3. Nieformalne wprowadzenie do Pythona
**************************************

W nadchodzących przykładach wejście i wyjście są rozróżniane przez
obecność lub nieobecność promptów (*>>>* i *...*): aby powtórzyć
przykład, musisz wpisać wszystko po prompcie, kiedy prompt jest
widoczny; linie, które nie zaczynają się promptem są wyjściem z
interpretera. Zwróć uwagę, że prompt drugiego rzędu z pustą linią w
przykładzie oznacza, że musisz wpisać pustą linię; używa się tego do
zakończenia wielo-liniowej komendy.

Wiele przykładów w tej instrukcji, także tych wpisywanych w konsoli
interaktywnej, zawiera komentarze. Komentarze w Pythonie zaczynają się
znakiem hash "#" i ciągną się do końca fizycznej linii. Komentarz może
pojawić się na początku linii, po wiodących spacjach lub kodzie, lecz
nie może być zawarty w literale ciągu znaków. Znak hash w ciągu znaków
jest po prostu znakiem hash. Jako że komentarze mają wyjaśniać kod i
nie są interpretowane przez Pythona, można je ominąć przy wpisywaniu
przykładów.

Trochę przykładów:

   # to jest pierwszy komentarz
   spam = 1  # a to jest drugi komentarz
             # … i teraz trzeci!
   text = "# To nie jest komentarz, bo jest w cudzysłowie."


3.1. Używanie Pythona jako kalkulatora
======================================

Wypróbujmy parę prostych poleceń Pythona. Uruchom interpreter i
poczekaj na pojawienie się pierwszego znaku zachęty ">>>". (Nie
powinno to zająć dużo czasu.)


3.1.1. Liczby
-------------

Interpreter działa jak prosty kalkulator: można wpisać do niego
wyrażenie, a on wypisze jego wartość. Składnia wyrażenia jest prosta:
operatory "+", "-", "*" i "/" można użyć do arytmetyki; nawiasy ("()")
można użyć do grupowania. Na przykład:

   >>> 2 + 2
   4
   >>> 50 - 5*6
   20
   >>> (50 - 5*6) / 4
   5.0
   >>> 8 / 5  # dzielenie zawsze zwraca liczbę zmiennoprzecinkową
   1.6

Liczby całkowite (np. "2", "4", "20") są typu "int", te z częścią
ułamkową (np. "5.0", "1.6") są typu "float". Więcej o typach
numerycznych dowiemy się więcej później w tym tutorialu.

Dzielenie ("/") zawsze zwraca liczbę zmiennoprzecinkową. Aby zrobić
*dzielenie całkowite* i uzyskać wynik całkowity możesz użyć operatora
"//"; aby obliczyć resztę możesz użyć "%":

   >>> 17 / 3  # klasyczne dzielenie zwraca liczbę zmiennoprzecinkową
   5.666666666666667
   >>>
   >>> 17 // 3  # dzielenie całkowite pomija część ułamkową
   5
   >>> 17 % 3  # operator % zwraca resztę z dzielenia
   2
   >>> 5 * 3 + 2  # iloraz całkowity * dzielnik + reszta
   17

W Pythonie możesz użyć operatora "**", do obliczania potęgowania [1]:

   >>> 5 ** 2  # 5 do kwadratu
   25
   >>> 2 ** 7  # 2 do potęgi 7.
   128

Znak równości ("=") jest używany do przypisania wartości do zmiennej.
Przypisanie do zmiennej nie jest wypisywane przez interpreter:

   >>> width = 20
   >>> height = 5 * 9
   >>> width * height
   900

Jeśli zmienna nie jest „zdefiniowana” (nie ma przypisanej wartości),
próba jej użycia spowoduje błąd:

   >>> n  # próba dostępu do niezdefiniowanej zmiennej
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   NameError: name 'n' is not defined

Python implementuje w pełni arytmetykę zmiennoprzecinkową; operatory z
operandami typów mieszanych przekształcają operandy całkowite w
zmiennoprzecinkowe:

