Python — programowanie od podstaw

Trzy lekcje o tym, czym jest programowanie i język Python, jak przygotować środowisko pracy i jak napisać, uruchomić i poprawić pierwszy program.

• 1.1 Algorytm, program i język Python Od problemu do algorytmu i programu. Sposoby zapisu algorytmów, języki kompilowane i interpretowane, miejsce Pythona wśród języków programowania. 6 slajdów · 8 pytań
• 1.2 Środowisko pracy: instalacja, REPL i edytor Instalacja interpretera, tryb interaktywny (REPL), skrypty .py, edytory IDLE, Thonny i Visual Studio Code, uruchamianie z wiersza poleceń. 6 slajdów · 8 pytań
• 1.3 Pierwszy program, komentarze i błędy Funkcja print() i jej parametry sep i end, komentarze, styl PEP 8, rodzaje błędów: składniowe, wykonania i logiczne, czytanie komunikatu Traceback. 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje o tym, jak program przechowuje dane: zmienne i typy liczbowe, operatory arytmetyczne i logiczne, wczytywanie danych z klawiatury, konwersje typów i formatowanie wyników.

• 2.1 Zmienne i podstawowe typy danych Przypisanie, nazwy zmiennych, typy int, float, str, bool i None, funkcja type(), dynamiczne typowanie, przypisanie wielokrotne i zamiana wartości. 6 slajdów · 8 pytań
• 2.2 Operatory arytmetyczne, porównania i logiczne Dzielenie zwykłe i całkowite, reszta z dzielenia, potęgowanie, priorytet działań, operatory porównania (również łańcuchowe), and, or, not, funkcje abs, round, min, max i moduł math. 6 slajdów · 8 pytań
• 2.3 Wczytywanie danych i konwersja typów Funkcja input(), konwersje int(), float(), str(), bool(), wczytywanie kilku liczb w jednej linii przez split() i map(), typowe błędy ValueError i TypeError. 6 slajdów · 8 pytań
• 2.4 Formatowanie wyników i programy liniowe f-stringi i specyfikatory formatu (miejsca po przecinku, szerokość, wyrównanie, separator tysięcy), metoda format(), programy liniowe: wejście → obliczenia → wyjście. 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje o sterowaniu przebiegiem programu: rozgałęzienia if/elif/else i match, pętla for z range, pętla while, instrukcje break i continue oraz pętle zagnieżdżone i typowe schematy: licznik, suma, minimum, maksimum.

• 3.1 Instrukcja warunkowa if, elif, else Składnia if, bloki i wcięcia, rozgałęzienia wielokrotne elif, warunki złożone, zagnieżdżanie, wyrażenie warunkowe i instrukcja match. 6 slajdów · 8 pytań
• 3.2 Pętla for i funkcja range Iteracja po sekwencji, range z jednym, dwoma i trzema argumentami, liczenie wstecz, schemat sumowania i zliczania, iteracja po napisie, enumerate. 6 slajdów · 8 pytań
• 3.3 Pętla while, break i continue Pętla z warunkiem, pętla nieskończona i jej przerwanie, wczytywanie do wartości wartownika, kontrola poprawności danych, break, continue i else przy pętli. 6 slajdów · 8 pytań
• 3.4 Pętle zagnieżdżone, minimum i maksimum Pętla w pętli: tabliczka mnożenia, figury z gwiazdek, pary liczb. Wyszukiwanie minimum i maksimum, liczenie średniej, śledzenie wykonania programu (trace table). 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje o dzieleniu programu na mniejsze części: definiowanie funkcji, parametry i wartości zwracane, zasięg zmiennych, dokumentowanie oraz rekurencja z jej klasycznymi przykładami.

• 4.1 Definiowanie i wywoływanie funkcji Po co funkcje, słowo def, parametry i argumenty, instrukcja return, funkcje zwracające wartość i wykonujące działanie, zwracanie kilku wartości, funkcja główna main. 6 slajdów · 8 pytań
• 4.2 Parametry, zasięg zmiennych i dokumentacja Argumenty pozycyjne i nazwane, wartości domyślne, *args, zmienne lokalne i globalne, słowo global, przekazywanie obiektów modyfikowalnych, docstringi i adnotacje typów. 6 slajdów · 8 pytań
• 4.3 Rekurencja Funkcja wywołująca samą siebie, przypadek bazowy i krok rekurencyjny, stos wywołań, silnia, potęga, NWD, ciąg Fibonacciego, limit rekurencji, rekurencja a iteracja, memoizacja. 6 slajdów · 8 pytań
• 4.4 Funkcje jako obiekty, lambda i projektowanie programu Przekazywanie funkcji jako argumentu, wyrażenia lambda, sorted z parametrem key, map i filter, projektowanie zstępujące programu z funkcji i testowanie funkcji instrukcją assert. 6 slajdów · 8 pytań

Pięć lekcji o przechowywaniu wielu wartości: napisy i ich metody, listy jako tablice dynamiczne, krotki i zbiory, słowniki oraz listy składane i tablice dwuwymiarowe.

