Bài tập dài môn lập trình ứng dụng trong tự động hóa ngôn ngữ lập trình python

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA BÀI TẬP DÀI Mơn: Lập trình ứng dụng tự động hóa Giảng viên hướng dẫn : Mai Hồng Cơng Minh Sinh viên thực hiện: Tạ Tiến Đạt – MSV: 19810000125 Đỗ Như Công – MSV: 19810000304 Trịnh Mai Doanh – MSV: 19810000006 Lớp : D14THDK&TDH Hà Nội, tháng năm 2023 MỞ ĐẦU Trong sống đại ngày nay, kinh tế ngày phát triển ngành công nghệ thông tin trợ thủ đắc lực cho hầu hết ngành nghề Sự góp mặt chương trình ứng dụng mang lại nhiều lợi ích thiết thực làm cho cách thức vận hành hoạt động liên ngành khác trở lên linh hoạt mang lại hiệu cao Đặc biệt, thời đại công nghệ gần thiếu khái niệm liên quan đến công nghệ thông tin, từ phương tiện truyền thơng, xã hội, văn hóa, giải trí, khoa học kỹ thuật lĩnh vực kinh doanh, quản lý, y tế, giáo dục v.v Đâu đâu cần phần mềm sản phẩm công nghệ thông tin đễ hỗ trợ giúp thúc đẩy phát triển vững mạnh Để tạo sản phẩm phần mềm hữu ích, với phát triển nhiều ngơn ngữ lập trình đáp ứng cho cơng nghiệp Python tên đáng ý Hiện ngôn ngữ Python xếp hạng Top 10 ngôn ngữ lập trình phổ biến giới sử dụng Python ngơn ngữ có hình thái sáng sủa, cấu trúc rõ ràng, thuận tiện cho người bắt đầu học lập trình Cấu trúc Python cịn cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu Python ngơn ngữ lập trình đơn giản lại hiệu Bên cạnh đó, Python ngơn ngữ có tính hướng đối tượng cao, sử dụng nhiều cho toán xử lý với liệu lớn Với ngơn ngữ lập trình python ngơn ngữ lập trình đa với nhiều ưu điểm vượt trội, đứng vị trí số top ngơn ngữ lập trình Chương 1: NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH PYTHON 1.1 Giới thiệu Lịch sử hình thành Python hình thành vào cuối năm 1980 bắt đầu thực vào tháng 12/1989 Guido van Rossum CWI Hà Lan người kế thừa ngôn ngữ ABC (tự lấy cảm hứng từ SETL) có khả xử lý ngoại lệ giao tiếp với hệ điều hành Amoeba Van Rossum tác giả Python, vai trị trung tâm ông tiếp tục việc định hướng phát triển Python phản ánh tiêu đề mà cộng đồng Python dành cho ông “Độc tài nhân từ cho sống” (benevolent dictator for life)(BDFL) Python phát hành vào ngày 16/10/2000, với nhiều tính bao gồm dọn rác đầy đủ hỗ trợ Unicode Với phiên này, trình phát triển thay đổi trở thành minh bạch cộng đồng ủng hộ Python (còn gọi Python 3000 Py3k), phát hành lớn, khơng tương thích ngược, phát hành vào ngày 03/12/2008 sau thời gian dài thử nghiệm Nhiều số tính điều chỉnh để tương thích ngược với Python Các tính triết lý phát triển Python ngôn ngữ lập trình đa hình: lập trình hướng đối tượng hướng cấu trúc hỗ trợ đầy đủ, có số tính ngơn ngữ hỗ trợ lập trình theo chức lập trình hướng khía cạnh (Aspect-oriented programming) Nhiều mơ hình khác hỗ trợ việc sử dụng phần mở rộng, bao gồm thiết kế theo hợp đồng (design by contract) lập trình luận lý Các trang Mozilla, Reddit, Instagram PBS viết Python Ngơn ngữ lập trình Python dùng vào mục đích: • Phát triển web (trên máy chủ) • Phát triển phần mềm • Tính tốn cách khoa học • Lên kịch cho hệ thống Tại Sao Nên Học Lập Trình Python? • Python hỗ trợ nhiều tảng khác (Windows, Mac, Linux, Raspberry Pi, etc) • Python có cú pháp đơn giản, dễ đọc hiểu gần gũi với tiếng Anh • Cú pháp Python giúp lập trình viên sử dụng dịng code để lập trình thuật