   >>> 4 * 3.75 - 1
   14.0

W trybie interaktywnym ostatnie wyświetlone wyrażenie jest
przypisywane do zmiennej "_". Dzięki temu kiedy używasz Pythona jako
biurkowego kalkulatora, jest nieco prościej kontynuować obliczenia, na
przykład:

   >>> tax = 12.5 / 100
   >>> price = 100.50
   >>> price * tax
   12.5625
   >>> price + _
   113.0625
   >>> round(_, 2)
   113.06

Ta zmienna powinna być traktowana przez użytkownika jako tylko-do-
odczytu. Nie przypisuj wprost do niej wartości --- stworzyłbyś
niezależną zmienną lokalną o tej samej nazwie maskując wbudowaną
zmienną z jej magicznym zachowaniem.

Oprócz "int" i "float", Python wspiera inne typy liczb, takie jak
"Decimal" i "Fraction". Python ma też wbudowane wsparcie dla liczb
złożonych i używa sufiksów "j" lub "J" do wskazania części urojonej
(np. "3+5j").


3.1.2. Tekst
------------

Python umożliwia manipulację tekstem (reprezentowanym przez typ "str",
tzw. "string" lub "łańcuchem znaków") oraz liczbami. Obejmuje to znaki
""!"", słowa ""rabbit"", nazwy ""Paris"", zdania ""Got your back."",
itp. ""Yay! :)"". Mogą być one umieszczone w pojedynczych cudzysłowach
("'...'") lub podwójnych cudzysłowach (""..."") z takim samym wynikiem
[2].

>>> 'spam eggs'  # single quotes
'spam eggs'
>>> "Paris rabbit got your back :)! Yay!"  # double quotes
'Paris rabbit got your back :)! Yay!'
>>> '1975'  # digits and numerals enclosed in quotes are also strings
'1975'

Aby umieścić znak cudzysłowu, musimy go oznaczyć znakiem "ucieczki",
poprzedzając znakiem "\". Alternatywnie, możemy użyć innego rodzaju
znaków do oznaczenia cudzysłowu:

   >>> 'Oni powiedzieli \'tak\'.'  # użyj \' jako znaku ucieczki da pojedynczego cudzysłowu…
   "Oni powiedzieli 'tak'."
   >>> "Oni powiedzieli 'tak'."  # …lub użyj podwójnego cudzysłowu
   "Oni powiedzieli 'tak'."
   >>> 'Oni powiedzieli "tak".'
   'Oni powiedzieli "tak".'
   >>> "Oni powiedzieli \"tak\"."
   'Oni powiedzieli "tak".'
   >>> 'Oni powiedzieli "tamci powiedzieli \'tak\'".'
   'Oni powiedzieli "tamci powiedzieli \'tak\'".'

W interaktywnej powłoce Pythona definicja stringa i wyjściowy string
może wyglądać inaczej. Funkcja "print()" wytwarza czytelne wyjście,
poprzez pominięcie otaczających cudzysłowów i wypisując znaki ucieczki
oraz specjalne znaki:

   >>> s = 'Pierwsza linia.\nDruga linia.'  # \n oznacza nową linię
   >>> s  # bez print(), znaki specjalne są zawarte w ciągu znaków
   'Pierwsza linia.\nDruga linia.'
   >>> print(s)  # z print(), znaki specjalne są interpretowane, więc \n tworzy nową linię
   Pierwsza linia.
   Druga linia.

Jeśli nie chcesz, aby znaki poprzedzone "\" były interpretowane jako
znaki specjalne, możesz użyć *surowych ciągów znaków* dodając "r"
przed pierwszym cudzysłowem:

   >>> print('C:\jakas\nazwa')  # tutaj \n oznacza nową linię!
   C:\jakas
   azwa
   >>> print(r'C:\jakas\nazwa')  # zwróć uwagę na r przed cudzysłowem
   C:\jakas\nazwa

Istnieje jeden subtelny aspekt surowych ciągów znaków: surowy ciąg
znaków nie może kończyć się nieparzystą liczbą znaków "\"; zobacz wpis
FAQ, aby uzyskać więcej informacji i sposobów obejścia tego problemu.