• 5.1 Napisy — indeksowanie, wycinki i metody Napis jako sekwencja znaków, indeksy dodatnie i ujemne, wycinki [start:stop:krok], niemodyfikowalność, metody upper, lower, strip, split, join, replace, find, count, kody znaków ord i chr. 6 slajdów · 8 pytań
• 5.2 Listy Tworzenie list, indeksowanie i wycinki, modyfikowalność, metody append, insert, pop, remove, sort, reverse, index, count, funkcje len, sum, min, max, sorted, kopiowanie list i aliasy. 6 slajdów · 8 pytań
• 5.3 Krotki i zbiory Krotka jako niemodyfikowalna sekwencja, rozpakowywanie, zwracanie kilku wartości. Zbiór: unikalne elementy, szybkie sprawdzanie przynależności, operacje sumy, części wspólnej i różnicy. 6 slajdów · 8 pytań
• 5.4 Słowniki Pary klucz–wartość, dodawanie i modyfikacja, get, in, usuwanie, iteracja po keys, values, items, zliczanie wystąpień, Counter, słowniki zagnieżdżone jako rekordy. 6 slajdów · 8 pytań
• 5.5 Listy składane i tablice dwuwymiarowe Wyrażenia listowe z warunkiem, słowniki i zbiory składane, zip, tablica dwuwymiarowa jako lista list, poprawne tworzenie macierzy, przechodzenie po wierszach i kolumnach, sumy, transpozycja. 6 slajdów · 8 pytań

Sześć lekcji z algorytmami wymienionymi w podstawie programowej informatyki: algorytmy na liczbach, systemy liczbowe i schemat Hornera, wyszukiwanie, sortowanie proste i szybkie, algorytmy na tekstach i szyfry oraz metody numeryczne.

• 6.1 Algorytmy na liczbach: pierwszość, sito, NWD, czynniki Test pierwszości do pierwiastka, sito Eratostenesa, algorytm Euklidesa w wersji z odejmowaniem i z resztą, NWW, rozkład na czynniki pierwsze, dzielniki i liczby doskonałe. 6 slajdów · 8 pytań
• 6.2 Systemy liczbowe i schemat Hornera Systemy pozycyjne, zamiana z dziesiętnego na dowolny system dzieleniem przez podstawę, zamiana na dziesiętny schematem Hornera, systemy dwójkowy, ósemkowy i szesnastkowy, funkcje bin, oct, hex i int z podstawą, obliczanie wartości wielomianu. 6 slajdów · 8 pytań
• 6.3 Wyszukiwanie liniowe i binarne Wyszukiwanie liniowe i z wartownikiem, jednoczesne min i max, wyszukiwanie binarne w ciągu posortowanym w wersji iteracyjnej, szukanie pierwiastka całkowitego metodą połowienia, moduł bisect. 6 slajdów · 8 pytań
• 6.4 Sortowanie proste: bąbelkowe, przez wybór, przez wstawianie, przez zliczanie Idea i implementacja czterech algorytmów sortowania, liczba porównań i zamian, złożoność O(n²) i O(n + k), stabilność sortowania, sortowanie wbudowane. 6 slajdów · 8 pytań
• 6.5 Dziel i zwyciężaj: sortowanie przez scalanie i szybkie Strategia dziel i zwyciężaj, scalanie dwóch posortowanych ciągów, merge sort, quicksort z podziałem względem piwota, złożoność O(n log n), porównanie czasów działania. 6 slajdów · 8 pytań
• 6.6 Algorytmy na tekstach, szyfry i metody numeryczne Palindromy i anagramy, wyszukiwanie wzorca w tekście, szyfr Cezara i przestawieniowy, kompresja RLE, bisekcja, metoda Herona, metoda Monte Carlo z modułem random. 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje o programach pracujących z prawdziwymi danymi: odczyt i zapis plików tekstowych, formaty CSV i JSON, obsługa wyjątków oraz organizacja kodu w moduły i pakiety z użyciem biblioteki standardowej i pip.

• 7.1 Pliki tekstowe: odczyt i zapis Funkcja open i tryby r, w, a, kodowanie UTF-8, instrukcja with, odczyt całego pliku, linia po linii i do listy, strip i split, zapis wyników, ścieżki względne i moduł pathlib. 6 slajdów · 8 pytań
• 7.2 Formaty danych: CSV i JSON Pliki CSV z separatorem przecinka lub średnika, moduł csv: reader, DictReader, writer, analiza danych tabelarycznych, format JSON i moduł json: dump, load, dumps, loads. 6 slajdów · 8 pytań
• 7.3 Wyjątki i obsługa błędów Hierarchia wyjątków, try/except, wiele bloków except, else i finally, odczyt komunikatu wyjątku, zgłaszanie wyjątków raise, własne klasy wyjątków, walidacja danych użytkownika, programowanie defensywne. 6 slajdów · 8 pytań
• 7.4 Moduły, pakiety i biblioteka standardowa Instrukcja import i jej warianty, własne moduły, __name__ == "__main__", pakiety, przegląd biblioteki standardowej: math, random, datetime, os, sys, collections, itertools, menedżer pip i środowisko wirtualne venv. 6 slajdów · 8 pytań

Pięć lekcji o modelowaniu programu za pomocą obiektów: klasy, atrybuty i metody, hermetyzacja i właściwości, metody specjalne, dziedziczenie i polimorfizm, klasy abstrakcyjne i dataclass oraz projektowanie z diagramem klas UML.

