Programmeerimise ajalugu, Süntaks, Muutujad
Programmeerimise ajalugu: Ülevaade programmeerimise arengust alates esimestest programmeerimiskeeltest kuni tänapäevani. Olulisemad verstapostid ja mõjukad isikud. Erinevad programmeerimisparadigmad.
Süntaks: Programmeerimiskeele reeglid, mis määravad, kuidas koodi kirjutada, et see oleks arvutile arusaadav. Hõlmab võtmesõnu, operaatoreid, kirjavahemärke ja koodi struktureerimist.
Muutujad: Nimelised mälukohad andmete salvestamiseks ja neile viitamiseks programmis. Muutujatel on tüüp (nt täisarv, ujukomaarv, sõne, tõeväärtus) ja väärtus, mida saab programmi töö käigus muuta.
Lineaarsed programmid
Lineaarsed programmid koosnevad käskudest, mida täidetakse järjestikku, üksteise järel, ilma hargnemiste või kordusteta.
Programmi voog on sirgjooneline, algusest lõpuni.
Tüüpilised operatsioonid hõlmavad sisendi lugemist, arvutusi ja väljundi kuvamist.
Valikud
Valikulaused võimaldavad programmil teha otsuseid ja täita erinevaid koodiplokke sõltuvalt teatud tingimuste tõesusest või väärusest.
if: Kui tingimus on tõene, täidetakse if-plokis olev kood.
elif (else if): Kui eelnev if või elif tingimus oli väär, kontrollitakse elif tingimust. Kui see on tõene, täidetakse vastav koodiplokk. elif-lauseid võib olla mitu.
else: Kui ükski eelnev if või elif tingimus polnud tõene, täidetakse else-plokis olev kood. else-lause on valikuline.
Kordused
Korduslaused (tsüklid) võimaldavad teatud koodiplokki korrata mitu korda.
for-tsükkel: Kasutatakse kindla arvu korduste tegemiseks või itereerimiseks üle jadade (nt listid, sõned). Sageli kasutatakse koos range() funktsiooniga.
while-tsükkel: Kordab koodiplokki seni, kuni teatud tingimus on tõene.
Tingimust kontrollitakse enne iga iteratsiooni. Oluline on tagada, et tingimus muutuks tsükli sees, et vältida lõputut tsüklit.
Tsükli juhtimislaused: break (lõpetab tsükli koheselt) ja continue (jätkab tsükli järgmise iteratsiooniga, jättes vahele praeguse iteratsiooni ülejäänud koodi).
Listid
Listid on järjestatud, muudetavad andmekogumid, mis võivad sisaldada erinevat tüüpi elemente.
Elementidele pääseb juurde indeksi kaudu (alustades nullist).
Listidega saab teha erinevaid operatsioone: elementide lisamine, eemaldamine, muutmine, sorteerimine, tükeldamine (slicing).
Levinud listimeetodid: append(), insert(), remove(), pop(), sort(), reverse(), len().
Kasutajate funktsioonid
Funktsioonid on korduvkasutatavad koodiplokid, mis täidavad kindlat ülesannet.
Funktsioonid aitavad koodi struktureerida, muuta loetavamaks ja vähendada koodi kordamist.
Funktsiooni defineerimine: Kasutatakse def võtmesõna, millele järgneb funktsiooni nimi, sulud parameetrite jaoks ja koolon. Funktsiooni keha on taandega.
Parameetrid ja argumendid: Parameetrid on muutujad, mis defineeritakse funktsiooni definitsioonis. Argumendid on väärtused, mis antakse funktsioonile selle väljakutsumisel.
Tagastusväärtus: Funktsioon võib tagastada väärtuse return lause abil. Kui return lauset ei ole või see on ilma väärtuseta, tagastab funktsioon None.
Lokaalsed ja globaalsed muutujad: Funktsiooni sees defineeritud muutujad on lokaalsed. Globaalsed muutujad on defineeritud väljaspool funktsioone.
Sõnastikud
Sõnastikud (dictionaries) on järjestamata, muudetavad andmekogumid, mis salvestavad andmeid võti-väärtus paaridena.