Literały ciągów znaków mogą mieć wiele linii. Można je uzyskać
używając potrójnych cudzysłowów: """"…"""" lub "'''…'''". Końce linii
są automatycznie zawarte w ciągu znaków, ale można tego uniknąć
dodając "\" na końcu linii. Następujący przykład:

   print("""\
   Użycie: thingy [OPCJE]
        -h                        Wyświetla ten komunikat użycia
        -H hostname               Nazwa hosta do połączenia
   """)

produkuje następujące wyjście (zwróć uwagę, że nie ma pierwszej nowej
linii):

   Użycie: thingy [OPCJE]
        -h                        Wyświetla ten komunikat użycia
        -H hostname               Nazwa hosta do połączenia

Ciągi mogą być łączone operatorem "+" i powtarzane przy użyciu "*":

   >>> # 3 razy 'un', a następnie 'ium'
   >>> 3 * 'un' + 'ium'
   'unununium'

Dwa lub więcej *literałów ciągów* (czyli te zawarte w cudzysłowach)
obok siebie są automatycznie łączone.

   >>> 'Py' 'thon'
   'Python'

To zachowanie jest szczególnie przydatne, gdy chcesz dzielić długie
ciągi:

   >>> text = ('Umieść kilka ciągów znaków w nawiasach '
   ...         'aby je połączyć.')
   >>> text
   'Umieść kilka ciągów znaków w nawiasach aby je połączyć'.

Jednak działa tylko dla literałów, nie dla zmiennych lub wyrażeń:

   >>> prefix = 'Py'
   >>> prefiks 'thon'  # nie można łączyć zmiennej i literału ciagu znaków
     File "<stdin>", line 1
       prefix 'thon'
              ^^^^^^
   SyntaxError: invalid syntax
   >>> ('un' * 3) 'ium'
     File "<stdin>", line 1
       ('un' * 3) 'ium'
                  ^^^^^
   SyntaxError: invalid syntax

Jeśli chcesz połączyć zmienne lub zmienną i literał, użyj "+":

   >>> prefix + 'thon'
   'Python'

Ciągi znaków mogą być *indeksowane*. Pierwszy znak ma indeks 0. Nie ma
osobnego typu znakowego; znak jest po prostu ciągiem znaków o długości
jeden:

   >>> word = 'Python'
   >>> word[0]  # znak na pozycji 0
   'P'
   >>> word[5]  # znak na pozycji 5
   'n'

Indeksy mogą być też liczbami ujemnymi, aby zacząć odliczać od prawej:

   >>> word[-1]  # ostatni znak
   'n'
   >>> word[-2]  # przedostatni znak
   'o'
   >>> word[-6]
   'P'

Zwróć uwagę, że jako -0 to to samo co 0, ujemne indeksy zaczynają się
od -1.

Dodatkowo do indeksowania, obsługiwany jest również *podział*. Podczas
gdy indeksowanie służy do uzyskiwania pojedynczych znaków, *podział*
pozwala na uzyskanie podciągu znaków:

   >>> word[0:2]  # znaki od pozycji 0 (włącznie) do 2 (wyłącznie)
   'Py'
   >>> word[2:5]  # znaki od pozycji 2 (włącznie) do 5 (wyłącznie)
   'tho'

Indeksy podzielonych fragmentów mają przydatne wartości domyślne;
pominięty pierwszy indeks domyślnie jest zerem, pominięty drugi indeks
domyślnie ma wartość długości dzielonego stringa.

