Ένας οδηγός για αρχάριους στον προγραμματισμό στην Python

Yorut · Μαρ 01, 2023, 11:50 ΜΜ

Η Python είναι μια γλώσσα προγραμματισμού γενικού σκοπού με σχεδιαστική φιλοσοφία που δίνει έμφαση στην αναγνωσιμότητα του κώδικα και στη σημαντική εσοχή. Τα χαρακτηριστικά του περιλαμβάνουν τάξεις, επαναλήπτες και πάντα. Η γλώσσα υποστηρίζει επίσης τις έννοιες των φυλετικών συνθηκών και των αδιεξόδων.

Συνθήκες αγώνα
Όταν χρησιμοποιείτε νήματα στην Python, είναι πιθανό να συναντήσετε ένα φαινόμενο γνωστό ως συνθήκες φυλής. Αυτά μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα με την εφαρμογή σας. Ειδικότερα, μπορούν να παρέμβουν στη λειτουργία των κοινόχρηστων δεδομένων. Μια συνθήκη αγώνα εμφανίζεται όταν δύο ή περισσότερες διεργασίες υπολογιστή έχουν πρόσβαση σε έναν πόρο ταυτόχρονα. Για να αποφύγετε αυτό, θα πρέπει να τοποθετήσετε μια κλειδαριά. Αυτή η κλειδαριά θα απομονώσει το τρέχον νήμα και θα το προστατεύσει από την αλλαγή από άλλο νήμα. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους μπορεί να εμφανιστεί μια κατάσταση αγώνα. Για παράδειγμα, μια μεμονωμένη καθολική μεταβλητή μπορεί να είναι προσβάσιμη από πολλά νήματα. Για να το αποφύγετε αυτό, θα πρέπει να κάνετε σειριοποίηση της μνήμης ή του αποθηκευτικού χώρου σας. Ένας άλλος τρόπος για να αποτρέψετε μια συνθήκη φυλής είναι να χρησιμοποιήσετε ατομικές λειτουργίες. Ένας κοινός τύπος συνθηκών αγώνα είναι ο αγώνας ανάγνωσης-τροποποίησης-εγγραφής (RMW). Εμφανίζεται όταν δύο νήματα προσπαθούν να διαβάσουν ή να γράψουν μια τιμή σε ένα πρόγραμμα ταυτόχρονα.

Αδιέξοδα
Ένα αδιέξοδο στην Python είναι ένα πρόβλημα προγραμματισμού που προκύπτει όταν δύο ή περισσότερες συναλλαγές περιμένουν να απελευθερωθεί ένα κλείδωμα. Για να αποφύγετε αυτό, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν διαχειριστή περιβάλλοντος και άλλες βέλτιστες πρακτικές. Οι σηματοφόροι είναι πρωτόγονα στοιχεία συγχρονισμού που προστατεύουν τα δεδομένα και τον κώδικα από την πιθανότητα συνθηκών αγώνων. Αποτρέπουν την πρόσβαση πολλαπλών νημάτων στον ίδιο πόρο ταυτόχρονα. Αυτό σημαίνει ότι ένα πρόγραμμα που είναι επιρρεπές σε αδιέξοδα θα πρέπει να κατασκευαστεί με κατάλληλους σηματοφόρους. Τα αδιέξοδα μπορεί να προκληθούν από διάφορους παράγοντες. Ένας κοινός λόγος είναι ότι μια κορουτίνα περιμένει ένα αποτέλεσμα. Ένα άλλο είναι ότι ένα νήμα περιμένει σε μια κλειδαριά mutex. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες αιτίες, όπως η έμμεση κατεύθυνση και η αναμονή υπό όρους. Μια συνηθισμένη μέθοδος αποφυγής αδιεξόδων είναι η δημιουργία τοπικής αποθήκευσης νημάτων. Όποτε είναι δυνατόν, θα πρέπει να αποφεύγετε το χειροκίνητο κλείδωμα. Αντίθετα, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια κλήση για να αποκτήσετε μεθόδους απόκτησης() και απελευθέρωσης().

