Привіт, світе

У попередній темі ми з'ясували, що програма — це список інструкцій, які машина виконує одну за одною, і що Python — зручна мова, щоб такі інструкції записувати. Усе це поки що було на словах. Тепер настає момент, коли треба перестати читати про Python і змусити його працювати на власному комп'ютері.

Ця тема — про руки, а не про голову. Ми поставимо інтерпретатор, відкриємо чорне вікно термінала (воно не кусається), напишемо файл із одного рядка, запустимо його — і навмисно зламаємо тричі, щоб навчитися читати повідомлення про помилки. Бо помилки — це не покарання, а звіт про те, що саме пішло не так.

01 / МатчастинаЩо саме ми встановлюємо

Слово «Python» означає дві різні речі, і плутанина між ними — джерело половини непорозумінь.

• Мова — набір правил: як записати число, як назвати змінну, що означає двокрапка в кінці рядка. Правила існують у документі, їх не можна «встановити».
• Інтерпретатор — програма, яка читає текст, написаний за цими правилами, і виконує його. Ось її ми й ставимо.

Аналогія: мова — це граматика української, а інтерпретатор — жива людина, яка вміє читати вголос. Написати текст за правилами мало, потрібен хтось, хто його озвучить.

Офіційний інтерпретатор зветься CPython — саме його завантажують із python.org. Існують інші (PyPy, GraalPy), але коли кажуть «встанови Python», мають на увазі CPython.

Чому версія має значення

Python не стоїть на місці: кожного жовтня виходить нова версія, і в ній зазвичай є новий синтаксис. Правило асиметричне й важливе:

Ми орієнтуємось на Python 3.12 або новіший. Не з примхи: у 3.11 з'явилися стрілочки під винним фрагментом у повідомленні про помилку — саме те, що робить навчання відчутно легшим. У 3.12 дозволили однакові лапки всередині f-рядків, і зникла ціла категорія дурних помилок. Посунь повзунок і подивись, що коли з'явилося:

02 / ВстановленняТри системи, три граблі

Далі — конкретні кроки. Обери свою систему в інтерактиві: там і послідовність дій, і головна пастка саме для неї, і команда, якою перевіряють, що вийшло.

03 / ТерміналЧорне вікно без страху

Термінал (він же командний рядок, консоль, shell) — це вікно, у якому ти пишеш команду текстом, натискаєш Enter, і програма відповідає теж текстом. Оце й усе. Ніякої магії й нічого хакерського: це просто інший спосіб керувати комп'ютером — замість «тицьнути мишею в іконку» ти називаєш дію словом.

Чому програмісти ним користуються, хоч мишею наче зручніше? Дві причини. Перша: словами можна описати дію, для якої ніхто не намалював кнопки. Друга: команду можна записати, надіслати колезі й повторити через рік — а послідовність кліків мишею не запишеш.

Як відкрити

• Windows: Win, набери «Terminal» або «PowerShell», Enter.
• macOS: Cmd+Space, набери «Terminal», Enter.
• Linux: Ctrl+Alt+T у більшості середовищ.

Перше, що ти побачиш, — запрошення (prompt): короткий рядок, що закінчується символом $, % або >. Ліворуч від нього зазвичай написано, у якій ти теці. Це не декорація: термінал завжди стоїть у якійсь одній теці, і всі команди виконуються відносно неї. Ця тека називається поточним каталогом, і плутанина з нею породжує більшість перших помилок.

Три команди, щоб не загубитися

І дві клавіші, які економлять години: Tab дописує назву файлу чи теки за першими літерами (і заодно доводить, що така назва існує), а ↑ повертає попередню команду, щоб не набирати її знову.

Нижче — тренажер. Це не справжній термінал, а модель: він розуміє обмежений набір команд, зате не зіпсує тобі комп'ютер. Спробуй виконати три завдання, які він показує праворуч.

04 / АдресаШлях: як машина називає місце

Файли живуть у теках, теки лежать у інших теках. Шлях (path) — це маршрут до файлу, записаний рядком. Виглядає він по-різному залежно від системи:

Ліворуч Windows: маршрут починається з літери диска, роздільник — зворотна скісна \. Праворуч macOS і Linux: маршрут починається з кореня /, роздільник — звичайна скісна /. Різниця косметична, логіка однакова.

Шляхи бувають двох видів, і це головне, що треба засвоїти:

• Абсолютний — від самого початку: /home/olena/projects/hello.py. Працює звідки завгодно, бо не залежить від того, де ти стоїш.
• Відносний — від поточної теки: hello.py означає «файл hello.py тут, де я зараз», projects/hello.py — «зайди в projects і візьми там», ../projects/hello.py — «піднімись на рівень вище, потім у projects».