   >>> word[:2]  # znak od początku do pozycji 2 (wyłącznie)
   'Py'
   >>> word[4:]  # znak od pozycji 4 (włącznie) do końca
   'on'
   >>> word[-2:]  # znak od przedostatniego (włącznie) do końca
   'on'

Zwróć uwagę, że początkowy indeks wchodzi w skład podciągu, a końcowy
nie. W ten sposób "s[:i] + s[i:]" jest zawsze równe "s":

   >>> word[:2] + word[2:]
   'Python'
   >>> word[:4] + word[4:]
   'Python'

Jednym ze sposobów na zapamiętanie, jak działa podział, to myślenie o
indeksach wskazujących *pomiędzy* znakami, z lewą krawędzią pierwszego
znaku numerowaną 0. Wtedy prawa krawędź ostatniego znaku ciągu o
długości *n* ma indeks *n*, na przykład:

    +---+---+---+---+---+---+
    | P | y | t | h | o | n |
    +---+---+---+---+---+---+
    0   1   2   3   4   5   6
   -6  -5  -4  -3  -2  -1

W pierwszym wierszu liczb są pozycje indeksów od 0 do 6 w ciągu. W
drugim wierszu odpowiadające im indeksy ujemne. Fragment od *i* do *j*
składa się ze wszystkich znaków pomiędzy krawędziami oznaczonymi
kolejno *i* i *j*.

Dla nieujemnych indeksów długość wydzielonego fragmentu to różnica
indeksów, jeśli oba mieszczą się w zakresie. Na przykład długość
"word[1:3]" to 2.

Próba użycia za dużego indeksu skończy się błędem:

   >>> word[42]  # word ma tylko 6 znaków
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   IndexError: string index out of range

Jednak indeksy podzielonych fragmentów poza zakresem są obsłużone
bezpiecznie przy podziale:

   >>> word[4:42]
   'on'
   >>> word[42:]
   ''

Ciągi znaków Pythona nie mogą być zmieniane — są *niemutowalne*. W
związku z tym przypisywanie wartości do indeksowanej pozycji w ciągu
spowoduje błąd:

   >>> word[0] = 'J'
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: 'str' object does not support item assignment
   >>> word[2:] = 'py'
   Traceback (most recent call last):
     File "<stdin>", line 1, in <module>
   TypeError: 'str' object does not support item assignment

Jeśli potrzebujesz innego ciągu znaków, powinieneś(-nnaś) stworzyć
nowy:

   >>> 'J' + word[1:]
   'Jython'
   >>> word[:2] + 'py'
   'Pypy'

Wbudowana funkcja "len()" zwraca długość ciągu:

   >>> s = 'superkalifradalistodekspialitycznie'
   >>> len(s)
   35

Zobacz także:

  Text Sequence Type --- str
     Ciągi znaków są przykładami *typów sekwencyjnych* i obsługują
     wspólne operacje wspierane przez takie typy.

  Metody ciągów
     Ciągi znaków wspierają dużą liczbę metod do podstawowych
     przekształceń i wyszukiwania.

  f-strings
     Literały ciągów znaków z osadzonymi wyrażeniami.

  Format String Syntax
     Informacje o formatowaniu ciągów znaków przy użyciu
     "str.format()".

  printf-style String Formatting
     Stare operacje formatowania, wywoływane gdy ciągi znaków są
     lewymi operandami operatora "%" są opisane tutaj bardziej
     szczegółowo.


3.1.3. Listy
------------

Python ma kilka *złożonych* typów danych, używanych do grupowania
różnych wartości. Najbardziej wszechstronnym jest *lista*, która może
zostać zapisana jako lista wartości (elementów) rozdzielonych
przecinkami ujęta w nawiasy kwadratowe. Listy mogą zawierać elementy
różnych typów, ale zazwyczaj wszystkie elementy mają ten sam typ.