Iterators
Οι Iterators είναι αντικείμενα στην Python που μας δίνουν τη δυνατότητα να κυκλώνουμε μέσα από αντικείμενα. Ο απλούστερος τρόπος για να δημιουργήσετε επαναλήπτες είναι να χρησιμοποιήσετε συναρτήσεις γεννήτριας. Αυτές οι συναρτήσεις δημιουργούν νέα στοιχεία κάθε φορά που τις εκτελείτε. Οι αντικειμενοστρεφείς επαναλήπτες μπορούν να επαναλαμβάνουν μια ακολουθία στοιχείων επ' αόριστον. Είναι χρήσιμα για την ανάλυση δεδομένων και την Επιστήμη Δεδομένων. Μπορείτε επίσης να τα χρησιμοποιήσετε για επανάληψη σε συμβολοσειρές, πλειάδες και λίστες. Ωστόσο, δεν υποστηρίζουν ευρετηρίαση. Επιπλέον, οι επαναληπτικοί είναι ενεργειακά αποδοτικοί. Οι επαναλήπτες δημιουργούνται καλώντας τις μεθόδους __iter__ και __next__ σε ένα αντικείμενο. Όταν περνάτε έναν επαναλήπτη μέσω μιας μεθόδου, ο επαναλήπτης επιστρέφει την τιμή του. Εάν δεν υπάρχουν περισσότερα στοιχεία σε ένα iterable, ο επαναλήπτης δημιουργεί μια εξαίρεση StopIteration. Οι επαναληπτικοί μπορούν να υλοποιηθούν ως ξεχωριστά αντικείμενα ή ως μέρος του ίδιου αντικειμένου. Μπορούν να είναι συμβολοσειρές, πλειάδες, λίστες ή λεξικά. Καθένας από αυτούς τους τύπους έχει μια αντίστοιχη __iter__ και μια __next__ μέθοδο. Ένας επαναληπτικός πρέπει να εφαρμόσει αυτές τις μεθόδους για να θεωρηθεί έγκυρος.

Τάξεις
Η κλάση είναι ένας όρος στην Python που χρησιμοποιείται για να ορίσει ένα σύνολο κοινών συμπεριφορών ενός αντικειμένου. Με άλλα λόγια, είναι ένα προσχέδιο παρόμοιων αντικειμένων. Οι τάξεις είναι ένα ισχυρό εργαλείο στην Python. Επιτρέπουν την επαναχρησιμοποίηση του κώδικα και τη δυνατότητα καθορισμού της συμπεριφοράς ενός αντικειμένου σε ένα μέρος. Οι κλάσεις Python δημιουργούνται χρησιμοποιώντας τη λέξη-κλειδί class. Κάθε κλάση περιέχει ένα αντικείμενο και ένα σύνολο χαρακτηριστικών ή μελών δεδομένων. Αυτά τα μέλη δεδομένων χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση και την πρόσβαση σε πληροφορίες. Όλες οι παρουσίες κλάσης μοιράζονται μια κοινή μεταβλητή κλάσης. Για παράδειγμα, μια μεταβλητή διεύθυνσης φαναριού είναι κοινόχρηστη από όλες τις παρουσίες αντικειμένων μιας κλάσης. Αυτό είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα των κλάσεων έναντι άλλων τύπων δεδομένων. Οι κλάσεις περιέχουν επίσης μεθόδους για την τροποποίηση της κατάστασης ενός αντικειμένου. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της παράκαμψης μεθόδου.

Πάντα
Το Pandas είναι μια βιβλιοθήκη Python που παρέχει εργαλεία ανάλυσης δεδομένων υψηλής απόδοσης. Υποστηρίζει μια σειρά από μορφές αρχείων και είναι εύκολο να εγκατασταθεί και να χρησιμοποιηθεί. Ως αποτέλεσμα, το Pandas χρησιμοποιείται από εταιρείες όπως η εταιρεία παράδοσης ειδών παντοπωλείου Instacart και η εταιρεία οικονομικών πληρωμών Square. Η βιβλιοθήκη pandas υποστηρίζει μια σειρά από λειτουργίες, όπως η στοίχιση δεδομένων και η ευρετηρίαση δεδομένων. Εκτός από την ανάλυση δεδομένων, τα Panda μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για μηχανική εκμάθηση. Για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ερμηνεία των καιρικών δεδομένων και για τον εντοπισμό των τάσεων με την πάροδο του χρόνου. Ένα από τα πιο χρήσιμα χαρακτηριστικά των Pandas είναι η κατανόηση της λίστας. Αυτή η δυνατότητα σάς επιτρέπει να εργάζεστε με λίστες χρησιμοποιώντας μια απλή εντολή. Αυτά είναι ιδιαίτερα χρήσιμα όταν εργάζεστε με σύνολα δεδομένων. Το Pandas διαθέτει επίσης μια λειτουργία read_csv που σας επιτρέπει να ανακτήσετε δεδομένα από ένα υπολογιστικό φύλλο του Excel. Μπορείτε επίσης να δημιουργήσετε πλαίσια δεδομένων στην Python.

Ένας οδηγός για αρχάριους στον προγραμματισμό στην Python

Yorut