Python 3 Дорогие читатели! Одним из основных предметов в СШ является Информатика. Что это за наука и что она изучает? Так вот, Информатика – это наука об Информации, о способах информационной деятельности, её обработке и передаче посредством ИКТ (информационно-коммуникативной техники). Возникает вопрос – а что же такое Информация? Так вот единица информации 1 бит – это количество минимальной информации 0 или 1 в двоичной системе счисления, которая уменьшает неопределенность какой-либо ситуации ровно в 2 раза.

Что общего между самыми востребованными профессиями и стремительным увеличением количества информации в мире? Ответ: язык структурированных запросов (SQL). SQL — рабочая лошадка среди языков программирования, основа основ для современного анализа и управления данными. Книга «SQL: быстрое погружение» идеальна для всех, кто ищет новые перспективы карьерного роста; для разработчиков, которые хотят расширить свои навыки и знания в программировании; для любого человека, даже без опыта, кто хочет воспользоваться возможностями будущего, в котором будут править данные.

Алгоритмы - это всего лишь пошаговые алгоритмы решения задач, и большинство таких задач уже были кем-то решены, протестированы и проверены. Можно, конечно, погрузится в глубокую философию гениального Кнута, изучить многостраничные фолианты с доказательствами и обоснованиями, но хотите ли вы тратить на это свое время? Откройте великолепно иллюстрированную книгу и вы сразу поймете, что алгоритмы - это просто. А грокать алгоритмы - это веселое и увлекательное занятие.

В этой главе

• Закладываются основы для остальных глав книги.

• Вы напишете свой первый алгоритм поиска (бинарный поиск).

• Вы узнаете, как описывается время выполнения алгоритма («O-боль­шое»).

• Будет представлен стандартный прием, часто применяемый при проектировании алгоритмов (рекурсия).

В этой главе

• Вы познакомитесь с массивами и связанными списками — двумя основными структурами данных, которые используются буквально везде. Мы уже использовали массивы в главе 1 и будем использовать их почти в каждой главе книги. Массивы чрезвычайно важны, уделите им внимание! Впрочем, иногда вместо массива лучше воспользоваться связанным списком. В этой главе объясняются плюсы и минусы обеих структур данных, чтобы вы могли решить, какой вариант лучше подходит для вашего алгоритма.

• Вы изучите свой первый алгоритм сортировки. Многие алгоритмы работают только с отсортированными данными. Помните бинарный поиск? Он применяется только к предварительно отсортированному списку. В большинстве языков существуют встроенные алгоритмы сортировки, так что вам редко приходится писать свою версию «с нуля». Однако алгоритм сортировки выбором поможет перейти к алгоритму быстрой сор­тировки, описанному в следующей главе. Алгоритм быстрой сортировки очень важен, и вам будет проще разобраться в нем, если вы уже знаете хотя бы один алгоритм сортировки.

В этой главе

• Вы узнаете, что такое рекурсия — метод программирования, используемый во многих алгоритмах. Это важная концепция для понимания дальнейших глав книги.

• Вы научитесь разбивать задачи на базовый и рекурсивный случай. В стратегии «разделяй и властвуй» (глава 4) эта простая концепция используется для решения более сложных задач.

Эта глава мне самому очень нравится, потому что в ней рассматривается рекурсия — элегантный метод решения задач. Рекурсия относится к числу моих любимых тем, но вызывает у людей противоречивые чувства. Они либо обожают ее, либо ненавидят, либо ненавидят, пока не полюбят через пару-тройку лет. Лично я отношусь к третьему лагерю. Чтобы вам было проще освоить эту тему, я дам несколько советов:

• Глава содержит множество примеров кода. Самостоятельно выполните этот код и посмотрите, как он работает.

• Мы будем рассматривать рекурсивные функции. Хотя бы один раз возьмите бумагу и карандаш и разберите, как работает рекурсивная функция: «Так, я передаю функции factorial значение 5, потом возвращаю управление и передаю значение 4 функции factorial, которая…» и т.д. Такой разбор поможет вам понять, как работает рекурсивная функция.

В этой главе также приводится большое количество псевдокода. Псевдокод представляет собой высокоуровневое описание решаемой задачи. Он записывается в форме, похожей на программный код, но в большей степени напоминает естественный язык.

В этой главе

• Вы узнаете о стратегии «разделяй и властвуй». Случается так, что задача, над которой вы трудитесь, не решается ни одним из известных вам алгоритмов. Столк­нувшись с такой задачей, хороший программист не сдается. У него существует целый арсенал приемов, которые он пытается использовать для получения решения. «Разделяй и властвуй» — первая общая стратегия, с которой вы познакомитесь.

• Далее рассматривается быстрая сортировка — элегантный алгоритм сортировки, часто применяемый на практике. Алгоритм быстрой сортировки использует стратегию «разделяй и властвуй».

Предыдущая глава была посвящена рекурсии. В этой главе вы воспользуетесь новыми знаниями для решения практических задач. Мы исследуем принцип «разделяй и властвуй», хорошо известный рекурсивный метод решения задач.