   >>> squares = [1, 4, 9, 16, 25]
   >>> squares
   [1, 4, 9, 16, 25]

Tak jak ciągi znaków (i wszystkie inne wbudowane typy *sekwencyjne*),
do elementów list można odwoływać się przez indeksy oraz można z nich
„wydzielać”:

   >>> squares[0]  # indeksowanie zwraca element
   1
   >>> squares[-1]
   25
   >>> squares[-3:]  # slicing zwraca nową listę
   [9, 16, 25]

Listy wspierają też operacje takie jak łączenie:

   >>> squares + [36, 49, 64, 81, 100]
   [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

W przeciwieństwie do ciągów znaków, które są *niemutowalne*, listy są
typem *mutowalnym*, w szczególności można zmieniać ich treść:

   >>> cubes = [1, 8, 27, 65, 125]  # coś tu jest nie tak
   >>> 4 ** 3  # sześcian 4 to 64, a nie 65!
   64
   >>> cubes[3] = 64  # zastąp nieprawidłową wartość
   >>> cubes
   [1, 8, 27, 64, 125]

Można również dodawać nowe elementy na końcu listy, przez użycie
*metody* (dowiemy się więcej o metodach później) "list.append()":

   >>> cubes.append(216)  # dodaj sześcian 6
   >>> cubes.append(7 ** 3)  # i sześcian 7
   >>> cubes
   [1, 8, 27, 64, 125, 216, 343]

Proste przypisanie w Pythonie nigdy nie kopiuje danych. Kiedy
przypisujesz listę do zmiennej, zmienna odnosi się do *istniejącej
listy*. Wszystkie zmiany dokonane na liście przez jedną zmienną będą
widoczne przez wszystkie inne zmienne, które się do niej odwołują.:

   >>> rgb = ["czerwony", "zielony", "niebieski"]
   >>> rgba = rgb
   >>> id(rgb) == id(rgba)  # odwołują się do tego samego obiektu
   True
   >>> rgba.append("alfa")
   >>> rgb
   ["czerwony", "zielony", "niebieski", "alfa"]

Wszystkie operacje wykrawania zwracają nową listę zawierającą żądane
elementy. Następujący slice więc zwraca płytką kopię listy:

   >>> correct_rgba = rgba[:]
   >>> correct_rgba[-1] = "alfa"
   >>> correct_rgba
   ["czerwony", "zielony", "niebieski", "alfa"]
   >>> rgba
   ["czerwony", "zielony", "niebieski", "alfa"]

Możliwe jest również przypisywanie do slice'ów. Może to zmienić
rozmiar listy lub zupełnie ją wyczyścić:

   >>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
   >>> litery
   ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g']
   >>> # zastąp niektóre wartości
   >>> letters[2:5] = ['C', 'D', 'E']
   >>> litery
   ['a', 'b', 'C', 'D', 'E', 'f', 'g']
   >>> # teraz je usuń
   >>> letters[2:5] = []
   >>> letters
   ['a', 'b', 'f', 'g']
   >>> # wyczyść listę zastępując wszystkie elementy pustą listą
   >>> letters[:] = []
   >>> letters[:]
   []

Wbudowana funkcja "len()" ma również zastosowanie do list:

   >>> letters = ['a', 'b', 'c', 'd']
   >>> len(letters)
   4

Można zagnieżdżać listy (tworzyć listy zawierające inne listy), na
przykład:

   >>> a = ['a', 'b', 'c']
   >>> n = [1, 2, 3]
   >>> x = [a, n]
   >>> x
   [['a', 'b', 'c'], [1, 2, 3]]
   >>> x[0]
   ['a', 'b', 'c']
   >>> x[0][1]
   'b'


3.2. Pierwsze kroki do programowania
====================================

Oczywiście możemy używać Pythona do zadań bardziej skomplikowanych niż
dodawanie dwóch do dwóch. Na przykład możemy napisać początkowy
podciąg ciągu Fibonacciego następująco:

   >>> # ciąg Fibonacciego:
   >>> # suma dwóch elementów określa następny
   >>> a, b = 0, 1
   >>> while a < 10:
   ...     print(a)
   ...     a, b = b, a+b
   ...
   0
   1
   1
   2
   3
   5
   8

Ten przykład wprowadza kilka nowych funkcji.