Через це один і той самий файл запускається різними командами залежно від того, де стоїть термінал. Поклацай по теках у дереві — унизу видно, як змінюється команда:

05 / ДіалогREPL: розмова з інтерпретатором

Набери в терміналі python3 і нічого більше. Замість запрошення оболонки з'явиться інше — три кутові дужки >>>. Ти потрапив у REPL.

Абревіатура — це цикл із чотирьох дій: Read (прочитати рядок), Eval (обчислити), Print (надрукувати результат), Loop (повторити). Інтерпретатор працює співрозмовником: ти пишеш рядок, він одразу відповідає.

І ось відмінність, яку плутають найчастіше. У REPL значення виразу друкується саме собою. У файлі — ні. Напиши 2 + 2 у REPL — побачиш 4. Те саме у файлі не покаже нічого, бо друкувати ти не просив.

Чому так? REPL зроблений для діалогу: безглуздо мовчати, коли в тебе щось спитали. Файл — для роботи: програма, що друкує кожне проміжне значення, була б нестерпною. Перемикай сценарії й дивись на різницю:

06 / ФайлПерший файл і що робить запуск

Тепер найголовніше. Порядок дій такий:

1. Створи теку для навчання — хай буде projects у домашній теці.
2. Створи в ній текстовий файл із назвою hello.py.
3. Напиши в ньому один рядок і збережи:

4. У терміналі перейди в цю теку: cd projects.
5. Запусти: python3 hello.py (на Windows — python hello.py).

На екрані з'явиться Привіт, світе!. Це твоя перша програма.

Розширення .py — не магія. Інтерпретатору байдуже: python3 будь-що.txt теж чудово виконається. Розширення потрібне людям і редакторам: за ним редактор впізнає мову й підсвітить синтаксис, а ти з першого погляду відрізниш код від нотаток.

Що щойно сталося

07 / ПошукДві різні «не знайдено»

Перші дві помилки, які бачить кожен, схожі на вигляд і абсолютно різні за суттю. Розрізняти їх треба навчитися одразу.

Перша: не знайдено файл

Інтерпретатор знайдено й запущено — він працює й скаржиться. Не знайдено твій файл. Ключ до розгадки в самому повідомленні: там надрукований повний шлях, за яким шукали. Подивись на нього уважно — майже завжди видно, що ти стоїш не в тій теці.

Три типові причини: термінал у сусідній теці; блокнот Windows тихо зберіг файл як hello.py.txt; одрук у назві. Ліки одні: ls — і одразу видно, чого насправді бракує.

Друга: не знайдено саму команду

Тут ще гірше: оболонка не змогла знайти саму програму. Тобто або Python не встановлений, або встановлений, але оболонка про нього не знає. І щоб зрозуміти чому, треба знати про PATH.

PATH — це змінна середовища, у якій записано список тек. Коли ти пишеш python3, оболонка не обшукує весь диск. Вона проходить теки зі списку по черзі і бере перший збіг. Саме тому та славнозвісна галочка на Windows зветься «Add python.exe to PATH» — вона додає теку з Python у цей список.

А ще звідси випливає неочевидне: якщо на комп'ютері кілька Python, запуститься не «найновіший», а той, чия тека стоїть у списку раніше. Покрути повзунок і подивись, як змінюється результат:

08 / ІнструментРедактор коду

Технічно код можна писати в будь-якому текстовому редакторі — навіть у блокноті. Практично редактор для коду дає чотири речі, і кожна економить конкретні хвилини:

• Підсвітка синтаксису. Забув закрити лапку — увесь текст після неї стає кольором рядка. Помилку видно до запуску, а не після.
• Номери рядків. Traceback називає номер. Без нумерації доводиться рахувати пальцем.
• Автодоповнення. Пишеш pri — редактор пропонує print. Це не лінощі: так не виникає одруків у назвах, а вони — добра половина помилок новачка.
• Відступи й кодування. Чотири пробіли замість табуляції, файл у UTF-8. У Python відступ — частина синтаксису, тож це не косметика.

Що взяти: VS Code із розширенням Python або PyCharm Community. Підійде будь-який редактор, у якому є ці чотири речі.

09 / ДіагностикаАнатомія помилки

Коли програма падає, Python друкує traceback — дослівно «слід назад». Виглядає це страшно, але насправді це найдружніша частина мови: у ньому написано, де саме, у якому рядку і що конкретно не так.

Читати його треба з кінця. Останній рядок — це діагноз: тип помилки й пояснення. Рядки вище — це маршрут, яким програма туди дійшла. Якщо функцій ще немає, маршрут складається з одного пункту, і вся інформація вміщується в чотири рядки.

