Йоаким Сунднес | Python. Системный анализ данных, расчеты и моделирование (2025) [PDF]

Оглавление
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Глава 1. Начало работы с Python . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Первый пример: Hello, World! ............................................... 11
1.2. Различные способы использования Python ............................ 12
Глава 2. Вычисления с использованием формул . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1. Программирование простых математических вычислений ....... 16
2.2. Переменные и типы переменных .......................................... 18
2.3. Форматирование текстового вывода ..................................... 24
2.4. Импорт модулей .................................................................. 27
2.5. Подводные камни при математическом программировании ..... 30
Глава 3. Циклы и списки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
3.1. Циклы для автоматизации повторяющихся задач ................... 34
3.2. Булевы выражения .............................................................. 38
3.3. Использование списков для хранения последовательностей
данных ..................................................................................... 40
3.4. Итерация по списку с помощью цикла for .............................. 42
3.5. Вложенные списки и нарезка списков ................................... 52
3.6. Кортежи .............................................................................. 55
Глава 4. Функции и ветвление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.1. Программирование с использованием функций ...................... 58
4.2. Аргументы функции и локальные переменные ....................... 62
4.3. Аргументы по умолчанию и dос-строки .................................. 71
4.4. If-проверки для ветвления потока программы ........................ 74
4.5. Функции как аргументы функций .......................................... 78
4.6. Решение уравнений с помощью функций Python ..................... 80
4.7 . Написание тестовых функций для проверки программ ........... 85
Глава 5. Пользовательский ввод и обработка ошибок . . . . . . . . . . 92
5.1. Чтение данных пользовательского ввода ............................... 93
5.2. Гибкий пользовательский ввод с помощью eval и ехес ............ 98
5.3. Чтение данных из файлов .................................................... 104
5.4. Запись данных в файлы ....................................................... 111
5.5. Обработка ошибок в программах .......................................... 113
5.6. Создание модУлей ............................................................... 120
Глава 6. Массивы и построение графиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
6.1. NumPy и вычисления с массивами ........................................ 127
6.2. Построение кривых с помощью Matplotlib .............................. 135
6.3. Построение графиков непрерывных
и кусочно-определенных функций .............................................. 141
6.4. Создание анимированного графика ...................................... 145
6.5. Другие полезные операции с массивами ............................... 153
Глава 7. Словари и строки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
7.1. Словари ............................................................................. 157
7.2. Пример: словарь для многочленов ....................................... 163
7.3. Пример: чтение данных файла в словарь .............................. 165
7.4. Операции со строками ......................................................... 166
Глава 8. Классы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
8.1. Основы классов .................................................................. 176
8.2. Защищенные атрибуты класса ............................................. 185
8.3. Специальные методы .......................................................... 188
8.4. Пример: автоматическое дифференцирование функций ........ 195
8.5. Тестовые функции для классов ............................................ 197
8.6. Пример: класс многочленов ................................................. 199
Глава 9. Объектно-ориентированное программирование .............. 205
9.1. Иерархия классов и наследование ....................................... 205
9.2. Пример: классы для численного дифференцирования ........... 211
9.3. Пример: классы для численного интегрирования .................. 216
Указатель . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221