* Pierwsza linia zawiera *wielokrotne przypisanie*: zmienne "a" i "b"
  jednocześnie dostają nowe wartości 0 i 1. W ostatniej linii jest
  ponownie wykorzystane, demonstrując, że wyrażenia po prawej stronie
  są ewaluowane wcześniej, zanim którekolwiek z przypisań ma miejsce.
  Wyrażenia po prawej stronie są ewaluowane od lewej do prawej.

* Pętla "while" wykonuje się dopóki warunek (tutaj: "a < 10")
  pozostaje prawdziwy. W Pythonie, tak jak w C, każda niezerowa liczba
  całkowita jest prawdziwa; zero jest fałszywe. Warunek może być
  również ciągiem znaków lub listą, tak naprawdę jakąkolwiek
  sekwencją; cokolwiek o niezerowej długości jest prawdziwe, puste
  sekwencje są fałszywe. Warunek użyty w przykładzie jest prostym
  porównaniem. Standardowe operatory porównań pisane są tak samo jak w
  C: "<" (mniejsze niż), ">" (większe niż), "==" (równe), "<="
  (mniejsze lub równe), ">=" (większe lub równe) i "!=" (różne).

* *Ciało* pętli jest *wcięte*: indentacja (wcięcia) jest sposobem na
  grupowanie instrukcji. W trybie interaktywnym trzeba wprowadzić
  znak(i) spacji lub tabulacji, aby wciąć wiersz. W praktyce będziesz
  przygotowywać bardziej skomplikowane dane wejściowe dla Pythona za
  pomocą edytora tekstu; wszystkie przyzwoite edytory tekstu mają
  funkcję automatycznych wcięć. W chwili, gdy wprowadza się jakąś
  instrukcję złożoną w czasie sesji interpretera Pythona, trzeba
  zakończyć ją pustym wierszem (bowiem interpreter nie wie, czy
  ostatni wprowadzony wiersz jest ostatnim z tej instrukcji). Ważne
  jest, aby każdy wiersz należący do tej samej grupy instrukcji, był
  wcięty o taką samą liczbę spacji lub znaków tabulacji.

* Funkcja "print()" wypisuje wartość argumentu(-ów), które jej podano.
  Różnica pomiędzy tą instrukcją, a zwykłym zapisem wyrażenia, które
  chce się wypisać (tak jak robiliśmy to w przykładzie z kalkulatorem)
  występuje w sposobie obsługi wielu wyrażeń i napisów. Łańcuchy
  znaków wypisywane są bez cudzysłowów, a pomiędzy nimi zapisywane są
  spacje, tak aby można było ładnie sformatować pojawiający się napis,
  na przykład:

     >>> i = 256*256
     >>> print('Wartość i wynosi', i)
     Wartość i wynosi 65536

  Keyword argument *end* można wykorzystać, aby uniknąć znaku nowej
  linii po wypisaniu lub aby zakończyć wypisanie innym ciągiem znaków:

     >>> a, b = 0, 1
     >>> while a < 1000:
     ...     print(a, end=',')
     ...     a, b = b, a+b
     ...
     0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233,377,610,987,

-[ Przypisy ]-

[1] Jako że "**" ma wyższą precedencję niż "-", "-3**2" zostanie
    zinterpretowane jako "-(3**2)" i zwróci "-9". Aby tego uniknąć i
    otrzymać "9", możesz użyć "(-3)**2".

[2] W przeciwieństwie do innych języków, znaki specjalne takie jak
    "\n" mają to samo znaczenie zarówno z pojedynczym ("'…'") jak i
    podwójnym (""…"") cudzysłowem. Jedyną różnicą między nimi jest to,
    że wewnątrz pojedynczego cudzysłowu nie musisz używać znaku
    ucieczki dla """ (lecz musisz użyć znaku ucieczki "\'") i vice
    versa.
