Функциональное программирование и структуры данных на языке Python [2022] [Высшая инженерная школа СПбПУ] [Давид Антонян, Елена Крылова]

Функциональное программирование и структуры данных на языке Python [2022] Высшая инженерная школа СПбПУ (Санкт-Петербургский Политехнический Университет) Давид Антонян, Елена Крылова Курс является третьим в линейке курсов, посвящённых языку программирования Python. Он доступен тем, кто уже овладел языком Python на уровне структурного программирования и уверенно пишет программы на уровне курса информатики средней школы и ЕГЭ. Цель курса – на примере аскетичного и выразительного Питона овладеть техникой функционального программирования, познакомиться с типичными для многих языков структурами данных, оценить их применимость для решения различных задач. В курсе много практических заданий, выполнение которых не только знакомит с особенностями языка, но и вырабатывает алгоритмическую культуру, учит мыслить в терминах структур данных – а это именно то, что отличает программиста от чернорабочего «кодера». Каждая тема курса содержит как задачи базового уровня (обязательные), так и повышенного (дополнительные). Курс будет полезен и тем, кто пробует себя в олимпиадном программировании, и тем, кто планирует далее осваивать практические применения Питона в различных сферах. Чему научим: 1. Знания и представления: Парадигмы программирования, возможность их реализации на Python. Функциональное программирование: суть, преимущества. Функции в Python, типы аргументов. Способы вызова функций. Модули, использование функций из модулей стандартной библиотеки. Подключение внешних библиотек. Рекурсия, её сильные и слабые стороны. Анонимные функции (лямбда-выражения). Функции высших порядков map, filter, zip, reduce. Списки: назначение, внутренняя реализация, возможности. Массивы библиотеки NumPy: возможности, применение Словари, их применение. Множества, операции над множествами. 2. Умения и навыки: Техника разработки программ в среде PyCharm. Использование информационных ресурсов по языку Python. Использование функций стандартной библиотеки. Разработка и вызов функций. Реализация рекурсивных алгоритмов. Использование лямбда-выражений. Применение функций высших порядков. Программирование в функциональном стиле. Работа со списками, словарями, множествами. Подключение библиотек. Работа с массивами. Рациональный выбор структур данных для решения задачи. Разработка программ для автоматической проверки (спортивное программирование). Занятие 1 - Введение. Парадигмы программирования Стили программирования на Python. Знакомство со средой программирования PyCharm. Повторение: базовые типы данных и операции. Входная проверочная работа. Занятие 2 - Функции в Python Повторение: создание функции, вызов функции. Встроенные функции. Модули, их подключение. Аргументы функции: позиционные и именованные. Рекурсия. Практикум: планирование и разработка функций. Занятие 3 - Особенности вызова функций в Python Анонимные функции – lambda-выражения. Списковый вызов функций. Функция высшего порядка map. Практикум: разработка программ в функциональном стиле. Занятие 4 - Функции высшего порядка Передача функции в качестве аргумента. Функция map – подробнее. Функции filter, zip, reduce. Практикум: разработка программ в функциональном стиле (продолжение). Занятие 5 - Проверочная работа: основы функционального программирования. Понятие о структурированных типах данных Простые и структурированные данные. Повторение: списки, кортежи. Внутренняя реализация списка в Python. Различие между списком и массивом. Практикум – работа со списками. Занятие 6 - Функции и методы списков Различие между функцией и методом. Функции и методы списков. Практикум – работа со списками (продолжение). Занятие 7 - Библиотека NumPy и работа с массивами Библиотеки, их подключение. Массивы в NumPy. Индексация в массивах. Векторизованные вычисления. Методы массивов. Практикум – работа с массивами. Занятие 8 - Словари и множества. Их применение Суть и назначение словаря (ассоциативного массива). Создание словаря. Методы словарей. Множество как набор неповторяющихся элементов. Операции над множествами в Python. Практикум: работа со словарями и множествами. Занятие 9 - Практикум: работа со структурированными данными. Проверочная работа: структурированные типы данных. Занятие 10 - Python и олимпиадное программирование Ввод и вывод данных в автопроверяемых программах Плюсы и минусы Python в спортивном программировании Практикум: решение олимпиадных задач, требующих применения эффективных алгоритмов или рационального выбора структуры данных. Занятие 11- Повторение, подготовка к экзамену Тематические тесты на повторение. Практикум по решению задач. Занятие 12 - Итоговое занятие Экзаменационный тест. Экзаменационное задание. Подведение итогов курса, варианты дальнейшего обучения.