tốn so với ngơn ngữ lập trình khác • Python sử dụng trình thơng dịch để thực thi dịng code Do đó, dịng code thực thi mà không cần biên dịch tồn chương trình Như giúp kiểm tra code nhanh Python hỗ trợ hàm, thủ tục, hay kể lập trình hướng đối tượng Để viết mã nguồn Python, ta sử dụng trình soạn thảo nào, kể trình soạn thảo đơn giản NotePad Tuy nhiên, để phát triển ứng dụng cách hiệu hơn, ta nên sử dụng IDE, để tiết kiệm thời gian công sức viết code Trong phần tìm hiểu này, đồ án sử dụng IDE thơng dụng để lập trình ứng dụng Python, PyCharm IDE 1.2 Cài đặt mơi trường làm việc “cài đặt PyCharm” Để download Pycharm, ta truy cập vào: https://www jetbrains com/pycharm/download/#section=windows tải Hình 1.2-1: Dowload PyCharm Sau tải phiên pycahrm máy ta tiến hành cài đặt pycharm theo bước hướng dẫn tùy chọn cài đặt Hình 1.2-2: Cài đặt PyCharm Sau trình cài đặt hoàn tất, giao diện PyCharm hình Hình 1.2-3: Tạo project 1.3 Cài đặt python Để download Python, ta truy cập địa trang chủ python qua địa https://www python org/downloads/ tải python Hình 1.3-1: Download python Sau download xong nhấn vào file exe vừa download kích hoạt để cài đặt Lúc cần thực bước theo hướng dẫn chọn thành phần cài đặt, xác định đường dẫn cần thiết thơng số khác Hình 1.3-2: Cài đặt python 1.4 Tạo file viết mã Python PyCharm Sau tạo xong Project, ta click phải chuột lên Project, tạo Python File, để tạo file mã nguồn Python Và đặt tên cho file đó, file viết ngơn ngữ lập trình python có “py” Hình 1.4-1: Tạo file python Thử viết ví dụ in “Hello world” pycharm ngôn ngữ lập trình python Hình 1.4-2: Ví dụ Hello world 1.5 Các Khái Niệm Cơ Bản Trong Lập Trình Python 1.5.1 Comments python Trong Python văn bên phải biểu tượng # trình biên dịch hiểu comment không biên dịch phần Hình 1.5-1 Comment python Sử dụng nhiều comment hữu ích chương trình bạn làm cho cơng việc lập trình bạn dễ dàng hơn: Giải thích giả định Giải thích định quan trọng Giải thích chi tiết quan trọng Giải thích vấn đề bạn cố gắng giải Giải thích vấn đề cố gắng khắc phục chương trình mình, v.v Hằng số (Literal Constants): Ví dụ số theo nghĩa đen số 5, 23 chuỗi ‘python’hay “It’s a string!” Nó gọi nghĩa đen sử dụng giá trị theo nghĩa đen Số ln ln đại diện cho khơng có khác số giá trị khơng thể thay đổi Do đó, tất giá trị gọi số Số (Numbers): Số chủ yếu có hai loại – số nguyên (integer) số thực (float) Chuỗi (String): Một chuỗi dãy ký tự Chuỗi loạt từ Biến: Biến xác tên gọi nó, tức giá trị thay đổi Các biến giúp lưu trữ định nghĩa Các biến phần nhớ máy tính nơi lưu trữ số thông tin Đối tượng (Object): Python đề cập đến điều sử dụng chương trình đối tượng 1.6 Cấu trúc liệu gì, kiểu cấu trúc liệu python Việc tổ chức, quản lý lưu trữ liệu quan trọng cho phép truy cập dễ dàng sửa đổi hiệu Cấu trúc liệu (Data Structure) cho phép bạn xếp liệu theo cách cho phép bạn lưu trữ liệu thu thập, liên quan đến chúng theo mà thực thao tác chúng Python có hỗ trợ ngầm cho Cấu trúc liệu cho phép lưu trữ truy cập liệu Các cấu trúc gọi List, Dictionary, Tuple Set Python cho phép người dùng tạo Cấu trúc liệu riêng họ, cho phép toàn quyền kiểm soát chức Các cấu trúc liệu bật Stack, Queue, Tree, Linked List, v.v đồng thời có sẵn ngơn ngữ lập trình khác Cấu trúc liệu tích hợp (Built-in Data Structures) Về cấu trúc