Наведи мишею на будь-яку частину traceback нижче — або натисни на назву частини під ним. Перемикай типи помилок: чотири варіанти внизу — це чотири найчастіші причини падіння.

10 / ОформленняКоментарі й PEP 8

Символ # вимикає для інтерпретатора все, що написано після нього до кінця рядка. Це коментар — текст для людей.

Головне правило коментаря: він пояснює навіщо, а не що. Коментар # додаємо одиницю до рядка storinka = storinka + 1 — сміття: те саме написано в коді. А от # +1, бо для людини нумерація сторінок починається з одиниці — корисно, бо цього в коді не видно.

Друге застосування — тимчасово вимкнути рядок, не видаляючи його. Зручно, коли перевіряєш, чи саме він ламає програму.

PEP 8 у двох реченнях

PEP 8 — це офіційна угода спільноти про те, як має виглядати код на Python: чотири пробіли на відступ, пробіли навколо = та знаків дій, імена змінних малими_літерами_з_підкресленнями, порожній рядок між логічними частинами. Дотримуються її не тому, що інакше не запуститься — запуститься, — а тому що весь світ читає код очима, натренованими на цей вигляд, і чужий код у звичному оформленні розуміється вдвічі швидше.

11 / ГлибшеДля тих, хто вже писав код

Далі — речі, які новачку поки не потрібні, але заощадять багато часу тому, хто вже щось умів у інших мовах.

Чому python3 -m, а не просто назва утиліти

Прапорець -m каже: «знайди модуль із такою назвою й виконай його як програму». Головна перевага в тому, що модуль виконується тим самим інтерпретатором, який ти щойно назвав. Порівняй:

У системі майже завжди кілька Python, а отже кілька pip. Класична загадка «я встановив пакет, а імпорт не працює» — це пакет, що ліг в один інтерпретатор, а потрібен іншому. Форма python3 -m pip знімає питання назавжди. Так само корисні python3 -m venv .venv, python3 -m json.tool file.json і python3 -m http.server.

python проти python3

Історична спадщина. Поки жив Python 2, слово python означало саме його, а python3 — нову гілку. Домовленість (PEP 394) така: python3 завжди вказує на третю версію, а python може взагалі не існувати — і на свіжих Linux та macOS його часто нема. Пиши python3 і не гадай.

Два винятки. Всередині активованого віртуального середовища python існує й вказує саме на потрібний інтерпретатор — там коротка форма безпечна. А на Windows офіційний інсталятор ставить ще й лаунчер py, який уміє вибирати версію: py -3.12 script.py запустить саме 3.12, навіть якщо в системі стоять три Python.

Як не поламати системний Python

Спокуса поставити пакет «просто в систему» через sudo pip install закінчується однаково: pip перезаписує версію бібліотеки, від якої залежить менеджер пакетів ОС, і той перестає працювати. Тому з Python 3.11 діє PEP 668: інтерпретатори з дистрибутивів позначені як externally managed, і pip сам відмовляється туди щось ставити. Це захист, а не перешкода — обходити його прапорцем --break-system-packages варто хіба що з повним розумінням наслідків (назву прапорця обрали не випадково).

Правильне місце для пакетів — віртуальне середовище (venv): окрема тека в проєкті з власним набором бібліотек і власним посиланням на інтерпретатор. Один проєкт — одне середовище, і залежності не конфліктують. Створюється однією командою python3 -m venv .venv, а докладно розберемо це в темі 17 «Віртуальні середовища і pip».

12 / ПідсумокЩо ми тепер уміємо

Формально — вивели один рядок тексту. Насправді зібрали робоче місце й закрили той бар'єр, на якому зупиняється більшість:

• інтерпретатор — окрема програма, яку треба поставити, і версія якої має значення;
• термінал — спосіб називати дії словами, з поточною текою й трьома командами;
• шлях — відносний від того, де ти стоїш, або абсолютний від кореня;
• REPL і файл — діалог проти роботи, і різна поведінка з виводом;
• PATH — чому запускається не той Python, який ти щойно поставив;
• traceback — звіт, який читають з кінця, а не привід засмучуватися.

А тепер про наступний крок. Наша програма нічого не пам'ятає: надрукувала рядок і забула його назавжди. Щоб робити щось складніше, значення треба вміти зберігати — давати їм імена й повертатися до них пізніше. Здається, тема на п'ять хвилин. Насправді саме тут ховається одна з найважливіших ідей Python: ім'я — це не коробка зі значенням, а ярлик, наклеєний на об'єкт. Різниця між цими двома картинками пояснює половину дивної поведінки, з якою ти зіткнешся пізніше.