заполнитель, применение в функциях, классах, условиях и циклах, отличие от continue.

3. 3 Функции в Python

   1. Функции в Python
   2. Аргументы функции в Python
   3. Глобальные, локальные и нелокальные переменные в Python
   4. Анонимные функции в Python
   5. Ключевое слово global в Python
   6. Модули в Python
   7. Пакеты в Python

      Пакеты Python: структура директорий, файл __init__.py, три способа импорта, относительные импорты, sys.path и частые ошибки.

4. 4 Типы данных

   1. Числа в Python
   2. Строки в Python
   3. Списки в Python
   4. Словари в Python
   5. Кортежи в Python
   6. Множества в Python

5. 5 ООП

   1. Объектно-ориентированное программирование в Python
   2. Объекты и классы в Python
   3. Наследование в Python
   4. Множественное наследование в Python
   5. Перегрузка операторов в Python

6. 6 Работа с файлами в Python

   1. Открытие файлов: функция open() и режимы

      Функция open() в Python: режимы r, w, a, b, параметр encoding, чтение и запись файлов, почему важно закрывать файл.

   2. Чтение и запись текстовых файлов

      Чтение и запись файлов в Python: методы read(), readline(), readlines(), write(), writelines(), построчный перебор, strip().

   3. Менеджер контекста with open()

      Менеджер контекста with open() в Python: безопасное открытие файлов, автоматическое закрытие, два файла в одном with, частые ошибки.

   4. Работа с путями через pathlib

      pathlib.Path в Python: создание и склейка путей, проверка существования, mkdir, read_text, write_text, glob — объектный способ работы с файловой системой.

7. 7 Исключения в Python

   1. Блок try/except: перехват исключений

      try/except в Python: синтаксис, перехват конкретных исключений, except as e, частые типы ошибок и почему нельзя использовать голый except.

   2. Иерархия исключений и несколько except

      Иерархия исключений Python: дерево BaseException/Exception, несколько блоков except, порядок обработчиков, перехват группы через кортеж.

   3. Блоки else и finally

      Блоки else и finally в Python: else выполняется при отсутствии ошибок, finally — всегда; полная структура try/except/else/finally с примерами.

   4. raise и собственные исключения

      raise в Python: вызов исключений вручную, проброс с голым raise, создание собственных классов исключений с наследованием от Exception.

8. 8 Полезные модули стандартной библиотеки

   1. Регулярные выражения: модуль re

      Модуль re в Python: регулярные выражения, search, findall, sub, группы захвата, основные метасимволы — практические примеры.

   2. Дата и время: модуль datetime

      Модуль datetime в Python: date, datetime, timedelta, форматирование strftime, разбор strptime — работа с датами с примерами.

   3. Работа с JSON: модуль json

      Модуль json в Python: dumps, loads, dump, load, ensure_ascii, indent, JSONDecodeError — сериализация и десериализация JSON с примерами.

9. 9 Асинхронность и параллелизм

   1. Синхронный и асинхронный код: зачем

      В чём разница между синхронным и асинхронным кодом, что такое I/O-bound и CPU-bound задачи и когда асинхронность реально ускоряет программу.

   2. Корутины, async/await и событийный цикл

      Корутины async/await в Python и событийный цикл asyncio: что такое await, как цикл переключает задачи и почему asyncio.run запускает всё это.

   3. Задачи: gather и create_task

      Конкурентный запуск корутин в asyncio: asyncio.create_task и asyncio.gather, разница между последовательным await и параллельным ожиданием задач.

   4. Потоки, процессы, async и GIL

      threading против multiprocessing против asyncio в Python: что выбрать для I/O-bound и CPU-bound, как GIL влияет на потоки и почему процессы обходят его.

   5. concurrent.futures: пулы исполнителей

      Модуль concurrent.futures в Python: ThreadPoolExecutor и ProcessPoolExecutor, объект Future, метод map и единый интерфейс для потоков и процессов.

10. 10 Продвинутый Python

    1. Декораторы вглубь

       Декораторы Python вглубь: декораторы с аргументами, классы-декораторы, functools.wraps для сохранения метаданных и lru_cache для мемоизации.

    2. Генераторы, yield from и ленивость

       Генераторы Python: yield и yield from, генераторные выражения и ленивые вычисления, которые экономят память и позволяют работать с бесконечными потоками.

    3. Контекстные менеджеры

       Контекстные менеджеры Python: протокол __enter__ и __exit__, оператор with для управления ресурсами и contextlib.contextmanager для кратких менеджеров.

    4. Дескрипторы и property

       Дескрипторы Python и property: методы __get__, __set__, __set_name__ для управляемого доступа к атрибутам и property как готовый удобный дескриптор.

    5. dataclasses и __slots__

       dataclasses в Python: автогенерация __init__, __repr__, __eq__ и сравнения, плюс __slots__ для экономии памяти и фиксированного набора атрибутов.

    6. Аннотации типов, typing и метаклассы

       Аннотации типов в Python: Optional, Generic и Protocol из typing для статической проверки и утиной типизации, плюс краткое введение в метаклассы.

11. 11 Параллелизм в Python

    1. Процессы и потоки в Python
    2. Потоки в Python
    3. Пишем многопоточную программу на Python
    4. Потоки-демоны в Python
    5. Потокобезопасная очередь в Python
    6. Пул потоков в Python
    7. Предотвращение состояния гонки в Python
    8. Многопроцессорность в Python
    9. Пул процессов в Python

12. 12 Для продвинутых

    1. Замыкания в Python
    2. Декораторы в Python
    3. Декораторы с аргументами в Python
    4. Классы-декораторы в Python

       Декораторы-классы в Python: __call__, передача аргументов через __init__, functools.wraps, счётчик вызовов, сравнение с функциями-декораторами.

    5. Последовательности в Python
    6. Отличия кортежа от списка в Python
    7. Срезы в Python
    8. Последовательность Фибоначчи в Python
    9. Итераторы в Python

       Итераторы Python: протокол __iter__/__next__, создание собственного итератора, отличие от итерируемого объекта, StopIteration, примеры.

    10. Итераторы и итерируемые объекты в Python
    11. Функция iter() в Python
    12. Генераторы в Python
    13. Генераторные выражения в Python

        Генераторные выражения Python: синтаксис, ленивые вычисления, экономия памяти, условия, вложенные циклы, сравнение со списковыми включениями.

    14. Контекстный менеджер в Python