Úvod
Python je interpretovaný, interaktívny programovací jazyk, ktorý vytvoril Guido van Rossum v 1991. V súčasnosti je Python najobľúbenejší a najpoužívanejší programovací jazyk pre matematické výpočty. Python sa používa nie len pre vedecké výpočty, ale je rozšírený medzi programátormi aj pre in účely. Python teda patrí medzi najobľúbenejšie programovacie jazyky na celom svete.Nespornou výhodou tohto jazyka je:
- open source programovací jazyk,
- veľká komunita,
- intuitívna syntax (intuitívne písanie príkazov),
- veľké množstvo open source knižníc, modulov,
- čitateľnejší kód, úspornejší kód,
- a iné.
InštaláciaPython
sa dá stiahnuť (v download) a nainštalovať do pc na stránke: www.python.org. Dôležité je si vybrať správnu verziu pre operačný systém, v niektorých prípadoch je dôležitá aj verzia programu z dôvodu kompatibility pri programovaní (viac modulov, atď.).Po stiahnutí jednoducho aktivujeme inštalačný súbor Pythonu, čím sa nám Python nainštaluje do pc. Pri inštalácii je dôležité odškrtnúť voľby: Add Python version to PATH.
Programátori používajú tzv. virtuálne prostredie, teda majú nainštalovaných viac verzii Pythonu pre konkrétny projekt. To sa robí hlavne preto, že na virtuálnej verzii je možné si nastaviť iné knižnice, moduly. Teda presne tie ktoré budú potrebovať pri programovaní. Postu inštalácie virtuálneho prostredia je možné nájsť na internete (nejaký videotutorial).
Spustenie a práca s Python
Po inštalácií sa nám pridá Python do ponuky štart (Windows). Otvoriť môžeme Python aj cez príkazový riadok spustením cmd.Ak neviete nájsť cmd (príkazový riadok vo windows), dajte hľadať "cmd", resp. stlačte klávesu windovs+r.
Potom v príkazovom riadku napíšte : python
Informácia o verzii: python --version (nezabudnite na medzeru medzi python a pomlčka)
ukončenie python v cmd: quit()
príkaz v cmd: cls - vymaže obrazovku ak je zaplnená informáciami.
spustenie editora Python:
V inštalácii je aj jednoduchý editor kódu s názvom: IDLE () - nájdete v ponuke štart. Tento jednoduchý editor slúži na písanie kódu, ktorý následne môžete spustiť.
Pre lepšiu prácu s Python pri zložitejšom kóde je však dobré, nutné použiť lepší editor ako je napr. Visual Studio Code (https://code.visualstudio.com/). Tento program (vývojové prostredie) umožňuje lepšiu prácu s Python kódom a nie len to. Pre inštaláciu a nastavenie Visual Studio Code si pozrite tutorial na internete.
Obr. 1 Vývojové prostredie Visual Code.
Knižnice pre matematiku
v PythoneExistuje naozaj veľa vytvorených knižníc, modulov pre matematiku, resp. pri programovaní kde je potrebné využiť matematiku. Základné už vstavané funkcie po inštalácii sa inicializujú pomocou načítania zadaním napr. v cmd:python
import math
následné volanie funkcii je v tvare math.
príklad:
math.pi : vypíše pi
math.cos(math.pi)
atď.
Python vie pracovať aj s komplexnými číslami.
Zoznam tých základných funkcii je : https://docs.python.org/3/library/math.html
Ďalšou výhodou oproti iným jazykom napr. c++, visual basic atď. je to, že Python rovno vie pracovať s naozaj veľkými číslami. Nie je potrebné si vytvárať programy na prácu s veľkými číslami. Toto je u Python už implementované.
Príklad:
2**1546 (** - je mocnina čísla)
výsledok potom Python vyhodí:
246815992516713737070603940457299365162198348589638548619230724000282356899000
647748514306468592235485537153667162931690277111498628603732476888369960015324
309013845952678423016528084778770585566908983617268512773897968215849430948808
846041302989615615776321673451589389258071580837624669367722390301273125925782
436784291014968753357984026465288251349795932261756404969828008615032987142533
6190336186634758396920666008274914316826463564186862578541572874587460337664
Zaujímavé knižnice:
Spomeniem len niektoré lebo ich je veľa. Napríklad sa zíde, keď budeme vedieť nejak inteligentne vygenerovať graf nejakých hodnôt. Na to poslúži knižnica matplotlib.Najskôr teda nainštalujeme knižnicu, ktorú samozrejme niekto naprogramoval (tretia strana).
1. otvoríme cmd, napíšeme: pip install matplotlib
2. prebehne inštalácia
3. inicializácia knižnice: import matplotlib
4. ak by sme chceli z knižnice iba niektoré funkcie, modul tak importujeme napr. import matplotlib.pyplot (čo je podknižnica pre vykreslenie hodnôt do grafov)
Príklad:
import matplotlib.pyplot As plt # vytvorili sme aj skratku pre názov knižnice, môžeme ju vyvolať skratkou.
# pole čísiel
x=[12,5,4,8,7,6,4.3,9,15,45,7,3.2]
# vytvorenie tohto grafu
plt.plot(x)
# vykreslenie tohto grafu
plt.show()
debug programu vo visual code (pravé tlačítko myšky) cez Run Phyton File in terminal,
Obr. 2 ukážka knižnice matplotlib, zdroj: vlastný obrázok.
Dátová analýza
Pre účely dátovej analýzy sú veľmi dobré knižnice Jupyter Lab, Jupyter Notebook. Táto knižnica je obsiahla a používaná, viac na stránke:https://jupyter.org/
Obr.3 Ukážka, zdroj: jupyter.org