В этой главе мы постепенно добираемся до полноценных алгоритмов. В конце концов, алгоритм не особенно полезен, если он способен решать задачу только одного типа, — «разделяй и властвуй» помогает выработать новый подход к решению задач. Это всего лишь еще один инструмент в вашем арсенале. Столкнувшись с новой задачей, не впадайте в ступор. Вместо этого спросите себя: «А нельзя ли решить эту задачу, применив стратегию “разделяй и властвуй”?»

К концу этой главы вы освоите свой первый серьезный алгоритм «разделяй и властвуй»: быструю сортировку. Этот алгоритм сортировки работает намного быстрее сортировки выбором (о которой рассказывалось в главе 2). Он является хорошим примером элегантного кода.

В этой главе

• Вы узнаете о хеш-таблицах — одной из самых полезных базовых структур данных. Хеш-таблицы находят множество применений; в этой главе рассматриваются распространенные варианты использования.

• Вы изучите внутреннее устройство хеш-таблиц: реализацию, коллизии и хеш-функции. Это поможет вам понять, как анализируется производительность хеш-таблицы.

В этой главе

• Вы научитесь моделировать сети при помощи новой абстрактной структуры данных — графов.

• Вы освоите поиск в ширину — алгоритм, который применяется к графам для получения ответов на вопросы вида «Какой кратчайший путь ведет к X?»

• Вы узнаете, чем направленные графы отличаются от ненаправленных.

• Вы освоите топологическую сортировку — другой алгоритм сортировки, раскрывающий связи между узлами.

В этой главе

• Мы продолжим изучение графов и познакомимся со взвешенными графами, в которых некоторым ребрам назначаются большие или меньшие веса.

• Вы изучите алгоритм Дейкстры, который позволяет получить ответ на вопрос «Как выглядит кратчайший путь к X?» для взвешенных графов.

• Вы узнаете о циклах в графах, для которых алгоритм Дейкстры не работает.

В этой главе

• Вы узнаете, как браться за невозможные задачи, не имеющие быстрого алгоритмического решения (NP-пол­ные задачи).

• Вы научитесь узнавать такие задачи и не терять время на поиски быстрого алгоритма (которого все равно нет).

• Вы познакомитесь с приближенными алгоритмами, которые могут использоваться для быстрого нахождения приближенного решения NP-полных задач.

• Вы узнаете о жадной стратегии — очень простой стратегии решения задач

В этой главе

• Вы освоите динамическое программирование — метод решения сложных задач, разбиваемых на подзадачи, которые решаются в первую очередь.

• Рассматриваются примеры, которые научат вас искать решения новых задач, основанные на методе динамического программирования.

В этой главе

• Вы научитесь строить системы классификации на базе алгоритма k ближайших соседей.

• Вы узнаете об извлечении признаков.

• Вы узнаете о регрессии: прогнозировании чисел (например, завтрашних биржевых котировок или успеха фильма у зрителей).

• Вы познакомитесь с типичными сценариями использования и ограничениями алгоритма k ближайших соседей.

В этой главе

• Приводится краткий обзор 10 алгоритмов, которые не рассматривались в книге. Вы узнаете, для чего нужны эти алгоритмы.

• Я порекомендую книги, которые стоит читать дальше в зависимости от того, какие темы представляют интерес для вас.

В нашей книге, написанной для обучения детей 12+ анимационной технике с использованием современного языка программирования Python, мы используем простейшую графическую библиотеку языка: черепашью графику(Turtle library). Считается, что библиотека Turtle предназначена в основном для рисования геометрических фигур и анимаций с использованием стандартных, встроенных в библиотеку изображений таких как квадрат, круг, черепашка, стрелка (назовем эти изображения базовыми примитивами). Однако это не так. Простая и понятная для детей библиотека Turtle имеет в своем составе команды, позволяющие детям создавать отличные анимационные проекты, наподобие тем, которые создаются с помошью блочного языка программирования Scratch, широко распространенного в настоящее время для обучения детей. Мы научимся добывать из интернета нужные нам для проекта изображения, научимся вводить их в программу и контролировать движения этих изображений с помощью команд библиотеки.

Python является наиболее популярным языком программирования, используемым для объектно-ориентированного программирования. И конечно, Python — это интерактивный язык программирования, который предоставляет широкий спектр возможностей для создания GUI (Graphical User Interface) и разработки настольных приложений. В этой книге вы познакомитесь с различными фреймворками Python для создания настольных приложений с графическим интерфейсом пользователя, такими как PyQt, PySide, Tkinter, Kivy, WxPython и Dear PyGUI.

Linux Programming Interface — исчерпывающее руководство по программированию приложений для Linux и UNIX. Описанный здесь интерфейс применяется практически с любыми приложениями, работающими в операционных системах Linux или UNIX. В этой авторитетной книге эксперт по Linux Майкл Керриск подробно описывает библиотечные вызовы и библиотечные функции, которые понадобятся вам при системном программировании. Вся теория сопровождается объяснениями на примерах четких и понятных полнофункциональных программ.

JavaScript еще никогда не был так прост! Вы узнаете все возможности языка программирования без общих фраз и неясных терминов. Подробные примеры, иллюстрации и схемы будут понятны даже новичку. Легкая подача информации и живой юмор автора превратят нудное заучивание в занимательную практику по написанию кода. Дойдя до последней главы, вы настолько прокачаете свои навыки, что сможете решить практически любую задачу, будь то простое перемещение элементов на странице или даже собственная браузерная игра.