• 8.1 Klasy i obiekty Paradygmat obiektowy, klasa jako szablon i obiekt jako instancja, konstruktor __init__, parametr self, atrybuty instancji i klasy, metody, wiele obiektów jednej klasy. 6 slajdów · 8 pytań
• 8.2 Hermetyzacja, właściwości i metody specjalne Konwencja _ i __, gettery i settery, dekorator @property, walidacja w setterze, metody specjalne __str__, __repr__, __eq__, __lt__, __len__, __add__, metody statyczne i klasowe. 6 slajdów · 8 pytań
• 8.3 Dziedziczenie i polimorfizm Klasa bazowa i pochodna, relacja „jest”, nadpisywanie metod, super(), isinstance i issubclass, polimorfizm i duck typing, hierarchia klas, dziedziczenie wielokrotne i MRO. 6 slajdów · 8 pytań
• 8.4 Klasy abstrakcyjne, kompozycja i dataclass Moduł abc i metody abstrakcyjne jako interfejs, kompozycja i agregacja — relacja „ma”, wybór między dziedziczeniem a kompozycją, klasy danych @dataclass, wyliczenia Enum. 6 slajdów · 8 pytań
• 8.5 Projektowanie obiektowe i diagram klas UML Od opisu problemu do klas, rzeczowniki i czasowniki, odpowiedzialność klasy, diagram klas UML: atrybuty, metody, widoczność, relacje dziedziczenia, asocjacji i kompozycji, zasady SOLID w pigułce, mini-projekt biblioteki. 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje, które odróżniają programistę od osoby piszącej skrypty: analiza złożoności obliczeniowej, stos, kolejka i kolejka priorytetowa, grafy i drzewa z przeszukiwaniem BFS i DFS oraz testy jednostkowe, debugowanie i kontrola wersji.

• 9.1 Złożoność obliczeniowa Pomiar czasu a analiza teoretyczna, operacja dominująca, notacja O, klasy złożoności O(1), O(log n), O(n), O(n log n), O(n²), O(2ⁿ), złożoność pamięciowa, koszt operacji na listach, słownikach i zbiorach. 6 slajdów · 8 pytań
• 9.2 Stos, kolejka i kolejka priorytetowa Abstrakcyjne typy danych, stos LIFO na liście, sprawdzanie nawiasów i odwrotna notacja polska, kolejka FIFO z collections.deque, symulacja kolejki, kolejka priorytetowa i kopiec heapq. 6 slajdów · 8 pytań
• 9.3 Grafy i drzewa: BFS, DFS, BST Graf skierowany i nieskierowany, lista i macierz sąsiedztwa, przeszukiwanie wszerz i najkrótsza ścieżka w grafie nieważonym, przeszukiwanie w głąb i spójne składowe, drzewo, drzewo poszukiwań binarnych BST. 6 slajdów · 8 pytań
• 9.4 Testy jednostkowe, debugowanie i kontrola wersji Rodzaje testów, przypadki testowe i brzegowe, unittest i pytest, TDD, debuger: punkty przerwania i praca krokowa, logowanie, analiza statyczna, podstawy Git: commit, historia, gałęzie. 6 slajdów · 8 pytań

Cztery lekcje łączące całą wiedzę: aplikacja z graficznym interfejsem w tkinter, trwałe dane w bazie SQLite, cykl wytwarzania oprogramowania z dokumentacją oraz strategie rozwiązywania zadań maturalnych i egzaminu zawodowego INF.04.

• 10.1 Aplikacja okienkowa w tkinter Programowanie sterowane zdarzeniami, okno główne, widżety Label, Entry, Button, Listbox, Checkbutton, menedżery układu pack i grid, obsługa kliknięć, okna dialogowe messagebox, aplikacja z klasą. 6 slajdów · 8 pytań
• 10.2 Python i bazy danych SQLite Moduł sqlite3, połączenie, kursor, tworzenie tabel, zapytania INSERT, SELECT, UPDATE, DELETE, zapytania parametryzowane i SQL injection, commit, pobieranie wyników, warstwa dostępu do danych. 6 slajdów · 8 pytań
• 10.3 Wytwarzanie oprogramowania: od wymagań do dokumentacji Cykl życia oprogramowania, modele kaskadowy i zwinny (Scrum), wymagania funkcjonalne i niefunkcjonalne, przypadki użycia, planowanie projektu, struktura katalogów, README, dokumentacja kodu i testów, licencje, praca z API przez requests. 6 slajdów · 8 pytań
• 10.4 Strategie egzaminacyjne: matura z informatyki i INF.04 Budowa zadań programistycznych na maturze i egzaminie zawodowym, schemat pracy z plikiem danych, szablon rozwiązania, kontrola poprawności na danych przykładowych, zarządzanie czasem, lista kontrolna przed oddaniem pracy. 6 slajdów · 8 pytań