liệu Python, Cấu trúc liệu tích hợp sẵn với Python giúp lập trình dễ dàng giúp lập trình viên sử dụng chúng để có giải pháp nhanh Và có kiểu cấu trúc liệu là: List: Được sử dụng để lưu trữ liệu loại liệu khác cách Có địa gán cho thành phần danh sách, gọi Index Giá trị mục tiếp tục phần tử cuối gọi số dương Dictionary: Được sử dụng để lưu trữ cặp key-value Để hiểu rõ hơn, nghĩ đến thư mục điện thoại nơi hàng trăm hàng ngàn tên số tương ứng chúng thêm vào Bây giá trị không đổi Tên Số điện thoại gọi phím Và tên số điện thoại khác giá trị đưa vào phím Nếu truy cập giá trị phím, nhận tất tên số điện thoại Vì vậy, cặp key-value Và Python, cấu trúc lưu trữ Dictionary Set: Là tập hợp yếu tố khơng có thứ tự Có nghĩa liệu lặp lại nhiều lần, nhập vào tập hợp lần Tuple (các liệu): Tuples giống list với ngoại lệ liệu nhập vào liệu khơng thể thay đổi điều Ngoại lệ liệu bên Tuple thay đổi, sau liệu Tuple thay đổi Hình 1.6-1 So sánh list tuple 1.7 Cấu trúc điều khiển python Python chạy loạt câu lệnh theo thứ tự từ xuống cách xác Câu lệnh điều khiển loại câu lệnh dùng để điều khiển luồng chạy câu lệnh khác chương trình Điều đạt cách sử dụng câu lệnh điều khiển Có lệnh kiếm sốt cấu trúc điều khiển Python là: if, for while 1.7.1 Lệnh IF Được sử dụng để kiểm tra điều kiện: điều kiện chạy khối câu lệnh (được gọi if-block), sai chương trình xử lý khối câu lệnh khác (được gọi else-block ) Ví dụ: Cho số nguyên cho trước, nhập vào số nguyên khác báo kết Nếu thỏa mãn điều kiện in kết khác Hình 1.7-1 Ví dụ lệnh if tốn Kết cho thấy nhập số nguyên Nếu thỏa mãn điều kiện với số cho trước in “chính xác” Và kết khác điền vào số lớn nhỏ số cho trước Kết quả: Hình 1.7-2 kết ví dụ lệnh if 1.7.2 Lệnh FOR Câu lệnh for in câu lệnh lặp khác, lặp lặp lại qua chuỗi (sequences) đối tượng tức qua mục chuỗi Chúng ta tìm hiểu nhiều sequences cấu trúc liệu Python sau Những bạn cần biết chuỗi trình từ tập hợp items Ví dụ: Hình 1.7-3 ví dụ lệnh for Kết Vịng lặp for Python hồn tồn khác với vịng lặp C / C ++ vòng lặp for Python tương tự vòng lặp foreach C# Trong C / C ++, bạn muốn viết for(int i = 0; i y in x ngược lại Hình 2.1-6 ví dụ lệnh return Kết đầu ra: in giá trị lớn hai số cho trước Hình 2.1-7 kết ví dụ lệnh return 2.1.4 DocStrings Python Chuỗi sau tiêu đề hàm gọi docstring (documentation string), dùng để giải thích chức cho hàm Mặc dù docstring không bắt buộc, việc giải thích ngắn gọn chức hàm giúp người dùng sau gọi hàm hiểu hàm làm mà khơng cần phải tìm lại định nghĩa hàm để xem xét Việc thêm tài liệu cho code giúp sau quay trở lại nhớ chi tiết, rõ ràng đoạn code viết trước mà khơng có sai sót Python có tính tiện lợi gọi chuỗi tài liệu, thường gọi tên ngắn docstrings DocStrings cơng cụ quan trọng mà bạn nên sử dụng giúp ghi lại chương trình tốt dễ hiểu Chúng ta chí in sử dụng chuỗi hàm 2.1.5 Ví dụ hàm DocStrings Python Cho hai số nguyên x, y tìm số lớn nếu: x lớn y in “x is maxium” ngược lại y lớn y in “y is maxium” kết thúc Hình 2.1-8 ví dụ hàm DocString Kết quả: in giá trị lớn (y=5, y >3) suy y is maxium Hình 2.1-9 Kết ví dụ hàm DocString CHƯƠNG : BÀI TẬP NÂNG CAO ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HĨA 3.1 Nhận diện khn mặt dùng svm Comment Chương 3: tìm hiểu Decision tree Bổ sung tài liệu tham khảo: nguồn Internet, pdf, sách