Iga võti peab olema unikaalne ja muutumatu tüüpi (nt sõne, arv). Väärtused võivad olla mis tahes tüüpi.
Elementidele pääseb juurde võtme kaudu, mitte indeksi abil.
Levinud sõnastikuoperatsioonid: väärtuse saamine võtme järgi, uue võti-väärtus paari lisamine, olemasoleva paari muutmine, paari eemaldamine.
Levinud sõnastikumeetodid: keys(), values(), items(), get(), pop().
Failidega töö
Failidega töötamine võimaldab programmidel andmeid püsivalt salvestada ja neid hiljem lugeda.
Faili avamine: Kasutatakse open() funktsiooni, mis võtab argumendiks faili nime ja režiimi (nt ‘r’ lugemiseks, ‘w’ kirjutamiseks, ‘a’ lisamiseks, ‘b’ binaarrežiim).
Failist lugemine: Meetodid nagu read(), readline(), readlines().
Faili kirjutamine: Meetodid nagu write(), writelines().
Faili sulgemine: Pärast töö lõpetamist tuleb fail sulgeda close() meetodiga, et tagada andmete korrektne salvestamine ja ressursside vabastamine.
Soovitatav on kasutada with open(…) as …: konstruktsiooni, mis tagab faili automaatse sulgemise.
Erinevad failivormingud (nt .txt, .csv, .json).
Graafikute ja diagrammide loomine
Andmete visualiseerimine graafikute ja diagrammide abil aitab paremini mõista mustreid, trende ja seoseid andmetes.
Levinud teegid Pythonis: Matplotlib (põhiline ja laialt kasutatav), Seaborn (põhineb Matplotlibil, pakub kõrgema taseme liidest statistiliste graafikute jaoks), Plotly (interaktiivsed graafikud).
Erinevad graafikutüübid: joongraafik, tulpdiagramm, hajusdiagramm, sektordiagramm, histogramm.
Graafikute kohandamine: telgede nimed, pealkirjad, legendid, värvid, stiilid.
Graafiline liides
Graafiline kasutajaliides (GUI) võimaldab kasutajatel programmiga suhelda visuaalsete elementide (aknad, nupud, tekstiväljad jne) kaudu, mitte ainult käsurea kaudu.
Tkinter: Pythoni standardne GUI teek, lihtne alustamiseks, platvormiülene.
CustomTkinter: Kaasaegsem ja visuaalselt atraktiivsem alternatiiv Tkinterile, mis pakub rohkem kohandamisvõimalusi ja kaasaegset välimust.
GUI loomise põhimõtted: vidinate (widgets) paigutamine aknasse, sündmuste (event handling) haldamine (nt nupuvajutused, hiireliigutused).
OOP
Objektorienteeritud programmeerimine on programmeerimisparadigma, mis põhineb «objektide» kontseptsioonil. Objektid sisaldavad andmeid (atribuudid ehk omadused) ja koodi (meetodid ehk käitumised).
Põhikontseptsioonid:
- Klass: Objekti mall või kavand. Defineerib objekti atribuudid ja meetodid.
- Objekt: Klassi konkreetne eksemplar.
- Kapseldamine: Andmete ja meetodite sidumine ühte ühikusse (objekti) ning andmete kaitsmine otsese välise ligipääsu eest (andmete peitmine).
- Pärilus: Võimaldab luua uusi klasse (alamklassid ehk tuletatud klassid), mis pärivad omadused ja meetodid olemasolevatelt klassidelt (ülemklassid ehk baasklassid). Soodustab koodi korduvkasutust.
- Polümorfism: «Mitmepalgelisus». Võimaldab objekte käsitleda nende ülemklassi tüübina, kuid käituda vastavalt nende tegelikule (alamklassi) tüübile. Meetodid võivad eri klassides käituda erinevalt.
Konstruktor: Spetsiaalne meetod (Pythonis init) klassis, mida kutsutakse välja objekti loomisel ja mis tavaliselt initsialiseerib objekti atribuudid.
